1. Trang chủ
  2. » Luận Văn - Báo Cáo

Nghiên cứu ảnh hưởng của chủng vi khuẩn lam nostoc calcicola hn9 1a đến một số thành phần chống ooxxi hóa trong lá cây đậu tương nam đàn (glycine (l ) merr )

65 6 0

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Thông tin cơ bản

Định dạng
Số trang 65
Dung lượng 2,79 MB

Các công cụ chuyển đổi và chỉnh sửa cho tài liệu này

Cấu trúc

  • CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU (12)
    • 1.1. Cơ chế tự bảo vệ của thực vật (12)
      • 1.1.1. Tự bảo vệ thụ động (12)
      • 1.1.2. Tự bảo vệ chủ động sinh hóa (14)
      • 1.1.3. Một số cơ chế tự bảo vệ của thực vật (18)
    • 1.2. Vi khuẩn lam và vai trò của chúng trong sản xuất nông nghiệp (25)
      • 1.2.1. Khái quát về vi khuẩn lam (25)
      • 1.2.2. Vai trò của vi khuẩn lam trong sản xuất nông nghiệp (26)
      • 1.2.3. Vai trò của vi khuẩn lam trong cơ chế tự bảo vệ cây trồng (28)
    • 1.3. Cây đậu tương và giá trị của cây đậu tương (30)
      • 1.3.1. Khái quát về cây đậu tương (30)
      • 1.3.2. Giá trị dinh dưỡng của đậu tương (31)
      • 1.3.3. Giống đậu tương Nam Đàn (0)
  • CHƯƠNG 2. ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Đối tương nghiên cứu (33)
    • 2.2. Nội dung nghiên cứu (33)
    • 2.3. Phương pháp nghiên cứu (34)
      • 2.3.1. Chuẩn bị dịch VKL (34)
      • 2.3.2. Bố trí thí nghiệm (34)
      • 2.3.3. Phương pháp phân tích (35)
  • CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ BÀN LUẬN (37)
    • 3.1.2. Ảnh hưởng của N. calcicola HN9-1a đối với hydrogen peroxide trong lá đậu tương Nam Đàn (39)
    • 3.2. Ảnh hưởng của N. calcicola HN9-1a đối với các chất chống ôxy hóa trong lá cây đậu tương Nam Đàn (41)
      • 3.2.1. Ảnh hưởng của N. calcicola HN9-1a đối với axit ascorbic trong lá đậu tương Nam Đàn (42)
      • 3.2.2. Ảnh hưởng của N. calcicola HN9-1a đối với phenol tổng số trong lá đậu tương Nam Đàn (43)
    • 3.3. Ảnh hưởng của N. calcicola HN9-1a đối với các enzyme chống ôxy hóa (45)
      • 3.3.1. Enzyme superoxide dismutase (SOD, EC 1.15.1.1) (45)
      • 3.3.2. Enzyme catalase (CAT, EC 1.11.1.6) (47)
      • 3.3.3. Enzyme peroxidase (POX, EC 1.11.1.7) (0)
      • 3.3.4. Enzym ascorbate peroxidase (APX, EC 1.11.1.11) (51)
      • 3.3.5. Enzyme polyphenol oxidase (PPO, EC 1.10.3.2) (53)
    • A. Kết luận (56)
    • B. Đề nghị (56)
  • TÀI LIỆU THAM KHẢO (57)
  • PHỤ LỤC (64)

Nội dung

MỞ ĐẦU Trong trạng thái bình thường, các tế bào thực vật luôn tổng hợp một lượng nhất định các dạng ôxy hoạt hóa như hydrogen peroxide H2O2, gốc tự do superoxide O2 •- để tham gia những

ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Đối tương nghiên cứu

Nội dung nghiên cứu

- Ảnh hưởng của VKL đối với sinh tổng hợp các dạng ôxy hoạt hóa: hydrogen peroxide (H2O2) và superoxide (O2

•-) ở lá đậu tương Nam Đàn

- Ảnh hưởng của VKL đối với các chất chống ôxy hóa (các hợp chất phenol, vitamin C) ở giống đậu tương Nam Đàn

- Ảnh hưởng của VKL đối với các enzyme chống ôxy hóa SOD, CAT, POX, PPO và APX ở giống đậu tương Nam Đàn.

Phương pháp nghiên cứu

Chủng Nostoc calcicola HN9-1a được nuôi trong môi trường BG11 không đạm ở pH 6,5, ở nhiệt độ 30 ± 3°C và cường độ chiếu sáng 100 μM photon m^-2 s^-1, thời gian chiếu sáng 12 giờ liên tục mỗi ngày; sinh khối được thu vào ngày thứ 15–18 khi VKL bước vào pha cân bằng và ngày thứ 30–35 ở pha suy vong Sinh khối tươi được chế thành các dung dịch huyền phù với các nồng độ 0,1, 0,3 và 0,5 g/L để xử lý trên đậu tương.

Hạt đậu tương giống được khử trùng bằng HgCl2 0,01%, ngâm 4 giờ rồi ủ trong các đĩa Petri ẩm, để ở tối ở nhiệt độ thích hợp Sau 48 giờ ủ, những hạt nảy mầm tốt được chọn để trồng trong dung dịch dinh dưỡng Hoagland Thí nghiệm được bố trí trong phòng thí nghiệm có điều hòa với nhiệt độ 27±2°C, độ ẩm 70–75%, cường độ sáng 110–130 μmol photons m⁻² s⁻¹ và chu kỳ chiếu sáng 14 giờ/10 giờ tối Nguồn: Sinh lý thực vật, Khoa Sinh học, Trường Đại học Vinh.

