Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống
1
/ 54 trang
THÔNG TIN TÀI LIỆU
Thông tin cơ bản
Định dạng
Số trang
54
Dung lượng
2,11 MB
Nội dung
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA NÔNG NGHIỆP & SINH HỌC ỨNG DỤNG
CAO THỊ CẨM TÚ
ẢNH HƢỞNG CỦA BỐN MỨC NỒNG ĐỘ ETHYL
METHANE SULPHONATE LÊN GIỐNG
ĐẬU XANH TAICHUNG
Luận văn tốt nghiệp
Ngành: NÔNG HỌC
Cần Thơ, 2013
TRƢỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA NÔNG NGHIỆP & SINH HỌC ỨNG DỤNG
BỘ MÔN DI TRUYỀN GIỐNG NÔNG NGHIỆP
Luận văn tốt nghiệp Kỹ sƣ ngành Nông học với đề tài:
ẢNH HƢỞNG CỦA BỐN MỨC NỒNG ĐỘ ETHYL
METHANE SULPHONATE LÊN GIỐNG
ĐẬU XANH TAICHUNG
Do sinh viên Cao Thị Cẩm Tú thực hiện.
Kính trình hội đồng chấm luận văn tốt nghiệp.
Cần Thơ, ngày…….tháng……năm 2013
Giáo viên hƣớng dẫn
Ths. Trần Thị Thanh Thủy
i
TRƢỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA NÔNG NGHIỆP & SINH HỌC ỨNG DỤNG
BỘ MÔN DI TRUYỀN GIỐNG NÔNG NGHIỆP
Hội đồng chấm luận văn tốt nghiệp đã chấp nhận luận văn với đề tài:
ẢNH HƢỞNG CỦA BỐN MỨC NỒNG ĐỘ ETHYL
METHANE SULPHONATE LÊN GIỐNG
ĐẬU XANH TAICHUNG
Do sinh viên Cao Thị Cẩm Tú thực hiện và bảo vệ trƣớc Hội đồng.
Luận văn tốt nghiệp đƣợc Hội đồng đánh giá ở mức:..............................................
Ý kiến của hội đồng chấm luận văn tốt nghiệp: .......................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
Cần Thơ, ngày……tháng…..năm 2013
Thành viên Hội đồng
..........................
..............................
.............................
DUYỆT KHOA
Trƣởng Khoa Nông Nghiệp & Sinh Học ứng Dụng
ii
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của bản thân. Các số liệu, kết quả
trình bày trong luận văn là trung thực và chƣa từng đƣợc ai công bố trong bất kỳ
công trình nghiên cứu nào trƣớc đây.
Tác giả luận văn
Cao Thị Cẩm Tú
iii
QUÁ TRÌNH HỌC TẬP
I. LÝ LỊCH SƠ LƢỢC
Họ và tên: Cao Thị Cẩm Tú
Giới tính: Nữ
Ngày, tháng, năm sinh: 17/07/1992
Dân tộc: Kinh
Nơi sinh: Thốt Nốt, Cần Thơ
Con Ông: Cao Văn Minh
Con Bà: Nguyễn Thị Kim Loan
Chỗ ở hiện tại: Ấp Tân Hƣng, Xã Thạnh Lộc, Huyện Vĩnh Thạnh, Thành Phố Cần
Thơ.
II. QÚA TRÌNH HỌC TẬP
1. Tiểu học
Thời gian: 1998-2003
Trƣờng: Tiểu học Trung Hƣng I
Địa chỉ: xã Trung Hƣng, huyện Vĩnh Thạnh, TP. Cần Thơ.
2. Trung học Cơ Sở
Thời gian: 2003-2007
Trƣờng: Trung học Cơ Sở Trung Hƣng
Địa chỉ: xã Trung An, huyện Cờ Đỏ, TP. Cần Thơ.
3. Trung học Phổ Thông
Thời gian: 2007-2010
Trƣờng: Trung học Phổ Thông Trung An
Địa chỉ: xã Trung An, huyện Cờ Đỏ, TP. Cần Thơ.
4. Đại học
Thời gian: 2010-2013
Trƣờng: Đại Học Cần Thơ
Địa chỉ: Đƣờng 3/2, Phƣờng Xuân Khánh, Quận Ninh Kiều, TP. Cần Thơ.
Chuyên ngành: Nông học ( khóa 36).
Ngày…….tháng……năm 2013
Cao Thị Cẩm Tú
iv
LỜI CẢM TẠ
Kính dâng!
Cha mẹ đã suốt đời nuôi nấng và dạy dỗ con khôn lớn nên ngƣời.
Xin tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến
Thầy Trƣơng Trọng Ngôn đã dạy bảo, truyền đạt kinh nghiệm, gợi ý và
cho những lời khuyên hết sức bổ ích trong việc nghiên cứu và hoàn thành tốt luận
văn này.
Cô cố vấn học tập Trần Thị Thanh Thủy, ngƣời luôn luôn quan tâm, lo
lắng, dìu dắt và tận tình giúp đỡ lớp, đồng thời cô cũng đã hƣớng dẫn tôi hoàn thành
tốt luận văn tốt nghiệp.
Quý Thầy, Cô trƣờng Đại Học Cần Thơ, Khoa Nông Nghiệp & Sinh Học
Ứng Dụng đã truyền đạt kiến thức trong suốt quá trình học đại học của tôi.
Viện Nghiên Cứu & Phát Triển Công Nghệ Sinh Học trƣờng Đại Học
Cần Thơ đã cho tôi mƣợn nhà lƣới và dụng cụ trong suốt thời gian thực hiện đề tài.
Xin chân thành cảm ơn
Anh Đạt, chị Chi, chị Hằng, các anh chị Nông Học K35 và các bạn Nông
Học K36 đã hết lòng giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thực hiện đề tài.
Thân gửi
Quý Thầy, Cô, các anh chị và các bạn lời chúc sức khỏe và thành công trong
cuộc sống.
Cao Thị Cẩm Tú
v
CAO THỊ CẨM TÚ, 2013 “ẢNH HƢỞNG CỦA BỐN MỨC NỒNG ĐỘ
ETHYL METHANE SULPHONATE LÊN GIỐNG ĐẬU XANH
TAICHUNG”. Luận văn tốt nghiệp Kỹ sƣ Nông học, khoa Nông Nghiệp & Sinh
Học Ứng Dụng, trƣờng Đại Học Cần Thơ. Giáo viên hƣớng dẫn: Ths. Trần Thị
Thanh Thủy và Ts. Trƣơng Trọng Ngôn.
TÓM LƢỢC
Đề tài “ Ảnh hƣởng của bốn mức nồng độ Ethyl Methane Sulphonate lên
giống đậu xanh Taichung” đƣợc thực hiện tại nhà lƣới Viện Nghiên Cứu và Phát
Triển Công Nghệ Sinh Học, trƣờng Đại Học Cần Thơ từ ngày 01/08/2012 đến ngày
05/10/2012 nhằm xác định đƣợc mức nồng độ EMS thích hợp gây biến dị cao trên
giống đậu xanh Taichung, giúp tạo nguồn gen mới phục vụ công tác chọn giống.
Thí nghiệm đƣợc bố trí theo thể thức khối hoàn toàn ngẫu nhiên, một nhân tố, gồm
năm nghiệm thức, trong đó nghiệm thức đối chứng không xử lý EMS, bốn nghiệm
thức còn lại xử lý EMS theo từng nồng độ khác nhau (0,2%, 0,4%, 0,6% và 0,8%
EMS). Mỗi nghiệm thức gieo hai hàng, mỗi hàng dài 3m, khoảng cách 40 x 0,4 cm,
1hạt/hốc với ba lần lặp lại. Bón phân theo công thức 60N - 60 P2O5 - 40 K2O. Kết
quả cho thấy EMS đã gây đột biến hình thái ở lá nhƣ: số lƣợng lá chét (chủ yếu ở
nghiệm thức 0,2% EMS, 4,35%), dạng lá chét (chủ yếu ở nghiệm thức 0,4% EMS,
4,35%), màu sắc lá (chủ yếu ở nghiệm thức 0,6% EMS, 5,49%) và lá chẻ thùy (chủ
yếu ở nghiệm thức 0,4% EMS, 5,24%) trên giống đậu xanh Taichung. Hóa chất
EMS đã tác động đến số lóng của giống đậu xanh Taichung làm cho số lóng trên
thân chính ít lại. Các đặc tính nông học nhƣ số trái/cây, chiều dài trái, số hạt/ trái, số
hạt/cây, trọng lƣợng 1000hạt và trọng lƣợng hạt/cây ít chịu sự tác động của EMS.
Nồng độ 0.8% EMS làm chậm khả năng mọc mầm của giống đậu xanh Taichung.
Nồng độ 0,8% EMS thì tần số đột biến (26,38) cao nhất. Hệ số biến dị của các tính
trạng chiều cao cây, số hạt/cây, số trái/cây, trọng lƣợng 1000hạt và trọng lƣợng
hạt/cây nhìn chung cao ở nồng độ 0,6% EMS.
vi
MỤC LỤC
Lời cam đoan ................................................................................................................... iii
Quá trình học tập......................................................................................................................... iv
Lời cảm tạ .....................................................................................................................................v
Tóm lƣợc ..................................................................................................................................... vi
Mục lục ...................................................................................................................................... vii
Danh sách hình..............................................................................................................................x
Danh sách bảng ........................................................................................................................... xi
Danh sách từ viết tắt .................................................................................................................. xii
MỞ ĐẦU ............................................................................................................................
