Ảnh hưởng của áp suất thẩm thấu đến một số chỉ tiêu sinh lý, hoá sinh giai đoạn nảy mầm ở hạt đậu tương(Glycine max

Nước ta có địa hình đa dạng, diễn biến khí hậu phức tạp, lượngmưa phân bố không đều giữa các vùng và các thời kỳ trong năm nên hạn hán cóthể xảy ra ở bất kỳ vùng nào, mùa nào, khi gặp đi

Bộ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC sư PHẠM HÀ NỘI 2

NGUYỄN THỊ LAN PHƯỢNG

ẢNH HƯỞNG CỦA ÁP SUẤT THẨM THẤU

(Gỉycine mahx)

Chuyên ngành: Sinh học thực nghiệm Mã số: 60 42 30

LUẬN VĂN THẠC SĨ SINH HỌC

Người hướng dẫn khoa học: PGS TS NGUYỄN VĂN MÃ Học viên thực hiện: NGUYỄN THỊ LAN PHƯỢNG

công nghiệp ngắn ngày có giá trị về mặt kinh tế và hàm lượng dinh dưỡng cao.Trong hạt đậu chứa: 40% protein, 12-25% lipid, 10-15% glucid, các chất khoáng

Ca, Fe, Mg, p, K, Na, s, các vitamin A, Bl, B2, D, E, F và các enzym, sáp, nhựa,cellulose [1], [4]

Trong cây đậu tương có nhiều loại axit amin cơ bản isoleucin, leucin, lysin,metionin, phenylalanin, tryptophan, valin Ngoài ra, đậu tương được coi là mộtnguồn cung cấp protein hoàn chỉnh vì chứa một lượng đáng kế các amino axitkhông thay thế cần thiết cho cơ thể người và động vật Một đặc tính khác nữa ởcây đậu tương là có vi khuấn nốt sần ở rễ, tạo khả năng cố định nitơ không khí, vìvậy trồng đậu tương có tác dụng cải tạo đất và bảo vệ môi trường [4]

Ở Việt Nam, đậu tương là cây trồng quan trọng và có mặt tương đối sớm,sản phẩm từ đậu tương được sử dụng phổ biến trong các bữa ăn hàng ngày như:đậu phụ, sữa đậu nành, dầu ăn, nước tương, bột đậu Ngoài ra đậu tương đượcdùng như một số bài thuốc cố truyền ngừa ung thư, giảm sỏi thận [8] Khôngnhững đậu tương được sử dụng cho người mà còn được sử dụng làm thức ăn cungcấp protein thực vật cho động vật như: khô dầu đậu tương, bột đậu tương

Đậu tương là loại cây trồng quan trọng ở một số nước trên thế giới như Mỹ,Braxin, Achentina, Trung Quốc, Ân Độ, Paragoay, Canađa, Inđônêsia và các nướckhác Sản lượng đậu tương cũng tăng theo từng năm Theo dự báo của Bộ Nôngnghiệp Mỹ, tổng xuất khẩu đậu tương trên thế giới năm 2010 dự báo đạt 88,24triệu tấn, tăng so với 86,35 triệu tấn của năm 2009 Vì vậy tổng sản lượng dầu đậutương thế giới dự báo đạt 39,97 triệu tấn trong năm 2010, tăng so với 37,98 triệutấn của năm 2009 Tổng xuất khẩu dầu đậu tương thế giới dự báo đạt 9,06 triệu tấn

so với 9,01 triệu tấn của năm 2009

2Việc nâng cao năng suất cây đậu tương mang lại nhiều lợi ích Tuy nhiênvấn đề cơ bản hạn chế năng suất đậu tương ở Việt Nam là điều kiện khí hậu, đặcbiệt là hạn hán Nước ta có địa hình đa dạng, diễn biến khí hậu phức tạp, lượngmưa phân bố không đều giữa các vùng và các thời kỳ trong năm nên hạn hán cóthể xảy ra ở bất kỳ vùng nào, mùa nào, khi gặp điều kiện thiếu nước năng suất sẽgiảm đáng kể [6], [ 10], [ 14].

Các nghiên cứu tìm hiểu bản chất khả năng chịu hạn của cây trồng nóichung và đậu tương nói riêng ngày càng được mở rộng Với sự tiến bộ của khoahọc kĩ thuật hiện đại, các nhà khoa học có điều kiện đi sâu tìm hiểu cơ chế sinh lýliên quan đến tính chịu hạn của thực vật như: ảnh hưởng của thiếu nước đến sựphát triển của hạt [44], [50], đến quá trình hô hấp [45] và quang hợp [46], [48].Một số cơ chế hóa sinh và sinh học phân tử cũng đã được nghiên cứu nhằm: xácđịnh vị trí của gen liên quan đến điều chỉnh áp suất thấm thấu [17], gen tống họpmột số chất hình thành và tích lũy nhiều khi hạn hán: prolin [3], [12], nhóm aminbậc 4, một số đường [27], [33], [37], [51] Trên thế giới đã có một số nhà khoahọc nghiên cứu như: James A.Bunce [42], Miquel Ribas - Carbo [46], SheỉlaA.Blackman [52], tìm hiếu ảnh hưởng của sự thiếu nước đến quang họp, hô hấp,sinh trưởng đã đạt được kết quả nhất định

Ở Việt Nam, một số tác giả đã nghiên cứu đánh giá khả năng chịu hạn khi

xử lý phân vi lượng, khả năng quang hợp, chất lượng hạt khi gây hạn, nâng caokhả năng chịu hạn của đậu tương: Ngô Đức Dương [6], Điêu Thị Mai Hoa [11],Nguyễn Huy Hoàng [13], [16], Trần Thị Phương Liên [17], Nguyễn Văn Mã [19],[20], [22], [23]

Đối với thực vật, để có thế tồn tại được với điều kiện bất lợi của môi trườngphải có những cơ chế thích nghi Một trong những phản ứng thích nghi đó là việctăng hàm lượng một số chất điều hoà áp suất thẩm thấu Vì vậy việc nghiên cứu về

áp suất thẩm thấu và ảnh hưởng của áp suất thẩm thấu lên thực vật nói chung, đậutương nói riêng là một việc quan trọng, xuất phát từ vấn đề này chúng tôi tiến hành

nghiên cứu đề tài “Anh hưởng của áp suất thẩm thấu đến một số chỉ tiêu sinh lý,

3 Nhiệm vụ nghiên cứu

- Xác định một số chỉ tiêu sinh lý như: tỷ lệ nảy mầm, sinh trưởng thânmầm, rễ mầm, khối lượng tươi, khối lượng khô của mầm đậu tương trong các điềukiện ASTT khác nhau

- Xác định hàm lượng prolin của mầm đậu tương trong các điều kiện ASTTkhác nhau

- Xác định hoạt độ các enzym proteaza, lipaza và ot-amylaza của mầm đậutương ở các điều kiện ASTT khác nhau