Sau 10 ngày từ khi trồng, các cây đậu tương được phân thành 6 nhóm xử lý riêng biệt theo các công thức thí nghiệm khác nhau Các dung dịch thí nghiệm được phun lên lá ở dạng sương mù để đánh giá ảnh hưởng của từng công thức lên sự sinh trưởng và phát triển của cây đậu tương.

Đậu tương được xử lý bởi N calcicola ở pha cân bằng với nồng độ 0,1 g/L (CT1), 0,3 g/L (CT2) và 0,5 g/L (CT3); ở pha suy vong với nồng độ 0,1 g/L (CT4), 0,3 g/L (CT5) và 0,5 g/L (CT6) Đối chứng là công thức đậu tương không được xử lý dịch VKL, mà thay thế bằng nước cất.

Mẫu lá được thu lần đầu trước khi phun dịch VKL và các lần sau được thu ở các giai đoạn V1 (lá kép ba đầu tiên mở rộng), V3 (có 3 lá kép ba hoàn chỉnh, thân chính có 3 đốt hữu hiệu) và V5 (có 5 lá kép ba hoàn chỉnh, cây chuẩn bị bước sang giai đoạn sinh trưởng phát triển sinh sản) để đánh giá sự thay đổi của cây Lá đậu tương trong các công thức thí nghiệm được thu riêng, cẩn thận, làm nguyên liệu để phân tích các chỉ số [3].

Nghiên cứu được thực hiện trong năm 2015-2016 tại Phòng thí nghiệm Sinh lý thực vật, Trung tâm Thực hành-Thí nghiệm, Trường Đại học Vinh

2.3.3 Phương pháp phân tích a Định lượng các dạng ôxy hoạt hóa

Hàm lượng gốc tự do O 2 •- được xác định theo phương pháp của Doke

Theo tài liệu tham khảo (1983) [23], đơn vị biểu thị lượng O2•- trong lá đậu tương là độ hấp thụ ánh sáng của dịch chiết O2•- ở bước sóng 580 nm, được tính theo khối lượng lá tươi (A580 g-1 FW) Quá trình phân tích được thực hiện trên máy quang phổ UV-Vis Cary 60 (Agilent, USA), kết nối với máy tính cài đặt phần mềm xử lý số liệu UV-Win phiên bản 5.0.

Hàm lượng H2O2 nội sinh trong lá đậu tương được xác định bằng phương pháp so màu theo quy trình Becana và cộng sự (1986) và được biểu thị ở đơn vị micromol trên gram lá tươi (μmol·g^-1 FW) [16] Quá trình đo phổ hấp thụ và phân tích dữ liệu được thực hiện trên máy quang phổ UV-Vis Cary 60 (Agilent, USA) có kết nối máy tính cài đặt phần mềm xử lý số liệu UV-Win phiên bản 5.0, và sau đó tiến hành định lượng các chất chống ôxy hóa.

Hàm lượng axit ascorbic và phenol tổng được phân tích theo hai phương pháp chuẩn: Kampfenkel và cộng sự (1995) và Mechikova và cộng sự (2007) Đơn vị tính của các chất là miligam trên gam lá tươi (mg/g lá tươi), cho phép so sánh mức độ chống oxy hóa giữa các mẫu và giữa các phương pháp phân tích.

1FW) c Hoạt độ các enzyme chống ôxy hóa

Trước hết, lá đậu tương được nghiền nhỏ và ngâm trong dung dịch đệm photphat (pH 7,0) để chiết xuất các enzym Hỗn hợp dịch nghiền được li tâm ở

4 o C với tốc độ 10.000×g trong 20 phút Loại bỏ cặn, thu phần dịch chiết trong để phân tích hoạt độ enzym

Trong nghiên cứu này, hoạt độ của các enzym chống oxy hóa được xác định theo các phương pháp chuẩn: hoạt độ SOD được đo bằng phương pháp do Scebba và cộng sự đề xuất (1999) [40], hoạt độ CAT được xác định bằng phiên bản cải tiến của phương pháp Chen và cộng sự (2000) [20], và hoạt độ APX được phân tích dựa trên phương pháp của Cao và cộng sự (2004).

Peroxidase (POX) and polyphenol oxidase (PPO) activities were determined using the Vital et al (2008) method [44] Enzymatic activity is reported in nanokatal per milligram of protein (nkat mg^-1 protein).

Hàm lượng protein được xác định theo phương pháp của Bradford (1976) với chất chuẩn là bovine serum albumin [17] d Hóa chất phân tích

Tất cả các hóa chất phân tích đều có xuất xứ từ Sigma-Aldrich (United States) e Xử lý số liệu

Các chỉ số sinh lý được đo lặp lại ít nhất ba lần và được xử lý bằng phương pháp thống kê Kết quả được trình bày dưới dạng giá trị trung bình kèm độ lệch chuẩn của các chỉ tiêu nghiên cứu trong thí nghiệm Sai khác giữa giá trị trung bình của các biến được đánh giá bằng phân tích phương sai một yếu tố (ANOVA) với độ tin cậy 95%.

Các đồ thị được vẽ trên phần mềm chuyên dụng Origin version 8.2 (Copyright bởi OriginLab Corporation, USA).

KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ BÀN LUẬN

Ảnh hưởng của N calcicola HN9-1a đối với hydrogen peroxide trong lá đậu tương Nam Đàn

Hydrogen peroxide (H2O2) là một dạng oxy hoạt hóa đặc biệt có vai trò quan trọng trong cơ thể thực vật Theo con đường enzyme, H2O2 là sản phẩm chuyển hóa trực tiếp từ gốc tự do O2•- và tham gia vào các quá trình tín hiệu sinh học cũng như điều hòa đáp ứng của cây trước stress và các quá trình sinh lý của thực vật.

