LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan kết quả nghiên cứu đề tài: “Ảnh hưởng của axit Salicylic tới một số chỉ tiêu sinh lý và hóa sinh của cây đậu xanh Vigna radiata L.. 13 1.3.4 Tình hình nghi
Trang 1TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI 2
KHOA SINH – KTNN - -
PHẠM THỊ VIỆT HẰNG
ẢNH HƯỞNG CỦA AXIT SALICYLIC TỚI MỘT SỐ CHỈ TIÊU SINH LÝ VÀ HÓA SINH CỦA CÂY ĐẬU XANH (Vigna radiata L.) GIAI ĐOẠN NẢY MẦM TRONG
ĐIỀU KIỆN STRESS MUỐI
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Chuyên ngành: Sinh lý học thực vật
HÀ NỘI – 2018
Trang 2TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI 2
KHOA SINH – KTNN - -
PHẠM THỊ VIỆT HẰNG
ẢNH HƯỞNG CỦA AXIT SALICYLIC TỚI MỘT SỐ CHỈ TIÊU SINH LÝ VÀ HÓA SINH CỦA CÂY ĐẬU XANH (Vigna radiata L.) GIAI ĐOẠN NẢY MẦM TRONG
ĐIỀU KIỆN STRESS MUỐI
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Chuyên ngành: Sinh lý học thực vật
Người hướng dẫn khoa học
PGS TS Nguyễn Văn Đính
HÀ NỘI – 2018
Trang 3LỜI CẢM ƠN
Trước hết tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu sắc đến PGS
TS Nguyễn Văn Đính đã tận tình hướng dẫn, chỉ bảo và tạo mọi điều kiện giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thực hiện đề tài
Tôi xin chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2, Ban Chủ nhiệm khoa Sinh – KTNN, Phòng thí nghiệm sinh lý học thực vật, khoa Sinh – KTNN, Trung tâm Hỗ trợ Nghiên cứu khoa học và Chuyển giao công nghệ trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2 đã nhiệt tình giúp đỡ và tạo mọi điều kiện trong suốt quá trình tôi thực hiện đề tài
Trong thời gian thực hiện đề tài tôi cũng nhận được sự giúp đỡ tận tình của TS La Việt Hồng – Phòng thí nghiệm Sinh lý học thực vật đã giúp đỡ, đóng góp ý kiến để tôi hoàn thành khóa luận này, nhân đây tôi cũng xin chân thành cảm ơn
Cuối cùng tôi xin cảm ơn gia đình và bạn bè đã động viên, tạo mọi điều kiện giúp đỡ tôi trong suốt thời gian tôi học tập cũng như hoàn thành khóa luận
Tôi xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, ngày 06 tháng 05 năm 2018
Sinh viên thực hiện
Phạm Thị Việt Hằng
Trang 4LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan kết quả nghiên cứu đề tài: “Ảnh hưởng của axit Salicylic
tới một số chỉ tiêu sinh lý và hóa sinh của cây đậu xanh (Vigna radiata L.)
giai đoạn nảy mầm trong điều kiện stress muối” là kết quả nghiên cứu của riêng tôi do PGS TS Nguyễn Văn Đính hướng dẫn Các số liệu, kết quả trong nghiên cứu này là trung thực và không trùng lặp với kết quả nghiên cứu
của người khác
Hà Nội, ngày 06 tháng 5 năm 2018
Sinh viên thực hiện
Phạm Thị Việt Hằng
Trang 6MỤC LỤC
MỞ ĐẦU 1
1.Lí do chọn đề tài 1
2.Mục đích nghiên cứu 2
3 Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn 3
NỘI DUNG 4
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 4
1.1 Đặc điểm cây đậu xanh 4
1.1.1 Nguồn gốc và phân loại cây đậu xanh 4
1.1.2 Đặc điểm sinh học của cây đậu xanh 4
1.1.3 Đặc điểm sinh trưởng và phát triển của cây đậu xanh 8
1.1.4 Đặc điểm hóa sinh của hạt đậu xanh 9
1.2 Tầm quan trọng của cây đậu xanh 10
1.3 Tình hình nghiên cứu và sản xuất đậu xanh 11
1.3.1 Tình hình sản xuất đậu xanh ở Việt Nam 11
1.3.2 Tình hình sản xuất đậu xanh trên thế giới 12
1.3.3 Tình hình nghiên cứu đậu xanh ở Việt Nam 13
1.3.4 Tình hình nghiên cứu ảnh hưởng của muối và axit salicylic đối với thực vật nói chung và đậu xanh nói riêng trên thế giới 14
CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 16
2.1 Đối tượng, thời gian, địa điểm nghiên cứu 16
2.2 Nội dung nghiên cứu 16
2.3 Phương pháp nghiên cứu 16
2.3.1 Bố trí thí nghiệm 16
2.3.2 Phương pháp xác định các chỉ tiêu nghiên cứu 17
2.4 Phương pháp xử lý số liệu 20
CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 22
Trang 73.1 Ảnh hưởng của NaCl, SA và ảnh hưởng của NaCl kết hợp với SA lên sự
nảy mầm của cây 22
3.2 Ảnh hưởng của NaCl, SA và ảnh hưởng của NaCl kết hợp với SA lên một số chỉ tiêu sinh lí của cây 23
3.3 Ảnh hưởng của NaCl, SA và ảnh hưởng của NaCl kết hợp với SA lên một số chỉ tiêu hóa sinh của cây 28
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 30
TÀI LIỆU THAM KHẢO 32
PHỤ LỤC 1