CHƢƠNG 1 LƢỢC KHẢO TÀI LIỆU ........................................................................ 2
1.1 NGUỒN GỐC CỦA ĐẬU XANH ........................................................................ 2
1.2 ĐẶC TÍNH THỰC VẬT CỦA ĐẬU XANH ...................................................... 2
1.2.1 Rễ ...................................................................................................................... 2
1.2.2 Thân và cành ..................................................................................................... 3
1.2.3 Đặc điểm của lá ................................................................................................ 3
1.2.4 Hoa .................................................................................................................... 3
1.2.5 Quả .................................................................................................................... 4
1.2.6 Hạt ..................................................................................................................... 4
1.3 ĐIỀU KIỆN NGOẠI CẢNH ............................................................................... 5
1.3.1 Ánh sáng ........................................................................................................... 5
1.3.2 Nhiệt độ............................................................................................................. 5
1.3.3 Lƣợng mƣa ........................................................................................................ 5
1.3.4 Đất đai ............................................................................................................... 5
1.3.5 Dinh dƣỡng ....................................................................................................... 6
1.3.6 Sâu bệnh ............................................................................................................ 6
1.4 BIẾN DỊ VÀ ĐỘT BIẾN ...................................................................................... 7
1.4.1 Khái niệm về biến dị và đột biến ...................................................................... 7
1.4.2 Phân loại đột biến ........................................................................................... 7
1.4.2.1Phân theo mức độ biểu hiện ........................................................................ 7
1.4.2.2 Phân theo vị trí, loại tế bào đột biến .......................................................... 7
1.4.2.3 Phân theo cấu trúc di truyền ....................................................................... 7
1.4.3 Vai trò của đột biến........................................................................................... 8
1.5 ĐỘT BIẾN CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ ỨNG DỤNG VÀO CÔNG TÁC
CHỌN TẠO CÁC GIỐNG CÂY TRỒNG................................................................ 8
1.5.1 Các phƣơng pháp chọn giống ........................................................................... 8
1.5.2 Chọn giống bằng phƣơng pháp đột biến ........................................................... 8
1.5.2.1 Ý nghĩa của phƣơng pháp chọn giống đột biến. ........................................ 8
1.5.2.2 Nguyên nhân đột biến ................................................................................ 9
vii
1.5.2.3 Cơ chế gây đột biến gen của Ethyl Methane Sulphonate (EMS) .............. 9
1.6 MỘT SỐ NGHIÊN CỨU VỀ ĐỘT BIẾN EMS .............................................. 10
CHƢƠNG 2 PHƢƠNG TIỆN VÀ PHƢƠNG PHÁP ................................................ 12
2.1 THỜI GIAN VÀ ĐỊA ĐIỂM ............................................................................. 12
2.2 PHƢƠNG TIỆN ................................................................................................. 12
2.2.1 Vật liệu nghiên cứu ........................................................................................ 12
2.2.2 Thiết bị, hóa chất và vật tƣ ............................................................................ 12
2.3 PHƢƠNG PHÁP ................................................................................................ 13
2.3.1 Cách pha dung dịch đệm và dung dịch EMS.................................................. 13
2.3.2 Phƣơng pháp bố trí thí nghiệm ....................................................................... 13
2.3.3 Phƣơng pháp xử lý hạt .................................................................................... 14
2.3.4 Phƣơng pháp canh tác .................................................................................... 14
2.3.5 Phƣơng pháp thu thập và phân tích chỉ tiêu................................................... 15
2.3.5.1 Đặc tính sinh trƣởng................................................................................. 15
2.3.5.2 Sức sống của cây sau xử lý đột biến ........................................................ 15
2.3.6 Thu thập các kiểu đột biến hình thái ............................................................... 16
2.3.7 Thu thập các chỉ tiêu nông học ....................................................................... 16
2.3.8 Đánh giá các chỉ tiêu sâu bệnh ....................................................................... 17
2.4 PHƢƠNG PHÁP PHÂN TÍCH THỐNG KÊ ................................................... 19
CHƢƠNG 3 KẾT QỦA VÀ THẢO LUẬN ................................................................ 20
3.1 GHI NHẬN TỔNG QUÁT ................................................................................. 20
3.1.1 Tình hình thời tiết khí hậu .............................................................................. 20
3.1.2 Tình hình sâu bệnh cỏ dại và đổ ngã. ............................................................. 20
3.2 ẢNH HƢỞNG CỦA EMS LÊN ĐẶC TÍNH SINH TRƢỞNG CỦA
GIỐNG ĐẬU XANH TAICHUNG .......................................................................... 21
3.2.1 Thời gian mọc mầm ........................................................................................ 21
3.2.2 Thời gian trổ hoa ............................................................................................. 21
3.2.3 Thời gian sinh trƣởng ..................................................................................... 22
3.3 ẢNH HƢỞNG CỦA EMS LÊN SỨC SỐNG GIỐNG ĐẬU XANH
TAICHUNG ............................................................................................................... 22
3.3.1 Tỉ lệ sống của cây con .................................................................................... 22
3.4 ẢNH HƢỞNG CỦA EMS LÊN KIỂU HÌNH Ở GIỐNG ĐẬU XANH
TAICHUNG ............................................................................................................... 24
3.4.1 Đột biến về màu sắc lá của giống đậu xanh Taichung ................................... 24
3.4.2 Đột biến về dạng lá của giống đậu xanh Taichung ......................................... 26
3.4.3 Đột biến về số lƣợng lá của giống đậu xanh Taichung .................................. 27
3.5 ẢNH HƢỞNG CỦA EMS LÊN ĐẶC TÍNH NÔNG HỌC CỦA GIỐNG
ĐẬU XANH TAICHUNG ......................................................................................... 30
3.5.1 Chiều cao cây lúc chín .................................................................................... 30
viii
3.5.2 Số lóng trên thân chính ................................................................................... 30
3.5.3 Số trái trên cây ................................................................................................ 30
3.5.4 Chiều dài trái ................................................................................................... 31
3.5.5 Số hạt trên trái ................................................................................................. 31
3.5.6 Số hạt trên cây ................................................................................................ 31
3.5.7 Trọng lƣợng 1000 hạt ..................................................................................... 32
3.5.8 Trọng lƣợng hạt trên cây ................................................................................ 32
3.5.9 Hệ số biến dị (CV%)....................................................................................... 32
CHƢƠNG 4 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ ..................................................................... 34
4.1 KẾT LUẬN .......................................................................................................... 34
4.2 ĐỀ NGHỊ .............................................................................................................. 34
TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................................
PHỤ CHƢƠNG .................................................................................................................
ix
DANH SÁCH HÌNH
Hình
3.1
3.2
3.3
3.4
Tên hình
Cây đậu xanh có màu sắc lá bị đột biến
Các kiểu đột biến về dạng lá trên cây đậu xanh
Biến dị về số lƣợng lá chét khi xử lý EMS ở giống đậu xanh
Taichung
Ảnh hƣởng của nồng độ EMS lên hệ số biến dị của giống đậu xanh
Taichung
x
Trang
25
26
28
32
DANH SÁCH BẢNG
Bảng
1.1
Tên bảng
Các tác nhân gây đột biến hóa học thông dụng trong chọn giống
2.1
Đặc tính của giống đậu xanh Taichung
12
2.2
Các nghiệm thức trong thí nghiệm
14
3.1
Tình hình thời tiết khí hậu qua các tháng 08, 09, 10/2012 tại Cần
Thơ.
Tỉ lệ cây chết do héo cây con và cấp đánh giá bệnh ở các nghiệm
thức
Các đặc tính sinh trƣởng của giống đậu xanh Taichung, vụ Hè Thu
2012
20
3.4
Ảnh hƣởng của các mức nồng độ EMS đến sức sống của giống đậu
xanh Taichung
23
3.5
Tần số đột biến, hiệu quả và hiệu suất đột biến của các mức nồng độ
EMS trên giống đậu xanh Taichung
29
3.6
Chiều cao cây và số lóng của giống đậu xanh Taichung ở các
nghiệm thức, vụ Hè Thu 2012
30
3.7
Thành phần năng suất của giống đậu xanh Taichung ở vụ Hè Thu
2012
31
3.2
3.3
xi
Trang
9
21
22
DANH SÁCH TỪ VIẾT TẮT
AVRDC
CCC
CV
ĐBSCL
ĐHCT
EMS
Hạt/cây
Hạt/trái
LOC
NSKG
TL 1000 hạt
TL hạt/cây
Trái/cây
: Asian Vegetable Research and Development Center
: Chiều cao cây
: Coefficient of variation
: Đồng Bằng Sông Cửu Long
: Đại Học Cần Thơ
: Ethyl Methane Sulphonate
: Số hạt trên cây
: Số hạt trên trái
: Lethality over control
: Ngày sau khi gieo
: Trọng lƣợng 1000 hạt
: Trọng lƣợng hạt trên cây
: Số trái trên cây
xii
MỞ ĐẦU
Đậu xanh Vigna radiata (L.) Wilczek là một trong ba cây đậu đỗ chính trong
nhóm các cây đậu ăn hạt. Trồng đậu xanh không những cung cấp nguồn thực phẩm
giàu đạm, đáp ứng nhu cầu về dinh dưỡng của con người và vật nuôi, mà còn có tác
dụng cải tạo và bồi dưỡng đất do rễ của cây đậu xanh có các nốt sần chứa một số
loài vi sinh vật cố định đạm sống cộng sinh. Vì vậy đậu xanh cũng là cây trồng có
vị trí quan trọng trong nền nông nghiệp của nhiều nước, trong đó có Việt Nam. Tuy
nhiên do một số nhược điểm như chín không đồng loạt phải thu nhiều lần và bị sâu
bệnh hại nên dần dần nông dân không còn hứng thú với loại cây trồng này nữa.