4 Đối tượng và phạm vi nghiên cún

Đối tượng: Giống đậu tương DT96, AK02

Phạm vi nghiên cứu: một số chỉ tiêu sinh lý (tỉ lệ nảy mầm, chiều dài thânmầm, rễ mầm, khối lượng tươi, khối lượng khô của mầm), hàm lượng prolin, hoạt

độ các enzym proteaza, lipaza và a-amylaza của mầm đậu tương

5 Ý nghĩa lý luận và thực tiễn

Bổ sung nguồn tài liệu cho việc nghiên cứu một số chỉ tiêu sinh lý, hoá sinhcủa mầm đậu tương trong điều kiện ASTT khác nhau và mối quan hệ của chúngvói khả năng chịu hạn của cây

Xác định được giống chịu được điều kiện ASTT cao phục vụ cho việc gieotrồng ở vùng ngập mặn hoặc vùng hạn

CHƯƠNG 1 TỎNG QUAN TÀI LIỆU

1.1 Giói thiệu chung về cây đậu tương

1.1.1 Nguồn gốc cây đậu tương

Cây đậu tương thuộc họ Đậu (Fabaceae), bộ Fabales là một trong nhũng

cây trồng cổ nhất của nhân loại Năm 1948, Ricker và Morse đã khẳng định tên

thực vật đúng của đậu tương là Glycine max (L.) Merrill Chi phụ Soja có hai loài

Glycine max (L.) Merrill và Glycine soja Sieb et Zucc Glycine max (L.) Merrill là

cây trồng hàng năm, không phát hiện thấy loài hoang dại Nó có nguồn gốc từvùng Mãn Châu (Trung Quốc) Xuất phát từ một loài đậu nành dại thân mảnh,dạng dây leo, ít phân nhánh, dạng bụi, xẻ lá chét lông chim, phiến lá hình ô van,chùm hoa có cuống ngắn, hoa tím hoặc trắng, quả thắng hoặc cong, thường cónhiều lông Mỗi quả thường có ba hạt hình tròn hoặc cầu vỏ hạt có màu sắc biếnđổi từ vàng sáng đến nâu, đen, xanh Khối lượng của hạt dao động từ 10g đến 20g[1], [4], [10]

Từ Trung Quốc, cây đậu nành đã được nhân rộng ra khắp thế giới Theo cácnhà nghiên cứu Nhật Bản vào khoảng 200 năm trước công nguyên, đậu nành đượcđưa vào Triều Tiên và sau đó phát triển sang Nhật Giữa thế kỷ 17, đậu nành móiđược nhà thực vật học người Đức Engelbert Caempfer đưa về Châu Âu và đếnnăm 1954, đậu nành được du nhập vào Hoa Kỳ [28] Những nghiên cứu về nguồngốc cây đậu tương chứng tỏ nó bắt nguồn tù' Trung Quốc, các kết quả nghiên cứu

về tế bào học, hình thái học, protein trong hạt và ADN của ty thể đã chứng tỏ rằng

G soj2a là tố tiên hoang dại của cây đậu tương trồng [4].

1.1.2 Tình hình gieo trồng cây đậu tương

Cây đậu tương là cây có ý nghĩa về mặt kinh tế và môi trường Nó có tácdụng cải tạo đất Trên thế giới, diện tích đậu tương ngày càng được mở rộng, năngsuất ngày càng tăng Đậu tương có mặt ở khắp các châu lục, tập trung nhiều nhất ởchâu Mỹ, tiếp đến là châu Á và một số nơi khác trên thế giới

Ở Việt Nam, cây đậu tương được trồng tương đối sớm nhưng do tập quáncanh tác nên đậu tương chưa phát triển về diện tích và năng suất So với bình quânchung của thế giới, năng suất đậu tương của Việt Nam chỉ đạt 57% Cả nước hìnhthành 6 vùng sản xuất đậu tương: vùng Đông Nam Bộ có diện tích lớn nhất chiếm26,2% diện tích đậu tương cả nước, miền núi Bắc Bộ 24,7%; Đồng bằng sôngHồng 17,5%; Đồng bằng sông Cửu Long 12,4%; còn lại là vùng đồng bằng venbiển miền Trung và Tây Nguyên chiếm 33,4% về sản lượng: 3 vùng Đồng bằng

5sông Hồng, Đông Nam Bộ, Đồng bằng sông Cửu Long chiếm 63% sản lượng đậutương cả nước Đặc biệt vùng Đồng bằng sông Cửu Long với 12,4% diện tíchnhưng lại chiếm 20,9% sản lượng đậu tương cả nước, năng suất bình quân đạt 16tạ/ha [4].

1.2 Các giai đoạn sinh trưỏng phát triển của đậu tương

7.2.7 Giai đoạn nảy mầm

Sau khi trồng, hạt đậu tương ngấm nước rất nhanh, trù’ 1 vài giống đặc biệt

là loại hoang dại, khả năng ngấm nước chậm hơn Trong điều kiện thuận lợi rễxuất hiện sau khi trồng tò 1 đến 2 ngày Rễ này gọi là rễ chính nó phát triển nhanhxuống phía dưới đến ngày thứ 4, ngày thứ 5 rễ phụ bắt đầu xuấthiện Sau 3-4 ngày lá mầm xuất hiện và đẩy lên khỏi mặt đất do sự sinhtrưởng mạnh của phần trên trụ mầm dưới Lúc đầu lá mầm có màu vàng nhạt, sau

có màu xanh, sau cùng chuyến sang vàng và rụng xuống [1], [4], [15]

Thực chất quá trình nảy mầm là một chuỗi biến đổi sinh lý, sinh hoá mạnh

mẽ diễn ra trong hạt, chuẩn bị cho sự hình thành cây non Đậu tương thuộc cây hai

lá mầm nên sự nảy mầm cũng gồm các pha như sự nảy mầm của cây hai lá mầm,

+ Pha tích luỹ chất dinh dưỡng: Ngay trong nhũng phút đầu tiên ngâm trong

nước, độ hấp thụ oxi của hạt tăng lên, đặc biệt chu trình hexozomonophotphat tăng

lên nhiều lần, do vậy lượng ATP tích luỹ nhiều

+ Pha động viên các chất dự trữ và xây dựng các chất hữu cơ đặc trưng cho

cơ thể trong giai đoạn nảy mầm: các chất dinh dưỡng trong hạt chủ yếu thuộc 3nhóm chất hữu cơ là: gluxit, protein, lipit Trong quá trình nảy mầm enzym oc-

6amilaza tác động vào liên kết 1,4- glucozit phân giải tinh bột thành các đextrintham gia vào quá trình hô hấp ở các dạng saccarôzơ tích luỹ ở các tế bào trụ phôi.Protein được phân giải bởi enzym proteaza thành các axit amin và các amít Phầnlớn các axit amin tạo thành được vận chuyến vào trụ phôi đế tổng họp các phân tửprotein đặc trưng cho cơ thể Enzym lipaza phân giải lipit thành axit béo vàglixerol Ngoài ra lipit còn được tái chuyên hoá thành gluxit cung cấp năng lượngcho hạt nảy mầm.

