Phục tráng chất lượng rong sụn bằng giống nuôi cấy mô

Giá trị kinh tế cao, tiềm năng lớn

Rong sụn (Kappaphycus alvarezii) có hình trụ tròn, các nhánh mọc cách không đều, đỉnh các nhánh thường nhọn. Đường kính của nhánh từ 6 – 8 mm. Chiều cao bụi rong tối đa là 70 cm. Tản rong có màu nâu vàng hay xanh lục.

Rong sụn biển giờ là thực phẩm khá phổ biến, nhờ những ưu điểm như nhiều dưỡng chất, hàm lượng dinh dưỡng và dồi dào vitamin. Ngoài ra, rong sụn còn là nguyên liệu để chiết xuất carrageenan – một loại keo có giá trị sử dụng lớn trong ngành công nghiệp thực phẩm, mỹ phẩm, công nghiệp dệt, dược phẩm, công nghệ sinh học và sản xuất thức ăn chăn nuôi…

Sản phẩm từ rong sụn sử dụng vào nhiều mục đích khác nhau nên nhu cầu thị trường không ngừng tăng trong những năm qua.

Nghề trồng rong sụn đem lại lợi nhuận kinh tế khá lớn cho nhiều nước trên thế giới, đặc biệt ở các nước Đông Nam Á như Philippines, Indonesia và Malaysia. Tại Việt Nam, rong sụn được di nhập từ Philippines vào năm 1993 và được nhân giống lần đầu tại khu vực Cửa Bé, Nha Trang.

Việt Nam có tiềm năng lớn để trồng rong sụn. Qua nghiên cứu, cả nước có khoảng 7.000 ha mặt nước ở vùng ven biển Nam Trung Bộ có thể phát triển thành vùng trồng rong sụn trọng điểm. Tuy nhiên, qua khảo sát thực tiễn cho thấy, diện tích trồng rong sụn hiện tại chỉ có khoảng 500 ha với sản lượng khô hàng năm khoảng trên 1.000 tấn. Trong khi đó, nhu cầu tiêu thụ rong sụn phục vụ công nghiệp sản xuất hiện yêu cầu khoảng 2.000 tấn khô/năm, gấp đôi khả năng cung cấp.

Có khả năng phát triển thành một nghề sản xuất hàng hóa lớn, rong sụn được trồng ở nhiều địa phương trên cả nước, với những mô hình khác nhau như trồng đáy, trồng bằng dàn bè, trồng bằng hình thức dây đơn căng trên đáy.

Ngoài ra, với những đặc tính phát triển thuận lợi của cây rong, người ta đã nảy ra nhiều sáng kiến về nuôi trồng kết hợp. Chẳng hạn, trồng rong sụn bằng cách hạn chế cá dìa ăn rong, hay kết hợp rong sụn với sò mồng, nuôi tôm hùm kết hợp vẹm xanh...

Lần đầu ở Việt Nam có giống rong sụn bằng giống nuôi cấy mô

Các dòng rong sụn hiện có ở Việt Nam không khác nhau về chất lượng, nhưng chất lượng có dấu hiệu giảm sút về sinh trưởng và chất lượng carrageenan. Nguyên nhân dẫn đến tính trạng này là do quá trình nhân giống sinh dưỡng kéo dài trên 20 năm đã vô tình làm giảm sức sống và chất lượng của gel trong rong sụn Việt Nam. 

Để thúc đẩy nghề trồng rong sụn nói riêng và rong biển nói chung ở Việt Nam, Bộ NN-PTNT đã phê duyệt đề tài “Nghiên cứu nhân giống rong sụn Kappaphycus alvarezii bằng phương pháp nuôi cấy mô” do ThS. Đào Duy Thu và các cộng sự Phạm Thị Mát, Nguyễn Thị Duyệt, Nguyễn Văn Nguyên thuộc Viện Nghiên cứu Hải sản thực hiện.

Việc nhân giống bằng nuôi cấy mô kỳ vọng sẽ phục tráng lại được chất lượng rong giống sau một thời gian dài nhân giống sinh dưỡng và từng bước chủ động được khâu lưu giữ, cung cấp giống số lượng lớn cho người dân trồng thương phẩm.

Bên cạnh đó, phương pháp này được kỳ vọng đem lại thu nhập cho ngư dân nghèo vùng ven biển, việc phát triển trồng rong sụn và giảm độ ô nhiễm môi trường do quá trình phú dưỡng thủy vực, đồng thời giảm áp lực khai thác nguồn lợi thủy sản vốn đang suy giảm mạnh cả về chất và lượng.

Lần đầu tiên ở Việt Nam sản xuất thành công giống rong sụn nuôi cấy mô

Bước 1, nuôi thích nghi rong trong điều kiện phòng thí nghiệm. Mẫu rong được nuôi thích nghi với điều kiện phòng thí nghiệm trong một tuần. Môi trường nuôi rong là PES (Provasoil enriched seawater), độ mặn 28 - 31%. Các bình nuôi rong được đặt dưới ánh sáng huỳnh quang 25 - 35 phần triệu mol photon, chu kỳ sáng tối L:D=12:12, nhiệt độ duy trì ở mức khoảng 25 độ C, sục khí liên tục.

Bước 2, khử trùng tạo vật liệu sạch. Mẫu rong được cắt thành các đoạn 4 - 5cm, rửa với chất tẩy rửa 0,5% trong 10 phút và ngâm trong dung dịch provine iodine 2% (0,5% w/v) 3 phút. Sau đó, mẫu rong được xử lý với dung dịch Javen nồng độ 0,25% trong 5 - 10 giây để tạo vật liệu vô trùng.

