Công nghệ điều khiển lan hồ điệp ra hoa theo ý muốn tại Trung tâm Nghiên cứu và Phát triển Hoa, Cây cảnh

Lan hồ điệp (Phalaenopsis spp.) là một trong những loại hoa cao cấp có giá trị kinh tế và thẩm mỹ cao, được mệnh danh là “nữ hoàng của các loài lan”. Việc kiểm soát thời gian ra hoa của lan hồ điệp là yêu cầu cần thiết nhằm đáp ứng nhu cầu thị trường, từ đó mở ra cơ hội nghiên cứu về sinh học phát triển của cây.

Với đặc tính hoa lâu tàn, màu sắc phong phú, hình dáng tinh tế, lan hồ điệp luôn là lựa chọn hàng đầu trong ngành công nghiệp hoa chậu và hoa cắt cành. Tuy nhiên, việc kiểm soát thời điểm ra hoa của lan hồ điệp từ trước đến nay chủ yếu dựa vào kinh nghiệm truyền thống và điều kiện mùa vụ tự nhiên, chưa đáp ứng được nhu cầu thị trường trong những dịp cao điểm như Tết Nguyên đán, lễ hội hay các sự kiện lớn.

Nhằm khắc phục hạn chế này, các nhà khoa học tại Trung tâm Nghiên cứu và Phát triển Hoa, Cây cảnh (Viện Nghiên cứu Rau quả), đã phát triển các phương pháp kỹ thuật nhằm điều khiển lan hồ điệp ra hoa theo ý muốn, kết hợp ứng dụng công nghệ sinh học trong chọn tạo, nhân giống, điều khiển môi trường phù hợp cho sinh trưởng, phát triển của cây.

Lan hồ điệp là loài lan nhiệt đới phổ biến trong ngành công nghiệp hoa cắt cành và trồng chậu. Với đặc điểm hoa lâu tàn, màu sắc đa dạng và hình dáng hoa tinh tế, lan hồ điệp là một trong những loại hoa được ưa chuộng nhất trên toàn cầu. Tuy nhiên, việc điều chỉnh thời gian ra hoa truyền thống chủ yếu dựa vào kinh nghiệm và mùa vụ tự nhiên, chưa đáp ứng được nhu cầu thị trường theo mùa hoặc các dịp lễ lớn.

Trong bối cảnh nhu cầu hoa tươi tăng cao, đặc biệt vào các dịp Tết Nguyên đán, lễ hội và các sự kiện quốc tế, việc nghiên cứu các phương pháp canh tác và điều khiển hoa lan hồ điệp ra hoa theo ý muốn trở thành vấn đề cấp thiết. Các nghiên cứu gần đây đã tập trung vào chọn tạo giống thích hợp với nhu cầu thị hiếu, kỹ thuật nhân giống bằng phương pháp nuôi cấy mô tế bào, sử dụng các chất điều hòa sinh trưởng (PGRs), phân bón, kiểm soát nhiệt độ, độ ẩm và ánh sáng nhằm thúc đẩy hoặc trì hoãn quá trình ra hoa.

Mục tiêu của các phương pháp khoa học đã được triển khai tại Trung tâm Nghiên cứu và Phát triển Hoa, Cây cảnh, đánh giá hiệu quả và tiềm năng ứng dụng trong sản xuất thương mại.

Các giống lan được chọn tạo và phát triển như: Trắng tuyết đại, Đỏ chili, Đỏ địa chủ, Tiểu kiều tím, Hồng quán quân, Vàng ong, HĐT1 (hồ điệp thơm)… với đặc điểm sinh trưởng, phát triển khoẻ, sạch sâu bệnh, màu sắc hoa phong phú phù hợp với nhu cầu thị trường. Các biện pháp điều khiển sinh trưởng, phát triển nở hoa bao gồm:

Nhân nhanh giống bằng phương pháp nuôi cấy mô:

Thiết bị và điều kiện, phòng nuôi cấy mô đảm bảo điều kiện vô trùng, được kiểm soát nhiệt độ, độ ẩm, ánh sáng, cùng hệ thống kiểm soát quang chu kỳ.

Sử dụng mắt ngủ cành hoa trên cây mẹ sạch virus. Mẫu được nuôi cấy trên môi trường nuôi cấy mô MS cải tiến (hoặc Hyponex), bổ sung vitamin, đường và các chất khoáng cần thiết cho giai đoạn nuôi cấy mô.

Chất điều hòa sinh trưởng, các loại PGRs được sử dụng bao gồm: auxin (IAA, NAA), cytokinin (BA, kinetin) và chất ức chế sinh trưởng (ABA) để điều chỉnh phân hóa mầm hoa.

Khử trùng mẫu, cành hoa được khử trùng bằng ethanol 70% trong 1 phút, sau đó ngâm dung dịch Jonhson nồng độ 1% trong 15 phút hoặc nano bạc 125 ppm trong 45 phút và rửa bằng nước cất tiệt trùng.