Sự nảy mầm bắt đầu bằng sự hấp thụ nước, nhờ cơ chế hút trương của hạtlàm hạt trương lên Sau khi kết thúc sự ngủ nghỉ, trong hạt bắt đầu tăng tính thuỷhoá của keo nguyên sinh chất, giảm tính ưa mỡ và độ nhớt của keo, dẫn đến nhữngbiến đối sâu sắc và đột ngột trong quá trình trao đối chất trong hạt liên quan đến sựnảy mầm Đặc trưng nhất là tăng mạnh mẽ hoạt tính enzym thuỷ phân,polisaccarit, protein và các chất phức tạp khác thành các chất đơn giản dẫn đếnthay đổi hoạt động thấm thấu Các sản phẩm thuỷ phân này dùng làm nguyên liệucho quá trình hô hấp tăng lên mạnh mẽ của phôi hạt, vừa làm tăng ASTT trong hạt,giúp cho quá trình hút nước vào hạt nhanh chóng

1.2.2 Giai đoạn cây con

Sau khi gieo 5-7 ngày, thân rễ vươn dài và đưa hai lá mầm lên khỏi mặt đất,hai lá mầm mở ra, thân mầm phát triển thành thân chính Lúc này, cây con sốngchủ yếu nhờ vào thức ăn dự trữ trong lá mầm Khi bộ rễ phát triển hút chất dinhdưỡng từ đất nuôi cây là lúc lá mầm chuyển thành màu vàng, rụng xuống đất (saukhi gieo 15-20 ngày) [15]

Nhu cầu về nước của giai đoạn này khá lớn Đe đảm bảo hạt nảy mầm, hàmlượng nước trong hạt phải đạt 50% so với khối lượng hạt [4], [15] Thiếu nước ởthời kỳ cây con sẽ làm giảm quá trình tăng trưởng, nhưng ít ảnh hưởng nghiêmtrọng đến năng suất nếu hạn không cản trở sự khép tán hoàn toàn [10]

1.2.3 Giai đoạn sinh trưởng sinh dưỡng

Thân lá phát triển nhanh từ khi mọc đến khi ra hoa Có hai loại đặc tínhchính ở cây đậu tương là sinh trưởng của thân và ra hoa chính Đối với đặc tính

7sinh trưởng vô hạn, cây tiếp tục sinh trưởng sinh dưỡng hầu như trong suốt vụtrồng Đặc tính sinh trưởng hữu hạn, cây ngừng sinh trưởng khi ra hoa Ở giai đoạnnày, bộ rễ phát triển nhanh cả về chiều rộng và chiều sâu Nốt sần hình thành nhiều

và bắt đầu hoạt động cố định đạm, cung cấp dinh dưỡng cho cây [4], [28]

Sự sinh trưởng, phát triển của cây là kết quả của các quá trình trao đối chấtnhư quang họp, hô hấp, vận chuyến các chất đồng hoá Tất cả các quá trình nàyđều bị kìm hãm bởi sự thiếu nước Vì vậy, ở giai đoạn này nhu cầu về nước chocây sinh trưởng, phát triến tăng hơn so với giai đoạn cây con

1.2.4 Giai đoạn sinh trưởng sinh thực

* Giai đoạn ra hoa

Thòi gian ra hoa đầu tiên đến ra hoa cuối cùng kéo dài từ 3 đến 4 tuần, tùythuộc vào giống chín sớm hay chín muộn Ớ những giống sinh trưởng hữu hạn, cóchùm hoa ở cả ngọn và nách lá, quả hình thành phân bố đều dọc theo thân, phíangọn có phần nhiều hơn Cây đậu tương ra nhiều hoa nhưng tỷ lệ hoa không đậuquả chiếm khoảng 20 - 80% [6], [10], [15] Hoa rụng do nhiều nguyên nhânnhưng chủ yếu là sự ảnh hưởng bất lợi từ môi trường, đặc biệt là hạn hán Cácnghiên cứu về nhu cầu nước của cây đậu tương cho thấy cây cần rất nhiều nước ởgiai đoạn này Thiếu nước dẫn đến giảm số chùm hoa, rụng hoa và giảm số quả[37]

* Giai đoạn hình thành quả và hạt

Quả đầu tiên hình thành trong phạm vi 7 - 8 ngày sau khi hoa đầu tiên nở.Trong điều kiện bình thường, quả sẽ phát triến đầy đủ sau khoảng 20 ngày, cácchất dinh dưỡng trong cây được vận chuyển vào hạt, quả mẩy dần [15] Nhu cầu

về nước ở giai đoạn này của cây tăng cao, thiếu nước làm rụng quả, giảm kíchthước hạt, ảnh hưởng nghiêm trọng đến năng suất và phấm chất của hạt [37]

* Giai đoạn quả chín

Hạt phình to, kín khoang hạt, quả mẩy đều, cây ngừng sinh trưởng, độ ẩmtrong hạt giảm dần cho đến khi chỉ còn 13 - 15% Lá đậu chuyển sang mầu vàng

và rụng xuống đất [13] Nhu cầu về nước của cây đậu tương ở giai đoạn này giảm

8hơn so với các giai đoạn trước Khi quả chín, để duy trì chất dinh dưỡng, tránh bịnhiễm bệnh và nẩy mầm sớm cần phải điều chỉnh độ ấm của đất giảm dần.

Tính mẫn cảm của cây đậu tương đối với sự thiếu hụt nước ở các giai đoạnsinh trưởng là khác nhau Giá trị của tính mẫn cảm ở mỗi giai đoạn được cho làphần năng suất bị giảm do thiếu nước nghiêm trọng ở giai đoạn đó Ket quả chothấy giá trị mẫn cảm của đậu tương ở giai đoạn sinh dưỡng là 0,12; ở thời kì ra hoa

là 0,24; cuối ra hoa hình thành quả là 0,35 và giai đoạn quả chín là 0,13 [4] Sửdụng giá trị này để có kế hoạch tưới tiêu hợp lý cho từng giai đoạn sinh trưởng củacây đậu tương Theo đó cần tưới nước khi sự suy kiệt nước trong đất đạt tới 80% ởgiai đoạn sinh trưởng sinh dưỡng, 45% ở giai đoạn ra hoa, 30% ở giai đoạn cuối rahoa, làm quả và 80% ở giai đoạn quả chín Như vậy, không nên để cây thiếu nước

ở giai đoạn cây ra hoa, tạo quả mà tưới nước là rất cần thiết ở giai đoạn này

1.3 Ảnh hưởng của áp suất thẩm thấu đến khả năng náy mầm của hạt

ASTT là lực gây ra sự chuyển dịch của dung môi vào tế bào qua màng sinhchất Nó không phụ thuộc vào bản chất của chất tan, mà phụ thuộc vào nồng độphân tử chất tan, nhiệt độ, sự phân li của dung dịch ASTT bao gồm ASTT bêntrong (ASTT thấu nội bào) và bên ngoài (ASTT môi trường)