Vấn đề đặt ra là cần nghiên cứu chọn tạo các giống đậu xanh mới có chất
lượng tốt, chống chịu sâu bệnh, chín đồng loạt và có năng suất cao để đáp ứng nhu
cầu của nông dân. Có rất nhiều phương pháp để tạo ra giống mới như: chọn lọc, lai
xa, đa bội hóa, tạo giống ưu thế lai, ứng dụng công nghệ sinh học và xử lý đột biến.
Trong các phương pháp trên thì phương pháp xử lý đột biến được thực hiện nhiều
nhất vì tính thuận tiện, hiệu quả và nhanh chóng. Các nhà khoa học có thể sử dụng
tia phóng xạ hoặc dùng hóa chất để xử lý đột biến. Tuy nhiên xử lý đột biến bằng tia
phóng xạ thì nguy hiểm, liều lượng cao, ảnh hưởng đến môi trường và khó thực
hiện nên xử lý đột biến bằng hóa chất thì được sử dụng rộng rãi hơn.
Các tác nhân hóa học gây đột biến như : acid nitrơ (HNO2), các chất thuộc
nhóm acridin, các chất đồng đẳng của bazơ nitơ, các hợp chất gây alkyl hóa: Nitro
Methyl Ure (NMU), Ethylen Imin (EI), Methyl Methane Sulphonate (MMS), Ethyl
Methane Sunphonate (EMS). Trong các nhóm trên thì các hợp chất gây alkyl hóa
được sử dụng nhiều trong nghiên cứu vì có hiệu quả gây đột biến với sinh vật nhân
sơ và sinh vật nhân chuẩn, thêm vào đó sự alkyl hóa Guanin (G) và Thymin (T) đều
gây hiện tượng ghép đôi sai, dẫn đến các đồng hoán A-TG-C và G-CA-T, sự
alkyl hóa guanin còn dẫn đến sự khử purin, hoặc mất nhóm bazơ nitơ bị alkyl hóa
trên phân tử DNA, do phá vỡ liên kết giữa nitơ của purin và đường deoxyriboza, có
thể gây các đột biến.
Vì những lý do trên mà đề tài “Ảnh hưởng của bốn mức nồng độ EMS lên
giống đậu xanh Taichung” được thực hiện nhằm xác định nồng độ EMS thích hợp
gây biến dị cao và có lợi trên giống đậu xanh Taichung để góp phần tạo ra nguồn
vật liệu mới phục vụ cho công tác chọn giống đậu xanh bằng con đường đột biến.
1
CHƢƠNG 1
LƢỢC KHẢO TÀI LIỆU
1.1 NGUỒN GỐC CỦA ĐẬU XANH
Theo Vavilov, đậu xanh có nguồn gốc từ Ấn Độ, được phân bố rộng rãi ở các
nước Đông và Nam Á, khu vực Đông Dương. Đậu xanh có bộ NST 2n = 22, là loại
cây ăn hạt, thân thảo. Dạng dại của V. radiata cũng được tìm thấy ở Madagasca,
bên bờ Ấn Độ Dương, Đông Phi. Đậu xanh cũng được biết đến như là cây trồng của
tiểu lục địa và có thể trồng ba vụ trong một năm đều cho năng suất cao (Malik,
1994).
Cây đậu xanh (Vigna radiata (L.) Wilczec) thuộc ngành Magnoliophyta, lớp
Magnoliopsida, bộ Fabales, họ Fabaceae, chi Vigna. Chi Vigna là một trong những
chi lớn trong họ Đậu, bao gồm 7 chi phụ: Vigna, Haydonia, Plactropic,
Macrhyncha, Ceratotropic, Lasiospron, Sigmaidotrotopis. Đậu xanh theo quan điểm
lấy hạt của nhân dân ta bao gồm các loài thuộc hai chi phụ là Ceratotropic, còn
được gọi là nhóm đậu châu Á, bao gồm 16 loài hoang dại và 5 loài trồng trọt là V.
radiata, V. mungo, V. aconitifolia, V. angularis, V. umbellata (Nguyễn Đăng Khôi,
1997; Trần Đình Long và Lê Khả Tường, 1998).
1.2 ĐẶC TÍNH THỰC VẬT CỦA ĐẬU XANH
1.2.1 Rễ
Rễ đậu xanh thuộc loại rễ cọc bao gồm rễ chính và các rễ phụ. Rễ chính
thường ăn sâu khoảng 20 – 30 cm, trong điều kiện thuận lợi có thể ăn sâu tới 70 –
100 cm, rễ phụ thường gồm 30 – 40 cái, dài khoảng 20 – 25 cm (Trần Văn Lài và
ctv, 1993).
Trên rễ phụ có nhiều lông hút do biểu bì rễ biến 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 loại đậu khác nên khả năng chịu úng tương đối
kém. Nếu bộ rễ phát triển tốt thì bộ lá xanh lâu, cây ra nhiều hoa, quả, hạt. Ngược
lại, bộ rễ phát triển kém thì cây sẽ chóng tàn, các đợt ra hoa sẽ khó đậu quả hoặc
quả sẽ bị lép (Nguyễn Đăng Khôi, 1997, Trần Đình Long và Lê Khả Tường, 1998).
Trên rễ cây họ đậu có nhiều nốt sần chứa vi khuẩn cố 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 đậu phộng thì nốt sần 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
2
cấp) hoạt động mạnh hơn loại nốt sần sinh ra ở nửa đầu thời kỳ sinh trưởng. Trung
bình mỗi vụ, một héc ta đậu xanh có thể bù lại cho đất tương ứng 85 – 107 kg nitơ
làm cho đất tơi xốp hơn.
1.2.2 Thân và cành
Thân cây đậu xanh thuộc loại thân thảo hình trụ, phân đốt, cao khoảng 40 –
70 cm mọc thẳng đứng, có khi hơi nghiêng. Thân đậu xanh nhỏ, tròn, có màu xanh
hoặc màu tím tùy thuộc vào kiểu gen, có một lớp lông màu nâu sáng bao bọc. Trên
thân chia 7 – 8 đốt, ở giữa hai đốt gọi là lóng. Độ dài của các lóng thay đổi tùy theo
vị trí trên cây và điều kiện khác. Các lóng dài khoảng 8 – 10 cm, các lóng ngắn chỉ
3 – 4 cm. Từ các đốt mọc ra các cành, trung bình có 1 – 5 cành. Các cành mọc ra từ
các nách lá thứ 2, 3 phát triển mạnh gọi là cành cấp I, trên mỗi cành này lại có trung
bình 2 – 3 mắt, từ các mắt này mọc ra các chùm hoa. Các đốt thứ 4, 5, 6 thường
mọc ra các chùm hoa. Thời kỳ trước khi cây có 3 lá chét thì tốc độ tăng trưởng của
thân chậm, sau đó mới tăng nhanh dần đến khi ra hoa và hoa rộ, đạt chiều cao tối đa
lúc đã có quả chắc. Đường kính trung bình của thân chỉ 8 – 12 mm và tăng trưởng
tỷ lệ thuận với tốc độ tăng trưởng của chiều cao cây (Trần Đình Long và Lê Khả
Tường, 1998).
1.2.3 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 thật
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 tùy thuộc vào giống, đất trồng và thời vụ (Đường
Hồng Dật, 2006).
1.2.4 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 (Trần Đình Long và Lê Khả Tường, 1998).
3
Hoa đậu xanh thường nở rải rác, các hoa ở thân 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 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 24 giờ 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.
Theo Trần Đình Long thì thời gian nở hoa có thể chia ra 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.
1.2.5 Quả
Quả đậu xanh thuộc loại quả giáp, có dạng hình trụ, dạng tròn hoặc dạng dẹt,
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
dễ bị tách vỏ. Một cây trung bình có khoảng 20 – 30 quả. 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 (Nguyễn Mạnh Chính và Nguyễn Mạnh Cường, 2008;
Đường Hồng Dật, 2006). Các quả của những lứa hoa đầu lại thường chín chậm hơn
các quả ra lứa sau đó, nhưng quả to hơn và 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.
1.2.6 Hạt
Hạt đậu xanh không có nội nhũ, phôi cong, hai lá mầm dày, lớn và chứa
nhiều chất dinh dưỡng. Hạt gồm vỏ hạt, rốn hạt, hai lá mầm và một mầm non. Mầm
non là nơi thu nhỏ của mầm rễ, hai 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 xanh. Trọng lượng hạt của mỗi cây biến động lớn
từ 20–90 gam tùy giống, thời vụ và chế độ canh tác.
