Đề tài Nghiên cứu khả năng tái sinh cây In Vitro của một số giống đậu tương

ủa từng khối mô sẽ tạo điều kiện thuận lợi cho sự hoạt hoá các gen của tế bào. Quá trình phát sinh hình thái trong nuôi cấy mô tế bào thực vật thực chất là kết quả của quá trình phân hoá và phản phân hoá. Kỹ thuật nuôi cấy mô tế bào xét cho đến cùng là kỹ thuật điều khiển sự phát sinh hình thái của tế bào thực vật (khi nuôi cấy tách rời trong điều kiện nhân tạo và vô trùng) một cách định hướng dựa vào sự phân hoá và phản phân hoá của tế bào trên cơ sở tính toàn năng của tế bào thực vật. Để điều khiển sự phát sinh hình thái của mô nuôi cấy, người ta thường bổ sung vào môi trường nuôi cấy hai nhóm chất điều tiết sinh trưởng thực vật là auxin và cytokinin. * Các giai đoạn trong quá trình nhân giống in vitro +Giai đoạn 1: Giai đoạn chuẩn bị tạo cây mẹ sạch bệnh và nuôi cấy khởi động. + Giai đoạn 2: Chọn mẫu cấy phù hợp cho việc tái sinh nhân nhanh cây. Khử mô nuôi cấy sau khi đã xác định được mẫu cấy bằng (HgCl2, NaOCl, H2O2). Lựa chọn môi trường nuôi cấy phù hợp để mẫu phát sinh chồi bất định hoặc phôi vô tính. + Giai đoạn 3: Nhân nhanh. + Giai đoạn 4: Tạo cây hoàn chỉnh. + Giai đoạn 5: Đưa cây ra ngoài vườn ươm. II.1.4. Các kỹ thuật nuôi cấy mô tế bào thực vật invitro * Nuôi cấy phôi Năm 1921 Dieterich đã đưa ra kết luận là phôi nuôi cấy invitro hoàn toàn có thể nảy mầm không qua giai đoạn ngủ nghỉ dựa trên cơ sở các nghiên cứu của mình. Nhưng môi trường dinh dưỡng cho sự tạo cây ở phôi trưởng thành và phôi non là khác nhau, phôi non cần môi trường giàu dinh dưỡng hơn. * Nuôi cấy mô trong cơ quan tách rời Năm 1946 Wetmare đã chứng minh các bộ phận của cây đều có thể nuôi cấy khi gặp điều kiện thuận lợi. Với các bộ phận khác nhau trên cây thì nhu cầu dinh dưỡng khi nuôi cấy cũng rất khác nhau. Muốn duy trì sinh trưởng và phát triển mô của cơ quan nuôi cấy thì sau một khoảng thời gian nhất định ta phải cấy chuyển sang môi trường mới. Ứng dụng: Nghiên cứu các môi trường dinh dưỡng phù hợp với các bộ phận khác nhau của cây, tạo mô sẹo nhân cây in vitro. * Kỹ thuật nuôi cấy mô phân sinh Thường sử dụng là các mô đỉnh chồi và đỉnh cành có kích thước từ 0,1 mm đến 1,0 mm. Các mô phân sinh dùng để nuôi cấy thường tách từ các mầm non, các chồi mới hình thành và các cành non. Khi sử dụng các mô phân sinh cần phải cân bằng giữa các chất điều hòa sinh trưởng. Ứng dụng: Tạo cây sạch virus, nhân giống in vitro tạo cây đa bội thông qua xử lý Conxixin [16]. * Nuôi cấy bao phấn Đã có rất nhiều kết quả nghiên cứu cho thấy hạt phấn nuôi cấy có thể phát triển thành cây đơn bội hoàn chỉnh trong điều kiện nuôi cấy in vitro bằng con đường tạo phôi trực tiếp và gián tiếp trung gian qua mô sẹo và tạo cơ quan. Ứng dụng: Tạo các dòng thuần, biểu hiện các gen lặn, cây đơn bội thu được từ nuôi cấy bao phấn và hạt phấn là nguồn nguyên liệu cho chọn dòng đột biến. * Nuôi cấy tế bào đơn và tế bào trần Năm 1960 Cooking sử dụng enzim phân giải tế bào và đã tạo ra một số lượng lớn tế bào trần. Khi tách khỏi mô hoặc quần thể tế bào chúng được nuôi riêng rẽ. Ứng dụng: Là đối tượng lý tưởng trong