ASTT bên trong: Dịch tế bào có chứa hàm lượng lớn các chất hữu cơ là sảnphẩm của quá trình trao đổi chất Các chất này trong dịch tế bào đã tạo nên ASTTcao, giúp cho quá trình xâm nhập của nước vào trong tế bào bằng con đường thẩmthấu

ASTT bên ngoài chủ yếu do tính mặn của môi trường gây nên Đất bị nhiễmmặn chứa hàm lượng muối cao, đặc biệt là NaCl Điều đó đã hạn chế khả năng hútnước, dẫn đến khó khăn trong việc hút chất dinh dưỡng [11] Neu cây sinh trưởngtrong môi trường không có muối, thì nước sẽ dễ dàng thấm qua màng bán thấm để

đi vào tế bào chất nhờ hiện tượng thẩm thấu Đất bị nhiễm mặn sẽ gây nên 2 táchại đối với thực vật:

Tác hại thứ nhất, gây ra hiện tượng hạn sinh lí Hàm lượng muối cao trong

9đất làm cho ASTT môi trường lớn Neu ASTT nội bào không thắng nối áp suất củamôi trường, cây sẽ bị khô héo do nước từ trong tế bào đi ra ngoài Thiếu nước nhẹthì làm giảm tốc độ sinh trưởng, thiếu nước trầm trọng sẽ dẫn đến biến đối hệ keonguyên sinh chất làm tăng quá trình già hoá tế bào Khi bị khô kiệt nước, nguyênsinh chất bị đút vỡ cơ học dẫn đến tế bào và mô bị tốn thương và chết.

Tác hại thứ hai, liên quan đến tính gây độc của các ion đối với thực vật Đất

bị nhiễm mặn chứa hàm lượng cao các ion, đặc biệt Na+ và cr, ngoài ra còn có cácion khác: S04 \ HCO3, Hàm lượng cao các ion này đều gây hại cho sự sinh trưởng

và phát triển của thực vật

Nước là điều kiện quan trọng cho sự nảy mầm Nước tham gia vào quá trìnhtrao đổi chất, các phản ứng sinh hoá trong tế bào, là nguồn nguyên liệu của nhiềuphản ứng Nước đảm bảo cho cây tồn tại và phát triển

Hạt khô có hàm lượng nước từ 10 - 14% thì không nảy mầm Nhờ lực húttrương nước của keo nguyên sinh mà hạt hút được nước và khi hàm lượng nướcbằng 50 - 70% khối lượng hạt thì các hoạt động sống tăng lên mạnh mẽ và phôiphát động sinh trưởng hay nảy mầm

Sự thiếu nước ở thực vật chủ yếu do hạn hán và ASTT môi trường gây nên.Khi thiếu nước thường làm cho tế bào mất sức căng, đỉnh sinh trưởng bị héo vàcác quá trình sinh lý diễn ra không bình thường Hoạt động của enzym thuỷ phânthường diễn ra nhanh hơn là enzym tổng hợp dẫn đến tế bào mất chất dinh dưỡng.Đồng thời cũng gây ảnh hưởng trầm trọng đến quá trình hô hấp Khi thiếu nướccường độ hô hấp tăng nhưng hiệu quả năng lượng bị giảm sút Thiếu nước gây ảnhhưởng xấu đến sinh trưởng và phát triển của cây, cuối cùng ảnh hưởng đến năngsuất và phẩm chất của chúng

Thực vật nói chung và đậu tương nói riêng sống trong điều kiện thiếu nước

có khả năng chống lại hoặc hạn chế sự mất nước bằng những biến đổi hình tháihoặc những phản ứng hoá sinh phù hợp

Biến đối hình thái được chú ý nhiều là ở bộ rễ Bên cạnh đó là sự giảm diện

10tích lá của đậu tương khi gặp hạn, nhằm giảm sự thoát hơi nước của lá.

Các thay đổi hoá sinh thường liên quan đến cơ chế chống mất nước do sinhtổng hợp các chất bảo vệ hoặc nhanh chóng bù lại sự thiếu hụt nước Điều chỉnhASTT nội bào thông qua tích luỹ các chất tan, các protein và axit amin nhờ enzymthuỷ phân là cơ chế giúp tế bào duy trì lượng nước tối thiếu Trong điều kiện thiếunước, các phản ứng hoá sinh diễn ra nhằm khử độc các sản phẩm được tạo nêntrong quá trình phân giải các hợp chất cao phân tử hoặc xúc tiến phục hồi các cấutrúc bị tổn thương

về khả năng chịu mặn của thực vật, trước hết phải nói đến cơ chế tích luỹ vàduy trì nồng độ cao các chất hoà tan trong tế bào nhằm đảm bảo cạnh tranh nướcvới môi trường nhiễm muối và chống lại hiện tượng hạn sinh lí Hàm lượng NaClcao trong đất nhiễm mặn làm các loài thực vật sống thường xuyên trên đất nàyphải có khả năng thu nhận và tích trữ Na+, cr cao hơn nhiều thực vật vốn có khảnăng chịu mặn

Ngoài ra còn có những thay đối về các phản úng sinh lí như: hô hấp, quanghợp, thoát hơi nước của lá cho phù họp với điều kiện thiếu nước của cây

Đã có một số công trình nghiên cứu sự ảnh hưởng của ASTT trên các đốitượng động vật (lưỡng cư, bò sát ) Trên thực vật, các nhà khoa học cũng đã đánhgiá được ảnh hưởng của ASTT đối với khả năng hút nước, sinh trưởng của rễ, thân

1.4.1 Cấu tạo prolin

COOH - C - H H 2 C CH 2 \ /

CH 2

Công thức cấu tạo

tử C5H9NO2, có mạch bên là

chỗ, nhóm amin bậc 1 ở Ca liên kết với cacbon của mạch bên tạo thành vòngpirolidin

1.4.2 Vai trò của prolin

Prolin được tổng hợp từ L-glutamat bởi enzym chìa khoá s cacboxilat-synthetaza (P5CS), enzym này được điều hoà bởi prolin thông qua cơ

-pyrrolin-chế ức -pyrrolin-chế ngược Ở thực vật chịu stress nước, sự điều hoà ngược này đã biến mất

và đây có thể là nguyên nhân làm tăng sự tích luỹ prolin dưới các điều kiện stress

Prolin thuộc nhóm các chất điều hòa thẩm thấu Chúng có khối lượng phân

tử nhỏ, các họp chất này có chung tính chất không tích điện ở pH trung tính (nhưcác ion vô cơ) và có khả năng hòa tan tốt trong nước, không độc khi tập trung vớinồng độ cao và làm on định cấu trúc của các phân tử protein, giúp thành tế bàochống lại ảnh hưởng làm biến tính của sự tập trung muối cao và các chất tan khác

có hại cho tế bào [49] Prolin tự do trong khi stress có hiệu ứng sinh học đa năng,không chỉ trong chức năng điều chỉnh ASTT mà còn có tác động bảo vệ hàng loạtenzym trong điều kiện biến tính (nhiệt