4
1.3 ĐIỀU KIỆN NGOẠI CẢNH
1.3.1 Ánh sáng
Theo Phạm Văn Thiều (1999) thì đậu xanh là cây ưa sáng. Khi có đủ ánh
sáng, lá sẽ dày, có màu xanh đậm, hoa và trái nhiều, đạt năng suất cao. Độ dài chiếu
sáng cũng ảnh hưởng đến việc ra hoa của cây đậu xanh. Trong thí nghiệm chiếu
sáng nhân tạo từ 12-16 giờ/ngày cho 1273 mẫu giống đậu xanh AVRDC đã kết
luận: chỉ có 47% giống nở hoa bình thường, 10% nở hoa chậm hơn 10 ngày, 32%
nở hoa khi được chiếu sáng 16 giờ, còn lại 3% không có biểu hiện rõ rệt.
Cũng như cây đậu nành người ta xếp cây đậu xanh vào cây ngày ngắn. Tuy
nhiên, khoảng thời gian hình thành nụ hoa tùy thuộc vào từng giống, vì thế trên thực
tế người ta chia đậu xanh thành từng nhóm theo đặc tính cảm quang: cảm quang
mạnh, ít cảm quang và không cảm quang. Thông thường các giống chín muộn có
phản ứng ánh sáng mạnh hơn các giống ngắn ngày. Trong điều kiện ngày ngắn, chất
khô tích lũy vào trái nhiều. Trong điều kiện ngày dài chất khô chủ yếu tích lũy vào
thân, rễ theo Trần Thượng Tuấn (1983).
1.3.2 Nhiệt độ
Theo Phạm Hữu Trinh và cộng tác viên (1986) thì cây đậu xanh là cây nhiệt
đới, nhiệt độ thích hợp cho sự tăng trưởng, ra hoa, kết quả là 25–300C, nhiệt độ
dưới 150C cây đậu xanh không tăng trưởng được.
1.3.3 Lƣợng mƣa
Đậu xanh cần vũ lượng 750–1700 mm/năm là đủ cung cấp nước để phát triển
quanh năm (Trần Kim Thủy, 1969). Ở ĐBSCL, vũ lượng hàng năm 1500 mm
nhưng do lượng mưa phân bố không đều nên gây ảnh hưởng không tốt cho sự trồng
đậu cả về mùa vụ cũng như về diện tích.
1.3.4 Đất đai
Đậu xanh trồng được trên nhiều loại đất khác nhau từ đất sét đến đất phù sa
nhiều hữu cơ (pH = 4,5–6,5), đất có độ mặn trung bình (đất chứa 0,4% muối).
Theo Phạm Hữu Trinh và ctv. (1986) về mặt đất đai, đậu xanh thích ứng với
nhiều loại đất, trừ các loại đất phèn, mặn nhiều. Đất úng nước càng không thích hợp
vì chỉ đọng nước là lá bị vàng và rễ bị thối. Tuy nhiên, để được năng suất cao, đất
trồng đậu xanh cần có các điều kiện sau đây: xốp, nhiều chất hữu cơ, dễ thoát nước.
Giống như nhiều loại cây trồng khác, đậu xanh cũng yêu cầu đất tơi xốp. Vì vậy,
cần cày bừa kỹ, làm cỏ, cây không chịu ngập úng, tùy địa thế mà chọn biện pháp
làm đất như là đánh luống, tỉa lan. Ở các chân đất không bằng phẳng nên gieo giống
theo hàng và chú ý vấn đề tạo rãnh thoát nước (Bùi Việt Ngữ, 1999).
5
1.3.5 Dinh dƣỡng
Trong quá trình sinh trưởng và phát triển đậu xanh có yêu cầu khá cao với 3
nguyên tố: N, P, K. Ngoài ra đậu còn cần các nguyên tố khác: Ca, Mg, S, Cu, Zn,
Mn, Bo, Mo. Đặc biệt đậu rất nhạy cảm với điều kiện thiếu vi lượng, khi thiếu vi
lượng đậu dễ phát sinh các bệnh sinh lý (Nguyễn Hữu Quán, 1984).
Đạm là yếu tố chính của sự tăng trưởng và cho năng suất cao. Để sinh trưởng
cây cần được cung cấp đầy đủ đạm mới sinh trưởng nhanh, ra nhiều thân lá, lá mới
có màu xanh đậm.
Lân cũng cần như đạm, là yếu tố sinh trưởng, yếu tố tạo ra protein, tổng hợp
ATP, mỡ, các enzyme và nhiều thành phần khác. Nó tham gia trực tiếp vào các hoạt
động sinh lý của cây.
Kali giúp cho quá trình quang hợp, sự hoạt động của các enzyme, tăng hàm
lượng tinh bột trong hạt, tăng lượng cellulose, giúp cây chống bệnh, chống đỗ ngã.
1.3.6 Sâu bệnh
Dòi đục thân (Ophiomyia phaseoli): thường xuất hiện khi cây còn non
khoảng 10-12 ngày sau khi gieo.
Sâu đục trái (Maruca testulalis): xuất hiện vào khoảng 30–40 ngày sau khi
gieo vào thời kỳ tăng trưởng chậm đến hết thời kỳ tạo trái và hột.
Sâu xanh (Spodoptera exigua): xuất hiện suốt chu kỳ sinh trưởng của cây.
Sâu ăn tạp (Spodoptera litura): xuất hiện vào khoảng 30–40 ngày sau khi
gieo và phá hại chủ yếu ở thời kỳ tăng trưởng chậm.
Bệnh héo cây con (Rhizoctonia solani): xuất hiện vào khoảng 7–20 ngày sau
khi gieo vào giai đoạn cây con.
Bệnh đốm lá (Cercospora canescens) và bệnh rỉ (Uromyces
appendicuslatus): xuất hiện khoảng 50–60 ngày sau khi gieo vào giai đoạn phát
triển của trái và hột.
Bệnh khảm (cực vi khuẩn SMV): xuất hiện khoảng 30–70 ngày sau khi gieo
có thể nó xuất hiện từ giai đoạn tăng trưởng chậm đến cuối giai đoạn tạo trái và hột.
1.4 BIẾN DỊ VÀ ĐỘT BIẾN
1.4.1 Khái niệm về biến dị và đột biến
Biến dị: Biến dị là quá trình phản ánh tương tác của cơ thể với môi trường.
Xét từ quan điểm di truyền học, biến dị cũng là kết quả của phản ứng giữa kiểu gen
trong quá trình phát triển cá thể đối với các điều kiện của môi trường ngoài (Phạm
Thành Hổ, 1988).
6
Đột biến (mutation): là những biến đổi bất thường trong vật chất di truyền ở
cấp độ phân tử (DNA, gen) hoặc cấp độ tế bào (nhiễm sắc thể), dẫn đến sự biến đổi
đột ngột của một hoặc một số tính trạng, những biến đổi này có tính chất bền vững
và có thể di truyền cho các đời sau (Phạm Thành Hổ, 1988).
Theo Vũ Đình Hòa (2005). Đột biến là một cơ chế chủ yếu tạo ra biến dị di
truyền ở mọi cơ thể sống. Đột biến ở thực vật là những thay đổi di truyền đột ngột
xảy ra trong toàn bộ vật chất di truyền (phân tử DNA) của cây. Đối với chọn tạo
giống, đột biến cung cấp nguồn vật liệu di truyền mang các tính trạng mới để trực
tiếp hoặc gián tiếp tạo ra giống mới.
1.4.2 Phân loại đột biến
1.4.2.1 Phân theo mức độ biểu hiện
Đột biến lớn: là những biến đổi gắn với sự phát triển của một cơ quan
nguyên vẹn, dễ nhận thấy ở những cá thể riêng lẻ.
Đột biến nhỏ: là những biến đổi nhỏ về hình thái, sinh lý và các tính trạng
số lượng.
1.4.2.2 Phân theo vị trí, loại tế bào đột biến
Đột biến sinh sản: đột biến xảy ra ở giao tử hay tế bào mẹ, nếu trội sẽ biểu
hiện ra kiểu hình ngay ở cơ thể được tạo thành, nếu đột biến lặn thì biểu hiện khi
đồng hợp tử.
Đột biến Xoma: đột biến sinh ra ở tế bào lưỡng bội 2n, tần số xuất hiện
giống đột biến sinh sản.
Đột biến tiền phôi: đột biến xảy ra ở hợp tử, trước khi hình thành phôi.
1.4.2.3 Phân theo cấu trúc di truyền
Đột biến gen: là những biến đổi nhỏ xảy ra trong cấu trúc của gen. Những
biến đổi này thường liên quan đến một số cặp nucleotide hoặc một cặp nucleotide
trong gen (đột biến mất, thêm, thay thế một cặp nucleotide).
Đột biến cấu trúc nhiễm sắc thể: một nhiễm sắc thể bình thường thì các
gen sắp xếp trên đó theo một trình tự nhất định. Nhưng vì nguyên nhân nào đó làm
cho các đoạn của nhiễm sắc thể bị thay đổi như: chuyển đoạn, đảo đoạn, mất đoạn
và thêm đoạn, và từ đây cơ thể sinh vật có nhiễm sắc thể bị biến đổi ấy có những
dấu hiệu đột biến.
Đột biến số lƣợng nhiễm sắc thể: liên quan hiện tượng đa bội, đơn bội và
lệch bội.