nghiên cứu những biến đổi di truyền ở thực vật bằng phương pháp dung hợp 2 loại tế bào trần để tạo các cây lai soma. * Nuôi cấy mô sẹo Các mô đã biệt hóa được tách ra dưới điều kiện thích hợp sẽ phản biệt hóa tạo thành mô sẹo. Có thể sử dụng bất kỳ bộ phận dinh dưỡng nào của cây: Mảnh lá, thân, rễ làm vật liệu nuôi cấy tạo mô sẹo hoặc có thể sử dụng hạt gieo trên môi trường thích hợp đến khi phát triển thân mầm, tiếp tục cắt thân thành những đọan nhỏ và đưa vào môi trường tạo mô sẹo (cà chua). Nên sử dụng mô sẹo sơ cấp để tái sinh sẽ thu được cây tái sinh đồng nhất bởi vì tế bào mô sau khi cấy chuyển nhiều lần dễ phát sinh đột biến. * Kỹ thuật nuôi cấy tế bào dung dịch lỏng (suspension culture). Từ những năm 1959 Tulecke và Nickell đã thử nghiệm sản xuất sinh khối mô thực vật ở qui mô lớn (134 l) bằng nuôi cấy chìm. Các nhà khoa học đã nuôi tế bào ở qui mô công nghiệp phục vụ sản xuất sikonin chọn tạo các dòng tế bào cho sản lượng các sản phẩm thứ cấp stukonin cao hơn. Công nghệ nuôi cấy tế bào trong các bioreactor dung tích lớn sản xuất sinh dược, thương mại hóa. * Công nghệ tế bào ứng dụng trong chuyển gen vào cây trồng Đưa những gen cần chuyển vào thực vật tạo cây mang những đặc tính mong muốn có thể chưa từng xuất hiện ở loài cây đó, thậm chí trong toàn bộ dòng họ. Những gen chuyển vào cây trồng phụ thuộc rất nhiều vào hệ thống nuôi cấy tái sinh tế bào thành cây invitro sau chuyển gen. Tạo những biến đổi sâu sắc có định hướng trong các tính trạng của cây thông qua biến đổi các protein chủ chốt của tế bào, điều khó đạt được trong phương pháp cổ điển. - Gen cần chuyển phải được di truyền cho thế hệ sau. - Gen cần chuyển phải được thể hiện đúng lúc đúng chỗ. 1.1.5. Thành phần môi trường nuôi cấy Môi trường nuôi cấy phải cung cấp các nguyên tố quan trọng và các chất dinh dưỡng cần thiết cho sự phát triển của cây invitro. Sự lựa chọn hay phát triển môi trường nuôi cấy là một bước quan trọng trong bất cứ đề tài nuôi cấy mô tế bào nào. Thành phần môi trường sử dụng bao gồm các yếu tố sau: + Các muối khoáng đa lượng và vi lượng. + Vitamin. + Nguồn cacbon. + Chất hữu cơ. + Các chất điều hòa sinh trưởng (nhóm Auxin, Cytokinin). + Tác nhân làm đông (nếu môi trường nuôi cấy ở thể rắn). * Nguồn Cacbon Khi được nuôi cấy invitro thường thì các tế bào thực vật không có khả năng quang hợp. Do đó đòi hỏi phải cung cấp nguồn Cacbon cho các hoạt động dinh dưỡng của tế bào. Nguồn Cacbon được ưa chuộng nhất hiện nay trong nuôi cấy là sucrose, một số trường hợp sử dụng Glucose và fuctozose thay thế cho Sucrose nhưng chúng thường nghèo hydrat cacbon đối với cây. Khi khử trùng chú ý không nên để quá lâu để tránh hiện tượng caramen hóa xảy ra làm cho môi trường chuyển sang màu vàng ức chế sự phát triển của tế bào. * Các muối khoáng đa và vi lượng. Với cây trồng thì các chất khoáng đa và vi lượng đóng vai trò rất quan trọng. Nguyên tố đa lượng gồm N, P, K, Mg, S và Ca. Các nguyên tố đa lượng này thường tồn tại ở dạng muối và tồn tại trong dung dịch. Đây là nguyên liệu để những tế bào hình thành nên cấu trúc của mình. Nguyên tố vi lượng điển hình thường