Nhu cầu cấp thiết về phương pháp nhân giống mới
Hoa Cúc là loài hoa trồng chậu và cắt cành phổ biến trên thế giới với hàng tỷ cành được bán ra mỗi năm và được người tiêu dùng ưa chuộng bởi màu sắc phong phú cũng như hình dáng và kích cỡ hoa rất đa dạng. Cây hoa Cúc hiện chiếm thị phần 25-30% trong các loại hoa cắt cành trên thế giới cũng như tại Việt Nam. Ở Việt Nam, hoa Cúc là biểu tượng của sự thanh cao, được xếp vào hàng tứ quý “Tùng, Cúc, Trúc, Mai”.
Hiện nay, việc canh tác hoa và sản xuất cây giống hoa Cúc tại Việt Nam vẫn chưa đáp ứng được về chất lượng cũng như quy mô. Những phương pháp truyền thống cho hệ số nhân giống thấp hoặc chất lượng cây giống chưa đáp ứng được yêu cầu, nên hiệu quả kinh tế thấp. Bên cạnh đó, xuất khẩu cây giống hoa Cúc ra nước ngoài vẫn đang gặp một số khó khăn do cây giống chưa sạch bệnh (cây con bị thoái hóa và nhiễm virus sau vài thế hệ, giá thể sử dụng là đất, xơ dừa chưa qua xử lý hoặc xử lý chưa kỹ làm cho cây con dễ bị lây bệnh trong đất, khó kiểm soát), sự thích nghi vườn ươm chưa cao (tỷ lệ sống sót thấp khi chuyển từ điều kiện nuôi cấy lý tưởng ra điều kiện vườn ươm), vận chuyển khó khăn và đóng gói cồng kềnh (cây giống chỉ có thể trồng trong các vỉ xốp hay khay nhựa nên rất khó vận chuyển bằng hàng không hay hàng hải để xuất khẩu), sản xuất trong hệ thống nhỏ (cây được thuần dưỡng trong các vỉ xốp nhỏ chỉ chứa 60, 100 cây)... Yêu cầu đặt ra là phải tìm được một phương pháp nhân giống mới có thể khắc phục những nhược điểm trên nhằm gia tăng chất lượng cây giống, cải tiến hệ thống nuôi cấy với số lượng lớn, đóng gói dễ dàng và thuận tiện, hướng tới xuất khẩu cây giống là rất cấp thiết.
Trước thực tế nêu trên, TS Hoàng Thanh Tùng và cộng sự thuộc Viện Nghiên cứu Khoa học Tây Nguyên, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam đã nghiên cứu, áp dụng thành công hệ thống vi thủy canh (microponic system) vào nhân giống hoa Cúc. Kết quả của nghiên cứu đã được ứng dụng vào thực tiễn, góp phần giải quyết nhu cầu về giống, nâng cao hiệu quả kinh tế cho các cơ sở sản xuất giống nói riêng, trồng hoa Cúc nói chung.
Giải quyết nhu cầu về giống với kỹ thuật đơn giản, hiệu quả cao
Vi thủy canh là hệ thống nhân giống kết hợp giữa vi nhân giống (micropropagation) và thủy canh (hydroponic), đây là một phương pháp có tiềm năng trong sản xuất cây giống (cây sinh trưởng và phát triển tốt, nuôi cấy không cần điều kiện vô trùng, không cần bổ sung đường, agar vào môi trường nuôi cấy, dễ thực hiện và áp dụng vào thực tiễn). Phương pháp này kế thừa nhiều ưu điểm của kỹ thuật thủy canh và phương pháp vi nhân giống, có thể khắc phục một số hạn chế của phương pháp nhân giống truyền thống như: hiện tượng thủy tinh thể, giảm bớt sự ức chế của ethylen do thoáng khí tốt...
