Nghiên cứu khả năng chịu mặn ở giai đoạn nảy mầm và cây con của ngô (zea mays l )

Ảnh hưởng của mặn đến hoạt độ enzyme α - amylase của các giống ngô nghiên cứu ở giai đoạn hạt nảy mầm .... Ảnh hưởng của mặn đến hoạt độ enzyme catalase của các giống ngô nghiên cứu ở gi

tình chỉ bảo, hướng dẫn và tạo mọi điều kiện giúp tôi hoàn thành công trình nghiên cứu này

Tôi xin gửi lời cảm ơn tới các cán bộ của Viện nghiên cứu Ngô – Viện Khoa Học Kỹ Thuật Nông nghiệp Việt Nam đã giúp đỡ và hướng dẫn tôi thực hiện nhiều thí nghiệm của luận văn

Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn tới các thầy, cô thuộc khoa Sinh – Kỹ thuật Nông nghiệp – Trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2 đã giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập tại trường

Tôi xin gửi lời cảm ơn tới các cán bộ của Viện nghiên cứu Ngô thuộc Viện Khoa học Kỹ thuật Nông nghiệp Việt Nam đã giúp đỡ tôi trong quá trình thực hiện luận văn

Nhân dịp này, tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới gia đình, tập thể lớp Sinh học thực nghiệm K14 đã động viên giúp đỡ tôi trong suốt thời gian vừa qua

Xin trân trọng cảm ơn!

Hà Nội, ngày 12 tháng 12 năm 2012

Đào Quang Thắng

Tôi xin cam đoan số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này là trung thực và không trùng lặp với các đề tài khác Tôi cũng xin cam đoan mọi thông tin trích dẫn trong luận văn đã được chỉ rõ nguồn gốc

Hà Nội, ngày 12 tháng 12 năm 2012

Đào Quang Thắng

1 Lí do chọn đề tài 1

2 Mục đích và nhiệm vụ nghiên cứu 2

3 Ý nghĩa lí luận và ý nghĩa thực tiễn 2

Chương 1.TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Giới thiệu về cây ngô 1.1.1 Nguồn gốc phân loại của cây ngô 3

1.1.2 Đặc điểm sinh học của cây ngô 3

1.1.3 Tình hình sản xuất ngô trên thế giới và Việt Nam 5

1.1.3.1 Tình hình sản xuất ngô trên thế giới 5

1.1.3.2 Tình hình sản xuất ngô ở Việt Nam 6

1.2 Đất mặn và cơ chế chống chịu mặn 1.2.1 Đất mặn 8

1.2.2 Tác hại của mặn với thực vật 9

1.2.3 Ảnh hưởng của áp suất thẩm thấu đến thực vật 13

1.2.4 Cơ sở sinh lý, sinh hóa của tính chịu mặn ở thực vật 15

1.2.3.1 Cơ sở sinh lý của tính chịu mặn 15

1.2.3.2 Cơ sở sinh hóa của tính chịu mặn 15

1.3 Một số nghiên cứu về ảnh hưởng của mặn đến cây ngô và một số loại cây trồng 17

Chương 2.VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Vật liệu nghiên cứu 19

2.2 Hóa chất, thiết bị, địa điểm nghiên cứu 19

2.2.1 Hóa chất 19

2.2.2 Thiết bị nghiên cứu 19

2.2.3 Địa điểm nghiên cứu 19

2.3 Phương pháp nghiên cứu 21

2.3.1.2 Xác định hàm lượng đường khử bằng phương pháp vi

phân tích 23

2.3.1.3 Xác định hoạt độ của enzyme a - amylase theo phương pháp Heinkel 25

2.3.1.4 Xác định hàm lượng proline 26

2.3.2 Phương pháp đánh giá khả năng chịu mặn của các giống ở giai đoạn nảy mầm và cây con 3 lá 27

2.3.2.1 Đánh giá khả năng chịu mặn của hạt ở giai đoạn ngâm ủ nảy mầm 27

2.3.2.2 Đánh giá khả năng chịu mặn ở giai đoạn cây con đến 3 lá 28

2.2.3 Phương pháp xử lý số liệu 28

Chương 3.KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Hàm lượng protein và lipit của các giống ngô nghiên cứu 29

3.2 Khả năng chịu mặn của các giống V98-1 và CP333 29

3.2.1 Khả năng chịu mặn của các giống V98-1 và CP333 ở giai đoạn hạt nảy mầm 29 3.2.1.1 Ảnh hưởng của mặn đến giai đoạn ngâm ủ nảy mầm 29

3.2.1.2 Ảnh hưởng của mặn đến sự sinh trưởng của rễ mầm 32

3.2.1.3 Ảnh hưởng của mặn đến sự sinh trưởng của thân mầm 35

3.2.1.4 Ảnh hưởng của mặn đến khối lượng tươi của mầm 38

3.1.2.4 Khối lượng khô của cây mầm 41

3.2.2 Ảnh hưởng của mặn đến một số chỉ tiêu sinh hóa của hạt nảy mầm 43

3.2.2.1 Ảnh hưởng của mặn đến sự biến động hàm lượng đường tan giai đoạn nảy mầm 43

3.2.2.2 Ảnh hưởng của mặn đến hoạt độ enzyme α - amylase của các giống ngô nghiên cứu ở giai đoạn hạt nảy mầm 47

3.2.2.3 Ảnh hưởng của mặn đến hoạt độ enzyme catalase của các giống ngô nghiên cứu ở giai đoạn hạt nảy mầm 49

3.2.2.5 Ảnh hưởng của mặn đến hoạt độ proline trong rễ ở giai đoạn cây con 3 lá

54

KẾT LUẬN 58

KIẾN NGHỊ 60

TÀI LIỆU THAM KHẢO 62

Trang Bảng 1.1 Diện tích, năng suất, sản lượng ngô toàn thế giới

năm 2005 -2010

5 Bảng 1.2 Các quốc gia có sản lượng ngô lớn nhất trên thế giới năm

2010

5 Bảng 1.3 Diện tích, năng suất, sản lượng ngô Việt Nam năm 2005 -

Bảng 3.4 Chiều dài thân mầm của hai giống ngô V98-1 và CP333

trong các môi trường mặn khác nhau

30

Bảng 3.7 Hàm lượng đường tan trong hạt nảy mầm ở các nồng độ NaCl 37 Bảng 3.8 Hoạt độ α – amylase trong hạt nảy mầm ở các ngưỡng mặn 39

nhau

41 Bảng 3.10 Hàm lượng proline ở thân và lá cây ngô trong điều kiện mặn

nhân tạo

43 Bảng 3.11 Hàm lượng proline ở rễ cây ngô trong điều kiện mặn

nhân tạo

45

Trang Hình 3.1 Biểu đồ tỷ lệ nảy mầm của hai giống ngô V98-1, CP333 trong

các điều kiện mặn khác nhau

26

Hình 3.2 Sự sinh trưởng của rễ mầm giống V98-1 28 Hình 3.3 Sự sinh trưởng của rễ mầm giống CP333 29 Hình 3.4 Sự sinh trưởng của thân mầm giống V98-1 trong điều kiện mặn 31 Hình 3.5 Sự sinh trưởng của thân mầm giống CP333 trong điều kiện mặn 31 Hình 3.6 Khối lượng tươi của mầm trong các ngưỡng mặn của

giống V98-1

34 Hình 3.7 Khối lượng tươi của mầm trong các ngưỡng mặn của giống

CP333

34

Hình 3.10 Hoạt độ α – amylase trong hạt nảy mầm của giống V98-1 39 Hình 3.11 Hoạt độ α – amylase trong hạt nảy mầm của giống cp333 40 Hình 3.121 Hoạt độ catalase trong mầm của giống V98-1 trong điều kiện

