Sinh trưởng và phát triển ở thực vật (P1)

Chuyên đề : SINH LÝ THỰC VẬT Phần 3: SINH TRƯỞNG VÀ PHÁT TRIỂN Ở THỰC VẬT A. Sinh trưởng và phát triển ở thực vật I/ Khái niệm: 1. Định nghĩa sinh trưởng và phát triển: - Sinh trưởng là quá trình tăng lên về số lượng, khối lượng và kích thước tế bào, làm cây lớn lên trong từng giai đoạn. - Phát triển là toàn bộ những biến đổi diễn ra trong chu kì sống của một cá thể, biểu hiện ở 3 quá trình liên quan: sinh trưởng, sự phân hoá tế bào, mô và quá trình phát sinh hình thái tạo nên các cơ quan của cơ thể  Phát triển của cơ thể thực vật là quá trình biến đổi tạo nên các tế bào, mô và cơ quan khác nhau như rễ, thân, lá, hoa, quả, hạt … 2. Mối liên quan giữa sinh trưởng và phát triển: Có 4 mối quan hệ rất chặt chẽ giữa hai quá trình này - Sinh trưởng tốt thì phát triển tốt VD: Sinh trưởng tốt thân, lá, rễ thì sẽ phát triển tốt hoa, quả - Sinh trưởng kém thì sẽ phát triển kém VD: Sinh trưởng kém thân, lá, rễ thì sẽ phát triển kém hoa, quả - Sinh trưởng lấn át phát triển: Sinh trưởng thân, lá, rễ quá tốt sẽ dẫn đến kém đậu hoa, quả VD: Cây lúa quá tốt thân , lá thì sẽ bị hạt lép - Sinh trưởng chậm, nhưng phát triển nhanh VD: Cải ngồng chưa đủ cành, lá đã ra hoa 3. Hiện tượng ưu thế ngọn - Là sự ức chế của chồi ngọn lên sự sinh trưởng của chồi bên, rễ chính lên rễ phụ - Nếu cắt bỏ chồi ngọn – loại bỏ ưu thế ngọn ◊ chồi bên sinh trưởng - Nguyên nhân của ưu thế ngọn: Do tỉ lệ auxin/ xitokinin. + Nếu tỉ lệ này càng cao (auxin>xitokinin) ưu thế ngọn càng rõ + Nếu tỉ lệ này thấp (axin< xitokinin) thì sự phân cành chiếm ưu thế - Ưu thế ngọn ở các loài thực vật khác nhau - Ứng dụng: + Trong sản xuất để tăng sự phân cành, phân nhánh, người ta ngắt ngọn, cắt bớt rễ chính. +Chủ động điều chỉnh ưu thế ngọn bằng tỉ lệ auxin và xitokinin 4. Chu kì sinh trưởng và phát triển: - Là thời gian kể từ khi hạt nảy mầm cho tới khi tạo hạt mới. - Ở thực vật có hạt một năm, chu kì sinh trưởng và phát triển có sự kế tiếp của các giai đoạn: + Hạt hình thành phôi và nảy mầm + Mọc lá + Snh trưởng rễ thân lá mạnh mẽ + Ra hoa + Tạo quả và quả chín B. Sinh trưởng của tế bào I. Giai đoạn phân chia tế bào: Phân chia nguyên nhiễm diễn ra ở tế bào sinh trưởng, làm tăng số lượng tế bào - Diễn ra trong mô chuyên hoá là mô phân sinh. Mô phân sinh đỉnh Mô phân sinh lóng Mô phân sinh tầng phát sinh mạch Tận cùng của chồi ngọn, chồi bên, đầu rễ, làm tăng số lượng tế bào, tăng chiều cao, dài của thân cành rễ Ở gốc của đốt cây họ cau, dừa, tre, làm đốt dài ra, cây vươn cao, lá dài ra Giữa libe và gỗ, sự phân chia TB cho ra phía ngoài các TB libe và bên trong là gỗlàm tăng về đường kính của thân, cành , rễ Sinh trưởng sơ cấp Sinh trưởng thứ cấp - Phân chia TB xảy ra: qua hai bước kế tiếp:  Phân chia nhân  Phân chia TB chất. - Điều hoà giai đoạn phân chia tế bào • Phytohoocmon: hoạt hoá sự phân chia tế bào, đó là xytokinin • Auxin và gibberellin có vai trò kích thích nhất định sự phân chia tế bào • Hàm lượng nước bão hoà trong mô phân sinh là điều kiện tối ưu: nếu gặp hạn, thiếu hụt nước gây ức chế phân chia tế bào. • Nhiệt độ thích hợp 25-30 o C, nhiệt độ thấp quá hoặc cao quá cũng ức chế sự phân chia tế bào. II. Giai