Tạo cây con in vitro, mẫu sau khử trùng được đưa vào môi trường MS cải tiến (hoặc Hyponex) bổ sung PGRs, nuôi trong điều kiện ánh sáng 12 - 14 giờ/ngày và nhiệt độ 25 ± 2°C. Sau khi cây con đạt tiêu chuẩn ra ngôi tiến hành trồng trong nhà kính (nhà màng) hiện đại.

Nuôi trồng trong nhà kính (nhà màng): Nhà kính cần đảm bảo các yêu cầu như có mái che mưa; có hệ thống điều tiết nhiệt độ (liền nước, quản hút, điều hòa nhiệt độ công nghiệp) để điều chỉnh giảm hoặc tăng nhiệt độ trong khoảng 15 - 32°C; có thiết bị điều khiển ánh sáng (lưới cắt nắng, đèn bổ sung ánh sáng), độ ẩm (máy hút và tăng ẩm); có hệ thống giàn giá để cây và hệ thống tưới, tiêu thuận lợi. Các hệ thống có thể hoạt động tự động để điều khiển các yếu tố môi trường theo nhu cầu sinh trưởng phát triển của cây từng giai đoạn.

Kích thích ra hoa, khi cây đạt kích thước thích hợp, chuyển sang môi trường kích thích phân hóa mầm hoa bằng cách thay đổi tỷ lệ cytokinin/auxin, phân bón, chế độ thiệt độ và điều chỉnh quang chu kỳ.

Để điều khiển ra hoa theo ý muốn, các nhà nghiên cứu đã áp dụng biện pháp:

Điều chỉnh nhiệt độ: Giảm nhiệt độ ban đêm xuống 16-18°C để kích thích phân hóa mầm hoa; Quang chu kỳ nhân tạo: Sử dụng đèn LED và rèm che để mô phỏng ngày ngắn hoặc ngày dài tùy theo giống lan; Dinh dưỡng bổ sung: Phân bón giàu kali và phospho được cung cấp định kỳ giúp cây tăng sức sống và kích thích ra hoa đồng loạt.

Các chỉ tiêu được đo gồm: Thời gian từ khi xử lý đến khi nở hoa (ngày); Tỷ lệ cây ra hoa (%); Số lượng hoa trên mỗi cành; Chất lượng hoa (màu sắc, kích thước, độ bền của cánh hoa).

Các thử nghiệm trong phòng nuôi cấy mô cho thấy, việc thay đổi tỷ lệ cytokinin/auxin trong môi trường MS cải tiến giúp cây hồ điệp phân hóa mầm hoa sớm hơn 30 - 40 ngày so với nhóm đối chứng. Kết hợp giảm nhiệt độ ban đêm và tăng quang chu kỳ lên 18 giờ/ngày đã tạo ra tỷ lệ ra hoa đạt 85 - 90%.

Nhờ áp dụng kỹ thuật nhân giống bằng phương pháp nuôi cấy mô tế bào kết hợp với công nghệ nuôi trồng trong nhà kính có điều khiển các yếu tố môi trường, các nhà khoa học đã chủ động điều khiển sinh trưởng và thời gian ra hoa, cụ thể: Lan hồ điệp có thể nở vào đúng các dịp lễ lớn trong năm như Tết Nguyên đán hoặc các sự kiện quan trọng. Thời gian ra hoa có thể kéo dài từ 1 - 3 tháng nhờ điều chỉnh dinh dưỡng và ánh sáng sau khi ra hoa.

Các cành hoa từ cây nuôi cấy in vitro có chất lượng tương đương hoặc vượt trội so với cây mẹ: Màu sắc tươi sáng, cánh hoa cứng cáp, bền hơn trong môi trường vận chuyển, thử nghiệm di truyền bằng phân tích phân tử (SSR markers) cho thấy các cây con giữ nguyên bộ gen, không có dấu hiệu biến dị.

Ứng dụng thực tiễn, sản xuất thương mại: Giúp các nhà vườn chủ động cung cấp hoa theo mùa, tăng giá trị kinh tế. Nghiên cứu sinh học phát triển, cung cấp mô hình nghiên cứu quá trình phân hóa mầm hoa và tác động của PGRs, nhiệt độ, ánh sáng đối với sự sinh trưởng của lan hồ điệp. Bảo tồn giống quý hiếm, kỹ thuật nuôi cấy mô cũng giúp nhân giống nhanh các giống lan quý, đảm bảo tính đa dạng sinh học.

Nghiên cứu tại Trung tâm Nghiên cứu và Phát triển Hoa, Cây cảnh đã chứng minh khả năng điều khiển hoa lan hồ điệp ra hoa theo ý muốn bằng cách kết hợp nuôi cấy mô, điều hòa sinh trưởng và điều chỉnh môi trường. Phương pháp này không chỉ nâng cao hiệu quả sản xuất thương mại mà còn mở ra hướng nghiên cứu mới về sinh học phát triển của lan hồ điệp. Kết quả nghiên cứu cung cấp cơ sở khoa học và thực tiễn quan trọng cho việc nhân giống, bảo tồn và sản xuất hoa chất lượng cao, đáp ứng nhu cầu đa dạng của thị trường trong và ngoài nước.