áp suất thẩm thấu môi trường khác nhau

41

42 Hình 3.14 Hàm lượng proline ở thân và lá giống ngô V98-1 43 Hình 3.15 Hàm lượng proline ở thân và lá giống ngô CP333 44 Hình 3.16 Hàm lượng proline ở rễ giống ngô V98-1 45 Hình 3.17 Hàm lượng proline ở rễ giống ngô CP333 46

MỞ ĐẦU

1 Lí do chọn đề tài

Cây ngô (Zea mays L.) là loại cây lương thực, có vai trò quan trọng

trong vấn đề đảm bảo an ninh lương thực của mỗi quốc gia Hạt ngô là nguồn cung cấp chất dinh dưỡng cho con người, là nguồn cung cấp tinh bột chính cho quá trình sản xuất thức ăn trong chăn nuôi Tuy nhiên, vấn đề sản xuất ngô hiện nay đang gặp nhiều khó khăn dẫn đến suy giảm về sản lượng và năng suất Và một trong những nguyên nhân dẫn đến tình trạng đó là do chất lượng đất canh tác bị biến đổi do nhiễm mặn

Theo thống kê của tổ chức Nông lương Liên hợp quốc FAO hàng năm diện tích đất nông nghiệp giảm mạnh do bị nhiễm mặn là 3% trên toàn thế giới, 6% ở Việt Nam và các nước Đông Nam Á khác [46] Đất mặn có tác động làm ức chế đến sự sinh trưởng qua đó làm giảm năng suất của cây trồng

Trong các giai đoạn sinh trưởng của cây thì sự sinh trưởng ở giai đoạn hạt nảy mầm và cây con rất nhạy cảm với nồng độ mặn trong môi trường [37]

Sự sinh trưởng của cây trong điều kiện đất bị nhiễm mặn sẽ tác động tới các thông số về mặt sinh lí và hóa sinh của cây như: diện tích lá giảm, mật độ lỗ khí giảm, sự đóng mở của lỗ khí bị ảnh hưởng, làm tăng hàm lượng của axit amin prolin, protein tan, axit amin, giảm hàm lượng nước tương đối [44], làm tăng sự biểu hiện của gen (chẳng hạn như gen mã hóa enzym tham gia sinh tổng hợp prolin, …) [42]

Ở Việt Nam, đã có một số công trình nghiên cứu về ảnh hưởng của NaCl trên các đối tượng như lúa, đậu xanh, đậu tương [8] gây áp suất thẩm thấu bằng muối NaCl, tuy nhiên các công trình nghiên cứu về ảnh hưởng của NaCl trên cây ngô để qua đó làm căn cứ đề ra các biện pháp phát triển loại cây này ở các vùng đất ven biển nhiễm mặn vẫn còn nhiều hạn chế

Xuất phát từ lí do trên, chúng tôi tiến hành thực hiện đề tài: “Nghiên

cứu khả năng chịu mặn ở giai đoạn nảy mầm và cây con của ngô (Zea mays L.)”

2 Mục đích và nhiệm vụ nghiên cứu

2.1 Mục đích nghiên cứu

- Nghiên cứu khả năng chịu mặn của giống ngô V98-1, CP333 ở giai đoạn nảy mầm và cây con 3 lá trong các ngưỡng mặn khác nhau

2.2 Nhiệm vụ nghiên cứu

- Đánh giá khả năng chịu mặn ở giai đoạn nảy mầm của hạt: Tỉ lệ nảy mầm, sự sinh trưởng của rễ mầm, thân mầm, khối lượng tươi và khối lượng khô, hàm lượng đường khử, enzym α-amylase, enzym catalase

- Đánh giá khả năng chịu mặn ở giai đoạn cây con 3 lá bằng phương pháp gây mặn nhân tạo thông qua đánh giá hàm lượng prolin

3 Ý nghĩa lí luận và ý nghĩa thực tiễn

- Bổ sung các phương pháp nghiên cứu ảnh hưởng của mặn đến thực vật

- Đánh giá được khả năng chịu mặn của ngô ở các ngưỡng khác nhau, qua đó cung cấp thêm tư liệu về phương pháp trồng, canh tác giống ngô trong các khu vực đất bị nhiễm mặn

Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Giới thiệu về cây ngô

1.1.1 Nguồn gốc phân loại của cây ngô

Cây ngô (Zea mays L.) là cây nông nghiệp một lá mầm thuộc chi Zea,

họ hòa thảo (Poaceae), có bộ nhiễm sắc thể (2n=20) Cây ngô có nguồn gốc

từ Trung Mỹ (Mexico ) và được trồng phổ biến ở nhiều nơi trên thế giới trong đó có Việt Nam Ở Việt Nam cây ngô được trồng ở nhiều nơi với diện tích lớn [46 ]

1.1.2 Đặc điểm sinh học của cây ngô

Đặc điểm cấu tạo của ngô

Rễ ngô là hệ rễ chùm đặc trưng cho bộ rễ của các cây họ hòa thảo,

độ sâu và sự mở rộng của bộ rễ thấp, phụ thuộc vào độ phì nhiêu và độ ẩm của đất

Thân cây ngô có các khớp nối (các mấu hay mắt) cách nhau khoảng

20-30 cm Ngô có hình thái phát triển rất khác biệt, các lá hình mũi mác rộng bản, dài 50-100 cm và rộng 5-10 cm, thân cây thẳng, thông thường cao 2-3 m với nhiều mấu, có các lá hình thành từ các mấu với các bẹ nhẵn Dưới các lá này

và ôm sát thân cây là các bắp Khi còn non chúng dài ra khoảng 3 cm mỗi ngày Từ các đốt ở phía dưới sinh ra một số rễ

Bắp ngô là các cụm hoa cái hình bông được bao bọc trong một số lớp

lá và được các lá này bao chặt vào thân đến mức chúng không lộ ra cho đến khi xuất hiện các râu ngô màu hung vàng từ vòng lá vào cuối của bắp ngô Râu ngô là các núm nhụy thuôn dài trông giống như một búi tóc, ban đầu màu xanh lục và sau đó chuyển dần sang màu hung đỏ hay hung vàng