H2O2 vừa là nguyên liệu để hình thành dạng oxy hoạt hóa khác, gốc tự do hydroxyl (OH•) Không chỉ là một ROS gây độc cho tế bào sống, H2O2 còn đóng vai trò là phân tử tín hiệu, khởi động nhiều phản ứng trong cơ chế tự bảo vệ ở nhiều loại cây trồng [33].

Bảng 3.2 Hàm lượng hydrogen peroxide trong lá cây đậu tương Nam Đàn

Giai đoạn V1 Giai đoạn V3 Giai đoạn V5

TB ±SS TB ±SS TB ±SS TB ±SS Đối chứng 2,571 0,43 3,183 0,126 2,644 0,198 2,715 0,081

Ghi chú: TB: giá trị trung bình; SS: Sai số

Hình 3.2 Ảnh hưởng của N calcicola HN9-1a đối với hàm lượng H 2 O 2 trong lá đậu tương Nam Đàn

Tương tự O2•−, hàm lượng H2O2 trong lá đậu tương cảm ứng tăng sau khi xử lý VKL Trong các công thức có nồng độ VKL ở pha suy vong, chỉ số này tăng nhanh và đạt đỉnh ở giai đoạn V1, sau đó giảm mạnh Lượng H2O2 tổng hợp nhiều khi cây đậu tương được xử lý bằng dịch VKL có nồng độ cao, ngược lại sẽ giảm khi nồng độ VKL thấp; điều này được thể hiện ở Bảng 3.2 và Hình 3.2.

Hàm lượng H2O2 cao nhất (7,899 M.g -1 FW) đạt được ở công thức nồng độ VKL 0,5g/L trong giai đoạn V1, cao hơn 3,07 lần so với đối chứng (2,571

Dưới ảnh hưởng của dịch VKL ở pha cân bằng, hàm lượng H2O2 trong lá đậu tương tăng nhẹ trong suốt quá trình nghiên cứu Chỉ số này ở các giai đoạn V3 và V5 cao hơn rõ rệt so với các công thức xử lý dịch VKL ở pha suy vong.

Như vậy, stress oxy hóa đã xảy ra ở giai đoạn V1 trên cây đậu tương Nam Đàn bị ảnh hưởng bởi dịch chiết VKL ở pha suy vong, đi kèm với sự bùng phát tổng hợp và làm tăng mạnh hàm lượng các dạng oxy hoạt hóa nội sinh, cụ thể O2•− và H2O2.

Ảnh hưởng của N calcicola HN9-1a đối với các chất chống ôxy hóa trong lá cây đậu tương Nam Đàn

trong lá cây đậu tương Nam Đàn

Sự ôxy hóa là loại phản ứng hóa học trong đó electron được chuyển sang chất oxi hóa, có khả năng tạo các gốc tự do sinh ra phản ứng dây chuyền phá hủy tế bào sinh vật Chất chống ôxy hóa ngăn quá trình phá hủy này bằng cách khử đi các gốc tự do, kìm hãm sự ôxy hóa bằng cách ôxy hóa chính chúng [42] Trong cơ thể thực vật duy trì nhiều loại chất chống oxi hóa như: các hợp chất phenol, flavonoid, carotenoid, glutathione, vitamin C, vitamin E, v.v [26]

Mỗi chất chống ôxy hóa này thường tác động trực tiếp lên các gốc tự do thông qua cơ chế vô hoạt Một số chất còn có khả năng hoạt động hiệp lực với các chất chống oxi hóa khác, ví dụ, vitamin E, carotenoid…

3.2.1 Ảnh hưởng của N calcicola HN9-1a đối với axit ascorbic trong lá đậu tương Nam Đàn

Axit ascorbic (còn gọi là vitamin C) có mặt trong nhiều loại rau, củ, quả và đóng vai trò là chất chống oxy hóa quan trọng, giúp ngăn chặn hoặc làm chậm quá trình ôxy hóa các chất khác Tác động của dịch VKL N calcicola HN9-1a đối với sinh tổng hợp axit ascorbic trong lá đậu tương Nam Đàn được thể hiện qua Bảng 3.3 và Hình 3.3.

Bảng 3.3 Hàm lượng axit ascorbic trong lá đậu tương Nam Đàn

Hàm lượng axit ascorbic ( mg.g -1 FW )

Giai đoạn V1 Giai đoạn V3 Giai đoạn V5

TB ±SS TB ±SS TB ±SS TB ±SS Đối chứng 1,629 0,081 1,784 0,080 2,026 0,101 1,690 0,021

Ghi chú: TB: giá trị trung bình; SS: Sai số

Hình 3.3 Ảnh hưởng của N calcicola HN9-1a đối với hàm lượng axit ascorbic trong lá đậu tương Nam Đàn

Hàm lượng axit ascorbic trong tất cả các công thức xử lý bởi VKL ở pha suy vong biến đổi ít và không khác nhiều so với đối chứng Tuy nhiên, ở giai đoạn V5, hàm lượng này giảm đáng kể so với đối chứng, đạt 1,190 mg g^-1 FW, giảm 1,42 lần so với đối chứng và 1,36 lần so với cây không tác động VKL.