sử dụng như các nguyên tố Fe, Cu, Zn, Mn, Bo, I, Co. Nhờ các nguyên tố vi lượng này mà cây mới sinh trưởng và phát triển bình thường. Ngoài ra, chúng còn tham gia vào thành phần của enzym xúc tác cho phản ứng sinh hoá diễn ra trong tế bào. * Các vitamin Ảnh hưởng của các vitamin lên sự phát triển của tế bào nuôi cấy invitro ở các loài khác nhau là khác nhau. Hầu hết tế bào nuôi cấy đều có khả năng tổng hợp tất cả các loại vitamin cơ bản nhưng với số lượng dưới mức yêu cầu. Để mô có thể sinh trưởng tốt nhất phải bổ sung thêm vào môi trường một hay nhiều loại vitamin và aminoacid. Trong các loại vitamin, B1 được xem là quan trọng cho sự phát triển của thực vật. Axit nicotinic (B3) và pyridoxune (B6) cũng có thể được bổ sung thêm vào môi trường nuôi cấy tăng cường sức sinh trưởng của mô. * Các chất bổ sung - Glutamin: - Asparagin: * Phytagel: 1.1.6. Ảnh hưởng của các chất điều hòa sinh trưởng Các chất kích thích sinh trưởng gồm 2 nhóm chính: auxin và Cytokinin, ngoài ra còn có nhóm gibberlin và etylen là nhóm chất điều tiết kích thích sự sinh trưởng phát triển, phân hóa cơ quan. * Nhóm Auxin Các auxin sử dụng có thể là auxin tự nhiên hoặc tổng hợp bao gồm( IAA, NAA, 2,4D, IBA) chủ yếu được sử dụng để kích thích sự phân bào và tạo rễ nhưng nếu sử dụng liều lượng quá cao dễ tạo ra các đột biến. Auxin thường hòa tan trong etanol hoặc NaOH pha loãng [15]. Vai trò: - Kích thích sự phân chia và kéo dài tế bào. - IAA kích thích chồi bên sản sinh ra ethylen làm ức chế sinh trưởng chồi đỉnh. - IAA (3- irdole aceticacid) đóng vai trò kích thích sự phân hóa của các mô dẫn (xylem và phloem). IAA, IBA, NAA thường được sử dụng cho phát sinh rễ. - Auxin kích thích sự mọc rễ ở cành dâm và phát sinh chồi phụ có ảnh hưởng khác nhau với sự rụng lá, sự ra hoa đậu quả, sự phát triển và chín của quả. - 2,4D sử dụng rộng rãi cho sự phát sinh mô sẹo. - Tạo và nhân nhanh mô sẹo (callus). - Kích thích tạo chồi bất định ở nồng độ thấp. IAA là Auxin tổng hợp dễ bị phân hủy sau vài ngày khi để ngoài ánh sáng, do đó nên pha dung dịch IAA sau mỗi tuần. * Nhóm Cytokinin - Các Cytokinin có tác dụng kích thích sự phân bào và phân hóa chồi. Trong môi trường nuôi cấy tỷ lệ Auxin/ Cytokinin quyết định sự phân chia tế bào, phân hóa chồi từ mô sẹo, tạo phôi vô tính. - Cytokinin gồm có kinetin, BAP, zeatin, 2iP. + Kinetin (6 - fafurolaminoprrine) hình thành và phát triển trong điều kiện nhiệt độ cao từ chế phẩm ADN có tác dụng kích thích sự phát sinh chồi. + Zeatin (6 – hydoxy - 3 - methylbut - 2 enl amino purin) thực chất là một dẫn xuất của adenin có tác dụng kích thích sự tạo chồi nhưng giá quá đắt nên ít sử dụng. + BAP (6 - benzyl amino purine) có hoạt tính cao hơn kenitin và bền với nhiệt độ cao, hơn zeatin. + 2ip (Isopentenil- adenine) Chức năng chủ yếu của Cytokinin trong quá trình phân bào là kích thích sự phân chia tế bào, kích thích phát sinh chồi trong nuôi cấy, tăng diện tích phiến lá, tạo chồi bất định (nồng độ cao) ức chế quá trình già hóa, kích thích tạo diệp lục, ức chế sự kéo dài chồi, ức chế sự hình thành rễ, có thể làm tăng sự phát triển mật độ khí khổng