độ cao, nồng độ muối cao ) [3] Bên cạnh đó prolincòn thể hiện khả năng bảo vệ gián tiếp protein và màngkhỏi tốn thương Prolin còn được xem như một dạng dự trữnitơ Khi gặp stress, nó dễ được sử dụng ở giai đoạn khửnhư thành phần của hệ thống giữ gìn pH của tế bào và điềuchỉnh thế khử của tế bào Prolin còn là nguồn cung cấpnăng lượng và đương lượng khử [30]

Phân tử prolin có cấu trúc vòng (pirolidin) cấu trúc này tạo cho prolin mộthình dáng vững chắc hon so với các axit amin khác Như vậy, vai trò của prolintrong chống chịu stress nước ở thực vật thế hiện: prolin tham gia điều chỉnh ASTTcủa nội bào, tham gia vào cấu trúc bảo vệ màng và protein, dự trữ nitơ và nănglượng

Sự tích lũy prolin là một phản úng chuyển hóa thông thường ở thực vậttrong điều kiện thiếu hụt nước và stress muối Đây là chủ đề được các nhà khoahọc nghiên cứu hơn 20 năm qua (Stewart and Larher, Thompson, Stewart, Hansonand Hizt, Rhodes, Delauney and Verma, Samaras, Taylor, Rhodes) T501

Đã có nhiều công trình trên thế giới nghiên cứu trên nhiều đối tượng thựcvật và cây trồng khác nhau, nhằm tìm hiếu về cơ chế tống họp, chuyến hoáprolin, liên quan đến vai trò của prolin đối với tính chịu hạn của thực vật Trongdòng tế bào thuốc lá được nuôi cấy thích nghi với nồng độ 428 mM NaCl, prolinchiếm trên 80% axit amin tự do (Rhodes and Handa, 1989) [50] Người ta thừanhận rằng, có sự phân bố đồng đều prolin trong toàn bộ thể tích nước của nội bào,kết quả xác định axit amin tại thời điểm này vượt quá 129 mM Tuy nhiên, nếu chỉhạn chế trong nội bào thì sự tích lũy prolin có thể vượt quá nồng độ 200 mM trongcác tế bào này vì thế nó góp phần căn bản vào việc điều chỉnh thẩm thấu nội bào(Binzel et al, 1987) [33] Tương tự như vậy, sự tích lũy prolin nội bào ở các tế bào

Distichlỉs spicata trong điều kiện stress muối (xử lí ở nồng độ 200 mM NaCl) ước

tính trên 230 mM (Ketchum et al, 1991) [43] Kishor P.B.K và cộng sự (1995) [44]nghiên cứu

- 18 lần so với đối chứng Thực vật được chuyển gen (genP5CS) cũng được nghiên cún trên đối tượng là cây đậutương (J.A.de Ronde; R.N Laurie; T.Caetano; M.M.Greyling; I.Kerepesi 2004) [41] Kết quả so sánh tínhchịu hạn giữa dòng đậu tương chuyến gen P5CS và dòng đốichứng (không chuyển gen) cho thấy dòng chuyển gen có khảnăng chịu hạn tốt hơn Ngoài ra, còn có nghiên cún trênnhiều đối tượng: dưa hấu, cà chua, lúa mỳ, củ cải đường,khoai tây, [34], [36], [38], [39], [40], cũng chokết quả tương tự

Theo Delauney AJ, Verma DPS (1993) [35] con đường tổng hợp prolin trong thực vật như sau:

Ở Việt Nam, một số tác giả đã nghiên cứu vai trò của prolin đối với khảnăng chịu hạn của nhiều loại cây trồng Theo Nguyễn Hữu Cường (2003) [3]: bằngviệc xử lí lạnh, mặn, hạn trên các giống lúa đã cho thấy có mối tương quan thuậngiữa tính chống chịu của cây với hàm lượng

NADP* 4- Pi

prolin gia tăng của các giống lúa nghiên cứu Tác giả Đinh Thị Phòng (2001) [27] chobiết: khi xử lí hạn, hàm lượng prolin đều tăng lên, mức độ tăng lên khác nhau ở mỗigiống Những giống chịu hạn tốt hàm lượng prolin tăng 9 lần sau khi xử lí hạn 8 ngày.Như vậy, prolin có ảnh hưởng lớn tới tính chịu hạn ở thực vật và cây trồng nóiriêng Sự tổng hợp axit amin prolin ở thực vật hay cây trồng diễn ra khi chúng sốngtrong điều kiện thiếu nước, stress muối Những nghiên cứu về prolin trên đối tượng lúa,đậu xanh, cà chua, cây thuốc lá cho thấy sự tương quan thuận giữa gia tăng hàmlượng prolin với tính chống chịu sự thiếu nước, stress muối của chúng [3], [11], [34],[39] Do đó, có thể xem axit amin này như một chất chỉ thị về khả năng chịu hạn củathực vật hay sự tích lũy prolin là biếu hiện của phản ứng thích nghi của thực vật vớiđiều kiện cung cấp nước khó khăn.

1.5 Một số enzym trong hạt nảy mầm

Trong hạt nảy mầm xuất hiện một so enzym để thuỷ phân các chất có trong hạt,xúc tác cho sự nảy mầm của hạt Một số enzym có vai trò quan trọng đối với sự nảymầm của hạt đậu tương là enzym proteaza, lipaza, a-amylaza

Enzym có bản chất là protein Đen nay đã biết và phân loại được hơn 3500 enzym.Nhiều enzym được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực khác nhau như: nghiên cứu cấutrúc phân tủ', định lượng các chất trong công nghiệp, nông nghiệp, y học

Ờ đậu tương đang nảy mầm, diễn ra quá trình phân giải các chất hữu cơ cung cấpnăng lượng cho cây sinh trưởng và phát triển Enzym hoạt động chủ

yếu trong giai đoạn này là enzym thuỷ phân thuộcnhóm hidrolaza (các

enzym xúc tác cho phản úng thuỷ phân) như: proteaza, lipaza, a-amilaza,

Proteaza: xúc tác phản ứng thuỷ phân liên kết peptit, tạo thành peptit phân tử thấp

và các axit amin Proteaza đóng vai trò quan trọng trong cơ thể sống, nhất là thời kỳ nảymầm của hạt Thời kỳ này protein bắt đầu được phân giải thành axit amin dưới tác dụngcủa enzym proteaza Proteaza không chỉ tham gia vào phân giải protein dự trữ trong hạt

mà chúng còn tham gia vào quá trình vi xử lý phân tử protein, phân giải các protein lạhoặc bị biến tính khi gặp điều kiện cực đoan (lạnh, mặn, hạn, tác động cơ học ) [17]