Trang 8DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1 Các giai đoạn sinh trưởng và phát triển của cây đậu xanh 8 Bảng 2.2: Các công thức thí nghiệm 17 Bảng 2.1: Nồng độ prolin và giá trị OD 19
Trang 9DANH MỤC HÌNH
Hình 3.2.1 Ảnh hưởng của NaCl và axit salicylic đến chiều dài 25
của mầm đậu xanh 25
Hình 3.2.2 Ảnh hưởng của NaCl và axit salicylic đến độ hấp thụ nước của mầm đậu xanh 25
Hình 3.2.3 Ảnh hưởng của NaCl và axit salicylic đến khối lượng tươi 26
của mầm đậu xanh 26
Hình 3.2.4 Ảnh hưởng của NaCl và axit salicylic đến 26
khối lượng khô của mầm đậu xanh 26
Hình 3.2.5 Chiều dài thân mầm sau 4 ngày ủ hạt 27
27
Hình 3.3.1: Ảnh hưởng của NaCl và axit salicylic đến hàm lượng prolin trong thân mầm đậu xanh 29
Hình 3.3.2: Ảnh hưởng của NaCl và axit salicylic đến hoạt độ peroxidase trong thân mầm đậu xanh 29
Trang 10MỞ ĐẦU 1.Lí do chọn đề tài
Đậu xanh (Vigna radiata L.), đóng vai trò quan trọng trong việc cung
cấp protein và phát triển kinh tế tại các vùng khô hạn, bán khô hạn trên thế giới Đậu xanh bắt nguồn từ Ấn độ Ngoài việc cung cấp lượng dinh dưỡng có giá trị, thì do khả năng cố định đạm, canh tác đậu xanh còn có thể tăng độ phì nhiêu của đất Phát triển ngắn hạn, cung cấp thức ăn giàu dinh dưỡng cho gia súc và chịu nóng tốt là những đặc điểm quan trọng khác của loại đậu này
Các loài thực vật trong môi trường tự nhiên gắn liền với sự đa dạng của các tác nhân tác động xấu đến sự phát triển của chúng Độ mặn là nhân tố chính gây chết cây, đặc biệt ở các vùng khô hạn và bán khô hạn Ước chừng
có khoảng 70 triệu hec-ta tổng diện tích đất trồng trọt trên thế giới bị nhiễm mặn ở các mức độ khác nhau Đất bị nhiễm mặn là một trong những vẫn đề hiện tại thách thức nghiêm trọng nền nông nghiệp các quốc gia trên thế giới
Sự tích tụ muối trong đất canh tác do quá trình tưới tiêu, dẫn nước từ các nguồn chứa muối gốc NaCl và từ sự xâm nhập của nước biển Gia tăng nồng
độ muối trong đất làm giảm khả năng hấp thu nước ở thực vật Một khi rễ hấp thu một lượng lớn các ion Na+ và Cl- thì các ion này ảnh hưởng xấu đến sự tăng trưởng của cây, các ion Na+ và Cl- làm giảm các quá trình biến dưỡng
và hiệu quả của quá trình quang hợp thấp
Ở Việt Nam, kết quả điều tra của Viện quy hoạch và thiết kế nông nghiệp (1980) thì diện tích đất mặn ở Việt Nam là 991.202 ha, chiếm 3% diện tích tự nhiên của cả nước Nguyên nhân mặn là do muối biển, phổ biến là mặn NaCl Thực tế, trên các vùng đất mặn cuả nước ta hiện nay hoặc bỏ hoang hoá hoặc trồng trọt một số cây hạn chế với năng suất thấp Chính vì vậy mà việc nghiên cứu bản chất sinh lý tính chống chịu mặn của thực vật có ý nghĩa rất lớn trong sản xuất nông nghiệp, đặc biệt trong việc tạo ra các giống có tính
Trang 11chống chịu mặn và việc tìm các biện pháp tăng cường tính chống chịu mặn cho cây Đã có rất nhiều nghiên cứu đề cập đến vấn đề này, nhưng cho đến nay bản chất sinh lý của tính chống chịu mặn của cây vẫn chưa hoàn toàn sáng tỏ
Tác động đầu tiền của việc nhiễm mặn lên sự sinh trưởng thực vật là thiếu tính đồng đều trong việc hạt nảy mầm và sự xuất hiện cây non Sự phát triển của đậu xanh được chỉ ra là đã giảm cùng với sự tăng nồng độ muối Những tác động tiêu cực của muối lên sự nảy mầm và phát triển cây non của cây linh lăng, cao lương và cải bắp cũng được ghi nhận Nhìn chung, có 2 phương pháp để cải thiện sự phát triển thực vật trên đất nhiễm mặn Đó là các phương pháp vật lý như khử mặn khỏi đất và sử dụng hệ thống thoát nước, và các phương pháp sinh học như là dựa trên đặc điểm sinh học của thực vật để cải thiện tính chịu mặn Ngâm hạt vào các hoocmon sinh trưởng thực vật, như axit salicylic, là một công nghệ phổ biến nhằm tăng sự đồng đều trên hạt nảy mầm và cây non dưới các tác động
Nhiều khu vực rộng lớn đất nông nghiệp bị nhiễm mặn ở các mức độ khác nhau Hạt giống có thể nảy mầm và phát triển thành cây non là điều cốt yếu cho ngành sản xuất lương thực mang lại lợi nhuận ở những vùng đất này Giai đoạn nảy mầm của hạt có vai trò quan trọng trong việc sản xuất thành công đậu xanh ở các vùng đất nông nghiệp nhiễm mặn Do đó, điều cần thiết
là nghiên cứu các phương pháp nâng cao sự nảy mầm của hạt giống dưới điều
kiện stress muối Vì vậy, tôi đã tiến hành nghiên cứu đề tài: “Ảnh hưởng của
axit salicylic tới một số chỉ tiêu sinh lí và hóa sinh của cây đậu xanh (Vigna radiata L.) giai đoạn nảy mầm trong điều kiện stress muối”