Trái lại, ở các công thức đậu tương xử lý bởi VKL ở pha cân bằng, hàm lượng axit ascorbic đã tăng trong suốt quá trình nghiên cứu và đạt giá trị cực đại ở nồng độ 0,3 g/L Hàm lượng cao nhất (3,250 mg g⁻¹ FW) được ghi nhận ở công thức có nồng độ 0,3 g/L tại giai đoạn V1, cao hơn đối chứng 1,82 lần và cao hơn gấp 2 lần so với trạng thái trước khi xử lý VKL.

3.2.2 Ảnh hưởng của N calcicola HN9-1a đối với phenol tổng số trong lá đậu tương Nam Đàn

Phenol tổng số là một nhóm lớn bao gồm các hợp chất hữu cơ là phenol và các dẫn xuất của chúng Trong thực vật, các hợp chất phenol có nhiều tác dụng sinh học như chống oxy hóa, kháng viêm, kháng khuẩn và chống dị ứng Trong nhiều loại thực vật, hoạt tính chống oxy hóa của phenol mạnh hơn nhiều so với axit ascorbic Nhờ đặc tính chống oxy hóa, phenol tổng số góp phần bảo vệ tế bào thực vật khỏi stress sinh học và stress môi trường Các dẫn xuất của phenol có mức độ kháng khuẩn và kháng viêm khác nhau, mang lại lợi ích sức khỏe khi tiêu thụ thông qua thực phẩm chứa chúng.

Trong nghiên cứu này, sự biến đổi hàm lượng các chất chống oxi hóa thuộc nhóm phenol ở lá đậu tương Nam Đàn dưới tác động của dịch N calcicola HN9-1a được trình bày chi tiết qua bảng 3.4 và hình 3.4 Những thay đổi này được thể hiện rõ trên bảng số liệu và hình minh họa, cho thấy ảnh hưởng của dịch lên hệ hợp chất phenol và chất chống oxi hóa trên lá đậu tương Nam Đàn.

Ở giai đoạn V1, hàm lượng phenol không biến đổi đáng kể khi tác động của VKL ở pha cân bằng Tuy nhiên ở pha suy vong, hàm lượng phenol tăng liên tục theo nồng độ VKL, đạt giá trị tối đa tại nồng độ 0,5 g/L là 7,206 mg.g^-1 FW, tăng 1,17 lần so với đối chứng và 1,20 lần so với không sử dụng VKL Ở hai giai đoạn V3 và V5, dưới tác động của hai loại dịch VKL, hàm lượng phenol giảm ở các công thức thí nghiệm và giảm mạnh nhất ở pha suy vong, giai đoạn V5, giảm 1,28 lần so với đối chứng và 1,26 lần so với không xử lý VKL.

Bảng 3.4 Hàm lượng phenol tổng số trong lá đậu tương Nam Đàn

Hàm lượng phenol tổng số ( mg.g -1 FW )

Giai đoạn V1 Giai đoạn V3 Giai đoạn V5

TB ±SS TB ±SS TB ±SS TB ±SS Đối chứng 6,017 0,538 6,137 0,467 6,344 0,457 6,086 0,137

Ghi chú: TB: giá trị trung bình; SS: Sai số

Hình 3.4 Ảnh hưởng của N calcicola HN9-1a đối với hàm lượng phenol tổng số trong lá đậu tương Nam Đàn

Ảnh hưởng của N calcicola HN9-1a đối với các enzyme chống ôxy hóa

Để hạn chế thiệt hại do stress oxy hóa, thực vật có các cơ chế kiểm soát và điều chỉnh hàm lượng ROS ở mức phù hợp Trong hệ thống này, enzyme chống oxy hóa đóng vai trò then chốt với các thành phần như SOD (superoxide dismutase) chuyển đổi gốc superoxide thành hydrogen peroxide, CAT (catalase) và POX (peroxidase) phân hủy H2O2, cùng APX (ascorbate peroxidase) và ascorbate oxidase tham gia các chu trình làm giảm gốc tự do và hỗ trợ tái tạo chất khử Sự phối hợp hoạt động của các enzyme này giúp duy trì cân bằng redox nội bào, bảo vệ tế bào thực vật khỏi tổn thương do oxy hóa và tăng cường khả năng thích nghi với stress môi trường.

AO (ascorbate oxidase) và PPO (polyphenol oxidase) là hai enzyme chống oxy hóa quan trọng, mỗi enzyme đảm nhận một vai trò chuyên biệt riêng so với các enzyme khác; tuy nhiên chúng luôn phối hợp và tương tác với nhau để hình thành một chuỗi phản ứng liên hoàn trong cơ chế tự bảo vệ của thực vật.

3.3.1 Enzyme superoxide dismutase (SOD, EC 1.15.1.1)

SOD là enzyme phân giải gốc tự do superoxide (O2 •-

Trong quá trình stress tế bào và mô, một dạng oxy hoạt hóa vô cùng độc hại được hình thành và có thể chuyển thành chất ít độc hơn là hydrogen peroxide (H2O2) Trong hệ thống enzyme chống oxy hóa của cơ thể thực vật, SOD là enzyme đầu tiên tham gia giải độc gốc O2•− của tế bào sống Bên cạnh đó, SOD còn có vai trò loại bỏ các gốc tự do sinh ra từ peroxide hóa lipid và ngăn chặn những phản ứng dây chuyền tạo ra các sản phẩm bất lợi cho cơ thể.