Trần Thị Phương Liên (1999) khi nghiên cứu so sánh phổ điện di hoạt tính proteaza củacác giống đậu tương chịu nóng, chịu hạn khác nhau đã nhận xét rằng: proteaza trongquá trình nảy mầm của hạt ở tất cả các giống đậu tương nghiên cứu rất đa dạng, có hoạttính cao, có khả năng phân giải hoàn toàn chất dự trữ tạo nguyên liệu để tổng hợpprotein cho cơ thể mới [17] Có nhiều loại proteaza trong hạt đậu tương, chúng có kíchthước phân tò, nhiệt độ tối ưu và pH tối ưu là 5 (gần với pH của tế bào) Các axit amin

là nguồn nguyên liệu cho quá trình tổng hợp mới các chất đồng thời góp phần tăngASTT của tế bào thực vật Proteaza còn tham gia trong nhiều lĩnh vực quan trọng củađời sống như công nghiệp chất tẩy rửa, công nghiệp hoá chất, y học và nhiều ngànhcông nghiệp khác

Lipaza: xúc tác phản úng thuỷ phân triaxilglixerol tạo thành các axit béo tự do vàglixerol Lipaza xúc tác phản ứng thuỷ phân lần lượt từng este trong phân tử chứ khôngcắt đứt cả 3 liên kết este cùng lúc Axit béo và glixerol là nguyên liệu cho hô hấp giảiphóng năng lượng và kiến tạo các thành phần của tế bào Chuẩn độ lượng axit béo sinh

ra bằng kiềm từ đó xác định hoạt độ lipaza

a-amilaza: phân giải liên kết l,4-glucozit ở giữa chuỗi mạch polisacarit tạo cácđextrin phân tủ’ thấp Dưới tác dụng của enzym này dung dịch tinh bột nhanh chóngmất khả năng tạo màu với dung dịch iot và bị giảm nhanh độ nhót Do đó, để xác địnhhoạt độ của enzym a-amilaza người ta thường dựa vào sự biến đổi màu của iot khi chotác dụng với enzym này

2.1 Đối tượng nghiên cửu

Nghiên cứu được tiến hành trên 2 giống đậu tương AK02 và giống DT96

- AK02: giống được tạo ra bằng phương pháp chọn lọc cá thể từ giống đậu tươngvàng Mường Khương và được công nhận giống chính thức năm 1987 [9] Giống đượctrồng 3 vụ trong năm Vùng đất gieo trồng thích hợp: đồng bằng, trung du và miền núiphía Bắc Một số đặc tính chủ yếu như chiều cao cây từ 30-40 cm, ít phân cành, thuộcnhóm ngắn ngày Thời gian sinh trưởng (TGST) từ 75-85 ngày Hạt có dạng bầu dụchơi tròn, màu hạt vàng nhạt Khối lượng 1000 hạt đạt khoảng 100-120g Năng suất

trung bình đạt khoảng 10-12 tạ/ha Khả năng chống chịu sâu bệnh và rét trung bình [9].

- DT96 do Viện Di truyền nông nghiệp (DTNN) cung cấp Sau 7 năm khảonghiệm liên tục (1998-2004) tại nhiều vùng sinh thái khác nhau, Viện DTNN đã sảnxuất thành công giống đậu tương chịu hạn DT96 Giống mới được Bộ NN&PTNT côngnhận chính thức là giống Quốc gia vào tháng 7- 2004 Giống được tạo bằng phươngpháp lai hữu tính giữa 2 giống phổ biến trong sản xuất là DT90 và DT84 DT96 kết hợpđược nhiều đặc tính tốt của 2 giống, chịu nóng tốt như DT84 và chịu lạnh như DT90.Ngoài ra còn một số đặc điểm ưu việt hơn DT84 và DT90 như chất lượng hạt thươngphẩm, tính kháng sâu bệnh [29] DT96 có TGST ngắn (90 - 98 ngày), phù hợp trồngthuần Cây cao 45 - 58cm, thân có 12 - 15 đốt, sinh trưởng hữu hạn, phân cành vừaphải, lá hình tim nhọn, màu xanh sáng, lông nâu Hạt màu vàng sáng, rốn hạt màutrắng, hạt to, khối lượng 1000 hạt đạt 190 - 220g, tỉ lệ protein 42,86%, lypit 18,34%[5]

2.2 Phương pháp nghiên cún

2.2.7 Phương pháp xác đinh áp suất thẩm thấu

Áp suất thẩm thấu (P) được xác định theo phương pháp của Schardakov &Grodzinsk (1981), tính giá trị bằng phương trình Van- Hoff:

p = ixCxRxT Trong đó: P: Áp suất thẩm thấu (atm)

C: Nồng độ mo 1/1 của dung dịch (M)R: Hằng số khí (R=0,0821)

T: Nhiệt độ tuyệt đối (K) i: Hệ số điều chỉnh

sự phân ly (Đối với dung dịch saccarôzơ i=

1)

2.2.2 Lập đường chuẩn prolin

*Xây dựng đường chuấn proỉin

Cân 10 mg prolin tinh khiết hoà tan trong 100ml nước, ta được dung dịch gốc(gọi là dung dịch B) nồng độ 0,1 mg/ml (hoặc 100ng/ml) Lấy 5 ống nghiệm, đánh số

thứ tự từ 1 đến 5, chõ các chất tham gia phản ứng như sau Pha 10ml dung dịch A cónồng độ lần lượt là 20, 40, 60, 80, 100 (ịag/ml) như sau:

STT 10 ml dung

dịch A (ị-ig/ml)

V nước (ml)

Sau khi xây dựng đường chuẩn để tính prolin là:

Trong đó: Y: Hàm lượng prolin (ỊJ.g/ml)

X: Giá trị mật độ quang học đo được ở bước sóng 520nm R2: Hệ

số tương quan

2.2.3 Phương pháp bố trí thí nghiệm

Mật độ OD52Ỏ

Đường chuân prolin

Thí nghiệm được tiến hành tại Trung tâm Hỗ trợ Nghiên cứu Khoa học vàChuyển giao công nghệ - Trường ĐHSP Hà Nội 2.