2.Mục đích nghiên cứu
Nghiên cứu ảnh hưởng của axit salicylic ngoại sinh tới một số chỉ tiêu
sinh lý và hóa sinh của cây đậu xanh (Vigna radiata L.) giai đoạn nảy mầm
Trang 12dưới điều kiện stress muối Trên cơ sở đó đề xuất giải pháp tăng cường khả năng sinh trưởng của thực vật, đặc biệt là cây đậu xanh tại các vùng sinh thái đất nhiễm mặn bằng cách xử lý SA ngoại sinh
3 Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn
3.1 Ý nghĩa khoa học của đề tài
Kết quả nghiên cứu của đề tài sẽ đóng góp bổ sung dẫn liệu mới cho việc nghiên cứu SA ngoại sinh tới quá trình giảm stress muối ở cây đậu xanh
3.2 Ý nghĩa thực tiễn của đề tài
Những kết quả của nghiên cứu này không những hữu ích trong việc
chăm sóc và tưới tiêu đậu xanh trong giai đoạn nảy mầm và trồng cây, đặc biệt dưới tác động của muối mà còn là cơ sở khoa học cho việc sử dụng SA trong các chế phẩm không độc hại có khả năng giúp cây trồng chống lại tác
nhân stress dùng cho thực vật
Kết quả nghiên cứu của đề tài sẽ góp phần nâng cao năng suất, chất lượng cây trồng ở vùng nhiễm mặn
Trang 13NỘI DUNG CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Đặc điểm cây đậu xanh
1.1.1 Nguồn gốc và phân loại cây đậu xanh
Nguồn gốc: Đậu xanh (Vigna radiata L.) có nguồn gốc từ Ấn Độ, được
phân bố rộng rãi ở các vùng nhiệt đới trong đó chủ yếu là ở các nước Đông và
Nam Á
Phân loại khoa học của cây đậu xanh:
Giới (regnum): Plantae
Ngành (division): Magnolyophita
Lớp (class): Magnolyopsida
Bộ (order): Fabales
Họ (Familia): Fabaceae
Chi (genus): Vigna
Loài (species): V Radiata
Chi Vigna là một trong những chi lớn trong họ Đậu, bao gồm khoảng
150 loài thuộc 7 chi phụ là Vigna; Plectotropis; Ceratotropis; Lasionspron;
Sigmoidotropis; Haydonia; Macrohynchus, trong đó đậu xanh là một trong số
16 loài của phân chi Ceratotropis 0
1.1.2 Đặc điểm sinh học của cây đậu xanh
Cây đậu xanh thuộc loại cây thân thảo, là loại cây trồng cạn thu quả và
hạt bao gồm các bộ phận rễ, thân, lá, hoa, quả, hạt
Trang 14Trên rễ phụ có nhiều lông hút do biểu bì rễ biển đổi thành, có vai trò tăng cường sức hút nước và các chất dinh dưỡng cho cây Tuy nhiên, bộ rễ của cây đậu xanh yếu hơn nhiều so với các cây đậu đỗ khác nên khả năng chịu hạn và chịu úng của cây đậu xanh tương đối kém Nếu bộ rễ phát triển tốt thì bộ lá xanh lâu, cây ra nhiều hoa, quả, hạt mẩy Ngược lại, bộ rễ phát triển kém thì cây sẽ chóng tàn, các đợt ra hoa sau sẽ khó đậu quả hoặc quả sẽ
bị lép [5] Trên rễ cây họ Đậu có nhiều nốt sần chứa vi khuẩn cổ định đạm
Rhizobium Các nốt sần trên rễ bắt đầu hình thành khi cây có 2 - 3 lá thật và
đạt tối đa khi cây ra hoa rộ Trên mỗi cây có khoảng 10 - 20 nốt sần, tập trung chủ yếu ở cổ rễ Kích thước của các nốt sần không giống nhau, đường kính dao động từ 4 - 5 mm, so với đậu tương và lạc thì nốt sần của cây đậu xanh ít
và nhỏ hơn Trên các loại rễ thì lớp rễ đầu tiên có nhiều nốt sần, còn các lớp
rễ mọc ra từ cổ rễ về sau ít nốt sần hơn Người ta nhận thấy rằng những nốt sần hình thành sau khi cây ra hoa (nốt sần thứ cấp) hoạt động mạnh hơn loại nốt sần sinh ra ở nửa đầu thời kỳ sinh trưởng Trung bình mỗi vụ, 1 ha đậu xanh có thể bù lại cho đất tương ứng 85 - 107 kg nitơ làm cho đất tơi xốp hơn
Đặc điểm của thân và cành
Thân đậu xanh thuộc loại thân thảo, mọc thẳng đứng hoặc hơi nghiêng, thân yếu có lớp lông mịn màu nâu sáng, chiều cao trung bình từ 40 - 70 cm, đường kính trung bình từ 8 - 12 mm Thân cây gồm 7 - 8 đốt Thân phân cành muộn và trung bình có từ 2 - 5 cành, một số giống có tới 9, 10 cành tùy giống
và điều kiện chăm sóc Lá thuộc lá kép, mọc cách, lá chét có 3 thùy với các hình dạng như hình ôvan, thuôn dài, lưỡi mác, chẻ thùy Trên thân chính của cây có 7 - 8 lá, cả 2 mặt trên và dưới của lá đều có lông bao phủ
Đặc điểm của lá
Lá cây đậu xanh thuộc loại lá kép, có ba lá chét, mọc cách Trên mỗi thân chính có 7 - 8 lá thật, chúng xuất hiện sau khi xuất hiện lá mầm và lá đơn Lá
Trang 15thật hoàn chỉnh gồm có: lá kèm, cuống lá và phiến lá Cả hai mặt trên và dưới của lá đều có lông bao phủ Diện tích của các lá tăng dần từ dưới lên, các lá mọc ở giữa thân rồi lại giảm dần lên phía ngọn Chỉ số diện tích lá (m2 lá/m2