Kết quả đánh giá hoạt độ của SOD trong lá đậu tương Nam Đàn dưới ảnh hưởng của dịch VKL N calcicola HN9-1a được trình bày trong Bảng 3.5 và Hình 3.5

Kết quả cho thấy nồng độ VKL ở pha suy vong cảm ứng mạnh đối với SOD ngay từ giai đoạn V1 Hoạt độ SOD tăng nhanh và đạt giá trị cao nhất 17,951 nkat·mg⁻¹ protein ở giai đoạn V3 với nồng độ tác động 0,5 g/L, cao hơn đối chứng 1,94 lần (9,243 nkat·mg⁻¹ protein) và 2,49 lần so với trước khi xử lý VKL (7,204 nkat·mg⁻¹ protein) Trong tất cả các thời điểm nghiên cứu, hoạt độ SOD luôn cao hơn các công thức xử lý VKL ở pha cân bằng và so với đối chứng.

Bảng 3.5 Hoạt độ enzyme superoxide dismutase trong lá đậu tương Nam Đàn

Hoạt độ của SOD ( nkat.mg -1 protein )

Giai đoạn V1 Giai đoạn V3 Giai đoạn V5

TB ±SS TB ±SS TB ±SS TB ±SS Đối chứng 7,204 0,81 7,827 0,284 9,243 0,121 9,398 0,500

Ghi chú: TB: giá trị trung bình; SS: Sai số

Hình 3.5 Ảnh hưởng của N calcicola HN9-1a đối với hoạt độ enzyme SOD trong lá đậu tương Nam Đàn

Hoạt độ SOD trong lá đậu tương xử lý bằng VKL ở pha cân bằng dao động không nhiều ở giai đoạn V1, tăng nhanh và đạt đỉnh tại V3 Đến giai đoạn V5, hoạt độ SOD ở cả ba công thức nồng độ VKL đều giảm nhẹ Có xu hướng biến đổi tương tự ở pha suy vong cho các công thức xử lý VKL, nhưng mức tăng hoạt độ của SOD ở pha cân bằng luôn thấp hơn so với pha suy vong cho cùng nồng độ VKL.

- thành H2O2 và O2, hoạt độ cao của SOD đã góp phần làm giảm đáng kể lượng của O2

- nội sinh trong lá đậu tương Nam Đàn, đồng thời duy trì lượng gốc tự do này ở mức thấp trong giai đoạn V3÷V5 (xem Hình 3.1.)

Catalase (CAT, EC 1.11.1.6) là một trong những enzyme chống ôxy hóa phổ biến trong cơ thể thực vật, động vật và vi sinh vật, có chức năng phân giải

Quá trình phân hủy H2O2 thành H2O và O2 giúp loại bỏ tích tụ H2O2 trong tế bào và làm giảm stress oxy hóa, từ đó bảo vệ tế bào thực vật trước tác hại của quá trình oxy hóa Trong cơ thể thực vật, enzyme catalase (CAT) đóng vai trò thiết yếu trong hệ thống phòng vệ, bảo vệ tế bào và mô khỏi tác động của nhiều yếu tố bất lợi như sâu bọ, nấm, vi khuẩn, vi rút gây bệnh, nhiệt độ bất thường, hạn hán, úng ngập, kim loại nặng và độc tố CAT được xem là một chỉ số để đánh giá cơ chế tự bảo vệ và khả năng thích nghi của các loại cây trồng.

Kết quả phân tích cho thấy sự biến đổi hoạt độ CAT (enzyme catalase) trong lá đậu tương Nam Đàn theo các công thức thí nghiệm được trình bày trong Bảng 3.6 và Hình 3.6 Các giá trị hoạt độ CAT dao động tùy theo từng công thức thí nghiệm, cho thấy mức độ đáp ứng của hệ enzyme trước các điều kiện thử nghiệm khác nhau Bảng 3.6 và Hình 3.6 minh họa rõ sự biến động này, làm cơ sở cho việc đánh giá khả năng bảo vệ tế bào của CAT trong lá đậu tương tại Nam Đàn.

Hoạt độ CAT ở pha cân bằng trong mọi công thức xử lý bởi VKL biến thiên rất ít, dao động từ 10,208–12,514 nkat·mg⁻¹ protein và khác biệt so với đối chứng không đáng kể Thậm chí, ở công thức xử lý với nồng độ VKL 0,5 g/L, hoạt độ CAT còn thấp hơn đối chứng ở tất cả các thời điểm nghiên cứu.

Bảng 3.6 Hoạt độ enzyme catalase (CAT) trong lá đậu tương Nam Đàn

Hoạt độ của CAT ( nkat.mg -1 protein )

Giai đoạn V1 Giai đoạn V3 Giai đoạn V5

TB ±SS TB ±SS TB ±SS TB ±SS Đối chứng 11,136 0,728 11,654 1,282 11,767 0,530 12,585 0,315

Ghi chú: TB: giá trị trung bình; SS: Sai số

Hình 3.6 Ảnh hưởng của N calcicola HN9-1a đối với hoạt độ enzyme CAT trong lá đậu tương Nam Đàn

Ngược lại, đối với các công thức đậu tương được xử lý bởi VKL ở pha suy vong, hoạt độ CAT tăng liên tục trong suốt quá trình nghiên cứu và tỷ lệ thuận với nồng độ VKL được sử dụng Hoạt độ cao nhất đạt 21,602 nkat·mg^-1 protein ở công thức có nồng độ VKL 0,5 g/L tại giai đoạn V5, cao hơn đối chứng 1,72 lần và cao hơn 1,94 lần so với trạng thái trước khi xử lý VKL.

Chức năng phân giải H2O2 thành H2O và O2 nhờ enzyme catalase (CAT) trở nên mạnh mẽ và liên tục với sự gia tăng hoạt độ CAT trong các công thức xử lý VKL ở pha suy vong Sự tăng hoạt của CAT góp phần làm giảm và duy trì hàm lượng H2O2 trong lá ở mức thấp, đặc biệt tại hai giai đoạn V3 và V5 (hình 3.2).