Đe xác định các chỉ tiêu nghiên cứu, hạt được gieo trong dung dịch đường theophương pháp xác định khả năng chịu hạn của Volcova:

Chọn hạt giống đều, khoẻ, có phôi sáng, không nấm mốc Khử trùng khay, bình,tay, bằng cồn 96° Giấy lọc được sấy 130°c trong vòng 1 giờ, hạt được khử trùngbằng dung dịch KMnơ4 1 % trong 5 phút

Gieo trên khay có giấy thấm, bổ sung kháng sinh nistatin 1/2 viên trong 1/2 lítthành 2 phần vào các mẫu thí nghiệm:

+ Phần 1: lô đối chứng (ĐC) cho hạt nảy mầm trong nước cất

+ Phần 2: lô thí nghiệm (TN), cho hạt nảy mầm trong dung dịch đườngsaccarôzơ với ASTT từ 1 atm đến 12 atm tương ứng từ M1 đến M12)

Hạt nảy mầm trong dung dịch đường Hàng ngày bổ sung lượng nước hoặc dungdịch đường ở các lô như nhau

2.2.4 Phương pháp phân tích các chỉ tiêu

Các chỉ tiêu sinh lý: được xác định theo phương pháp của Volcova (1984) [31]

2.2.4.1.Xác định tỉ lệ nảy mầm

Đem số hạt nảy mầm trong các mẫu từ khi hạt đầu tiên nảy mầm cho đến khikhông còn có thêm hạt nảy mầm mới Hạt được coi là đã nảy mầm khi có chiều dài rễmầm đạt từ 3 mm trở lên TLNM được tính theo công thức:

„ a T= 7- x i o o b

Trong đó: T: tỉ lệ nảy mầm

a: số hạt nảy mầm b: tổng số hạt đem gieo

2.2.4.2.Xác định các chỉ tiêu sình trưởng của mầm

- Chiều dài thân, rễ mầm (mm): sử dụng thước chia đơn vị đến mm để đo chiềudài của thân mầm, rễ mầm vào các ngày 3,5,7 sau khi hạt nảy mầm

- Khối lượng tươi của mầm (g/mầm): mầm được rửa sạch bằng nước cất, sau đó

cân khối lượng của mầm vào ngày thứ 3 và ngày thứ 7 sau khi hạt nảy mầm.

- Khối lượng khô của mầm (g/mầm): mầm được rửa sạch bằng nước cất, đemsấy khô ở 105°c đến khi khối lượng không đổi (3h) Cân khối lượng khô, thời gian cânvào ngày thứ 3 và ngày thứ 7 sau khi gieo hạt

2.2.4.3 Phân tích hàm lượng prolìn

Hàm lượng prolin của mầm được xác định theo phương pháp của Bates và cộng

sự (1973) [31], đã được Đinh Thị Phòng cải tiến (2001) [27]

Cân 0,5 g mầm/1 mẫu, nghiền kĩ, thêm 10 ml dung dịch axit sulfosalicylic 3%, li tâm

4000 vòng trong 30 phút, lọc lấy dịch trong Lấy 2 ml dịch chiết cho vào bình (hoặcống nghiệm) thêm 2 ml axit axetic và 2 ml dung dịch ninhydrin (dung dịch này gồm

30 ml dung dịch axit axetic + 1,25 g ninhydrin), đậy kín ủ nước nóng 100°c trong lh.Sau đó ủ đá 5 phút Tiếp theo, bổ sung vào bình phản ứng 4 ml toluen, lắc đều Lấyphần dịch mầu hồng ở bên trên, đo mật độ quang học ở bước sóng 520 nm trên máyquang phố UV- Visible Spectrophotometer, ƯV- 2450 do hãng SHIMADZU- Mỹ sảnxuất

Tất cả các a - axit amin của protein đều phản ứng màu với ninhydrin tạo hợpchất màu xanh tím Riêng imino axit như prolin tạo thành màu vàng với cơ chế phảnứng phức tạp Tính chất này có cực đại hấp thụ ở bước sóng x=520 nm

Hàm lượng axit amin prolin được tính theo công thức sau: (công thức suy ra từviệc lập đường chuẩn prolin)

Y= 0,0179X + 0,095 (R2= 0,99)Trong đó: Y: hàm lượng prolin (|u,g/ml)

X: giá trị mật độ quang học đo được ở bước sóng 520nm R2: hệ

số tương quanSau đó hàm lượng prolin được đổi ra đơn vị ịig/g theo công thức:

, YxV

A =

p

Trong đó: A: hàm lượng prolin (l-ig/g)

P: khối lượng mẫu (g)

V: thể tích dịch prolin chiết được.

2.2.4.4 Xác định các chỉ tiêu hoả sinh của hạt nảy mẩm

* Hoạt độ của enzym proteaza

- Xác định hoạt độ enzym proteaza theo Phạm Thị Trân Châu [2]

Cách tiến hành: Lấy hai bình nón (V= lOOml), cho vào mỗi bình 2g cơ chất đã nghiền nát và lOml KH2PO4 0,1N, lắc nhẹ để tạo môi trường pH thích hợp vớihoạt động của proteinaz có trong cơ Thêm vào bình 1 (đối chúng) lOml axittricloaxetic 10% để kìm hãm hoạt động của enzym Cho vào mỗi bình 2ml dung dịchprotein 5% Đặt 2 bình trong tủ ấm 37°c, thời gian 1 giờ Sau đó thêm vào bình 2: lOmlaxit tricloaxetic 10% đế kìm hãm hoạt động của enzym kết thúc quá trình thủy phânprotein Dùng ống đong đo dung dịch mẫu (V) Lọc dung dịch trong từng bình, đo lạidung tích dịch lọc, chuyển sang bình tương ứng với bình thí nghiệm (2) và bình kiếmtra (1) Thêm vào mỗi bình chứa dịch lọc lOml íbocmaldehit và 5 giọt timolphtalein đếlàm chất chỉ thị màu Chuẩn độ dung dịch bằng NaOH 0,2N đến khi xuất hiện màuxanh mực cửu long

Hàm lượng nitơ amin trong mẫu nghiên cứu được tính theo công thức:

(V 2 -V 1 ) X 2,82 X V X /

x= VT—

Trong đó: X: hàm lượng nitơ amin trong mẫu nghiên cứu

V: số ml dung dịch mẫuVi: số ml dung dịch NaOH 0,2N chuẩn độ bình đối chứng v2: số mldung dịch NaOH 0,2N chuẩn độ bình thí nghiệm

v3: số ml dịch lọc đem chuẩn độ g: số gam mẫu phân tích

f: hệ số điều chỉnh NaOH 0,2N

* Hoạt độ của enzym lipaza

Xác định hoạt độ của enzym lipaza theo Nguyễn Văn Mùi [25]

- Cách tiến hành

+ Cân 5 ghạt nghiền nhỏ thành dạng đồng thể, chuyển vào bình nón 1OOml, cho thêm 1 Oml nước cất, lắc đều.

+ Cho thêm 10ml dầu lạc làm cơ chất và 5 ml dung dịch đệm axetat pH=4,7 với vài giọt toluen Trộn đều hỗn hợp cho vào tủ ấm 30°c trong 20 đến 24 giờ

+ Bình kiểm tra phải đun sôi dịch enzym 3 đến 5 phút để làm mất hoạtđộng của enzym trước khi cho tiếp xúc với cơ chất

+ Sau khi ngừng phản ứng, cho vào mỗi bình 25ml cồn 96% và 15 đến25ml ete Lắc đều, để lắng

+ Chuẩn độ bằng dung dịch NaOH 0,1N với 0,5ml chỉ thị màu

phenolphtalein

- Tỉnh kết quả: Hoạt độ của lipaza được biểu thị bằng số mililit (ml) NaOH 0,1N

dùng để chuẩn độ axit béo từ sự phân hủy dầu thực vật trong 10g hạt theo côngthức:

(a-b)x/x 10 с0

Trong đó: X: là hoạt độ enzym lipaza

a: số ml NaOH 0,IN dùng để chuẩn độ bình thí nghiệm b: số

ml NaOH 0,1N dùng để chuẩn độ bình đối chứng f: hệ số

chỉnh lí NaOH 0,1N w: khối lượng hạt

Xác định hoạt độ enzym a-amilaza theo Nguyễn Văn Mùi [25],

lại khi a-amilaza thủy phân Sự khác nhau giữa mật độ quang của bình đối chứng vàbình thí nghiệm là lượng tinh bột bị enzym thủy phân.