Trên đỉnh của thân cây là cụm hoa đuôi sóc hình chùy chứa các hoa đực, được gọi là cờ ngô Mỗi râu ngô đều có thể được thụ phấn để tạo ra một hạt ngô trên bắp Các bắp ngô non có thể dùng làm rau ăn với toàn bộ lõi và râu, nhưng khi bắp đã già thì lõi ngô và hạt trở nên cứng và râu bị khô

Hạt ngô thuộc loại quả dính, gồm 5 phần: Vỏ hạt, lớp alơron, phôi, nội nhũ và chân hạt Trong đó, nội nhũ là phần chính của hạt chứa các tế bào dự trữ chất dinh dưỡng Các hạt ngô có kích thước cỡ hạt đậu Hà Lan và bám chặt thành các hàng tương đối đều xung quanh một lõi trắng để tạo ra bắp ngô Mỗi bắp ngô dài khoảng 10-25 cm, chứa khoảng 200-400 hạt Các hạt có màu như ánh đen, xám xanh, đỏ, trắng và vàng [9]

Đặc điểm sinh trưởng của ngô

Thời gian sinh trưởng của cây ngô dài, ngắn khác nhau phụ thuộc vào giống và điều kiện ngoại cảnh Trung bình thời gian sinh trưởng từ khi gieo đến khi chín là 90 - 160 ngày

Ngô là loại thực vật cần thời gian ban đêm dài và nhiệt độ thích hợp cho sự phát triển là trên 10°C

Ngô chịu lạnh kém nên trong khu vực ôn đới người ta trồng ngô vào mùa xuân Là một loại thực vật C4 (thực vật sử dụng cơ chế quang hợp C4) nên ngô là loại cây lương thực được sử dụng tốt hơn trong điều kiện thiếu nước so với các thực vật C3 như các loại cây lương thực nhỏ, đậu tương

Ngô là cây có vai trò quan trọng trong sản xuất nông nghiệp Hạt ngô

có giá trị dinh dưỡng cao, nhiều gluxit và protein, chứa khoảng 10,6% protein, 69% gluxit chủ yếu là tinh bột, 4% - 5% lipit, chứa vitamin B1 Bên cạnh đó các sản phẩm từ cây ngô còn là nguyên liệu cho thức ăn trong chăn nuôi [9]

1.1.3 Tình hình sản xuất ngô trên thế giới và Việt Nam

1.1.3.1 Tình hình sản xuất ngô trên thế giới

Ngô (Zea mays L.) cùng với lúa gạo (Oryza sativa L.) và lúa mì (Triticum sp.) chiếm khoảng 87% sản lượng lương thực toàn thế giới Ngành

sản xuất ngô thế giới tăng liên tục từ đầu thế kỷ 20 đến nay, nhất là trong gần 50 năm qua, ngô là cây trồng có tốc độ tăng trưởng cao nhất trong các cây lương thực chính về cả ba chỉ tiêu: năng suất, diện tích và sản lượng Vào năm 2005, diện tích ngô toàn thế giới là 147, 4 triệu ha, năng suất trung bình 48, 3 tạ/ha và sản lượng

là 713,6 triệu tấn

Năm 2010, theo tổ chức Nông nghiệp và Lương thực của Liên hợp quốc (FAO), sản xuất ngô thế giới đạt kỷ lục về cả diện tích, năng suất và sản lượng

Diện tích: 161, 9 triệu ha, năng suất 5, 2 tấn /ha và sản lượng 844, 4 triệu tấn

Ngô được trồng rộng khắp trên thế giới trong đó Mĩ là quốc gia có sản lượng chiếm gần một nửa toàn thế giới, đạt 316 triệu tấn, tiếp đến là Trung Quốc, Braxin Ở khu vực Đông Nam Á, quốc gia có sản lượng lớn nhất là Indonesia với 18, 3 triệu tấn

Bảng 1.1 Diện tích, năng suất, sản lượng ngô toàn thế giới

Ấn

Độ Indonesia

Toàn thế giới Sản

lượng 316 177.5 55.3 23 22.7 15 18.3 844.4

(Nguồn: http://faostat.fao.org) [46]

Tuy nhiên, hiện nay việc phát triển ngô trên thế giới đang gặp phải khó khăn do sự biển đổi khí hậu, trái đất nóng lên làm thay đổi các vùng đất trồng trọt Đất đai bị hạn hán, nhiễm chua phèn, nhiễm mặn, ảnh hưởng nghiêm trọng đến sản xuất nông nghiệp nói chung và sản xuất ngô nói riêng Thực tế, hầu hết ngô được trồng trên các vùng đất khó khăn (không chủ động nước tưới, chua phèn .) Do vậy, các nhà khoa học trên thế giới đã tập trung nghiên cứu chọn tạo các giống mới và các biện pháp kỹ thuật nhằm tăng cường hiệu quả của sản xuất ngô trên các vùng đất khó khăn

1.1.3.2 Tình hình sản xuất ngô ở Việt Nam

Trước đây, sản xuất ngô ở Việt Nam còn nhỏ lẻ và phân tán, chủ yếu là

tự cung tự cấp theo nhu cầu của hộ nông dân Tại một số vùng miền núi do khó khăn về sản xuất lúa nước nên nông dân phải trồng ngô làm lương thực thay gạo Các giống ngô được trồng đều là các giống truyền thống của địa phương, giống cũ nên năng suất rất thấp Vào thập kỷ 60 của thế kỷ trước, diện tích ngô Việt Nam chưa đến 300 nghìn hecta, năng suất chỉ đạt trên 1

tấn/ha, đến đầu những năm 1980 cũng không cao hơn nhiều, chỉ ở mức 1,1 tấn/ha, sản lượng đạt khoảng hơn 400.000 tấn do vẫn trồng các giống ngô địa phương với kỹ thuật canh tác lạc hậu Từ năm 2006, năng suất và sản lượng ngô của Việt Nam đã có những bước tiến nhảy vọt cao nhất từ trước đến nay: tốc độ tăng trưởng diện tích, năng suất ngô của Việt Nam cao hơn nhiều lần của thế giới

Bảng 1.3 Diện tích, năng suất, sản lượng ngô Việt Nam năm 2005 - 2010

Năm Diện tích

(ha)

Năng suất (tấn/ha)

Sản lượng (tấn)

đi kèm Theo định nghĩa của hội khoa học Mĩ công bố thì đất mặn là đất có độ dẫn điện EC cao hơn 4dS/m ở điều kiện nhiệt độ 250C, pH nhỏ hơn 8, 5 [1]

Đất mặn là một trong những yếu tố chính cản trở sự phát triển của thực vật, dựa theo nguồn gốc phát sinh đất mặn bao gồm: đất mặn ven biển hoặc đất vùng cửa sông do nước biển xâm nhập vào mùa khô và mặn bên trong đất

do hiện do mao dẫn từ tầng dưới lên phổ biến ở vùng sa mạc và cận sa mạc

Đất bị nhiễm mặn chiếm 7% diện tích đất toàn thế giới, đất bị nhiễm mặn không phải đều có khả năng canh tác giống như nhau mà nó được chia ra thành từng nhóm khác nhau để sử dụng hợp lý Đất mặn ở khu vực Châu Âu

và Bắc Mĩ ít có khả năng trồng trọt Ở Châu Á, hơn 80% đất nhiễm mặn có khả năng trồng trọt và đã được khai thác cho sản xuất nông nghiệp [1]