Peroxidases (POX, EC 1.11.1.7) có mặt ở mọi loài thực vật và có khả năng phân giải H2O2 cũng như peroxide hữu cơ POX ngăn chặn độc tố tế bào bằng cách phân hủy H2O2 sinh ra trong quá trình trao đổi chất Ngoài ra, enzyme này còn xúc tác cho các phản ứng oxy hóa với nhiều loại polyphenol và amin thơm Trong cơ chế bảo vệ của thực vật, POX luôn hoạt động đồng thời với SOD và CAT để kiểm soát nồng độ H2O2 và O2.

•- sinh ra do stress “ôxy hóa” Kết quả phân tích sự biến đổi hoạt độ enzyme POX trong lá đậu tương Nam Đàn trong các công thức thí nghiệm được trình bày trong bảng 3.7 và hình 3.7 Ở giai đoạn V1 của cây đậu tương Nam Đàn, dịch VKL N calcicola

HN9-1a ở pha cân bằng kích thích tăng nhẹ hoạt độ của enzyme POX Trong các giai đoạn V3 và V5, cả ba nồng độ VKL đều cảm ứng gia tăng độ hoạt động của POX, nồng độ VKL cao đã kích thích hoạt độ enzyme tăng nhiều và ngược lại Hoạt độ POX cao nhất (16,873 nkat.mg -1 protein) đạt được khi cây đậu tương ở giai đoạn V3 dưới tác dụng của nồng độ VKL 0,5g/L

Bảng 3.7 Biến đổi hoạt độ enzyme peroxidase (POX) trong lá đậu tương Nam Đàn

Hoạt độ của POX ( nkat.mg -1 protein )

Giai đoạn V1 Giai đoạn V3 Giai đoạn V5

TB ±SS TB ±SS TB ±SS TB ±SS Đối chứng 5,149 0,542 5,332 0,248 5,454 0,221 5,908 0,474

Ghi chú: TB: giá trị trung bình; SS: Sai số

Hình 3.7 Ảnh hưởng của N calcicola HN9-1a đối với hoạt độ enzyme POX trong lá đậu tương Nam Đàn

Trái lại, dịch VKL ở pha suy vong không cho thấy tác dụng rõ ràng lên hoạt động của enzyme POX Trong cả ba giai đoạn sinh trưởng V1, V3 và V5 của đậu tương Nam Đàn, hoạt động của POX ở các công thức xử lý VKL ở pha suy vong không có sự khác biệt đáng kể so với đối chứng.

Peroxidases (POX) are a family of antioxidant enzymes that detoxify hydrogen peroxide to protect cells from oxidative stress They include several forms classified by their substrates, such as guaiacol peroxidase (GPX), pyrogallol peroxidase (PPX), syringaldazine peroxidase (SPX), and glutathione peroxidase (GlPX) Some POX catalyze transformations of these substrates, reflecting the diverse roles of peroxidases in redox biology and detoxification.

Kết luận

Từ những kết quả thu được, chúng tôi đưa ra một số kết luận sau:

Chiết xuất VKL Nostoc calcicola HN9-1a từ sinh khối thu được ở các pha sinh trưởng khác nhau (pha cân bằng và pha suy vong) thể hiện những ảnh hưởng khác nhau lên biểu hiện của một số thành phần thuộc hệ thống chống oxy hóa ở lá đậu tương Nam Đàn Sự khác biệt này cho thấy trạng thái phát triển của Nostoc calcicola HN9-1a tác động đến hoạt động của các enzyme chống oxy hóa và nồng độ các hợp chất chống oxy hóa trong lá Những kết quả này có ý nghĩa cho việc tối ưu hóa việc sử dụng Nostoc calcicola HN9-1a nhằm tăng cường khả năng chống oxy hóa của cây đậu tương Nam Đàn.

- Dịch N calcicola HN9-1a ở pha suy vong đã gây stress “ôxy hóa” ở lá cây đậu tương Nam Đàn trong giai đoạn V1 với sinh tổng hợp mạnh mẽ gốc tự do O2

Dịch VKL đã kích hoạt tăng cường hoạt động của các enzyme chống oxy hóa CAT, SOD, POX, APX và PPO, đồng thời tăng sinh tổng hợp axit ascorbic, góp phần làm tăng hàm lượng các dạng oxy hoạt hóa O2•− và H2O2.

H 2 O 2 giảm xuống trong giai đoạn V3-V5

Trong pha cân bằng, dịch VKL gây tăng nhẹ hoạt động của SOD và APX, nhưng chưa có ảnh hưởng rõ rệt lên CAT và PPO cũng như các chất chống oxy hóa là axit ascorbic và tổng phenol Đối với POX, dịch VKL ở pha cân bằng đã làm tăng mạnh hoạt động enzyme so với dịch VKL ở pha suy vong, tuy nhiên vai trò của POX đối với stress oxy hóa vẫn chưa thực sự rõ ràng.

Đề nghị

Nghiên cứu cần được mở rộng trên cây đậu tương Nam Đàn ở điều kiện canh tác tự nhiên nhằm đánh giá chính xác và làm rõ hơn vai trò cảm ứng của dịch VKL N calcicola HN9-1a đối với hoạt động của hệ thống chống oxy hóa Việc làm sáng tỏ cơ chế cảm ứng này sẽ cung cấp bằng chứng thực nghiệm về cách VKL N calcicola HN9-1a kích thích các enzym và quá trình bảo vệ tế bào chống lại stress oxy hóa ở đậu tương Nam Đàn Kết quả kỳ vọng có thể giúp tối ưu hóa quy trình chăm sóc và nuôi trồng, tăng cường khả năng chịu đựng với điều kiện canh tác tự nhiên và đóng góp vào năng suất cũng như chất lượng sản phẩm.