7
1.4.3
Vai trò của đột biến
Đột biến gen được xem là cơ sở của hiện tượng đa hình di truyền trong quần
thể và là nguồn biến dị di truyền sơ cấp vô cùng phong phú và đa dạng cho quá
trình chọn lọc và tiến hóa. Người ta lợi dụng đặc tính biến đổi này để xây dựng các
phương pháp gây đột biến khác nhau và có thể kết hợp với lai hữu tính hoặc sử
dụng kỹ thuật di truyền để cải tiến bộ gen của cây trồng về tính trạng cần quan tâm.
Ngoài ra đột biến còn là nguồn nguyên liệu tốt cho chọn giống cây trồng (Nguyễn
Hữu Đống, 1997).
1.5 ĐỘT BIẾN-CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ ỨNG DỤNG VÀO CÔNG TÁC CHỌN
TẠO CÁC GIỐNG CÂY TRỒNG
1.5.1 Các phƣơng pháp chọn giống
Để tạo ra nguồn biến dị mới có nhiều tính trạng mong muốn, các nhà chọn
giống đã áp dụng nhiều phương pháp khác nhau để tạo ra giống mới có chất lượng.
Các phương pháp chọn giống như
Phương pháp chọn lọc
Phương pháp lai xa
Phương pháp tạo giống ưu thế lai
Phương pháp ứng dụng thể đa bội
Phương pháp ứng dụng công nghệ sinh học
Phương pháp đột biến
Trong các phương pháp trên thì chọn giống bằng phương pháp đột biến ngày
một tăng với sự tiến bộ của ngành chọn giống vì nguồn biến dị di truyền dự trữ của
các loại cây trồng dần cạn kiệt (Phạm Văn Duệ, 2005).
1.5.2 Chọn giống bằng phƣơng pháp đột biến
1.5.2.1 Ý nghĩa của phương pháp chọn giống đột biến.
Cùng với sự tiến bộ của ngành chọn giống thì chọn giống bằng phương pháp
đột biến cũng ngày một tăng vì nguồn biến dị di truyền dự trữ của các loài cây trồng
dần cạn kiệt. Hơn thế, đột biến còn cung cấp nguồn vật liệu di truyền mang các tính
trạng mới để trực tiếp hoặc gián tiếp tạo ra giống mới. Thậm chí, đột biến còn cải
tiến đồng thời nhiều tính trạng ví dụ giống lúa mì đột biến “Sharbati Sonora” có
màu sắc hạt tốt hơn, có năng suất cao, hàm lượng protein và lyzin cao hơn giống
gốc “Sonora 64”.
Phƣơng pháp đột biến đƣợc áp dụng khi: nguồn biến dị tự nhiên không có
tính trạng mong muốn, tính trạng mong muốn có trong nguồn gen cây trồng nhưng
liên kết chặt chẽ với tính trạng không mong muốn, cải tiến một tính trạng đơn giản,
cần biến dị mới ở cây sinh sản bằng con đường vô tính, tính trạng mong muốn có
8
trong nguồn gen cây dại có họ hàng thân thuộc, nhưng khó lai và liên kết chặt chẽ
với tính trạng không mong muốn.
1.5.2.2.
Nguyên nhân đột biến
Nguyên nhân tạo ra các đột biến tự nhiên cho đến nay người ta chưa thể xác
định được một cách chính xác. Nhưng nhiều yếu tố vật lý và hóa học đã được dùng
để làm tăng tần số đột biến lên gấp nhiều lần so với đột biến tự nhiên.
Tác nhân vật lý: tia gây ion hóa, tia tử ngoại, nhiệt.
Tác nhân hóa học:
Bảng 1.1 Các tác nhân gây đột biến hóa học thông dụng trong chọn giống
Loại hóa chất
Trên hạt thực vật
Đột biến điểm
Đột biến cấu trúc
nhiễm sắc thể
1. Hóa chất alkyl hóa
Ethyl hóa
Methyl hóa
Buthyl hóa
Iprit
2. Hóa chất tương đương gốc bazơ nitơ
5- Bromuraxin
2- Aminchurin
3. Hóa chất vô cơ
Acid nitơ HNO2
Hydroxylamin NH2OH
Rất mạnh
Vừa phải
Mạnh
Nhẹ
Nhẹ
Rất mạnh
Vừa phải
Mạnh
Nhẹ
Nhẹ
Nhẹ
Nhẹ
Mạnh
Mạnh
Nguồn: Nguyễn Hữu Đống và Đào Thanh Bằng, 1997.
1.5.2.3 Cơ chế gây đột biến gen của Ethyl Methane Sulphonate (EMS)
EMS có công thức hóa học là CH3SO3C2H5. EMS là tác nhân alkyl hóa đơn
chức năng gây ra các dạng đột biến : khử hóa purin, thay thế cùng nhóm
(transition), tạo triester ở sườn phân tử DNA. EMS tạo ra đột biến ngẫu nhiên trong
vật liệu di truyền của nucleotide thay thế, đặc biệt là guanine-alkyl hóa. Khi xử lý
bằng EMS, hóa chất này nhường nhóm ethyl (CH3-CH2) cho DNA mà cụ thể là cho
O6 của guanine tạo ra O6 alkyl-guanine. Base được alkyl hóa này cặp với thymine
thay vì cytosine. Kết quả là sinh ra đồng hoán G-C→A-T ở lần tái bản sau. Ở nồng
độ 1% EMS có thể gây ra đột biến với một tỉ lệ 5x10-4 đến 5x10-2 mỗi gen (Konzak
và ctv. 1965).
9
1.6 MỘT SỐ NGHIÊN CỨU VỀ ĐỘT BIẾN EMS
Nyla Jabeen và Bushra Miza (2004) đã thành công trong việc tạo ra các đột
biến hình thái trên giống ớt. Hạt giống ớt được xử lý bằng EMS ở nồng độ 0,5%
trong 3 giờ đã gây ra đột biến điểm hình thái như: cây ớt đột biến có kiểu hình khác
so với cây bình thường. Những dạng đột biến khác biệt về hình thái bao gồm: dạng
thân cao, thân lùn, chín sớm và trưởng thành muộn. Đột biến thay đổi diện tích lá,
trật tự lá, hình dạng của lá, cách phân nhánh và dạng đối xứng của hoa. Đột biến
hữu thụ trong nghiên cứu này có giá trị liên kết và lập bản đồ di truyền về cây ớt và
có thể được xem như là các marker di truyền. Điều này cho thấy giống đột biến là
một giống cây trồng có giá trị.
Nguyễn Thị Lý Anh, Lê Hải Hà, Vũ Hoàng Hiệp (2009), nghiên cứu ảnh
hưởng của EMS invitro đối với cây cẩm chướng. Kết quả là EMS làm giảm khả
năng sống, khả năng phát sinh chồi từ đoạn thân mang mắt ngủ của cây cẩm chướng
invitro. Nồng độ EMS càng cao, thời gian xử lý mẫu càng dài thì tỷ lệ mẫu sống và
phát sinh chồi càng giảm. Xử lý EMS đã làm tăng tỷ lệ biến dị cho cây cẩm chướng
nuôi cấy invitro từ 5,1 đến 22,7 so với đối chứng. Nồng độ và thời gian xử lý thích
hợp là 0,4% EMS trong 2 giờ.
Raijb Roychowdhury và Jagatpati Tab (2011), đánh giá hiệu quả gây đột
biến của ba hóa chất, consixin, EMS và sodium axit ( SA) ở ba mức nồng độ 0,1%,
0,4% và 0,7% đối với hoa cẩm chướng ở thế hệ M1. Kết quả là ảnh hưởng của EMS
đối với hạt giống và sự vô sinh của phấn hoa cao hơn nhiều so với consixin và SA.
Consixin ở nồng độ 0,4% thì ảnh hưởng hiệu quả đối với các đặc tính nông học. Khi
tăng liều lượng xử lý của EMS và SA thì tỷ lệ nảy mầm và tỷ lệ sống sót giảm còn
đối với consixin thì tỷ lệ nảy mầm tăng khi tăng liều lượng xử lý nhưng chỉ ở giai
đoạn cây con không kéo dài đến giai đoạn trưởng thành. Hiệu quả của ba hóa chất
được xếp hạng như EMS>consixin>SA.
Lamseejan và ctv (1983) và Chow và Loo (1988) đã xử lý EMS ở 0,1% và
0,2% EMS trên hạt đậu xanh, kết quả đã làm thay đổi các đặc tính về hình thái, sinh
lý, di truyền, thay đổi tần số đột biến.
Nat. Sei và ctv (1998). Xử lý đột biến trên hai giống đậu xanh KPS 1 và CN
36 từ tia phóng xạ gama (500 Gy) và hóa chất EMS 1%. Kết quả là ở thế hệ M1 thì
không ảnh hưởng đến tỷ lệ nảy mầm nhưng ảnh hưởng đến sự tăng trưởng cây con.
Tìm thấy nhiều loại chlorophyl bị đột biến ở thế hệ M2. Tất cả các thế hệ đều có
tính kháng bệnh phấn trắng ở giống KPS 1 nhưng giống CN 36 hơi nhảy cảm. Đối
chứng và các dòng được chọn có tính kháng bệnh đốm lá. Hai giống đều có năng
suất cao hơn giống ban đầu.