1.2.2 Tác hại của mặn với thực vật

Các loài thực vật nói chung và ngô nói riêng đều chịu tác động của mặn Theo tác giả Frova, Grattan và Grieve [26] ảnh hưởng trực tiếp của muối lên quá trình sinh trưởng được chia làm ba nhóm:

Làm giảm thế năng thẩm thấu của dung dịch đất từ đó làm giảm nước

tự do trong đất

Phá hủy cấu trúc vật lí của đất do đó ảnh hưởng đến tính thấm nước và

sự thông khí của đất bị giảm

Tăng nồng độ của các ion có thể sẽ ức chế trao đổi chất ở thực vật (đặc biệt là các ion gây độc và sự thiếu hụt chất khoáng) Ảnh hưởng của áp suất thẩm thấu và các ion gây độc đến năng suất cây trồng rất khó để định lượng Tuy nhiên, với hầu hết các loại cây trồng, tác giả Dasberg (1991) cho rằng sự mất mát năng suất do áp suất thẩm thẩm có thể rất nặng nề trước khi biểu hiện

ra thành các hư hại trên bộ lá

Theo tác giả Dubey (1997) [20] mặn là nguyên nhân gây ra ảnh hưởng của ion và áp suất thẩm thấu lên cơ thể thực vật và gần như các phản ứng của thực vật được biết đều liên quan đến hai quá trình này Phản ứng chung nhất của thực vật đối với muối là làm giảm sinh trưởng [25] Các tác động áp suất thẩm thấu của muối lên thực vật thể hiện là giảm thế năng nước của đất và làm tăng nồng độ của các chất tan xung quanh vùng rễ Khi thế năng nước của đất

quá thấp, thực vật sẽ không có khả năng lấy nước từ đất Vì vậy, một số loài khi bị stress muối cũng giống với stress hạn Tuy nhiên, ở nồng độ muối trung hoặc thấp, thực vật điều chỉnh áp suất thẩm thấu (bằng cách tích lũy các chất tan nội bào) để lấy nước vào tế bào [25]

Khi nồng độ muối cao, một số triệu chứng mà thực vật gặp phải như hoại tử, đầu lá bị cháy do ion Na+ và Cl- [45] Khi nồng độ ion cao có thể phá

vỡ tính toàn vẹn và chức năng của màng sinh chất, ảnh hưởng đến sự cân bằng của chất tan nội bào và sự hấp thụ dinh dưỡng, gây ra triệu chứng thiếu hụt dinh dưỡng tương tự như xảy ra khi cây thiếu dinh dưỡng [26]

Một số nghiên cứu cho thấy dưới stress muối thì sinh trưởng của cây trồng bị giảm như ở cà chua [39], bông [36] và củ cải đường [25] Tuy nhiên,

có sự khác nhau giữa khả năng chịu muối các loài, cũng như các thông số sinh trưởng Ví dụ: Aziz và Khan (2001) [16] tìm thấy rằng sự tăng trưởng tối ưu của cây Đưng (thuộc chi Đước) ở môi trường chứa 50% nước biển và nếu

tăng lượng muối lên thì sinh trường bị giảm trong khi đó Alhagi pseudoalhagi

(một loại cây họ Đậu), khối lượng tổng tăng khi nồng độ muối thấp (50 mM NaCl) nhưng lại giảm khi độ mặn cao (100 và 200 mM NaCl) Ở cây củ cải đường, diện tích lá, khối lượng tươi, khối lượng khô của lá, rễ nhìn chung cũng giảm xuống khi nồng độ NaCl đạt 200mM, những số lá lại ít bị ảnh hưởng [25], [23] nghiên cứu trên đối tượng cây nho thấy rằng có sự giảm tích lũy chất khô trong chồi nhiều hơn so với trong rễ, đặc biệt khi nồng độ muối cao cho thấy quá trình quang đồng hóa vẫn diễn ra Đó có thể là do hệ rễ có khả năng điều chỉnh áp suất thẩm thấu

Nguyên nhân chủ yếu làm giảm sinh trưởng của thực vật có thể do muối ảnh hưởng đến chế độ nước ở cây Theo Sohan et al [41] và Romero-Aranda et al (2001) [39] khi tăng muối trong môi trường rễ có thể dẫn đến suy

giảm thế năng nước của lá vì vậy có thể ảnh hưởng đến nhiều quá trình trong cây Một số tác giả thấy rằng thế năng nước và thế năng thẩm thấu của thực vật trở nên âm hơn khi tăng nồng độ muối, dẫn đến áp suất trương tăng lên

[28], [36], [39] Ở cây chịu mặn Suaeda salsa, tác giả Lu và cộng sự quan sát

thấy thế năng nước của lá và tỉ lệ thoát hơi nước giảm đáng kể với sự gia tăng nồng độ muối Ashraf [15] thông báo sự giảm tương tự về thế năng nước của

lá với sự tăng của nồng độ muối ở 6 loài cây thuộc họ Cải, kết quả tương tự trên đối tượng cây hướng dương [41] Theo các nhà nghiên cứu có hai nguyên nhân:

Dưới nồng độ muối cao, thực vật cô lập NaCl trong mô lá nhiều hơn mức bình thường Sự gia tăng muối NaCl trong mô lá dẫn đến làm thế năng thẩm thấu thấp hơn và âm hơn so với thế năng nước

Giảm độ dẫn thủy lực trong rễ làm giảm lượng nước từ rễ cung cấp cho các bộ phận trên mặt đất, gây ra stress nước ở các mô lá Xử lí muối làm giảm đáng kể hàm lượng nước tương đối ở củ cải đường [25] Theo tác giả Katerji

và cộng sự [32] giảm lượng nước làm mất sức trương và dẫn đến thiếu nước cho quá trình kéo dài tế bào

Các nghiên cứu cũng cho thấy muối là nguyên nhân gây ra các thay đổi

về hình thái của cây Ví dụ, bộ lá của đậu, bông tăng chiều dày của biểu bì, độ dày của mô mềm, chiều dài và đường kính của tế bào mô giậu, đường kính của tế bào mô xốp khi tăng nồng độ muối [35] Ngược lại, cả biểu bì, độ dày của mô mềm và khoang gian bào đều giảm đáng kể khi xử lí muối ở cây vẹt

