Tình hình sản xuất và tiêu thụ
Lan Thạch hộc tía (Dendrobium officinale Kimura et Migo) được phân bố ở Việt Nam, Lào, Trung Quốc, Myanma và nhiều nước vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới. Trong Thạch hộc tía có nhiều hợp chất có giá trị dược lý. Tác dụng chính của Thạch hộc tía là tăng cường hệ miễn dịch nhờ hàm lượng polysaccharide phong phú. Đây được xem là loài cây thuốc quý, đang trở nên khan hiếm do cây sinh sản trong tự nhiên chậm, lại bị khai thác quá mức, môi trường sống ngày càng thu hẹp,…Vì vậy công tác nhân giống cần phải chủ động, không phụ thuộc vào các điều kiện tự nhiên.
Những nỗ lực về nhân giống cây lan Thạch hộc tía thông qua nuôi cấy in vitro đã được công bố trong nước và quốc tế, tuy nhiên chưa có hiệu quả cao, cụ thể là hệ số nhân giống thấp, tỷ lệ cây ra rễ thấp và chất lượng cây chưa tốt, chi phí sản xuất còn cao,… Phương pháp nhân giống cây lan Thạch hộc tía bằng kỹ thuật nuôi cấy mô tế bào thực vật cũng có những hạn chế như hệ số nhân chồi chưa cao, tốn công cấy chuyền trong các bình nuôi cấy trên môi trường bán rắn.
Trong khi đó, hệ thống TIS đã được chứng minh có hiệu quả trong việc nhân cụm chồi so với hệ thống nuôi cấy bán rắn, cả trên loài lan Thạch hộc tía và các giống cây khác. Ưu điểm của hệ thống là khi môi trường cung cấp dinh dưỡng cho mẫu, môi trường thừa sẽ được chảy về bên ngăn chứa, do đó hạn chế tối đa mẫu cấy tiếp xúc với nước sẽ hạn chế hiện tượng thủy tinh thể. Với nuôi cấy trên môi trường bán rắn, sau thời gian nuôi cấy phải cấy chuyền sang môi trường mới, thì với hệ thống ngập chìm tạm thời, khi môi trường hết dinh dưỡng có thể tiến hành bổ sung dinh dưỡng dạng dung dịch mẹ để cân bằng nguồn dinh dưỡng như ban đầu.
Việc ứng dụng hệ thống TIS vào vi nhân giống cây lan Thạch hộc tía giúp nâng cao hiệu quả quy trình vi nhân giống, tăng hiệu suất sử dụng môi trường nuôi cấy, giảm giá thành sản xuất cây giống và góp phần bảo tồn loài cây thuốc đang bị khai thác quá mức này.
Quy trình và phương pháp thực hiện
Quy trình vi nhân giống cây lan Thạch hộc tía từ chồi
Diễn giải:
+ Bước 1: Chuẩn bị bình chồi cây lan Thạch hộc tía 2 tháng tuổi được nuôi cấy trên môi trường bán rắn. Cấy chuyền nhân nhanh chồi cây lan Thạch hộc tía trên hệ thống nuôi cấy ngập chìm tạm thời.
Môi trường nuôi cấy: môi trường khoáng cơ bản 1/2MS +2,0 mg/l BA + 0,1 mg/l NAA + 50 ml/l nước dừa + 80 g/l dịch chiết khoai tây + 8,5 g/l agar, pH = 5,8.
+ Bước 2: Nuôi cấy tạo cây hoàn chỉnh cây lan Thạch hộc tía từ sinh khối chồi thu nhận được từ hệ thống nuôi cấy ngập chìm tạm thời.
Môi trường nuôi cấy tạo cây hoàn chỉnh: môi trường khoáng cơn bản 1/2MS + 0,1 mg/l NAA + 100 g/l dịch chiết khoai tây + 8,5 g/l agar, pH = 5,8.
Hệ thống nuôi cấy ngập chìm tạm thời
Hệ thống chia thành 2 ngăn, ngăn bên dưới chứa môi trường nuôi cấy, ngăn bên trên chứa mẫu. Cách thức vận hành: môi trường nuôi cấy được bơm khí nén đẩy qua ống dẫn khí vào ngăn chứa môi trường bên dưới. Lực khí nén đẩy môi trường lên ngăn trên chứa mẫu và cung cấp môi trường cho mẫu cấy trong ngăn chứa mẫu phía trên, qua khe dẫn môi trường. Sau khi bơm khí nén tắt, áp suất trở về bình thường, môi trường theo lực trọng trường chảy về ngăn bên dưới qua khe dẫn.
Ưu điểm của công nghệ, hiệu quả kinh tế
Nhờ tối ưu các thông số nuôi cấy như tỷ lệ mẫu cấy/thể tích (15 g/lít môi trường nuôi cấy), thể tích nuôi cấy và chế độ ngập chìm, phương pháp này cho phép tăng hệ số nhân chồi, từ 4,27 lần (nuôi cấy trên môi trường bán rắn) lên 7,1 lần (trên hệ thống TIS). Ngoài ra, ứng dụng TIS còn giảm chi phí nhân công cấy chuyền mẫu và chi phí điện năng tiêu thụ nhờ giảm lượng đèn chiếu sáng và máy lạnh.
Cụ thể, ưu nhược điểm của các hệ thống nuôi cấy như sau:
|
Hệ thống nuôi cấy
|
Ưu điểm
|
Nhược điểm
|
|
Hệ thống nuôi cấy bán rắn
|
Chi phí đầu tư thấp, dễ thao tác
|
Hệ số nhân giống thấp, tốn nhân công lao động
|
|
Hệ thống nuôi cấy ngập chìm tạm thời Rita/Platima
|
Hệ số nhân giống cao, sử dụng môi trường nuôi cấy hiệu quả, tốn ít công lao động
|
Chi phí đầu tư cao, thao tác phức tạp do hệ thống có nhiều chi tiết đi kèm
|
|
Hệ thống nuôi cấy ngập chìm của dự án
|
Chi phí đầu tư thấp, hệ thống thiết kế đơn giản, sử dụng môi trường nuôi cấy hiệu quả, thao tác đơn giản, hệ số nhân giống cao
|
Khối lượng hệ thống lớn, di chuyển khó
|
Theo tính toán kinh phí sản xuất cho 1.000 cây giống lan Thạch hộc tía, việc ứng dụng hệ thống TIS giúp giảm 21% chi phí sản xuất cây lan Thạch hộc tía, từ 1,2 triệu (môi trường nuôi cấy bán rắn) xuống còn 950 ngàn đồng (hệ thống TIS).
Thông tin chuyên gia, hỗ trợ
1. ThS. Nguyễn Cửu Thành Nhân
ĐT: 0989.639.007. Email: nhannguyenttut@gmail.com
2. Trung tâm Ươm tạo Doanh nghiệp Nông nghiệp Công nghệ cao
Địa chỉ: ấp 1, xã Phạm Văn Cội, huyện Củ Chi, TP.HCM. Điện thoại: 08.62646103. Fax: 08.62646104.