đất) có ảnh hưởng lớn đến hiệu suất quang hợp và năng suất thu hoạch Số lượng lá, kích thước, hình dạng và chỉ số diện tích lá thay đổi tuỳ thuộc vào giống, đất trồng và thời vụ [1][5]
Đặc điểm của hoa
Hoa đậu xanh là loại hoa lưỡng tính, tự thụ phấn, mọc thành chùm to, xếp xen kẽ nhau ở trên cuống Các chùm hoa chỉ phát sinh ra từ các mắt thứ
ba ở trên thân, nhiều nhất là ở mắt thứ tư, còn ở các cành thì tất cả các mắt đều có khả năng ra hoa Thường sau khi cây mọc 18 - 20 ngày thì mầm hoa hình thành, sau 35 - 40 ngày thì nở hoa Trong một chùm hoa, từ khi hoa đầu tiên nở đến hoa cuối cùng kéo dài 10 - 15 ngày Mỗi chùm hoa dài từ 2 - 10
cm và có từ 10 - 125 hoa Khi mới hình thành hoa có hình cánh bướm, màu xanh tím, khi nở cánh hoa có màu vàng nhạt [5] Hoa đậu xanh thường nở rải rác, các hoa ở thân nở trước, các hoa ở cành nở sau, chậm hơn, có khi còn chậm hơn các chùm hoa cuối cùng ở ngọn cây Trên cùng một cành, các chùm hoa cũng nở chênh lệch nhau có khi đến 10 - 15 ngày Trong một chùm hoa cũng vậy, từ khi hoa đầu tiên nở đến hoa cuối cùng có thể chênh 10 - 15 ngày Hoa nở được 24h là tàn, sau khi nở hoa và thụ tinh khoảng 20 ngày là quả chín Số lượng hoa dao động rất lớn, từ 30 đến 280 hoa trên một cây Công thức hoa là: K5C5A10G1 Thời gian nở hoa có thể chia thành 3 nhóm:
Nhóm ra hoa tập trung: Hoa nở kéo dài 16 ngày
Nhóm ra hoa không tập trung: Hoa nở liên tiếp 30 ngày
Nhóm ra hoa trung gian: Hoa nở từ 16 đến 30 ngày
Đặc điểm của quả
Trang 16Quả đậu xanh thuộc loại quả giáp, có dạng hình trụ, dạng tròn hoặc dạng dẹt với đường kính 4 - 6 mm, dài khoảng 8 - 10 cm, có 2 gân nổi rõ dọc hai bên quả, đa số là quả thẳng, có một số hơi cong, khi còn non quả có màu xanh, khi chín vỏ quả có màu nâu vàng hoặc xám đen, đen gặp nắng rễ bị tách vỏ Một cây trung bình có khoảng 20 - 30 quả, mỗi quả có từ 8 - 15 hạt Trên vỏ quả được bao phủ một lớp lông mịn Mật độ lông phụ thuộc vào đặc điểm của giống và khả năng chống chịu của cây Những giống đậu xanh chống chịu bệnh khảm vàng virus và sâu đục quả có mật độ lông dày, vào thời
kì chín hoàn toàn lông trên quả thường rụng đi hoặc tự tiêu biến [3] Các quả của những lứa hoa đầu lại thường chín chậm hơn các quả ra lứa sau đó, nhưng quả to và hạt mẩy hơn Các quả của những đợt hoa ra sau thường ngắn, ít hạt, hạt không mẩy, màu hạt cũng nhạt và bé hơn Các quả sinh ra từ các chùm hoa trên thân nhiều quả và quả to, dài hơn quả của các chùm hoa ở cành Quả đậu xanh chín rải rác, có khi kéo dài đến 20 ngày
Đặc điểm của hạt
Hạt không nội nhũ, phôi cong, hai lá mầm dày, lớn và chứa nhiều chất dinh dưỡng Hạt gồm vỏ hạt, rốn hạt 2 lá mầm và 1 mầm non Mầm non là
nơi thu nhỏ của mầm rễ, 2 lá đơn, thân chính và lá kép đầu tiên
Hạt có hình tròn, hình trụ, hình ô van, hình thoi và có nhiều màu sắc khác nhau như: màu xanh mốc, xanh bóng, xanh nâu, vàng mốc, vàng bóng nằm ngăn cách nhau bằng những vách xốp của quả Ruột hạt màu vàng, xanh, xanh nhạt Hình dạng hạt kết hợp với màu sắc và độ lớn của hạt là chỉ tiêu quan trọng để đánh giá chất lượng của hạt Mỗi quả có từ 8 - 15 hạt Hạt của những quả trên thân thường to, mẩy hơn hạt của các quả ở cành Hạt của các quả lứa đầu cũng to và mẩy hơn các quả lứa sau Số lượng hạt trung bình trong một quả là một trong những yếu tố chủ yếu tạo thành năng suất của đậu
Trang 17xanh Trọng lượng hạt của mỗi cây biến động lớn từ 20 - 90 gam tùy giống,
thời vụ và chế độ canh tác Trọng lượng 1000 hạt từ 50 - 70 gam
1.1.3 Đặc điểm sinh trưởng và phát triển của cây đậu xanh
Có 2 giai đoạn sinh trưởng và phát triển chủ yếu ở đậu xanh: giai đoạn sinh trưởng sinh dưỡng (SD) và giai đoạn sinh trưởng sinh thực (ST)
Giai đoạn sinh trưởng sinh dưỡng (SD): Được bắt đầu bằng thời kỳ SDm, là lúc hạt đậu giống nảy mầm Tiếp theo là thời kỳ SDl, lúc này cây bắt đầu xuất hiện lá mầm.Các thời kì tiếp theo tương ứng vói sự hình thành các đốt trên cây Số đốt hình thành trên cây đậu xanh thay đổi tùy thuộc vào đặc điểm của giống
Bảng 1.1 Các giai đoạn sinh trưởng và phát triển của cây đậu xanh Sinh trưởng sinh dưỡng Sinh trưởng sinh thực
Ký
hiệu
Thể hiện bên ngoài Ký hiệu Thể hiện bên ngoài
Trang 181.1.4 Đặc điểm hóa sinh của hạt đậu xanh