Hệ thống vi thủy canh do TS Hoàng Thanh Tùng và cộng sự phát triển là nghiên cứu đầu tiên trên thế giới kết hợp các ưu điểm của các kỹ thuật khác nhau, từ công nghệ tế bào thực vật, công nghệ nano đến hệ thống chiếu sáng tiết kiệm điện, giúp đem lại hiệu quả tổng hợp ưu việt và tạo ra cây giống chất lượng cao, giá thành rẻ khi sản xuất ở quy mô lớn. Cây hoa Cúc được sản xuất bởi hệ thống này (hình 1) bắt đầu nở hoa sau 15 tuần trồng, sớm hơn 1 tuần so với những cây được sản xuất bởi phương pháp vi nhân giống.
Hình 1. Cây giống hoa Cúc được sản xuất bằng hệ thống vi thủy canh (600 cây giống/hộp).
Chia sẻ về hệ thống vi thủy canh do nhóm của mình nghiên cứu phát triển, TS Hoàng Thanh Tùng cho biết, đây là một hệ thống mở, nghiên cứu này đã đơn giản hóa với các thiết bị, vật liệu, rẻ tiền nhưng vẫn đảm bảo được sự phát triển tốt của cây, nâng cao chất lượng cây giống, dễ dàng áp dụng trên quy mô lớn. Hệ thống vi thủy canh có các ưu điểm so với các phương pháp truyền thống như: 1) Rút ngắn bớt giai đoạn trong quy trình nhân giống vô tính bằng việc kết hợp giai đoạn ra rễ với giai đoạn thuần dưỡng cây giống trong nuôi cấy in vitro, từ đó gia tăng tỷ lệ sống của cây (100%); 2) Tiết kiệm chi phí do không sử dụng đường, agar, cồn... trong quá trình nuôi cấy cũng như tiết kiệm điện năng do không cần hấp tiệt trùng môi trường và nuôi cấy dưới điều kiện chiếu sáng LED; 3) Hệ thống hộp nhựa dễ mua trên thị trường cũng như dễ dàng đóng gói trong các hộp đựng mứt nhỏ, có thể xếp chồng lên nhau và hiệu quả hơn 20 lần so với phương pháp nhân giống truyền thống (hình 2); 4) Chất lượng cây giống được nâng cao nhờ nuôi cấy dưới điều kiện chiếu sáng LED, bổ sung nano bạc hạn chế vi sinh vật cũng như gia tăng sinh trưởng của cây; 5) Hệ thống này có thể sản suất quy mô lớn (300 và 600 cây) (hình 1); 6) Hệ thống sản xuất này có thể nghiên cứu ứng dụng cho nhân giống một số loài hoa, thân gỗ, dược liệu khác.
Hình 2. Cây giống hoa Cúc được đựng trong hộp đựng mứt (A) và khay xốp (B).
Cho đến nay, đã có nhiều đơn vị ứng dụng tiến bộ này vào sản xuất giống hoa Cúc như Công ty Giống cây trồng miền Nam, Công ty Công nghệ sinh học Thái Dương, Công ty TNHH thương mại dịch vụ Farmy,... và các cơ sở sản xuất giống quy mô gia đình ở tỉnh Lâm Đồng. Có thể thấy khả năng ứng dụng đã được thực tế chứng minh mặc dù chưa có thống kê về hiệu quả kinh tế tuyệt đối mà nghiên cứu này đem lại. Hơn nữa, quy mô ứng dụng có thể được nhân rộng khi kỹ thuật này được áp dụng ở các địa phương khác trong nước, các quốc gia khác cũng như cho các giống cây trồng khác.
Ngoài ra, để giúp phổ biến nhanh chóng các tiến bộ từ nghiên cứu của mình vào thực tiễn sản xuất, đem lại nguồn lợi kinh tế cho cộng đồng và doanh nghiệp, TS Hoàng Thanh Tùng và cộng sự đã không đăng ký bảo hộ sở hữu trí tuệ cho sản phẩm của mình. Đây cũng là đóng góp có ý nghĩa đặc biệt của nhóm nghiên cứu.
Công Thường