(Brugueira parviflora) Ở lá của cây Spinach thấy có sự giảm xuống khoang

gian bào [19] còn ở cà chua thấy có sự giảm mật độ khí khổng [39] Sinh trưởng của thực vật phụ thuộc vào quang hợp và do vậy các stress môi trường ảnh hưởng đến sinh trưởng thường ảnh hưởng đến quang hợp [43] Nghiên cứu

của các tác giả khác cũng cho thấy các loài khác nhau thì quá trình quang hợp

bị ức chế là khác nhau bởi muối [15], [31], [39] Có sự tương quan thuận giữa

tỉ lệ quang hợp và năng suất dưới điều kiện muối [38], [22], [23] cho rằng sự

ức chế sinh trưởng sinh dưỡng ở thực vật bởi muối liên quan đến việc ức chế quá trình quang hợp

Theo Iyengar and Reddy [30] sự suy giảm tỉ lệ quang hợp liên quan đến muối là do một số nguyên nhân:

Sự mất nước của màng sinh chất tế bào dẫn đến làm giảm khả năng thấm CO2 Nồng độ muối cao trong đất và trong nước sẽ tạo ra thế áp suất thẩm thấu cao chúng sẽ làm giảm lượng nước có lợi cho thực vật Sự giảm thế năng nước gây ra stress thẩm thấu, gây ra sự bất hoạt không thuận nghịch chuỗi vận chuyển điện tử

Ngộ độc muối đặc biệt là Na+ và Cl-, theo một số tác giả Cl- ức chế hoạt động quang hợp

Sự suy giảm CO2 cung cấp có nguyên nhân là do lỗ khí đóng Theo Iyengar và Reddy, lỗ khí đóng làm giảm đến mức nhỏ nhất lượng nước thoát

ra ngoài, quá trình này tác động đến hệ thống hấp thu và chuyển hóa năng lượng của lục lạp

Muối cảm ứng tăng cường sự già hóa ở thực vật

Thay đổi hoạt động của enzym được cảm ứng bởi những thay đổi trong cấu trúc của tế bào chất

Nhiều thay đổi diễn ra trong thực vật cho phép chúng chống chịu muối

và vẫn giữ được khả năng quang hợp Đây là thông tin hữu ích cho kĩ thuật di truyền trong việc tạo cây trồng chịu muối có sinh trưởng cao

Lượng muối NaCl cao hấp thụ cạnh tranh với sự hấp thụ các ion khoáng khác chẳng hạn như K+, Ca2+, N, P dẫn đến phá hủy quá trình hút khoáng bình thường, làm giảm năng suất và chất lượng cây trồng [25] Sự gia tăng nồng độ NaCl được thông báo là sẽ cảm ứng tăng nồng độ Na+ và Cl- và giảm Ca2+, K+ và Mg2+ ở nhiều loài cây [17], [23] quan sát thấy sự gia tăng của nồng độ Na+ và Cl- trong lá và rễ của củ cải đường với sự gia tăng nồng

độ NaCl trong môi trường nuôi cấy

Dưới ảnh hưởng của điều kiện stress muối, sự hấp thụ nitơ cũng bị ảnh hưởng Các nghiên cứu chỉ ra muối có thể giảm sự tích lũy N ở thực vật [40] Ảnh hưởng của muối đến nồng độ của P [27] phụ thuộc vào loài cây, giai đoạn phát triển, thành phần, mức độ muối và nồng độ P trong cơ chất cung cấp cho cây Trong đa số trường hợp, muối làm giảm nồng độ P trong mô thực vật [33]

1.2.3 Ảnh hưởng của áp suất thẩm thấu đến thực vật

Các stress khô hạn, mặn và lạnh là những hiện tượng có chức năng về sinh lý liên quan với nhau, trên cơ sở điều tiết áp suất thẩm thấu (ASTT) của

tế bào.ASTT là lực gây ra sự chuyển dịch của dung môi vào tế bào qua màng sinh chất Nó không phụ thuộc vào bản chất của chất tan, mà phụ thuộc vào nồng độ phân tử chất tan, nhiệt độ, sự phân li của dung dịch ASTT bao gồm ASTT bên trong (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 sản phẩm của quá trình trao đổi chất Các chất này trong dịch tế bào đã tạo nên ASTT cao, giúp cho quá trình xâm nhập của nước vào trong tế bào bằng con đường thẩm thấu ASTT bên ngoài chủ yếu do tính mặn của môi trường gây nên Đất bị nhiễm mặn chứa hàm lượng muối cao, đặc biệt là NaCl Điều đó

đã hạn chế khả năng hút nước, dẫn đến khó khăn trong việc hút chất dinh dưỡng [6] Nếu cây sinh trưởng trong 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 tác hại đối với thực vật:

Tác hại thứ nhất: Gây ra hiện tượng hạn sinh lí Hàm lượng muối cao trong đất làm cho ASTT môi trường lớn Nếu ASTT nội bào không thắng nổi

áp suất của môi trường cây sẽ bị khô héo do nước từ trong tế bào đi ra ngoài Thiếu nước nhẹ thì làm giảm tốc độ sinh trưởng, thiếu nước trầm trọng sẽ dẫn đến biến đổi hệ keo nguyên sinh chất làm tăng quá trình già hoá tế bào Khi bị khô kiệt nước, nguyên sinh chất bị đứt vỡ cơ học dẫn đến tế bào và mô bị tổn 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 Cl-, ngoài

ra còn có các ion khác: SO42-, HCO3-, Li+, Hàm lượng cao các ion này đều gây hại cho sự sinh trưởng và phát triển của thực vật

Dung dịch có nồng độ càng cao thì áp suất thẩm thấu càng lớn Áp suất thẩm thấu của một dung dịch là giá trị để chỉ lượng nước có xu hướng đi vào trong dung dịch bởi sự thẩm thấu Do đó dưới một điều kiện nhiệt độ và áp suất nhất định, nước sẽ di chuyển từ dung dịch có áp suất thẩm thấu thấp sang dung dịch có áp suất thẩm thấu cao Mỗi dung dịch đều có một năng lượng tự

do nhất định, dưới một điều kiện nhiệt độ và áp suất nhất định, năng lượng này có thể đo được và được gọi là thế năng thẩm thấu (osmotic potential) Nước tinh khiết có thế năng thẩm thấu bằng không Vì thế năng thẩm thấu giảm khi nồng độ thẩm thấu tăng nên các dung dịch có thế năng nhỏ hơn không Nước sẽ di chuyển từ vùng có thế năng thẩm thấu cao sang vùng có thế năng thẩm thấu thấp Thay đổi áp suất thẩm thấu làm thay đổi hàm lượng nước trong tế bào và gây ra rối loạn chức năng tế bào

1.2.4 Cơ sở sinh lý, sinh hóa của tính chịu mặn ở thực vật

1.2.3.1 Cơ sở sinh lý của tính chịu mặn

Theo Yeo và Flower [46] đã tổng kết cơ chế chịu mặn ở cây bao gồm các nhóm sau:

Hiện tượng ngăn chặn muối: Thực vật không hấp thu một lượng muối

dư thừa nhờ hiện tượng hấp thu có chọn lọc

Hiện tượng tái hấp thu: Cây hấp thu một lượng muối dư thừa nhưng được tái hấp thu trong mô libe Na+ không chuyển đến chồi thân