Trong 100g ăn được, hạt đậu xanh có chứa khoảng 62-63% carbohydrate và 16% chất xơ, 24% protein, 1% béo, , và cung cấp khoảng 340 kcal Carbohydrate trong hạt đậu xanh gồm chủ yếu là tinh bột (32-43%), với lượng amylose chiếm khoảng 19.5 - 47% Nguồn tinh bột dồi dào trong đậu xanh đã được ứng dụng rộng rãi vào thực tiễn sản xuất Ngoài ra, trong đậu xanh còn chứa nhiều loại đường, chủ yếu là saccharose, trong đó hàm lượng
glucose chiếm ưu thế hơn so với fructose, và một số đường khác như
raffinose, arabinose, xylose, galactose
Trong protein đậu xanh có chứa các chất kìm hãm protease làm giảm giá trị dinh dưỡng của nó Các chất kìm hãm thường là Kunitz và Bowman-Birk Kunitz là chất kìm hãm trypsine, còn Bowman-Birk có hai trung tâm hoạt động có thể kìm hãm cả trypsine và chymotrypsine Chất ức chế sẽ bị vô hoạt bởi nhiệt, gia nhiệt bằng hơi ẩm sẽ hiệu quả hơn là sấy Đun trong nước sôi khoảng 20 phút sẽ vô hoạt hầu hết chất ức chế trypsin Bên cạnh đó, trong protein đậu còn chứa hemagglutinin hay còn gọi là lectin, có khả năng tạo phức khá bền vững với glucid Tương tác giữa các lectin với các glucoprotein
có mặt trên bề mặt các hồng cầu sẽ làm ngưng kết các tế bào này gây hiện tượng đông tụ máu Tuy nhiên chúng cũng dễ dàng bị phân hủy bởi nhiệt nên không ảnh hưởng đến giá trị dinh dưỡng của đậu xanh khi nấu chín
Hàm lượng lipid trong hạt đậu xanh rất thấp nhưng có ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng của hạt, bột và sản phầm chế biến từ hạt đậu Chất béo của hạt đậu xanh có giá trị sinh học tương đối cao vì trong thành phần của nó có
20 acid béo trong đó chứa nhiều acid béo chưa no không thay thế như acid linoleic và acid linolenic Ngoài ra trong đậu xanh còn có một lượng đáng kể các chất phophatit Tuy nhiên, do đặc điểm chứa nhiều acid béo chưa no nên chất béo của hạt dễ bị oxy hóa tạo ra mùi ôi khó chịu, vì vậy trong quá trình
Trang 19chế biến cần quan tâm đến vấn đề này Hàm lượng Vitamin và chất khoáng trong hạt đậu xanh: Đậu xanh có nguồn vitamin khá đa dạng như A, B1, B2,
C, niacin và muối khoáng tập trung chủ yếu ở phần vỏ hạt gồm có Na, K, Ca,
P, Fe, Cu Ngoài ra trong hạt đậu xanh còn chứa các enzym như lipase, transferase, hydrolase, lipoxygenase…
1.2 Tầm quan trọng của cây đậu xanh
Do có thành phần dinh dưỡng cao, không độc và có nhiều tác dụng dược liệu nên hạt đậu xanh đã được khai thác trong ẩm thực và dược liệu từ lâu đời.Theo đông y đậu xanh có vị ngọt, hơi tanh, tính mát, không độc, có công dụng thanh nhiệt, mát gan, điều hòa ngũ tạng, bổ nguyên khí, giải được nhiều thứ độc, có thể làm sạch mát nước tiểu, chữa lở loét, làm sáng mắt, nhuận họng, hạ huyết áp, mát buồng mật, bổ dạ dày, hết đi tả, thích hợp với các bệnh nhân say nắng, miệng khát, người nóng, thấp nhiệt, ung nhọt, viêm tuyến má, đậu mùa, nhìn mọi vật không rõ.Tác dụng thanh nhiệt giải độc của
vỏ đậu xanh còn cao hơn thịt hạt đậu
Theo y học hiện đại, đậu xanh có thành phần dinh dưỡng rất cao Bên cạnh thành phần chính là protid, tinh bột, chất béo và chất xơ, đậu xanh chứa rất nhiều vitamin như vitamin E, B1, B2, B3, B6, C, tiền vitamin A, vitamin
K, acid folic; và các khoáng tố gồm Ca, Mg, K, Na, Zn, Fe, Cu, …Đậu xanh chứa vitamin A có thể thúc đẩy tăng trưởng xương, cung cấp bảo trì với hệ miễn dịch và chức năng sinh sản, cũng như viện trợ sức khỏe thị lực Vitamin
C thông thường và quan trọng này chứa trong đậu xanh Nó là một chất chống oxy hóa mạnh mẽ có thể loại bỏ các gốc tự do có hại có thể dẫn đến các bệnh như ung thư và xơ vữa động mạch Đậu xanh chứa đầy vitamin K, có liên quan đến đông máu và giúp đông máu khi bạn cắt hoặc cạo trên da Vitamin
K cũng liên quan đến việc duy trì mật độ xương và giảm mất xương Đậu xanh là loại thức ăn nhiều kali, ít natri Người thường xuyên ăn đậu xanh và
Trang 20chế phẩm của đậu xanh huyết áp sẽ giảm Đậu xanh chứa mangan, hỗ trợ trong việc thúc đẩy cấu trúc xương khỏe mạnh và chuyển hóa xương cũng như thúc đẩy sự sáng tạo các enzym tạo xương Nó cũng quan trọng trong việc tạo ra mô liên kết Trong đậu xanh còn có thành phần làm hạ mỡ máu hữu hiệu, giúp cho cơ thể phòng chống chứng xơ cứng động mạch và bệnh cao huyết áp, đồng thời có công hiệu bảo vệ gan và giải độc Đậu xanh còn là nguồn cung cấp chất xơ hòa tan Chất này đi qua đường tiêu hóa, lấy đi những chất béo thừa và loại bỏ khỏi cơ thể trước khi hấp thụ, nhất là cholesterol Do