10
Singh, R., and Kole, C. R. (2005) ảnh hưởng của EMS lên sự nảy mầm và
các đặc tính nông học trên đậu xanh. Kết quả làm thay đổi các đặc tính nông học
của đậu xanh nhưng không ảnh hưởng đến sự nảy mầm.
Samiullah Khan và Sonu Goyal (2009) đã sử dụng EMS ở nồng độ 0,1% và
0,2% để gây đột biến trên 2 giống đậu xanh K-851 và PS-16. Kết quả đã cải thiện
được năng suất và gia tăng tính biến dị di truyền về các tính trạng số lượng của hai
giống này như: số cành hữu hiệu, số trái trên cây và năng suất hạt trên cây. Giá trị
trung bình và các thông số di truyền ở mỗi tính trạng kể trên đều cao hơn so với
giống đối chứng trong thế hệ M5.
Res. J. Bot (2010). Nghiên cứu ảnh hưởng của EMS ở các mức nồng độ khác
nhau trên giống đậu xanh và đậu đen. Kết quả là làm thay đổi giá trị trung bình của
năng suất và cải thiện đặc điểm năng suất ở thế hệ M2 trong khi không có sự thay
đổi lớn của hai đặc tính trên ở thế hệ M1 của cả hai giống. Tuy nhiên giá trị trung
bình của tổng hàm lượng protêin trong hạt thay đổi lớn trong cả hai thế hệ ở hai
giống. RNA của đậu xanh bị ảnh hưởng nhiều hơn đậu đen ở cả hai thế hệ và trong
hai thế hệ RNA được tìm thấy cao hơn trong thế hệ M2. RNA ở hai thế hệ và hai
giống có xu hướng giống như tổng hàm lượng protêin trong hạt.
Roychowdbury R và ctv (2012) phân tích các thông số di truyền trên các cá
thể đậu xanh đã bị gây đột biến bằng EMS. Kết quả là các nghiệm thức đã xử lý
EMS có thông số di truyền cao hơn so với nghiệm thức đối chứng, đặc biệt ở nồng
độ 0,4% EMS và 0,6% EMS thì thông số di truyền là cao nhất. Kiểu hình, kiểu gen,
gen mong muốn và hệ số di truyền tăng so với đối chứng.
11
CHƢƠNG 2
PHƢƠNG TIỆN VÀ PHƢƠNG PHÁP
2.1 THỜI GIAN VÀ ĐỊA ĐIỂM
+ Thời gian thực hiện: từ 01/08/2012 đến 05/10/2012.
+ Địa điểm: thí nghiệm được thực hiện tại phòng thí nghiệm Công nghệ sinh
học phân tử và nhà lưới của Viện Nghiên Cứu & Phát Triển Công Nghệ Sinh Học,
trường Đại Học Cần Thơ.
2.2 PHƢƠNG TIỆN
2.2.1 Vật liệu nghiên cứu
Giống đậu xanh Taichung có nguồn gốc từ Đài Loan.
Bảng 2.1 Đặc tính của giống đậu xanh Taichung
Đặc tính
Thời gian sinh trưởng (ngày)
Chiều cao cây (cm)
Số trái trên cây (trái)
Chiều dài trái (cm)
Số hạt trên trái (hạt)
Trọng lượng 1000 hạt (g)
Năng suất (tấn/ha)
Giá trị
60-70
68-81
9-12
9-10
10-12
58-60
1,14-1,81
Nguồn: Trần Thị Thanh Thủy, Trương Trọng Ngôn, 2010.
2.2.2 Thiết bị, hóa chất và vật tƣ
+ Các loại thiết bị: tủ sấy, micropipet, cân phân tích, máy đo ẩm độ hạt, máy
chụp hình kỹ thuật số Lumix 14, các dụng cụ phục vụ cho việc xử lý hạt, chăm sóc,
thu hoạch và thu thập chỉ tiêu.
+ Hóa chất:
Ethyl Methane Sulphonate, Na2HPO4.12H2O, NaH2PO4.2H2O và nước cất.
+ Vật tư:
Phân: Urea: (46%N), Super lân (16% P2O5), KCL (60% K2O).
Thuốc phòng trừ sâu, bệnh: Diazan 60EC, Thianmectin 0.5 ME, Marthian 90
SP, Tilt Super 30EC.
12
2.3 PHƢƠNG PHÁP
2.3.1 Cách pha dung dịch đệm và dung dịch EMS
+ Pha 800ml dung dịch đệm Phosphate (0,1 M), pH = 7,0.
Dung dịch A (Na2HPO4) 0,2 M: cân 28,64 g Na2HPO4.12H2O để vào bình
định mức, lên thể tích bằng nước cất tới 400 ml, dùng đủa thủy tinh khuấy tan
Na2HPO4.12 H2O.
Dung dịch B (NaH2PO4) 0,2 M: cân 12,48 g NaH2PO4. 2H2O để vào bình
định mức, lên thể tích bằng nước cất tới 400 ml, dùng đủa thủy tinh khuấy tan
NaH2PO4.2H2O.
Dùng micropipet rút 244ml Na2HPO4 và 156ml NaH2PO4 để vào bình định
mức sau đó lên thể tích bằng nước cất đến 800ml, rồi lắc đều.
Phương pháp pha dung dịch đệm Phosphate 0,1M, pH=7,0 theo công
thức của Sorenson (1909).
+ Pha dung dịch EMS
Nồng độ 0,2% EMS: dùng micropipet rút 400 ul EMS để vào bình định mức,
lên thể tích bằng dung dịch đệm Phosphate (0,1 M) tới 200 ml.
Nồng độ 0,4% EMS: dùng micropipet rút 800 ul EMS để vào bình định mức,
lên thể tích bằng dung dịch đệm Phosphate (0,1 M) tới 200 ml.
Nồng độ 0,6% EMS: dùng micropipet rút 1200 ul EMS để vào bình định
mức, lên thể tích bằng dung dịch đệm Phosphate (0,1 M) tới 200 ml.
Nồng độ 0,8% EMS: dùng micropipet rút 1600 ul EMS để vào bình định
mức, lên thể tích bằng dung dịch đệm Phosphate (0,1 M) tới 200 ml.
2.3.2 Phƣơng pháp bố trí thí nghiệm
Thí nghiệm được bố trí theo thể thức khối hoàn toàn ngẫu nhiên một nhân tố,
gồm 5 nghiệm thức, trong đó nghiệm thức đối chứng không xử lý EMS, 4 nghiệm
thức còn lại xử lý EMS theo từng nồng độ khác nhau (Bảng 2.2). Mỗi nghiệm thức
gieo 2 hàng, mỗi hàng dài 3m, khoảng cách 40 x 0,4cm, 1hạt/hốc, lặp lại 3 lần.
13
Bảng 2.2 Các nghiệm thức trong thí nghiệm
Số TT
1
2
3
4
5
Nghiệm thức
0% EMS (đối chứng)
0,2% EMS
0,4% EMS
0,6% EMS
0,8% EMS
2.3.3 Phƣơng pháp xử lý hạt
+ Bốn nghiệm thức xử lý EMS
Cho vào bốn túi vải, mỗi túi 380 hạt đậu tốt ( hạt không bị nứt, không bị sâu,
mọt, tỷ lệ nảy mầm 100%), mỗi một nghiệm thức tương ứng một túi vải, số hạt
trong một túi vải đủ cho ba lần lặp lại.
Ngâm các túi hạt giống trong nước cất 10 giờ ở nhiệt độ phòng. Sau đó, vớt
các túi hạt giống ra để ráo nước và ngâm trong dung dịch EMS theo từng mức nồng
độ (Bảng 2.2) trong 6 giờ.
Rửa hạt giống lại với nước cất 4 lần cho sạch dung dịch EMS bám trên bề
mặt hạt, để ráo nước khoảng 1 giờ và lập tức đem gieo ngay ra ruộng thí nghiệm.
+ Nghiệm thức đối chứng
Chuẩn bị túi vải đựng 380 hạt giống, ngâm trong nước cất 16 giờ, để ráo 1
giờ, đem gieo một lượt với các nghiệm thức có xử lý EMS.
2.3.4 Phƣơng pháp canh tác
- Làm đất: dọn cỏ, cuốc xới, lượm sạch gốc cỏ, lên liếp, mỗi liếp cao 0,25m,
chiều rộng 3m, chiều dài 15m. Tưới nấm Tricô ĐHCT để xử lý đất (250g/m2) 7
ngày trước khi gieo hạt.
- Bón phân theo công thức phân: 60N-60P2O5-40K2O.
Phân được chia làm 3 lần bón
Bón lót: toàn bộ lượng Super lân (1,69kg) và clorua kali (0,3kg) một ngày
trước khi gieo hạt.
Bón thúc: lần 1 lúc 15-20 ngày sau khi gieo với ½ lượng urea (0,3kg).
lần 2 lúc 30-35 ngày sau khi gieo với ½ lượng urea (0,3kg).
Lưu ý: bón thúc kết hợp làm cỏ, vun gốc.
14
2.3.5 Phƣơng pháp thu thập và phân tích chỉ tiêu
2.3.5.1 Đặc tính sinh trưởng
+ Ngày mọc mầm: Ghi nhận ngày có 50% số cây trong hàng mọc mầm (cây mọc
mầm khi có hai tử diệp xòe ra).