ở một số loài [17]. Cytokinin được pha bằng dung dịch HCl loãng. * Gibberilin (GA3): là chất được sử dụng nhiều hơn cả trong nhóm gibberilin có hơn 20 chất. Thường ít thấy sử dụng trong nuôi cấy mô tế bào thực vật bởi nó ức chế sự phát triển mô sẹo và hình thành rễ bất định, do hoạt động của mô sẹo chúng được sử dụng trong nghiên cứu về sự tạo hình. GA3 tan được trong nước nhưng trong môi trường axit, nhiệt độ cao thì GA3 mất họat tính sinh học. Trong môi trường kiềm, GA3 chuyển thành dạng điện phân không hoạt động. * Axit absisic (ABA) Tác dụng: Tạo phôi, kích thích sự chín phôi, kích thích sự phát chồi ở nhiều loài thực vật. Phát huy khả năng chống chọi của tế bào với ngoại cảnh bất thuận ( gây ra đóng khí khổng) sản sinh các yếu tố ức chế mất nước, nhiệt độ thấp. Dung dịch mẹ pha cao gấp 1000 lần (NaOH 1N), ABA khá ổn định với nhiệt độ nhưng rất nhạy với ánh sáng, được pha loãng bằng dung môi nước. * Ethylen Là chất ức chế sinh trưởng gây sự già hóa, rụng lá, quả, làm chín, kích thích nở hoa, sự lão hóa của hoa và lá. Với cây trồng thì các chất khoáng đa lượng và vi lượng đóng vai trò rất quan trọng . II.2. Lịch sử nghiên cứu cây đậu tương II.2.1. Nguồn gốc lịch sử và phân bố cây đậu tương Cây đậu tương (đậu nành - Glycine max L) có nguồn gốc xa xưa từ Trung Quốc và được sử dụng làm cây thực phẩm phục vụ đời sống con người từ hơn 4000 năm trước. Vào thế kỷ thứ 11 trước công nguyên, người Trung Quốc đã bắt đầu sử dụng đậu tương. Hàng trăm năm sau khi Trung Quốc phát hiện ra những ứng dụng của đậu tương và thuần hóa chúng, các nước khác cũng đua nhau sử dụng đậu tương. Sau đó, khoảng thế kỷ thứ VIII người Nhật Bản đen về trồng trên đất nước mặt trời mọc, rồi tiếp tục được trồng ở một số nước châu Á như: Thái Lan, Malalysia, Hàn Quốc, Việt Nam, Indonesia, Philippines, Việt Nam, Malaysia, Miến Điện, Nepal và miền Bắc Ấn Độ đã bắt đầu sử dụng đậu tương. Đậu nành được sử dụng làm đậu phụ, tào phớ, ép lấy dầu... Trong khi đó, các nước châu Âu khác vẫn chưa biết đến việc sử dụng đậu nành. Cuối cùng, mãi đến thế kỷ thứ XVII, XVIII , đậu nành mới được trồng ở các nước châu Âu và Bắc Mỹ. Và lâu hơn nữa thì hạt đậu tương mới chạm được đến đất Mỹ. Ngày nay, quốc gia đứng đầu về đậu tương với 50% sản lượng toàn thế giới là Hoa Kỳ [4]. II.2.2. Vị trí trong phân loại thực vật [9] Giới (Kingdom) : Plantae Nghành (Phylum) : Magnoliophyta Lớp (Classis) : Magnoliopsida Bộ (Ordo) : Fabales Họ (Familia) : Fabaceae Phân họ (Subfamilia) : Paboideae Chi (Genus) : Glycine Loài (Species) : G. max II.2.3. Vai trò của cây đậu đậu tương Cùng với thời gian, ngày nay cây đậu tương (Glycine Max (L) Merrill) còn gọi là đậu nành càng thể hiện được vai trò vô cùng quan trọng trên nhiều lĩnh vực. Khó có thể tìm thấy một loại cây trông nào có tác dụng nhiều mặt như cây đậu tương. Là cây trồng đã biết đến từ rất lâu, sản phẩm của nó làm thức ăn cho con người, thức ăn cho gia súc, nguyên liệu cho công nghiệp, hàng xuất khẩu và là cây cải tạo đất tốt. Bởi vậy nó được ví là loại "cây kỳ lạ", "vàng mọc từ đất", "cây thần diệu", "cây đỗ thần", "cây thay thịt" hay còn