Hiện tượng ngăn cách từ lá đến lá: Lượng muối dư thừa được chuyển

từ lá non sang lá già, muối được định vị tại lá già không có chức năng, không thể chuyển được ngược lại

Chống chịu ở mô: Cây hấp thu muối và được ngăn cách trong các không bào của lá, làm giảm ảnh hưởng độc hại của muối đối với sinh trưởng của cây

Ảnh hưởng pha loãng: Cây hấp thụ muối nhưng sẽ làm loãng nồng độ muối nhờ tăng cường tốc độ phát triển nhanh và gia tăng hàm lượng nước trong chồi

Cũng giống như chịu hạn, ở thực vật khi đề cập đến cơ chế chịu mặn người ta cũng thường đề cập đến vai trò của bộ rễ và khả năng điều chỉnh áp suất thẩm thấu của tế bào qua đó liên quan trực tiếp đến qua trình nhiễm mặn,

rễ phát triển mạnh làm gia tăng lượng nước trong chồi qua đó làm loãng nồng

độ muối

1.2.3.2 Cơ sở sinh hóa của tính chịu mặn

Khi phân tích thành phần hóa sinh của các cây chịu mặn, các nghiên

cứu đều cho rằng, khi cây gặp mặn có hiện tượng tăng lên về hoạt độ enzyme, hàm lượng ABA, hàm lượng proline, nồng độ ion K+, các loại đường, axit hữu cơ, giảm CO2, protein và axit nucleic [5]

Nghiên cứu sự đa dạng và hoạt động của enzyme trong điều kiện gây stress đã được nhiều tác giả quan tâm Một số nghiên cứu trên các đối tượng như lạc, lúa, đậu xanh, đậu tương cho thấy có mối tương quan thuận giữa

hàm lượng đường tan và hoạt độ enzyme a - amylase, giữa hàm lượng protein

và hoạt độ protease [17], [30] Đường tan là một trong những chất tham gia

điều chỉnh áp suất thẩm thấu trong tế bào Sự tăng hoạt độ a - amylase sẽ làm

tăng hàm lượng đường tan do đó làm tăng áp suất thẩm thấu và tăng khả năng chống chịu của cây trồng [19]

Những thay đổi hóa sinh khác do stress gây ra cũng đã được nhiều tác giả quan tâm nghiên cứu, trong đó có sự biến đổi hàm lượng axit amin proline Nghiên cứu khả năng chịu hạn của một số giống lúa cạn địa phương

ở vùng núi phía Bắc, tác giả Chu Hoàng Mậu và cộng sự đã nhận xét, khả năng chịu hạn của cây lúa cạn phụ thuộc tuyến tính vào hàm lượng proline [23]

Tính chống chịu là tính trạng đa gen, được biểu hiện khác nhau trong các giai đoạn phát triển của cây Trên thực tế vẫn chưa tìm được gen thực sự quyết định tính chịu mặn mà mới chỉ tìm thấy các gen liên quan đến tính chịu mặn hạn Vì vậy, nghiên cứu cơ chế phân tử của tính chịu hạn chủ yếu đi vào hướng chính đó là nghiên cứu biểu hiện, chức năng của các chất và các gen tương ứng liên quan đến khả năng bảo vệ của tế bào khỏi tác động của stress Một trong những nhóm gen liên quan đến các điều kiện mất nước là các gen

mã hóa nhóm protein có tên gọi là LEA (Late embryogenesis abundant protein) LEA không những đóng vai trò điều chỉnh quá trình mất nước sinh

lý khi hạt chín mà còn hạn chế sự mất nước bắt buộc do các điều kiện ngoại

cảnh bất lợi như hạn, nóng, lạnh Mức độ phiên mã của LEA được điều khiển bởi ABA và độ mất nước của tế bào Ngoài ra, những nhóm chất như protein sốc nhiệt (HSP - heat shock protein), MGPT (molecular chaperone), ubiquitin cũng được đặc biệt quan tâm nghiên cứu

Như vậy, cơ chế chịu hạn của thực vật rất phức tạp, nó không chỉ liên quan đến đặc điểm hình thái giải phẫu của thực vật, mà còn liên quan đến những thay đổi về thành phần hoá sinh trong tế bào, sự điểu chỉnh hoạt động của gen

1.3 Một số nghiên cứu về ảnh hưởng của mặn đến cây ngô và một số loại cây trồng

Tác giả Farsiani A và cộng sự [21] trong nghiên cứu của mình đã chỉ ra rằng có sự suy giảm về tỉ lệ nảy mầm, chiều dài rễ mầm và thân mầm, khối lượng tươi và khối lượng khô của rễ mầm và thân mầm khi cây ngô được thực nghiệm trên môi trường NaCl

Cũng trên đối tượng cây cà chua giai đoạn nảy mầm và cây con trồng trong điều kiện môi trường chứa NaCl, tác giả Kulkarni và cộng sự cũng thông báo kết quả tương tự [34]

Trên đối tượng cây đậu xanh, tác giả Al-Rawi IMT và cộng sự [13] khi nghiên cứu về phản ứng nảy mầm của đậu xanh giai đoạn nảy mầm cũng kết luận các chỉ tiêu tỉ lệ nảy mầm, chiều dài rễ mầm, chiều dài thân mầm, trọng lượng tươi, trọng lượng khô của cây đều bị ảnh hưởng khi áp suất thẩm thấu của môi trường nuôi cấy tăng lên

Cũng bằng cách sử dụng NaCl để tạo áp suất thẩm thấu của môi trường trồng cây keo giậu, tác giả Anthraper và cộng sự (2003) đã cho rằng áp suất thẩm thấu của môi trường làm giảm trọng lượng khô của mô, làm giảm nitơ

tổng số trong lá, rễ tuy nhiên vào những ngày đầu thì áp suất thẩm thấu không ảnh hưởng tới hoạt động của enzym nitrogenase [14]

Theo Basalah MO (2010) áp suất thẩm thấu tạo ra bởi NaCl có ảnh hưởng tới tỉ lệ nảy mầm, chiều dài rễ mầm, thân mầm, trọng lượng tươi (rễ mầm và thân mầm), ít ảnh hưởng tới trọng lượng khô (rễ mầm và thân mầm), cùng với sự tăng lên của áp suất thẩm thấu thì làm tích lũy thêm hàm lượng đường tan, tăng hoạt độ của enzym α-amylase

Ở Việt Nam, tác giả Bùi Chí Bửu và Nguyễn Thị Lang nghiên cứu khả năng chịu mặn của một số giống lúa tại Đồng bằng sông Cửu Long tiến hành tạo môi trường mặn bằng cách hòa tan NaCl trong nước cất và xử lý mặn trong 3 tuần, sau đó theo dõi các chỉ tiêu và thấy rằng các chỉ tiêu: Khối lượng khô của thân mầm, rễ mầm đều chịu ảnh hưởng của mặn [1]