đó, ăn cháo đậu xanh thường xuyên giúp người béo kiềm chế sự thèm ăn và giảm lượng chất béo nguy hiểm cho cơ thể Đồng thời đậu xanh giúp ổn định lượng đường trong máu sau bữa ăn nên rất tốt cho người bệnh tiểu đường
Ngoài ra, vỏ đậu xanh có chứa nhiều hoạt chất thuộc nhóm flavonoid,
có tác dụng ức chế sự tăng trưởng của các tế bào ung thư đặc biệt là làm giảm nguy cơ ung thư vú và tuyến tiền liệt Nghiên cứu cho thấy phụ nữ gốc Tây Ban Nha tỷ lệ ung thư vú chỉ bằng ½ so với phụ nữ da trắng do thường sử dụng đậu xanh trong chế độ ăn hàng ngày[7] Cây đậu xanh không chỉ có giá trị đối với đời sống con người mà còn có giá trị vô cùng quan trọng trong hệ thống canh tác sinh học, đó là khả năng cố định ni tơ khí quyển thành đạm cung cấp cho cây nhờ vi khuẩn Rhirobium vigna cộng sinh ở bộ rễ
1.3 Tình hình nghiên cứu và sản xuất đậu xanh
1.3.1 Tình hình sản xuất đậu xanh ở Việt Nam
Ở Việt Nam, cây đậu xanhđược gieo trồng ở nhiều địa phương trên cả nước Căn cứ vào đặc điểm địa hình, điều kiện khí hậu có thể phân chia các vùng trồng cây đậu xanh như sau:
- Vùng núi phía Bắc bao gồm các tỉnh Sơn La, Lai Châu, Hoà Bình, Cao Bằng, Bắc Kạn, Thái Nguyên, Tuyên Quang và Quảng Ninh Thời vụ gieo trồng từ tháng 4,5 thu hoạch tháng 7,8 là thời điểm có khí hậu nómg ẩm
Trang 21thuận lợi cho sinh trưởng của cây Tập quán canh tác ở đây đơn giản, ít thâm canh, năng suất thấp
- Vùng Đồng bằng, Trung du Bắc bộ bao gồm các tỉnh Hà Tây, Vĩnh Phúc, Phú Thọ, Bắc Ninh, Bắc Giang, Hà Nội, Hải Dương, Hưng Yên, Hải Phòng, Hà Nam, Ninh Bình, Thái Bình và Thanh Hoá Đậu xanh ở vùng này được gieo trồng từ tháng 2 đến tháng 9 hàng năm, tập trung ở 3 thời vụ: vụ xuân, vụ hè, vụ thu đông Hàng năm do xu hướng thâm canh tăng vụ, tăng năng suất vì có hệ thống tưới tiêu khá hoàn chỉnh và đầu tư khá nên năng suất đậu xanh vùng này cao, việc tiếp nhận mô hình đậu xanh cao sản khả thi hơn Đây là những điều kiện cơ bản trong phát triển sản xuất
- Vùng Duyên hải Trung Bộ và Tây Nguyên Đây là vùng có diện tích
và sản lượng gieo trồng đậu xanh lớn Do không chịu ảnh hưởng của khí hậu mùa đông lạnh, mùa mưa, mùa khô phân bố rõ rệt nên thuận lợi để trồng quanh năm Hàng năm đậu xanh được gieo trồng từ 2 – 3 vụ, với phương thức trồng thuần là chủ yếu Hạn chế lớn nhất ở đây là thời điểm thu hoạch vụ hè thu thường gặp mưa bão nên thất thoát nhiều về năng suất và sản lượng
- Vùng Đông Nam bộ Đây là vùng sản xuất đậu đỗ có quy mô lớn chiếm 26% diện tích gieo trồng cả nước Tuy nhiên, do không có thâm canh
và việc sử dụng các giống đậu xanh năng suất thấp nên năng suất trung bình
của vùng này còn thấp
1.3.2 Tình hình sản xuất đậu xanh trên thế giới
Từ vùng nguyên sản, đậu xanh được di thực tới Trung Đông (Iran, Irăc
và châu Phi) Con đường di thực khác - sang châu Mỹ, các đảo ở Thái Bình Dương Hiện nay đậu xanh được trồng ở 23 nước trên thế giới Vùng phân
bố đậu xanh từ 300 vĩ bắc tới 300 vĩ nam, tập trung chủ yếu ở vùng nhiệt đới châu Á (nam - đông và đông nam Á) Đậu xanh đứng hàng thứ 3 trong các cây họ đậu (sau đậu tương, lạc) và đứng đầu trong số các cây trồng thuộc chi
Trang 22Vigna cả về diện tích và sản lượng Diện tích đậu xanh trên thế giới khoảng 3,4 -3,6 triệu ha với sản lượng 1,4 -1,8 triệu tấn Thái Lan, Ấn Độ, Trung Quốc, Pakistan, Philippin, Srilanca được coi là những trọng điểm về diện tích, năng suất và sản lượng đậu xanh
Trong những năm 1950 Trung Quốc là nước sản xuất đậu xanh, với diện tích gieo trồng là 1,64 triệu ha và sản lượng là 800.000 tấn, tuy nhiên năng suất còn thấp và chỉ đạt khoảng 488 kg/ ha Sự sản xuất đậu xanh của Trung Quốc suy giảm qua những năm 1960 và những năm 1970 Sau đó chính phủ Trung Quốc đã có những thay đổi về chính sách nông nghiệp liên quan đến sản xuất đậu xanh, áp dụng khoa học kỹ thuật tiên tiến vào trong sản xuất nên sản xuất đậu xanh lại được phục hồi vào những năm 1980 và đến năm
2000, diện tích trồng là 772000 triệu ha, sản lượng đạt 891000 triệu tấn và năng suất bình quân đạt 1154 kg / ha Trong đó năm 1995 giá trị xuất khẩu đậu xanh đạt ở mức 104 triệu USD (72% tổng giá trị xuất khẩu nông nghiệp)