Ngày đăng: 27/08/2021, 10:41

Nguồn tham khảo

Tài liệu tham khảo Loại Chi tiết
[1] Mai Văn Chung, Nguyễn Đức Diện, Nguyễn Đình San (2014), “Phản ứng siêu nhạy cảm ở rễ cây đậu tương Nam Đàn đối với chì”, Tạp chí Khoa học và Phát triển Học viện Nông nghiệp Việt Nam, 12(7), 1023-1028 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Phản ứng siêu nhạy cảm ở rễ cây đậu tương Nam Đàn đối với chì”, "Tạp chí Khoa học và Phát triển Học viện Nông nghiệp Việt Nam
Tác giả: Mai Văn Chung, Nguyễn Đức Diện, Nguyễn Đình San
Năm: 2014
[2] Nguyễn Đức Cường (2006), Kỹ thuật trồng đậu tương, Nxb Khoa học tự nhiên và Công nghệ, Hà Nội, 108 trang Sách, tạp chí
Tiêu đề: Kỹ thuật trồng đậu tương
Tác giả: Nguyễn Đức Cường
Nhà XB: Nxb Khoa học tự nhiên và Công nghệ
Năm: 2006
[3] Nguyễn Văn Mã, La Việt Hồng, Ong Xuân Phong (2013), Phương pháp nghiên cứu sinh lý học thực vật, Nhà xuất bản Đại học Quốc gia Hà Nội, 223 trang Sách, tạp chí
Tiêu đề: Phương pháp nghiên cứu sinh lý học thực vật
Tác giả: Nguyễn Văn Mã, La Việt Hồng, Ong Xuân Phong
Nhà XB: Nhà xuất bản Đại học Quốc gia Hà Nội
Năm: 2013
[4] Nguyễn Đình San (2014), “Ảnh hưởng của vi khuẩn lam lên giống mía ROC10 (Saccharum officinarum L.) ở huyện Thọ Xuân, tỉnh Thanh Hóa”, Tạp chí Khoa học Trường đại học Vinh, 43(2A), 56-62 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Ảnh hưởng của vi khuẩn lam lên giống mía ROC10 (Saccharum officinarum L.) ở huyện Thọ Xuân, tỉnh Thanh Hóa”, "Tạp chí Khoa học Trường đại học Vinh
Tác giả: Nguyễn Đình San
Năm: 2014
[5] Nguyễn Đình San, Nguyễn Thị Kiều Đông (2007), “Ảnh hưởng của 2 chủng vi khuẩn lam lên sự nảy mầm, tăng trưởng rễ mầm và thân mầm ở giống lúa Khải Phong”, Tạp chí Khoa học Đại học Vinh, 36(1A), 111-115 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Ảnh hưởng của 2 chủng vi khuẩn lam lên sự nảy mầm, tăng trưởng rễ mầm và thân mầm ở giống lúa Khải Phong”, "Tạp chí Khoa học Đại học Vinh
Tác giả: Nguyễn Đình San, Nguyễn Thị Kiều Đông
Năm: 2007
[6] Nguyễn Đình San, Lê Thanh Tùng (2007), “Ảnh hưởng của 2 chủng vi khuẩn lam cố định nitơ lên sinh lý sinh trưởng và năng suất thu hoạch của giống lúa Mộc Tuyền ở huyện Tĩnh Gia, Thanh Hoá”, Tạp chí Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, 15, 42-44 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Ảnh hưởng của 2 chủng vi khuẩn lam cố định nitơ lên sinh lý sinh trưởng và năng suất thu hoạch của giống lúa Mộc Tuyền ở huyện Tĩnh Gia, Thanh Hoá”, "Tạp chí Nông nghiệp và Phát triển nông thôn
Tác giả: Nguyễn Đình San, Lê Thanh Tùng
Năm: 2007
[7] Nguyễn Đình San, Đặng Thị Hiền (2009), “Vai trò của dịch vẩn vi khuẩn lam cố định nitơ đối với sinh lý sinh trưởng, phát triển và năng suất giống ngô lai đơn 919 ở huyện Nghi Lộc, tỉnh Nghệ An”, Tạp chí Khoa học Trường đại học Vinh, 38(2A), 40-47 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Vai trò của dịch vẩn vi khuẩn lam cố định nitơ đối với sinh lý sinh trưởng, phát triển và năng suất giống ngô lai đơn 919 ở huyện Nghi Lộc, tỉnh Nghệ An”, "Tạp chí Khoa học Trường đại học Vinh
Tác giả: Nguyễn Đình San, Đặng Thị Hiền
Năm: 2009
[8] Nguyễn Đình San, Nguyễn Thị Nga (2013), “Ảnh hưởng của vi khuẩn lam đến một số chỉ tiêu sinh trưởng và năng suất lạc ở Nghệ An”, Tạp chí Khoa học Trường đại học Vinh, 42(2A), 65-70 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Ảnh hưởng của vi khuẩn lam đến một số chỉ tiêu sinh trưởng và năng suất lạc ở Nghệ An”, "Tạp chí Khoa học Trường đại học Vinh
Tác giả: Nguyễn Đình San, Nguyễn Thị Nga
Năm: 2013
[9] Nguyễn Đình San, Lê Thanh Tùng, Đặng Thị Hiền (2007), “Nghiên cứu ảnh hưởng của hai chủng vi khuẩn lam cố định nitơ lên giai đoạn nảy mầm của giống ng lai đơn 919 ở huyện Nghi Lộc, tỉnh Nghệ An”, Tạp chí Kinh tế sinh thái, 26, 30-34 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Nghiên cứu ảnh hưởng của hai chủng vi khuẩn lam cố định nitơ lên giai đoạn nảy mầm của giống ng lai đơn 919 ở huyện Nghi Lộc, tỉnh Nghệ An”, "Tạp chí Kinh tế sinh thái
Tác giả: Nguyễn Đình San, Lê Thanh Tùng, Đặng Thị Hiền
Năm: 2007