Nguyễn Tường Vân, Lê Trần Bình, Lê Thị Muội (1994) tiến hành đánh giá khả năng chịu muối (NaCl) của các giống lúa CR203, Lốc, C8, Co ở mức

độ mô sẹo, sau khi chuyển vào môi trường có bổ sung NaCl 1% và 2% Sau

12 tuần theo dõi cho thấy khả năng chịu muối của giống Co là cao nhất và giống CR203 có khả năng chịu muối thấp nhất

Chương 2 VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 Vật liệu nghiên cứu

Sử dụng hai giống ngô V98-1 và CP 333 do Viện Nghiên cứu Ngô Trung ương cung cấp

- Giống V98-1 là giống sinh trưởng thích hợp trong điều kiện ở các tỉnh Đông Nam Bộ và Tây nguyên, thời gian sinh trưởng ngắn, tính chống chịu tốt

- Giống CP 333 là giống ngô lai kép có nguồn gốc từ Thái Lan, thời gian sinh trưởng ngắn, đã được đưa vào sản xuất ở Thái Lan, Inddonesia, hiện đang được trồng thử nghiệm ở nước ta

2.2 Hóa chất, thiết bị, địa điểm nghiên cứu

2.2.1 Hóa chất

Gelatin, dung dịch axit axetic, axit sắt sunphat, proline chuẩn, dung dịch iot, NaCl tinh khiết, dung dịch natri axetat, axit axetic

2.2.2 Thiết bị nghiên cứu

Cân phân tích điện tử (Thụy Sĩ), máy ly tâm lạnh của hãng Hettich (Đức), máy quang phổ Uvis Cintra 40 (Úc), máy đo pH, tủ sấy Cabrolite (Anh)

2.2.3 Địa điểm nghiên cứu

- Thí nghiệm phân tích các chỉ tiêu hóa sinh được thực hiện tại phòng thí nghiệm trường Đại học sư phạm Hà Nội 2 và phòng thí nghiệm di truyền Viện nghiên cứu Ngô

- Thí nghiệm nghiên cứu khả năng chịu mặn ở giai đoạn nảy mầm được thực hiện tại Viện nghiên cứu Ngô

2.3 Phương pháp nghiên cứu

2.3.1 Phương pháp xác định các chỉ tiêu hóa sinh

2.3.1.1 Xác định hoạt độ catalase bằng phương pháp chuẩn độ (theo mô tả của Phạm Thị Trân Châu) [2]

Nguyên tắc: Catalase xúc tác cho phản ứng:

Để định lượng catalase có thể dùng dung dịch KMnO4 0,1N để xác định lượng H2O2trước và sau khi enzym tác dụng, từ đó tính lượng H2O2 đã bị chuyển hóa

Từ phản ứng trên có 1ml dung dịch KMnO4 0,1N tương ứng với 1,7mg H2O2

Hóa chất: Đệm photphat 50mM (pH 7,0): (a) hòa tan 6,81g KH2PHO4trong 1000ml nước cất; (b) hòa tan 11,41g KH2PHO4.3H2O trong 1000ml nước cất; trộn dung dịch a và b cho đến khi đạt pH 7,0 KMnO4 0,1N, H2SO4 10%, H2O2 0,1% trong đệm photphat 50mM (pH 7) Chiết enzym: cân 1g mẫu, nghiền trong 10ml đệm photphat (pH 7,0) 50mM, li tâm lạnh ở 17000g/15 phút/20C, dịch trong phía trên là dịch chiết enzym thu được

Dung dịch H2O2 0,1% (10 ml), dịch chiết enzym (10ml), giữ ở 300C trong 30 phút Axit H2SO4 10% (5ml), chuẩn độ H2O2 dư thừa bằng KMnO40,1N đến khi xuất hiện màu hồng bền

Bình đối chứng

Dịch chiết enzym (10ml), đun sôi cách thủy trong 5 phút để biến tính enzym, lấy ra để nguội, dung dịch H2O2 0,1% (10 ml), giữ ở 300C trong 30 phút Axit H2SO4 10% (5 ml), chuẩn độ H2O2 dư thừa bằng KMnO4 0,1N đến khi xuất hiện màu hồng bền

Cách tính hoạt độ:

Tính số mg H2O2 bị phân giải dưới tác dụng của enzym có trong a(g) mẫu:

a V

V B A X

2

1 7 , 1 ).

V1: số ml dịch chiết enzym từ mẫu (= 10ml)

V2: số ml dịch chiết enzym dùng cho phản ứng (=10ml)

a: khối lượng (g) mẫu (1g)

Số đơn vị catalase trong 1g mẫu (số µmol H2O2 bị phân giải trong 1 phút):

30 344 , 0 ) /

Trong đó: 30: thời gian enzym tác dụng

0,034: 1 µmol đương lượng H2O2

2.3.1.2 Xác định hàm lượng đường khử bằng phương pháp vi phân tích (theo mô tả của Phạm Thị Trân Châu) [2]

Nguyên tắc: Trong môi trường kiềm, đường khử kaliferixianua thành kaliferoxianua Với sự có mặt của gelatin, kaliferoxianua kết hợp với sắt sunfat axit tạo thành phức chất xanh bền

Hóa chất: Dịch chiết từ thân mầm ngô: cân 1g mẫu, nghiền kĩ trong 10ml nước cất, li tâm 7.000 vòng/15 phút Thu dịch trong phía trên để phân tích Dung dịch kaliferixianua: hòa tan 1,65g K3Fe(CN)6 và 10g Na2CO3 trong 1000ml nước cất Bảo quản trong lọ thủy tinh màu nâu Dung dịch sắt sunfat axit: hòa tan 1g Fe2(SO4)3 trong 10ml H2SO4 đặc Đổ từ từ dung dịch vào nước cất có sẵn trong bình định mức, pha loãng đến mức 1000ml Gelatin 10%: cân 10g gelatin với 100ml nước cất, để lên máy gia nhiệt ở nhiệt độ

500C để hòa tan gelatin Dung dịch sắt sunfat axit gelatin: trộn lẫn dung dịch sắt sunfat axit với gelatin 10% theo tỉ lệ 20:1 Hỗn hợp chỉ sử dụng trong ngày

Đo cường độ màu dung dịch trên máy UV-Vis 2450 Shimadzu (Nhật Bản) tại bước sóng 585nm

Hàm lượng đường khử trong dung dịch đường suy ra từ đường chuẩn glucoz

Cách dựng đường chuẩn glucoz: Lấy 5 ống nghiệm đánh số thứ tự từ

1 đến 5, cho vào từng ống khối lượng đường tương ứng như sau: 20, 40, 60,

80, 100mg trong 2ml dung dịch Sau đó tiến hành tương tự như ống thí nghiệm, so màu, xác định OD585nm Dựng đồ thị chuẩn Kết quả đồ thị chuẩn:

Phương trình đường chuẩn:

Y = 503,9 x X - 473,2 (R2 = 0,957) Trong đó: Y là nồng độ glucoz (mg/ml), X là giá trị OD tương ứng

Tính hàm lượng đường khử:

Hàm lượng đường khử

Y(mg/ml).V(ml) w(g) Trong đó: V là thể tích mẫu (30ml), w là số gam mẫu (1g)

2.3.1.3 Xác định hoạt độ của enzyme a - amylase theo phương pháp Heinkel (theo mô tả của Nguyễn Lân Dũng) [4]

Nguyên tắc: Dựa vào tính chất hòa tan của enzyme a - amylase trong dung dịch đệm photphat 0,2M (pH=6,8)

Cách tiến hành: Hạt ngô nảy mầm, cân khối lượng, nghiền nhỏ trong đệm photphat 0,2M (pH=6,8), ly tâm 12.000 vòng/phút trong 15 phút ở 40C, dịch thu được sử dụng làm thí nghiệm Thí nghiệm phân tích hoạt độ enzyme a -

amylase được tiến hành trên ống thí nghiệm, ống kiểm tra Sau đó đo trên máy quang phổ ở bước sóng 560nm

Công thức xác định hoạt độ enzyme a - amylase:

m

xHSPL C

C mg ĐVHĐ/  ( 1 2)Trong đó: C1: Lượng tinh bột còn lại của mẫu kiểm tra (mg/ml)

C2: Lượng tinh bột còn lại của mẫu thí nghiệm (mg/ml) HSPL: Hệ số pha loãng

m: Khối lượng mẫu (mg)

2.3.1.4 Xác định hàm lượng proline được xác định theo phương pháp của Bates (theo mô tả của Nguyễn Lân Dũng) [4]

Đánh giá sự biến đổi hàm lượng axit amin proline ở thân lá và rễ cây non 3 lá trước và sau xử lý mặn nhân tạo Hàm lượng proline được xác định theo phương pháp của Bates và cộng sự (1973) [4]

Tách chiết proline: Nghiền 0,5 gam thân, lá cây ngô đã xử lý mặn ở

các ngưỡng trong cốc và đũa thuỷ tinh bằng nitơ lỏng, thêm 10 ml dung dịch axit sunfosalixilic 3%, li tâm 8000 vòng/phút Thu dịch làm thí nghiệm Đo quang phổ hấp phụ ở bước sóng 520 nm

Hàm lượng proline được tính theo công thức:

x100%

m

AxHSPL

X 

Trong đó: X: Hàm lượng proline (%)

A: Nồng độ thu được khi đo trên máy (mg/ml) HSPL: Hệ số pha loãng

m: Khối lượng mẫu (mg)

2.3.2 Phương pháp đánh giá khả năng chịu mặn của các giống ở giai đoạn nảy mầm và cây con 3 lá

2.3.2.1 Đánh giá khả năng chịu mặn của hạt ở giai đoạn ngâm ủ nảy mầm

Pha dung dịch gây mặn nhân tạo ở các nồng độ 0,3%; 0,5%; 0,7%; 0,9% NaCl trong nước cất

Ngâm ủ hạt trong thời gian 6 h trong dung dịch gây mặn nhân tạo ở các nồng độ như trên

- Hạt sau khi ngâm ủ nảy mầm được đem đi phân tích các chỉ tiêu hóa sinh và được theo dõi, tính tỷ lệ này mầm theo công thức sau:

+ Chiều dài thân mầm (cm): Tính từ cổ rễ đến chóp thâm mầm

+ Khối lượng khô của rễ mầm (mg): Cân khối lượng rễ của 10 cây mầm của từng dòng sau sấy và tính khối lượng trung bình

+ Khối lượng khô thân mầm (mg): Cân khối lượng thân mầm của 10 cây của từng dòng sau sấy và tính khối lượng trung bình

2.3.2.2 Đánh giá khả năng chịu mặn ở giai đoạn cây con đến 3 lá

Các dòng ngô được ngâm ủ nảy mầm sau 5-7 ngày tuổi được chuyển vào trong rổ trấu, mỗi rổ được đặt trong khay dung dịch dưỡng mặn với 4 nồng độ mặn lần lượt là: 0,3%; 0,5%; 0,7%; 0;9% NaCl Sử dụng đối chứng

là các dòng được ngâm ủ nảy mầm trong nước cất

- Thí nghiệm được bố trí ngẫu nhiên hoàn toàn, các công thức được lặp lại 3 - 4 lần

- Sau khi cây được 3 lá mầm tiến hành thu mẫu sau các khoảng thời gian 3 ngày tuổi, 5 ngày tuổi, 7 ngày tuổi, 9 ngày tuổi, phân tích chỉ tiêu proline

2.2.3 Phương pháp xử lý số liệu

Số liệu thu được được xử lý thống kê theo các tham số thống kê bằng chương trình Excel 2007 sai khác giữa các giá trị trung bình được kiểm định bằng giới hạn sai khác nhỏ nhất (Least Significant Difference - LSD) tại α = 0,05, giá trị thể hiện là giá trị trung bình (X ) của các lần nhắc lại ± độ lệch chuẩn (δ)

n

X X

N

i i

Các giá trị trung bình khác nhau có ý nghĩa thống kê với α = 0,05 thì theo sau là các kí tự khác nhau, các giá trị trung bình khác nhau không có ý nghĩa thống kê với α = 0,05 thì theo sau là các kí tự giống nhau

Chương 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Hàm lượng protein và lipit của các giống ngô nghiên cứu

Để đánh giá chất lượng hạt của các giống ngô nghiên cứu, chúng tôi tiến hành phân tích hàm lượng protein và lipit trong hạt tiềm sinh ở các giống ngô V98-1, CP333,kết quả được trình bày ở bảng 3.1

Bảng 3.1 Hàm lượng protein, lipit của các giống ngô nghiên cứu

(% khối lượng khô)

Giống Hàm lượng lipit Hàm lượng protein

Bảng 3.1 cho thấy, hàm lượng protein trong hạt các giống ngô dao động từ 9,12 % đến 10,02% Giống V98-1 có hàm lượng protein cao nhất (10,02%), thấp nhất là CP333(9,12 %)

Hàm lượng lipit của 2 giống ngô dao động từ 4,56 % đến 6,51 % Lipit

là thành phần cấu tạo quan trọng của màng sinh học, nguồn nguyên liệu cung cấp năng lượng cho cơ thể, ngô là loại thức ăn giàu năng lượng dùng làm thức

ăn cho gia súc và gia cầm

3.2 Khả năng chịu mặn của các giống V98-1 và CP333

3.2.1 Khả năng chịu mặn của các giống V98-1 và CP333 ở giai đoạn hạt nảy mầm

3.2.1.1 Ảnh hưởng của mặn đến giai đoạn ngâm ủ nảy mầm

Để đánh giá ảnh hưởng của mặn đến khả năng nảy mầm của hạt chúng tôi tiến hành ngâm, ủ hạt trong thời gian 6 h trong dung dịch gây mặn nhân