được gọi là "Ông Hoàng trong các loại cây họ đậu"… [5] Quả là đúng khi đánh giá về tầm quan trọng của đậu tương như vậy. Bởi những giá trị toàn diện mà cây đậu tương mang lại. Mà những giá trị kinh tế đó chủ yếu được quyết định bởi các thành phần chứa trong hạt. Hạt đậu tương gồm có protein, lipit, hydrat cacbon, các chất khoáng... Trong đó protein và lipit là hai thành phần quan trọng nhất chiếm khoảng 60% trọng lượng hạt. Theo giáo trình Cây công nghiệp thì trong hạt đậu tương hàm lượng protein chiếm khoảng 40-50% và lipit biến động từ 12-24% tuỳ theo giống và điều kiện khí hậu. Điều này thực sự cho thấy đây là loại hạt duy nhất mà giá trị của nó được đánh giá đồng thời cả protein và lipit mà phải nói rằng so với một số thực phẩm, thịt hay một số loại hạt đậu đỗ khác thì hàm lượng protein rõ ràng là cao hơn hẳn.Bên cạnh hàm lượng lớn về protein và lipit, hạt đậu tương còn giàu nguồn sinh tố và muối khoáng và chứa nhiều loại axit amin trong đó có 8 axit amin không thay thế như: Arginin, Histidin, Lysin, Triptophan...Hàm lượng của các axit amin có chứa lưu huỳnh như Methionin, Sistein, Sixtin...trong đỗ tương rất gần với hàm lượng của các chất này ở trứng. Hàm lượng của Cazein, đặc biệt là của Lysin rất cao, gấp rưỡi của trứng. Điều này cho thấy đây là loại hạt mà có đầy đủ và cần đến của các loại axit amin cần thiết. Hơn nữa protein của đậu tương dễ tiêu hoá hơn thịt và không có Colesteron. Ngày nay, qua các thí nghiệm mới người ta còn biết thêm nó chứa chất Lexithin có tác dụng làm cho cơ thể trẻ lâu, sung sức, làm tăng thêm trí nhớ và tái sinh các mô, làm cứng xương và tăng sức đề kháng của cơ thể. Trong thời đại ngày nay khi chúng ta đang tìm nguồn dầu thực vật để thay thế việc phải dùng mỡ động vật thì có thể thấy rằng với hàm lượng lipit như đã nói ở trên có thể đủ cung cấp một lượng dầu thực vật khá lớn. Cho nên so với các loại đậu đỗ khác cây đậu tương được coi là cây lấy dầu thực vật quan trọng. Lipit của đậu tương chứa một tỷ lệ các axit béo chưa no có hệ số đồng hoá cao, mùi vị thơm ngon như: axit oleic (30-35%), axit lioleic (45-55%) và linonic (5-10%). Dùng dầu đậu tương thay mỡ động vật có thể tránh được xơ mỡ động mạch và có tác dụng tốt đối với sức khoẻ con người. Thành phần khá quan trọng trong hạt đậu tương nữa là các Vitamin. Hạt đậu tương chứa khá nhiều các loại Vitamin mà đặc biệt phải kể đến hàm lượng của các Vitamin B1, B2, ngoài ra là các loại Vitamin PP, A, E, K, D, C...và các loại muối khoáng khác. Theo tác giả Nguyễn Danh Đông, trong 100g hạt đậu tương có hàm lượng Vitamin B1 có thể cung cấp cho một nửa nhu cầu B1 của cơ thể trong một ngày. Đặc biệt hạt đậu tương ngâm hàm lượng Vitamin C tăng từ 8,7-354mg trong 100g hạt đậu tương. Nhân dân một số vùng như Cao Bằng, Bắc Kạn… đã dùng hạt đậu tương nảy mầm làm rau giá, đó là món ăn tốt và giàu Vitamin, protein. Ngoài ra đậu tương còn chữa được nhiều bệnh như đái đường, thần kinh suy nhược, suy dinh dưỡng.Bởi những thành phần như vậy mà từ lâu con người đã biết sử dụng hạt đậu tương vào việc chế biến thành thức ăn, thành các dạng thực phẩm khác nhau. Cho đến nay, người ta đã chế biến ra được trên 600 sản phẩm khác nhau, trong đó có hơn 300 loại thức ăn bằng các phương pháp cổ truyền, thủ công và hiện đại dưới các dạng tươi, khô, lên men...như giá đỗ, bột đậu tương, tương đậu phụ, đậu hũ, chao, tào phớ, sữa đậu nành, xì dầu...