Trong đó: c:lượng tinh bột bị thuỷ phân

ỠD,: mật độ quang ở dung dịch đối chứng OD2 : mật độ quang ở

dung dịch thí nghiệm Hoạt độ của enzym a-amilaza tính

theo công thức: x= (6,889x e-0,Q29388)x 100

Cú

Trong đó: X: làhoạt độ a-amilaza

c: lượng tinh bột bị thuỷ phân (g) w: lượng chế

phẩm enzym phân tích (mg)

x = -& , s =

1000: là hệ số chuyển mg thành gam6,889; 0,029388: là các hệ số phương trình tính hoạt độ thu được bằng phương pháp xử lí số liệu thực nghiệm

2.2.5 Phương pháp xử lý số liệu

Ket quả nghiên cứu được tổng họp và xử lý theo phương pháp thống kê toán họcqua các thông số: trung bình số học (X ), độ lệch chuấn (£), sai số trung bình (ra), hệ số

biến động (CV), độ chính xác của thí nghiệm (ra%), tiêu chuấn độ tin của hiệu (t d ) Tiêu

chuẩn độ tin của hiệu (td) được so trong bảng phân phối Student với số bậc tự do: (n!+

Các tính toán được thực hiện trên cơ sở sử dụng phần mềm Microsoft

Excel Trong mỗi bảng, số liệu so sánh giữa ĐC và các mẫu thí nghiệm kèm

theo chữ (a) thể hiện sự sai khác có ý nghĩa thống kê với độ tin cậy a = 0,05

giữa các mẫu TN liền kề, dấu (*) thể hiện sự sai khác có ý nghĩa thống kê

với độ tin cậy a = 0,05 giữa các ngày TN liền kề

CHƯƠNG 3

KÉT QUẢ NGHIÊN cứu VÀ THẢO LUẬN

3.1 Sự nảy mầm của hạt đậu tương trong các điều kiện ASTT khác nhau

3.1.1 Thí nghiệm thăm dò khả năng nảy mầm của hạt trong các điều kiện ASTT khác nhau.

Dung dịch đường saccarôzơ được pha để có các ASTT khác nhau tương ứng:nước cất (NC), latm (Ml), 5atm (M5), lOatm (M10), 15atm (MI5) Mỗi công thức TNđược lặp lại 3 lần Tưói dung dịch đường tương ứng ở các ASTT này mỗi ngày 1 lầncho từng lô hạt, tới khi hạt nảy mầm tối đa (5 ngày) Mỗi ngày tính số hạt nảy mầm ởcác mẫu thăm dò Tỷ lệ nảy mầm (TLNM) qua các ngày ở cả 2 giống DT96 và AK02được trình bày trong bảng 3.1

Bảng 3.1 Khả năng nảy mầm của hạt đậu tương trong các điều kiện

ASTT khác nhau Đơn vị: %

trong dung dịch đường với 12 ASTT khác nhau từ 1 đến 12 atm tương ứng từ MI đếnMI2.

3.1.2 Khả năng nảy mầm của hạt đậu tương

Nảy mầm là quá trình sinh lí quan trọng trong chu kì sinh trưởng và phát triểncủa thực vật nói chung, đậu tương nói riêng đảm bảo duy trì sự sống, tạo cơ sở ban đầucho sự phát triển của một cơ thể mới Trong giai đoạn này, thực vật rất mẫn cảm với sựthiếu nước Xác định quá trình nảy mầm được bắt đầu bằng sự hút nước, trương nướccủa hạt [10] Khi hạt được gieo trong môi trường có ASTT cao, nghĩa là áp lực giữnước của môi trường lớn hơn khả năng hút nước của tế bào, hạt khó hút được lượngnước cần thiết Thậm chí, khi khi ASTT quá cao còn có thế làm cho nước từ trong tếbào đi ra ngoài, làm tế bào bị mất nước, kìm hãm sự nảy mầm của hạt Theo nghiên cứu

của Fernando và cộng sự trên cây Chenopocỉỉum quỉnoa willd cho thấy: TLNM chỉ đạt

khoảng 14% sau gieo hạt, khi cho chúng nảy mầm trong dung dịch NaCl [38]

Theo nghiên cứu của Nguyễn Huy Hoàng (1992) [13], trong môi trường đườnggiống chịu hạn giỏi có TLNM lớn hơn 81%, chịu hạn khá TLNM từ 61- 80%, chiụ hạntrung bình TLNM từ 41 - 60%, chịu hạn yếu TLNM từ 21

- 40%, kém dưới 20%

TLNM của hạt đậu tương trong dung dịch đường tương ứng với mỗi ASTT khácnhau được trình bày ở bảng 3.2, hình 3.1, hình 3.2

Bảng 3.2: Tỷ lệ nảy mầm của hạt đậu tưong

0 0 0 10.66± 0,70 10,66 ± 0.40 0 0,33 ±0,40 13,66 ±0.81 14,00± 0,70Mil 0 0 3.33 ± 0,81 3.66 ±0,82 0 0 12.33 ±0,tì8 12,66±0,B1 M1

2 Ü 0 l,66± 0,40 1,66 ±0,40 0 0 6.66 ± 1,08 7,00 ± 0.70

Hình 3.2 Tỷ lệ nảy mầm của giống đậu tương DT96

Ket quả cho thấy TLNM của hạt đậu tương tăng từ ngày thứ 1 đến ngày

thứ

3, từ ngày thứ 4 mầm phát triển không đáng kể và tỷ lệ nảy mầm vẫn

giữ ở mức như ngày 3 ở tất cả các mẫu TN Trong ngày thứ 1, đậu tương

chỉ nảy mầm ở ASTT thấp 1 - 4 atm, từ 5 atm trở đi hạt không có dấu

hiệu nảy mầm ở cả 2 giống Ngày thứ 2, hạt nảy mầm từ 1-9 atm ở giống

AK02, từ 1-10 atm ở giống DT96 Ngày 3 nảy mầm của hạt từ 1-12 atm

nhưng ở mức ASTT cao (12 atm) TLNM thấp, chỉ đạt 1,66% (AK02),

6,66% (DT96) Ngày 4 hầu như không có hạt nảy mầm thêm, hạt có