+ Ngày trổ: Ghi nhận ngày có 50% số cây trong hàng bắt đầu trổ hoa đầu tiên trên
thân chính hoặc trên cành.
+ Thời gian trổ: Ghi nhận ngày có 50% số cây trổ hoa đến 50% số cây trong hàng
có hoa trên ngọn dứt trổ.
+ Ngày chín: Quan sát 95% số cây mang trái chín (vỏ trái chuyển sang màu đặc
trưng của giống).
+ Thời gian sinh trưởng: Tính từ ngày gieo hạt đến ngày chín (95% số trái trên cây
chín).
2.3.5.2 Sức sống của cây con sau xử lý đột biến
+ Tỉ lệ sống của cây con: Đếm tổng số cây con còn sống ở thời điểm 15 NSKG, sau
đó tính tỉ lệ sống của cây con theo công thức:
Tỉ lệ sống của cây
=
con
Số cây con còn sống
Số cây con quan sát
x 100
+ Tỉ lệ gây chết so với đối chứng ở 15 NSKG (LOC)
Đếm số cây còn sống ở nghiệm thức đối chứng vào giai đoạn 15 NSKG, đếm
số cây còn sống ở các nghiệm thức có xử lý EMS ở 15 NSKG, sau đó tính LOC
theo công thức:
LOC =
Số cây đối chứng - Số cây xử lý EMS
x 100
Số cây đối chứng
+ Tỉ lệ sống của cây lúc trổ: đếm số cây còn sống lúc trổ, sau đó tính tỉ lệ sống của
cây theo công thức:
Tỉ lệ sống của cây =
Số cây sống lúc trổ
Tổng cây ở 15 NSKG
15
x 100
2.3.6 Thu thập các kiểu đột biến hình thái
Quan sát các kiểu đột biến hình thái của cây đậu xanh ở các nghiệm thức từ 7
NSKG đến khi thu hoạch, như đột biến về màu sắc lá, số lượng lá chét, dạng lá chét
ở các giai đoạn sinh trưởng của cây.
Đếm tổng số cá thể có xảy ra đột biến, sau đó tính tần số đột biến, tỉ lệ gây
chết lúc thu hoạch, Hiệu quả đột biến (Mutagenic effectiveness), Mức độ hiệu quả
đột biến (Mutagenic efficiency) theo các công thức sau:
Tần số đột biến (%) = (Số cá thể có đột biến/Số cá thể quan sát lúc trổ) x 100
Tỉ lệ cây chết lúc trổ (%) = 100 % - tỉ lệ cây sống lúc trổ
Hiệu quả đột biến = Tần số đột biến/Nồng độ xử lý
Hiệu suất đột biến = Tần số đột biến/Tỉ lệ cây chết lúc trổ
2.3.7 Thu thập các chỉ tiêu nông học
+ Chiều cao cây lúc chín (cm)
Đo từ mặt đất đến đỉnh sinh trưởng của 5 cây được chọn ngẫu nhiên (5 cây
mẫu) lúc thu hoạch.
+ Số lóng trên thân chính:
Đếm số lóng trên thân chính, lúc thu hoạch (trục hạ diệp được kể là 1 lóng).
+ Chiều dài trái (cm)
Đo lấy giá trị trung bình của 10 trái chín ngẫu nhiên trên 5 cây mẫu.
+ Số hạt/trái
Lấy số hạt trung bình trên 10 trái đã đo chiều dài.
+ Số trái /cây
Đếm số trái trên 5 cây mẫu và lấy giá trị trung bình.
+Trọng lượng 1000 hạt (g)
Lấy ngẫu nhiên 1000 hạt bình thường, cân khối lượng và quy về ẩm độ
chuẩn 12% theo công thức:
W12% =
W * (100 H 0 )
88
16
Trong đó: W: trọng lượng hạt lúc cân.
H0: ẩm độ hạt lúc cân (đo bằng máy đo ẩm độ PFEUFFER – HE50
+ Trọng lượng hạt trên cây thực tế (g/cây)
Cân hạt của 63 cây ở mỗi nghiệm thức (tương ứng 1 m2), quy vể ẩm độ
chuẩn 12% và lấy bình quân.
2.3.8 Đánh giá các chỉ tiêu sâu bệnh
+ Đánh giá sâu hại
Chú ý các loại sâu hại thường xuyên xuất hiện như:
Sâu ăn tạp (Spodoptera litura). Mức độ gây hại được đánh giá theo 5 cấp
của AVRDC như sau:
Cấp 1: Không bị sâu phá hoại.
Cấp 2: Nhẹ, 1-10% cây bị hại, rải rác một vài lá đến ¼ diện tích lá.
Cấp 3: Vừa, có 11-50% cây bị hại và trên các cây này có 1/4-1/2 diện tích
lá bị hại.
- Cấp 4: Nặng, 51-75% cây bị hại và trên các cây có 1/2-2/3 diện tích lá bị
hại.
- Cấp 5: Rất nặng, 76-100% cây bị hại và trên các cây có hơn 2/3 diện tích
lá bị hại.
Sâu đục thân (Melanagromyza phaseoli). Mức độ gây hại được đánh giá
theo 5 cấp của AVRDC như sau:
-
-
Cấp 1: 0-5% cây, kháng.
Cấp 2: 6-10% cây, hơi kháng.
Cấp 3: 11-25% cây, hơi nhiễm.
Cấp 4: 26-50% cây nhiễm.
Cấp 5: > 50% cây, rất nhiễm.
Sâu đục trái (Maruca testulalis). Mức độ gây hại được đánh giá theo 5 cấp
của AVRDC như sau:
-
Cấp 1: trái không bị hại, kháng.
Cấp 2: 1-10% trái, hơi kháng.
Cấp 3: 11-50% trái, hơi nhiễm.
Cấp 4: 51-75% trái nhiễm.
Cấp 5: > 75% trái rất nhiễm.
17
+ Đánh giá mức độ các bệnh chính
Ghi nhận các loại bệnh chính như: bệnh héo cây con (Rhizoctonia solani),
bệnh đốm lá (Cercospora canescens), bệnh rỉ (Uromyces appendicuslatus), bệnh
khảm (cực vi khuẩn SMV). Mức độ đánh giá theo 5 cấp của AVRDC như sau:
Bệnh héo cây con (Rhizoctonia solani)
Ghi nhận ở giai đoạn cây con đến cuối giai đoạn sinh trưởng, đếm số cây chết
trên giống suy ra phần trăm bị chết của giống đó.
-
Cấp 1: không bị hại.
Cấp 2: 1-3% cây chết, hơi kháng.
Cấp 3: 4-8% cây chết, hơi nhiễm.
Cấp 4: 9-20% cây chết, nhiễm.
Cấp 5: trên 20% cây chết, rất nhiễm.
Bệnh đốm lá (Cercospora canescens)
Cách đánh giá: Đếm số lá có vết bệnh và diện tích vết bệnh trên diện tích lá ở
giai đoạn 50-60 ngày sau khi gieo.
-
Cấp 1: Không có vết bệnh, rất kháng.
Cấp 2: lá có vết bệnh nhỏ rải rác một vài lá đến 1/4 diện tích lá, kháng.
Cấp 3: lá có vết bệnh chiếm 1/4-1/2 diện tích lá, hơi kháng.
Cấp 4: lá có bệnh nhiễm 1/2-3/4 diện tích lá bị hại, nhiễm vừa.
Cấp 5: trên ¾ diện tích lá bị hại, rất nhiễm.
Bệnh khảm (Mosaic Virus)
Đếm số cây bị bệnh trên giống, đánh giá theo 5 cấp của AVRDC.
-
Cấp 1: lá không bị hại, rất kháng.
Cấp 2: 1-5% lá bị hại, kháng.
Cấp 3: 6-15% lá bị hại, hơi kháng.
Cấp 4: 16-25% lá bị hại, hơi nhiễm.
Cấp 5: trên 40% lá bị hại, rất nhiễm.
Đánh giá mức độ ngã
Ghi nhận mức độ ngã vào ngày chín đánh giá theo 5 cấp
-
Cấp 1: không đổ ngã, bình thường.
Cấp 2: hơi nghiêng hoặc ít cây ngã.
Cấp 3: tất cả nghiêng 300 hoặc 25-50% số cây đổ.
Cấp 4: tất cả nghiêng 450 hoặc 50-70% số cây đổ.
Cấp 5: tất cả đều đổ ngã.
18
2.4 PHƢƠNG PHÁP PHÂN TÍCH THỐNG KÊ
Các số liệu thu thập được phân tích như sau:
- Chương trình Microsof Excel dùng để xử lý số liệu thô và tính các đặc số
thống kê như số trung bình, hệ số biến thiên (CV%), độ lệch chuẩn (SD).
- Phần mềm MSTATC dùng để phân tích phương sai và kiểm định DUNCAN các
trung bình nghiệm thức.
19
CHƢƠNG 3
KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
3.1 GHI NHẬN TỔNG QUÁT
3.1.1 Tình hình thời tiết khí hậu
Bảng 3.1: Tình hình thời tiết khí hậu qua các tháng 08, 09, 10/2012 tại Cần Thơ.
Tháng
8
9
10
Trung bình
Ẩm độ (%)
84
88
84
85,3
Lƣợng mƣa
(mm)
90,7
299,7
200,6
197
Số giờ nắng
(giờ)
250,8
148,6
250,8
216,7
Nhiệt độ
(0C)
27,8
26,6
27,6
27,3
Nguồn: Trung tâm khí tượng thủy văn thành phố Cần Thơ, 2012.