đến các sản phẩm cao cấp khác như cà phê đậu tương, socola đậu tương, bánh kẹo, pate, thịt, nhân tạo... được mệnh danh là “người đầu bếp của thế kỷ”. Đối với nhân dân ta có lẽ không ai biết rõ từ khi nào đậu tương đã được sử dụng làm thức ăn cung cấp một phần nhu cầu chất đạm cho con người và gia súc dưới dạng các món ăn cổ truyền [10 ]. Đối với con người, đậu tương còn là một vị thuốc để chữa bệnh, đặc biệt là đậu tương hạt đen có tác dụng tốt cho tim, gan, thận, dạ dày và ruột. Đặc biệt đối với người mắc bệnh đái đường, thấp khớp, mới ốm dậy, lao động quá sức thì quả là loại thức ăn tốt. Ngày nay, bên cạnh việc sử dụng hạt đậu tương chín để làm thức ăn thì con người lại có xu hướng sử dụng đậu tương như một loại rau. Thực ra điều này cũng đã được con người chú ý đến. Ở nước ta các vùng nông thôn vẫn hay thu hoạch đậu tương sớm và luộc ăn nhưng chưa được xem như là một loại rau như những năm gần đây.Hạt đậu tương không những là thức ăn cho người mà nó còn góp phần cung cấp thức ăn cho chăn nuôi gia súc, gia cầm. Trong khi nhà nước ta đang có những biện pháp để tăng sự phát triển của ngành chăn nuôi thì đối với việc dùng đậu tương làm thức ăn cho gia súc đã giải quyết được một khâu quan trọng trong vấn đề tìm nguồn thức ăn. Để sử dụng đậu tương làm thức ăn cho gia súc có thể sử dụng trực tiếp hạt hay bã đậu tức là bột đậu tương sau khi ép lấy dầu, bã dùng làm nguyên liệu chế biến thức ăn tinh hỗn hợp giàu đạm để nuôi gia súc, gia cầm theo hướng công nghiệp. Thân lá cây đậu tương có thể dùng làm thức ăn gia súc, gia cầm rất tốt. Trong công nghiệp, dầu đậu tương còn được sử dụng làm xi, sơn, mực in, xà phòng, chất dẻo, cao su nhân tạo, len nhân tạo, thuốc trừ sâu... Thực sự trong giai đoạn hiện nay phát triển nền nông nghiệp bền vững là điều mà mỗi một quốc gia đều mong muốn. Chính vì vậy mà với chủ trương phát triển nền nông nghiệp bền vững thì vai trò của cây đậu tương trong hệ thống nông nghiệp là vô cùng quan trọng. Một điều khá đặc biệt đối với những cây thuộc họ đậu là chúng có khả năng tích luỹ đạm tự do trong không khí để tự túc và làm giàu đạm cho đất nhờ vào sự cộng sinh với vi khuẩn nốt sần Rhizobium Japonicum ở bộ rễ và trong điều kiện thuận lợi các vi khuẩn nốt sần này có thể tích lũy được một lượng đạm tương đương với 20-25kg ure/ha. Rễ ăn sâu phân nhánh nhiều làm đất tơi xốp, thân lá được dùng làm phân xanh rất hiệu quả. Bởi vậy nên trồng đậu tương không những tốn ít phân đạm mà còn làm cho đất tốt lên, có tác dụng tích cực trong việc cải tạo và bồi dưỡng đất. Mặt khác, đậu tương là cây trồng ngắn ngày, các giống đậu tương ngắn ngày thì thời gian sinh trưởng chỉ có 70-75 ngày và với khả năng thích nghi trên nhiều loại đất khác nhau, ở nhiều vụ trong năm nên là cây trồng tốt trong việc luân canh, xen canh, gối vụ với nhiều loại cây trồng khác nhau. Do