và năm 1999 đạt ở mức rất cao tới 109 triệu USD (93%) Ở Srilanca, tình hình sản xuất đậu xanh từ năm 1997 đến năm 2001 có xu hướng giảm: về diện tích trồng từ 16.636 ha (1997) xuống 10.976 ha (2001), sản lượng từ 15.000 triệu tấn (1997) xuống 10.072 triệu tấn (2001), và tăng nhập khẩu từ 2091 triệu tấn (1997) lên 8916 triệu tấn (2001) Mặc dù diện tích gieo trồng và sản lượng đậu xanh hàng năm ở Srilanca khá lớn song vẫn chưa đáp ứng được nhu cầu tiêu thụ lớn ở trong nước Do đó lượng đậu xanh nhập khẩu có xu thế tăng nhanh từ năm 2000, 2001 Các giống đậu xanh được gieo trồng phổ biến như Harsha năng suất trung bình 1200 kg/ha, MI-5 năng suất trung bình 1500 kg/ha, Ari năng suất trung bình 1700 kg/ha
1.3.3 Tình hình nghiên cứu đậu xanh ở Việt Nam
Từ sau cách mạng tháng tám năm 1945, chúng ta đã xây dựng được nhiều trạm nghiên cứu thí nghiệm về đậu đỗ nói chung và về đậu xanh nói
Trang 23riêng ở nhiều nơi khác nhau như ở Định Tường (Thanh Hoá), Mai Nham (Vĩnh Phúc), và đã tiến hành thu thập, chọn tạo ra nhiều giống mới với các đặc tính ưu việt hơn trước
Hướng nghiên cứu chính là chọn giống phù hợp với điều kiện sinh thái, mùa vụ của từng vùng và đưa cây đậu xanh vào hệ thống trồng trọt.Chu Hoàng Mậu (2001) đã tiến hành nghiên cứu hàm lượng protein, thành phần và hàm lượng các amino acid trong hạt các giống đậu xanh đột biến và giống gốc để đánh giá chất lượng hạt của các giống đậu xanh Kết quả cho thấy hạt của giống đậu xanh đột biến MX103 có hàm lượng protein là 20,58%, cao hơn so với các giống còn lại, hàm lượng amino acid của các giống đậu xanh đột biến cũng cao hơn các giống đối chứng Nguyễn Vũ Thanh Thanh (2003) đã nghiên cứu một số chỉ tiêu hoá sinh của 9 giống đậu xanh do Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam cung cấp Kết quả cho thấy hàm lượng protein của các giống này dao động trong khoảng 20,72% - 26,86% Một hướng nghiên cứu quan trọng khác là nghiên cứu về tác động của các điều kiện stress khác nhau lên đậu xanh Nguyễn Đạt Kiên (2005) đã nghiên cứu ảnh hưởng của điều kiện gây hạn đến một số chỉ tiêu sinh lý, sinh hóa của đậu xanh 0 Trần Thị Thanh Huyền (2007) đã nghiên cứu sự biến đổi chỉ số hàm lượng diệp lục và prolin của một số giống đậu xanh trong điều kiện stress muối 0
1.3.4 Tình hình nghiên cứu ảnh hưởng của muối và axit salicylic đối với thực vật nói chung và đậu xanh nói riêng trên thế giới
Hiện nay hướng nghiên cứu về tác động của các điều kiện stress khác nhau lên thực vật nói chung và đậu xanh nói riêng rất phát triển Trong đó có
sự nghiên cứu ảnh hưởng của stress muối đến thực vật
Thưc vật thu được hầu hết lượng nước từ đất, khi làm tăng độ muối trong nước, thực vật cần nhiều năng lượng hơn để kéo nó lên qua rễ của nó và cây trồng đôi khi có thể mất nước ngay cả khi có nước, bởi vì nó không thể
Trang 24theo kịp nỗ lực cần thiết để bổ sung nguồn cung cấp nước Khi muối hòa tan trong nước, các ion natri và clorua tách ra và sau đó có thể gây hại cho cây Các ion clo dễ dàng hấp thụ bởi rễ, vận chuyển đến lá, và tích tụ ở nhiều mức
độ Có thể gây ra hiện tượng cháy lá ở cây
Axit Salicylic (SA) là một hoocmon tự nhiên tìm thấy trong trong no-lic tự nhiên mà có nhiều tác động khác nhau trong việc chịu các động phi sinh học Thí nghiệm về SA chỉ ra sức chịu đựng ở nhiều loại thực vật với các tác động sinh học và phi sinh học bao gồm nấm, vi khuẩn, vi rút, lạnh, độ mặn, khô hạn và nắng nóng Nó cũng góp phần vào sự điều hòa tiến trình sinh
phê-lý học ở các loài thực vật như là đóng lỗ khí, hấp thụ và truyền ion, ức chế tổng hợp etylen, sự thoát hơi nước, sức chịu đựng, tính thấm của màng và sự quang hợp và phát triển Samia đã ghi lại sự suy giảm đáng kể dưới tác động oxi hóa ở các loại bắp dưới tác động của muối bằng cách ứng dụng 0.15 ppm
SA ngoại sinh Trong một nghiên cứu khác,với nồng độ SA 1.4 mM đã cải thiện sức chịu mặn trên ngô Các hệ quả của SA lên quá trình sinh lý học của thực vật phụ thuộc vào nồng độ SA, loại thực vật, tiến trình sinh trưởng thực vật và các điều kiện môi trường Ở cành hoa cẩm chướng, cành được giữ trong nước chứa 1,5 mM SA làm tăng đáng kể tuổi thọ bình so với cành hoa đối chứng SA làm giảm bớt độc tính CD ở lúa mạch và cây ngô SA ngoại sinh làm giảm độc tính nhôm đối với thực vật