[10] Phạm Văn Thiều (2002), Cây đậu tương, kỹ thuật trồng và chế biến sản phẩm, Nxb Nông nghiệp, Hà Nội, 95 trang Sách, tạp chí
Tiêu đề: Cây đậu tương, kỹ thuật trồng và chế biến sản phẩm
Tác giả: Phạm Văn Thiều
Nhà XB: Nxb Nông nghiệp
Năm: 2002
[11] Dương Đức Tiến (1994), Vi khuẩn lam cố định nitơ trong ruộng lúa, Nhà xuất bản Nông nghiệp, Hà Nội, 88 tr.B. Tài liệu tiếng nước ngoài Sách, tạp chí
Tiêu đề: Vi khuẩn lam cố định nitơ trong ruộng lúa
Tác giả: Dương Đức Tiến
Nhà XB: Nhà xuất bản Nông nghiệp
Năm: 1994
[12] Abd El-Baky H.H., Hussein M.M., El-Baroty G.S. (2008), “Algal extracts improve antioxidant defense abilities and salt tolerance of wheat plant irrigated with sea water”, Afr. J. Biochem. Res., 2(7), 151-164 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Algal extracts improve antioxidant defense abilities and salt tolerance of wheat plant irrigated with sea water”, "Afr. J. Biochem. Res
Tác giả: Abd El-Baky H.H., Hussein M.M., El-Baroty G.S
Năm: 2008
[13] Ahmad P., Sarwat M., Sharma S. (2008), “Reactive oxygen species, antioxidants and signaling in plants”, J. Plant Biol., 51, 167-173 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Reactive oxygen species, antioxidants and signaling in plants”, "J. Plant Biol
Tác giả: Ahmad P., Sarwat M., Sharma S
Năm: 2008
[14] Allen M.M., Stanier R.Y. (1968), “Selective isolation of blue-green algae from water and soil”, J. Gen. Microbiol., 51, 203-209 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Selective isolation of blue-green algae from water and soil”, "J. Gen. Microbiol
Tác giả: Allen M.M., Stanier R.Y
Năm: 1968
[15] Beauchamp C., Fridovich I. (1971), “Superoxide dismutase: improved assays and an assay applicable to acrylamide gels”, Anal. Biochem., 44, 276- 287 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Superoxide dismutase: improved assays and an assay applicable to acrylamide gels”, "Anal. Biochem
Tác giả: Beauchamp C., Fridovich I
Năm: 1971
[16] Becana M., Aparicio-Tejo P., Irigoyen J.J., Sanchez-Diaz M. (1986), “Some enzymes of hydrogen peroxide metabolism in leaves and root nodules of Medicago sativa”, Plant Physiol., 82, 1169-1171 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Some enzymes of hydrogen peroxide metabolism in leaves and root nodules of "Medicago sativa"”, "Plant Physiol
Tác giả: Becana M., Aparicio-Tejo P., Irigoyen J.J., Sanchez-Diaz M
Năm: 1986
[17] Bradford M.M. (1976), “A rapid and sensitive method for the antification of microgram quantities of protein utilizing the principle of protein-dye binding”, Anal. Biochem., 72, 248-254 Sách, tạp chí
Tiêu đề: A rapid and sensitive method for the antification of microgram quantities of protein utilizing the principle of protein-dye binding”, "Anal. Biochem
Tác giả: Bradford M.M
Năm: 1976
[18] Burke M., Edge R., Land E. J., Truscott T. (2001), “Characterization of carotenoid radical cations in liposomal environments: interaction with vitamin C”, Journal of Photochemistry and Photobiology B: Biology, 60, 1- 6 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Characterization of carotenoid radical cations in liposomal environments: interaction with vitamin C”, "Journal of Photochemistry and Photobiology B: Biology
Tác giả: Burke M., Edge R., Land E. J., Truscott T
Năm: 2001
[19] Cao X., Ma L.Q., Tu C. (2004), “Antioxidative responses to arsenic in the arsenic-hyperaccumulator chinese barke fern (Pteris vittata L.)”, Environ.Pol., 128 317-325 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Antioxidative responses to arsenic in the arsenic-hyperaccumulator chinese barke fern" (Pteris vittata "L.)”, "Environ. "Pol
Tác giả: Cao X., Ma L.Q., Tu C
Năm: 2004
[20] Chen Y., Cao X.D., Lu Y., Wang X.P. (2000) “Effects of rare earth ions and their EDTA complexes on antioxidant enzymes of fish liver”, Bull.Environ. Cont. Toxicol., 65, 357-365 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Effects of rare earth ions and their EDTA complexes on antioxidant enzymes of fish liver”, "Bull. "Environ. Cont. Toxicol

TÀI LIỆU CÙNG NGƯỜI DÙNG

TÀI LIỆU LIÊN QUAN

🧩 Sản phẩm bạn có thể quan tâm

w