đó, trong điều kiện nhiệt đới ẩm của nước ta, đậu tương là cây trồng dễ đưa vào hệ thống luân canh tăng vụ hoặc trồng xen, vừa đem lại hiệu quả kinh tế, vừa tốt cho sự sinh trưởng phát triển của các cây trồng khác. Vì vậy chúng được xem là cây trồng quan trọng của Nông nghiệp Việt Nam. II.2.4. Tình hình sản xuất đậu tương trên thế giới và Việt Nam II.2.4.1. Tình hình sản xuất đậu tương trên thế giới Đậu tương là cây trồng lấy hạt, cây có dầu quan trọng bậc nhất trên thế giới, đứng hang thứ 4 sau lúa mì, lúa nước và ngô. Do khả năng thích ứng rộng nên nó đã được tròng ở khắp năm châu lục, nhưng tập chung nhiều nhất ở châu Mỹ, tiếp đó là châu Á. Tình hình sản xuất đậu tương trong những năm gần đây được thể hiện ở bảng sau Bảng 1: Tình hình sản xuất đậu tương trên thế giới từ năm 2001 đến năm 2005 Năm Diện tích (triệu ha) Năng suất (tạ/ ha) Sản lượng (triệu tấn) 2001 76,077 23,20 176,761 2002 79,167 22,73 108,907 2003 83,600 23,40 188,929 2004 91,440 22,34 204,266 2005 91,386 23,00 209,532 (Nguồn: FAOSTAT Database, 2006) [5]. Số liệu ở bảng 1 cho thấy diện tích gieo trồng và sản lượng trên thế giới tăng rất nhanh trong vòng 5 năm qua. Trên thế giới (tính đến tháng 4/ 2006), 78 nước trồng đậu tương với diện tích khoảng hơn 91 triệu ha với năng suất bình quân khá cao 22-23 tạ/ ha đã tạo ra một sản lượng đậu tương lớn gấp hơn 2 lần so với 20 năm về trước. Các nước trồng đậu tương đứng hàng đầu trên thế giới về diện tích và sản lượng là Mỹ, Braxin, Achentina và Trung Quốc [5]. Nước Năm 2003 Năm 2004 Năm 2005 Diện tích (triệu ha) Năng suất (tạ/ ha) Sản lượng (triệu tấn) Diện tích (triệu ha) Năng suất (tạ/ ha) Sản lượng (triệu tấn) Diện tích (triệu ha) Năng suất (tạ/ ha) Sản lượng (triệu tấn) Mỹ 29,33 22,77 66,77 29,93 28,6 85,740 28,84 28,72 82,82 Braxin 18,52 28,08 52,02 21,52 23,14 49,793 22,89 21,92 50,10 Achentina 12,4 28,0 34,88 14,03 22,0 31,500 14,03 27,28 33,30 Trung Quốc 9,32 16,53 15,39 9,70 18,14 17,600 9,50 17,79 16,90 (Nguồn: FAOSTAT Database, 2006) [5] Qua bảng số liệu ta thấy Mỹ là nước đang dẫn đầu về sản lượng và diện tích. Bộ Nông nghiệp Mỹ ước tính sản lượng đậu tương trên thế giới năm 2010 đạt 242,07 triệu tấn. Tổng diện tích đậu tương dự báo đạt 99,72 triệu ha, năng suất đậu tương sẽ đạt bình quân 2,43 tấn/ha [1]. II.2.4.2. Tình hình sản xuất đậu tương ở trong nước Ở Việt Nam trong vòng hơn 20 năm qua (1985 - 2006) diện tích, năng suất và sản lượng đậu tương đã không ngừng tăng, đặc biệt trong những năm gần đây, cụ thể: năm 2000 diện tích trồng đậu tương là 124100 ha đến năm 2005 tăng lên 203600 ha, năng suất đạt từ 12000 tạ/ha năm 2000 lên đến 14300 tạ/ha năm 2005 và sản lương đạt từ 147300 tấn năm 2000 lên 290600 tấn năm 2005 [11]. Một số tài liệu cho rằng cây đậu tương được đua vào trồng ở nước ta từ thời vua Hùng và xác định nhân dân ta trồng cây đậu tương trước cây đậu xanh và cây đậu đen (Ngô Thế Dân & CS 1999). Ngày nay đậu tương đã trở nên quen thuộc với nhân dân ta. Các món ăn được chế biến từ đậu tương tở thành những món ăn phổ biến thường ngày. Tuy nhiên đậu tương được trồng ở nước ta chủ yếu là sử dụng làm