Đã có nhiều nghiên cứu về sự giảm stress muối dưới tác động của axit salicylic ở thực vật Mun và cộng sự đã nghiên cứu ảnh hưởng cảu axit salicylic và độ mặn đến sự tăng trưởng của cây ngô Moradi và cộng sự đã nghiên cứu ảnh hưởng của các điều kiện tiền xử lý salicylic acid độ mặn lên
sự nảy mầm hạt và đặc điểm sinh trưởng của cây thì là Movaghatian và Khorsandi (2014) đã nghiên cứu tác động của axit salicylic đối với sự nảy
mầm của đậu xanh (Vigna radiate L.) dưới điều kiện stress muối
Trang 25CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Đối tượng, thời gian, địa điểm nghiên cứu
Đối tượng: Nghiên cứu được thực hiện trên hạt của giống đậu xanh ĐX14 do Trung tâm Nghiên cứu và Phát triển đậu đỗ, Viện Khoa học Nông Nghiệp Việt Nam cung cấp
Thời gian: Thí nghiệm tiếm hành từ tháng 3/2017 đến tháng 5/2018 Địa điểm: Tại Phòng thí nghiệm Sinh lí thực vật – trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2
2.2 Nội dung nghiên cứu
Ảnh hưởng của NaCl, SA và ảnh hưởng của NaCl kết hợp với SA lên
sự nảy mầm của cây
Ảnh hưởng của NaCl, SA và ảnh hưởng của NaCl kết hợp với SA lên một số chỉ tiêu sinh lí của cây
Ảnh hưởng của NaCl, SA và ảnh hưởng của NaCl kết hợp với SA lên một số chỉ tiêu hóa sinh của cây
2.3 Phương pháp nghiên cứu
2.3.1 Bố trí thí nghiệm
Thí nghiệm được bố trí theo kiểu hoàn toàn ngẫu nhiên với 3 lần nhắc lại Ngâm hạt đậu xanh ĐX14 20 giờ trong các dung dịch thí nghiệm: dung dịch dinh dưỡng Hoagland (1950) bổ sung NaCl với 4 mức nồng độ 0; 50; 100; 200 mM và SA với 3 mức nồng độ 0; 0,01; 0,1 mM Hạt đậu xanh ĐX14 được gieo trồng trong đĩa petri, mỗi đĩa 10 hạt, cho nảy mầm ở 30°C
Sau 4 ngày gieo hạt, phân tích các chỉ tiêu nghiên cứu sau: độ hấp thụ nước, tỷ lệ nảy mầm, chiều dài thân mầm,khối lượng tươi, khô của cây mầm, hoạt độ enzim perosidase, hàm lượng prolin trong thân mầm
Trang 262.3.2 Phương pháp xác định các chỉ tiêu nghiên cứu
Xác định độ hấp thụ nước của hạt đậu xanh theo công thức :
W = (W2 – W1)/W1 Trong đó: W1 là khối lượng của hạt trước khi ngâm
W2 là khối lượng của hạt sau khi ngâm 15 giờ
ác định tỉ lệ nảy mầm theo công thức:
Trang 27Xác định khối khối lượng tươi, khô của cây mầm bằng cân phân tích có
độ chính xác 10-4
(g) Với mỗi công thức thí nghiệm, xác định khối lượng tươi, khô của 10 cây mầm Khối lượng khô là khối lượng của từng cây mầm sau khi sấy bằng tủ sấy ở nhiệt độ 60°C trong 3 giờ
Xác định hàm lượng prolin trong thân mầm theo phương pháp của Bates
Dịch lọc + 2ml dung dịch ninhydrin + 2ml axit axetic
Bổ sung : 3ml toluen Lắc đều: 15-20s Đợi nhiệt độ phòng cho tới phản ứng có màu
Tính toán nồng độ hoặc hàm lượng (µg/g)
Mô lá tươi (0,25-0,50g) +5ml axit
sulphosalicylic 3%
Đo quang phổ hấp thụ(520nm)
Trang 28Cân 0,5g/mẫu nghiền kĩ,thêm 10ml dung dịch axit sulfosalicylic 3%, ly tâm 7000 vòng/phút trong thời gian 20 phút, lọc lấy dịch lọc
Lấy 2ml dịch chiết cho vào bình, thêm 2ml axit axetic và 2ml dung dịch nynhydrin, ủ trong nước nóng 100°C trong thời gian 1h sau đó ủ nước đá 5 phút
Bổ sung vào bình phản ứng 4ml toluen, lắc đều Lấy phần dịch màu hồng ở trên đem đo OD520nm bằng máy đo quang phổ
Hàm lượng prolin được xác định dựa vào đường chuẩn prolin và tính toán theo công thức sau:
Prolin(µg/ml) =
( )Trong đó:
X: giá trị OD520 của mẫu;
V: thể tích dịc chiết (= số ml toluen);
df: hệ số pha loãng (trong trường hợp này là 5);
w: khối lượng mẫu
Xây dựng đường chuẩn prolin
Tiến hành pha prolin tinh khiết theo các nồng độ: 20, 40, 60, 80, 100µg/ml, sau đó tiến hành đo độ hấp thụ quang ở bước sóng 520nm trên máy đo mật độ quang học (Hãng SHIMADZU, Mỹ) Nồng độ prolin và giá trị hấp thụ OD được trình bày trong bảng 2.1
Trang 29100 1,88 Lập đường chuẩn prolin bằng phần mềm Exel
Đường chuẩn để tính hàm lượng prolin là:
Y = 0,017.X + 0,095 R2 = 1 Trong đó: X: Nồng độ prolin ( µg/ml)
Y: Giá trị mật độ quang học đo được ở bước sóng 520nm
Đợi đến khi độ hấp thụ lên đến 0,05 Dùng đồng hồ đếm giây ghi lại thời gian ( ) cần thiết để độ hấp thụ tăng lên giá trị 0,1
Tính hoạt độ enzym:
Do hệ số dập tắt của sản phẩm khử guaiacol ở 436nm dưới điều kiện đặc hiệu là 6,39/µmol, nên hoạt độenzym/lít dịch chiết được tích như sau:
Trang 30các công thức đƣợc kiểm định bằng giới hạn sai khác nhỏ nhất LSD với α = 0,05