đoạn giãn của TB: Tế bào tăng về số lượng, kích thích, khối lượng của các thành phần và bào quan. - Bắt đầu ở vùng giãn : các TB dưới mô phân sinh tăng kích thước, thể tích - Biểu hiện : đâm chồi, nảy lộc, sự vươn cao lóng của cây họ lúa, tăng chiều cao nhanh chóng của cây… - Đặc trưng : + TB bắt đầu xuất hiện không bào : từ kích thước nhỏ và nhiều -> lớn và ít, do nhiều không bào tập hợp lại (90% V TB). +Kích thước TB tăng lên nhanh chóng, là kết quả của sự giãn thành TB và sự tăng V không bào, chất nguyên sinh Dịch bào: gồm nhiều chất tan là sản phẩm của quá trình trao đổi chất của TB. Tạo nên áp suất thẩm thấu cao Cơ chế làm dãn TB của auxin: Auxin làm tăng pH bên ngoài TB, hoạt hoá enzim phân giải cầu nối ngang giữa các polisaccarit của xenlulo làm sợi xenluloz trượt trên nhau - Điều chỉnh pha dãn TB: + Kích thích: tưới nước đủ, bón phân, xử lí chất kích thích sinh trưởng (phytohormon) + Ức chế (khi cây có nguy cơ bị lốp đổ): + Tạo điều kiện khô hạn (VD: khi lúa đứng cái cần rút nước phơi ruộng) + Sử dụng nhóm redartant như CCC chất kháng GA (VD: cây hoà thảo, lúa mì) III. Sự phân hoá: Tế bào sẽ được phân hóa thành các mô, các cơ quan khác nhau, mang các chức năng khác nhau - Sự phân hoá TB TV: sự chuyển hoá các TB phôi sinh thành các TB của mô chuyên hoá. - Đặc điểm: khi biệt hoá, một số TB mất hết chất nguyên sinh và hoá gỗ như TB mô dẫn; một số theo hướng giảm nhân và ti thể (TB rây); một số TB theo hướng hình thành lục lạp (mô giậu) – chức năng quang hợp; hoặc hoá cuticun, hoá suberin (mô bì). - Trong cây có khoảng 15 loại tế bào chuyên hoá cho các mô chức năng  Cơ sở phân tử của sự phân hoá TB: - Sự hoạt hoá phân hoá các gen vốn có trong mỗi TB, đồng thời một số gen đang hoạt động lại bị ức chế và ngừng hoạt động - Gen tổng hợp enzym cần cho sự phát triển của giai đoạn đó thì nó sẽ được hoạt hoá, gen nào không cần thì bị ngừng. + Nhân tố nội tại: chất điều hoà sinh trưởng + Nhân tố ngoại cảnh: quang chu kì, nhiệt độ xuân hoá, nước IV.Tính toàn năng của TB Sự phân hoá của TB chỉ là sự hoạt hoá phân hoá gen mà không làm TB có thêm hoặc mất đi vốn gen chung. V. Sự phản phân hoá TB: Các TB đã phân hoá không hoàn toàn mất khả năng phân chia của mình, trong điều kiện nhất định có thể quay trở lại như một TB phôi sinh có khả năng phân chia cho ra các TB mới. • Ví dụ: việc hình thành callus ở vết thương, ở cành chiết, cành giâm, ở mô nuôi cấy, khiến chúng đóng vai trò như TB phôi sinh, phân chia mãnh liệt, sau đó bằng con đường phân hoá mà hình thành rễ và chồi  tính toàn năng của TB, cơ sở xây dựng kĩ thuật nuôi cấy mô, tế bào. . Chuyên đề : SINH LÝ THỰC VẬT Phần 3: SINH TRƯỞNG VÀ PHÁT TRIỂN Ở THỰC VẬT A. Sinh trưởng và phát triển ở thực vật I/ Khái niệm: 1. Định nghĩa sinh trưởng và phát triển: - Sinh trưởng là quá trình. giữa sinh trưởng và phát triển: Có 4 mối quan hệ rất chặt chẽ giữa hai quá trình này - Sinh trưởng tốt thì phát triển tốt VD: Sinh trưởng tốt thân, lá, rễ thì sẽ phát triển tốt hoa, quả - Sinh trưởng. triển tốt hoa, quả - Sinh trưởng kém thì sẽ phát triển kém VD: Sinh trưởng kém thân, lá, rễ thì sẽ phát triển kém hoa, quả - Sinh trưởng lấn át phát triển: Sinh trưởng thân, lá, rễ quá tốt sẽ