Bước 3, cảm ứng tạo mô sẹo. Sau khi khử trùng, mẫu rong được cắt thành các đoạn nhỏ và cấy trên đĩa chứa môi trường thạch dinh dưỡng PES 2%, agar 1,5% để phản ứng tạo mô sẹo. Mỗi đĩa cấy 10 mẫu nuôi dưỡng trong điều kiện nhiệt độ khoảng 25 độ C, ánh sáng huỳnh quang 25 - 35 phần triệu mol photon, chu kỳ sáng tối L:D=12:12. Mô sẹo sẽ xuất hiện sau 5 - 7 ngày cấy mẫu. Định kỳ cấy chuyển sang môi trường mới sau 30 giờ.

Bước 4, nuôi cây tăng trưởng mô sẹo. Sau hai tháng, những mô sẹo loại tốt được cắt ra khỏi mẫu và cấy chuyển vào môi trường PES 2% bổ sung BAP 1 mg/l, nồng độ agar 1,5%. Điều kiện nuôi tương tự như cảm ứng tạo mô sẹo, ngoại trừ ánh sáng tăng lên 35 phần triệu mol photon. Tiếp tục nhân nhanh mô sẹo bằng cách cắt nhỏ 2 - 3 lần.

Bước 5, cảm ứng tạo phôi. Sau hai tháng nuôi cấy tăng trưởng, mô sẹo được nuôi cấy trong môi trường PES 2% bổ sung 1mg/l BA, agar 0,8% để cảm ứng tạo phôi. Điều kiện nuôi giống với điều kiện nuôi cấy tăng trưởng mô sẹo; nhiệt độ ổn định khoảng 25 độ C; ánh sáng huỳnh quang 35 phần triệu mol photon, chu kỳ sáng tối L:D=12:12.

Bước 6, tái sinh tạo chồi. Sau một tháng, mô sẹo được cấy chuyển vào môi trường PES lỏng bổ sung BA 1mg/l và IAA 2,5 mg/l, nuôi trên máy lắc với tốc độ 100rpm. Trong thời gian một tháng, phôi sẽ phát triển tạo chồi.

Bước 7, nuôi tạo tán rong hoàn chỉnh. Chồi rong sau khi hình thành được chuyển sang nuôi trong bình cầu bổ sung môi trường dinh dưỡng muối vô cơ NH4Cl và K2HPO4, độ mặn 2,8-3,1%, sục khí liên tục khoảng 25 độ C, ánh sáng huỳnh quang 35 phần triệu mol photon, chu kỳ sáng tối L:D=12:12.

Bước 8, nuôi thích nghi rong trồng giống nuôi cấy mô. Khi tán rong ở bình cầu đạt kích thước trên 3cm thì được đưa vào thích nghi ở bể ổn nhiệt khoảng 25 độ C, bổ sung môi trường dinh dưỡng muối vô cơ NH4Cl và K2HPO4, độ mặn 2,8-3,1%. Từ tuần thứ hai, tăng dần nhiệt độ ở bể ổn nhiệt cho đến khi cắt hoàn toàn chức năng ổn nhiệt để cây rong thích nghi với điều kiện nhiệt độ tự nhiên.

Sau khoảng 2 tuần, toàn bộ rong ở bể ổn nhiệt sau đó được cho vào lồng dưới kích cỡ mắt lưới 2a=2mm rồi thả trực tiếp ra biển cách bề mặt nước biển 30 - 50cm. Khi rong trong lồng đạt kích thước trên 10cm thì được sử dụng làm giống buộc lên giàn rong trồng thương phẩm. 

Với các bước quy trình chặt chẽ, lần đầu tiên tại Việt Nam, Viện Nghiên cứu Hải sản đã sản xuất thành công giống rong sụn bằng phương pháp nuôi cấy mô. Theo Viện, tỷ lệ mẫu hình thành mô sẹo đạt trên 70%, trong đó mô sẹo tốt chiếm 40 - 60%, và có thể tái sinh thành tán rong giống.

Rong sụn giống nuôi cấy mô có tốc độ tăng trưởng cao hơn rong sụn giống thường từ 7,4 - 11,3% nhưng vẫn giữ được chất lượng và hàm lượng carrageenan chiếm từ 45,75 - 46,75% trọng lượng rong khô sạch với sức đông của carrageenan từ ~690 - 712 g/cm2 và độ nhớt từ 130 - 135cPs, tương đương với rong giống thường và đạt tiêu chuẩn làm rong nguyên liệu phục vụ công nghiệp chế biến.

Công nghệ sản xuất giống rong sụn bằng phương pháp nuôi cấy mô của Viện Nghiên cứu Hải sản đã được áp dụng để sản xuất 5 vạn tản rong sụn giống và thử nghiệm trồng thương phẩm ở quy mô 1ha, đạt sản lượng trên 3 tấn khô/ha/vụ tại Khánh Hòa.

Về chi phí, khử trùng một mẫu bằng kháng sinh nguyên chất Sigma là 27.800 đồng, trong khi với dung dịch Javen là 50 đồng. Ngoài ra, việc sử dụng môi trường PES nuôi tản rong đã được nghiên cứu thay thế bằng môi trường dinh dưỡng vô cơ (NH4Cl - KH2PO4) cho tốc độ sinh trưởng tương đương, nhưng chi phí giảm đi khoảng 2.000 lần.

Ước tính chi phí cho 1 lít môi trường nuôi rong trong môi trường PES là 150.000 đồng, trong đó đó với NH4Cl - KH2PO4 là 75 đồng.