thực phẩm mang tính tự cung tự cấp. Trong những năm gần đây, cây đậu tương đã phát triển khá nhanh về cả diện tích và năng suất góp phần tạo mặt hàng nội địa quan trọng. Tình hình sản suất đậu tương trong nước mấy năm trở lại đây được trình bày ở bảng 2: Bảng 2: Tình hình sản xuất đậu tương ở Việt Nam trong những năm gần đây ( 2001 – 2007 ) Chỉ tiêu Năm Diện tích (nghìn ha) Năng suất (tạ / ha) Sản lượng (nghìn tấn) 2001 140,3 12,4 173,7 2002 158,6 13,0 205,6 2003 165,6 13,3 219,7 2004 183,8 13,4 245,9 2005 204,1 14,3 292,7 2006 185,6 13,9 258,1 2007 187,4 14,7 275,2 (Nguồn: Tổng cục Thống kê, 2006) Hiện nay cây đậu tương được trồng ở cả 7 vùng nông nghiệp trên cả nước, do điều kiện sinh thái của mỗi vùng khác nhau nên có sự khác biệt khá rõ về diện tích, năng suất và sản lượng [11]. Bảng 3: Diện tích, năng suất và sản lượng đậu tương của 7 vùng năm 2005 Địa điểm Diện tích (nghìn ha) Năng suất (tạ/ ha) Sản lượng (nghìn tấn) Cả nước 203,6 14,3 291,5 Đồng bằng Sông Hồng 67,3 16,0 107,5 Vùng Đông Bắc 48,4 10,4 50,2 Vùng Tây Bắc 25,0 11,5 28,7 Vùng Bắc Trung Bộ 6,5 12,2 7,9 Tây Nguyên 27,1 15,7 42,5 Đông Nam Bộ 5,3 10,6 5,6 Đồng bằng Sông Cửu Long 21,2 21,0 44,5 Bảng 3 cho thấy Tây Nguyên là vùng có diện tích trồng đậu tương lớn thứ 3 trong 7 vùng nông nghiệp trên cả nước. Cùng với sự tăng trưởng của các loại cây chính như: cao su, cà phê, hồ tiêu… thì đậu tương cũng đang được chú trọng và phát triển trên vùng đất này. Mặc dù sản lượng đậu tương ở nước ta vẫn tăng nhưng so với các nước trên thế giới và trong khu vực năng suất của ta vẫn còn thấp và đặc biệt trong những năm gần đây diện tích, năng suất và sản lượng đậu tương của nước ta giảm đi đáng kể. Năm 2005 diện tích từ 203,6 nghìn ha giảm xuống chỉ còn 185,6 nghìn ha và sản lượng giảm từ 290,6 nghìn tấn xuống còn 186,9 nghìn tấn năm 2006. Tuy nhiên, đánh giá về tình hình sản xuất và phát triển cây đậu tương trong nước thời gian qua (niên giám thống kê năm 2008) cho thấy: Tổng diện tích cây đậu tương đạt 204100 ha, sản lượng đạt 292000 tấn, năng suất đạt 1,43 tỉ tấn /ha (năng suất cao nhất trong khối Asean và bằng 58% so với bình quân thế giới). Thực tế, sản lượng đậu tương của nước ta chỉ đáp ứng được khoảng 15% nhu cầu tại chỗ. Mặt khác, nhu cầu đậu tương của thế giới ngày càng tăng, chỉ tính riêng Trung Quốc nhu cầu hàng năm là 25-30 triệu tấn/ năm. Do vậy, việc tăng sản lượng đậu tương là vấn đề chiến lược của Nông nghiệp nước ta, trong đó công tác cải tạo giống đóng vai trò quan trọng trong tình hình hiện nay [1]. II.3. Lịch sử nghiên cứu nuôi cấy mô cây đậu tương Đã có nhiều nghiên cứu về việc tái sinh cây đậu tương thông qua nuôi cấy các cơ quan như: Lá mầm, mắt thật đầu tiên (Barwale và Cs 1986, Kim và Cs 1990), lá thật đầu tiên của cây non (Wright và Cs 1987), phôi soma (Lazzeri và Cs 1985, Rouch và Cs, 1985). Một trong những phương pháp hiệu quả nhất để tái sinh cây đậu tương là thông qua phôi vô tính từ các mô nuôi đậu tương. Năm 1983, Christinanson & Cs đã công bố công trình đầu tiên về nuôi cấy mô đậu tương. Sau đó có nhiều bài báo công bố tiếp theo (Lippmann, 1984; Lazz