Qua Bảng 3.1 cho thấy nhiệt độ và ẩm độ từ tháng 8 đến tháng 10 năm 2012
chênh lệch không đáng kể, nhiệt độ trung bình của 3 tháng là 27,30C và ẩm độ trung
bình là 85,3% thích hợp cho sự sinh trưởng và phát triển của cây đậu xanh. Trong
vụ này lượng mưa trung bình là 197mm, lượng mưa thấp nhất vào tháng 8
(90,7mm), lượng mưa cao nhất vào thời điểm tháng 9 (299,7mm) trùng khớp với
thời điểm đậu xanh trổ hoa, hình thành trái, lượng mưa cao đã làm rụng hoa, rụng
trái non, cây bị đỗ ngã nhiều nhất là ở nghiệm thức đối chứng (không xử lý EMS).
Số giờ nắng cao nhất vào tháng 8 (250,8 giờ) và tháng 9 cũng là tháng có số giờ
nắng thấp nhất (148,6 giờ), số giờ nắng thấp ảnh hưởng đến khả năng tích lũy chất
khô của cây đậu xanh. Tuy số giờ nắng vào tháng 10 tương đối cao nhưng giai đoạn
ra hoa cây đã không tích lũy được nhiều chất khô nên năng suất thấp.
3.1.2 Tình hình sâu bệnh cỏ dại và đổ ngã
Thí nghiệm được thực hiện trong nhà lưới nên sâu bệnh và cỏ dại xuất hiện ở
mức độ thấp, không ảnh hưởng nhiều đến năng suất. Đầu vụ bệnh héo cây con
(Rhizoctonia solani) gây hại vào thời điểm 3-15 ngày sau khi gieo (NSKG), nấm
bệnh tấn công hầu hết các nghiệm thức, cao nhất ở nghiệm thức 0,6% EMS (Cấp 3)
và thấp nhất là ở các nghiệm thức đối chứng, 0,2% EMS, 0,4% EMS và 0,8% EMS
(Cấp 2). Qua số liệu ở Bảng 3.2 cho thấy tỉ lệ cây chết do bệnh héo cây con và nồng
độ xử lý EMS không có mối tương quan với nhau. Nhiều chỉ tiêu quan sát thì thay
đổi rất phức tạp trong tự nhiên, bởi vì nó không những bị ảnh hưởng bởi kiểu gen
mà còn bị ảnh hưởng lớn từ sự biến động của yếu tố môi trường (Roychowdhury et
al., 2011b). Giai đoạn ra hoa và đậu trái (38 ngày đến 60 NSKG) bệnh đốm lá
(Cercospora canescens) xuất hiện trên tất cả các nghiệm thức. Ở nghiệm thức 0,6%
EMS vết bệnh chiếm dưới 1/4 diện tích lá được đánh giá là kháng (Cấp 2) và các
20
nghiệm thức còn lại thì vết bệnh chiếm 1/4–1/2 diện tích lá được đánh giá là hơi
kháng (Cấp 3).
Bảng 3.2: Tỉ lệ cây chết do héo cây con và cấp đánh giá bệnh ở các nghiệm thức
TT Nghiệm thức
Số cây
quan sát
(cây)
Tỉ lệ cây chết
do héo cây con
(%)
Đánh giá
bệnh héo cây
con (cấp)
Đánh giá
bệnh đốm lá
(cấp)
1
0,0% EMS (ĐC)
380
2,11
2
3
2
0,2% EMS
380
2,63
2
3
3
0,4% EMS
380
1,84
2
3
4
0,6% EMS
380
4,21
3
2
5
0,8% EMS
380
1,84
2
3
Khoảng 20 NSKG cỏ dại phát triển rải rác khắp khu đất thí nghiệm trong nhà
lưới, nhưng sau đó cỏ được kiểm soát bằng cách nhổ tay, vì vậy đến khi đậu giáp
tán mật độ cỏ xuất hiện ít hơn. Bên cạnh đó, hệ thống tưới và thoát nước tốt nên khu
đất thí nghiệm không bị thiếu nước lúc nắng và không bị ngập úng khi trời mưa.
3.2 ẢNH HƢỞNG CỦA EMS LÊN ĐẶC TÍNH SINH TRƢỞNG CỦA
GIỐNG ĐẬU XANH TAICHUNG
3.2.1 Thời gian mọc mầm
Thời gian mọc mầm của giống đậu xanh Taichung giữa các nghiệm thức có
sự khác biệt ở mức ý nghĩa 1% qua phân tích thống kê. Thời gian mọc mầm nhanh
nhất thuộc về nghiệm thức đối chứng (3 ngày), thời gian mọc mầm chậm nhất ở
nghiệm thức 0,8% EMS (6 ngày). Số liệu ở Bảng 3.3 cho thấy thời gian mọc mầm
càng chậm khi nồng độ EMS càng tăng. Có thể nói, thời gian mọc mầm bị ảnh
hưởng không những bởi hóa chất EMS mà còn bởi nồng độ EMS. Tỉ lệ mọc mầm
của các nghiệm thức là như nhau (100%) nhưng thời gian mọc mầm của các nghiệm
thức lại khác nhau như vậy là EMS đã tác động lên các alen điều khiển thời gian
mọc mầm của giống đậu xanh Taichung.
3.2.2 Thời gian trổ hoa
Qua Bảng 3.3 cho thấy thời gian trổ hoa của giống đậu xanh Taichung giữa
các nghiệm thức khác biệt không có ý nghĩa qua phân tích thống kê. Thời gian trổ
hoa sớm nhất ở nghiệm thức 0,2% EMS (34 ngày) và thời gian trổ hoa muộn nhất ở
các nghiệm thức còn lại (36 ngày) chỉ chênh lệch nhau 2 ngày nên có thể cho rằng
21
thời gian trổ hoa của giống đậu xanh Taichung ở các nghiệm thức là đồng loạt và
EMS đã chưa tác động đến đặc tính này.
Bảng 3.3: Các đặc tính sinh trƣởng của giống đậu xanh Taichung, vụ Hè Thu 2012
STT Nghiệm thức
Thời gian mọc
mầm (ngày)
Thời gian trổ
hoa (ngày)
Thời gian sinh
trƣởng (ngày)
1
0,0% EMS (ĐC)
3,3b
36
59
2
0,2% EMS
3,7b
34
57
3
0,4% EMS
4,0b
36
59
4
0,6% EMS
4,0b
36
59
5
0,8% EMS
6,0a
36
58
Trung bình
4,2
35,6
58,4
Giá trị F
**
ns
ns
CV (%)
8,13
3,62
1,68
Những số trong cùng một cột có chữ theo sau giống nhau thì không khác biệt qua phép thử DUNCAN.
(**): khác biệt ở mức ý nghĩa 1%; ns: khác biệt không có ý nghĩa
3.2.3 Thời gian sinh trƣởng
Thời gian sinh trưởng của giống đậu xanh Taichung ở các nghiệm thức dao
động từ 57 ngày (0,2% EMS) đến 59 ngày (đối chứng, 0,4% EMS và 0,6% EMS).
Thời gian sinh trưởng ở các nghiệm thức khác biệt không có ý nghĩa qua phân tích
thống kê (Bảng 3.3). Qua đó cho thấy EMS đã không tác động đến các alen điều
khiển thời gian sinh trưởng của giống đậu xanh Taichung.
Thời gian trổ hoa và thời gian sinh trưởng của giống đậu xanh Taichung ít bị
ảnh hưởng bởi hóa chất EMS bởi vì hai đặc tính này do đa gen kiểm soát, có thể hóa
chất EMS chỉ tác động lên một ít gen.
3.3 ẢNH HƢỞNG CỦA EMS LÊN SỨC SỐNG GIỐNG ĐẬU XANH
TAICHUNG
3.3.1 Tỉ lệ sống của cây con
Tỉ lệ sống của cây con ở thời điểm 15 NSKG trong thế hệ đột biến đầu tiên
(M1) của cây đậu xanh Taichung dao động từ 80,16% (0,4% EMS) đến 84,68%
(ĐC) (Bảng 3.4). Tất cả bốn nghiệm thức có xử lý EMS đều có tỷ lệ cây sống thấp
22
hơn so với nghiệm thức đối chứng. Có thể nói hóa chất EMS là nguyên nhân gây
chết cây con ở thế hệ M1. Kết quả này cũng được tìm thấy bởi Rajib Roychowdhury
và ctv. (2011) trên cây Cẩm Chướng, Pedavai và Dhanavel (2004) trên cây đậu
nành, Singh và Kole (2005) trên cây đậu xanh. Số liệu ở bảng 3.4 cho thấy tỉ lệ sống
của cây con ở thời điểm 15 NSKG biểu hiện độc lập với nồng độ xử lý, có thể ở giai
đoạn này cây con vẫn chưa ổn định với mức nồng độ xử lý EMS.
Bảng 3.4: Ảnh hƣởng của các mức nồng độ EMS đến sức sống của giống đậu xanh Taichung
Tổng số cây
Tỉ lệ (%)
Cây sống ở Gây chết
so với ĐC
15 NSKG
(*)
Cây sống
lúc trổ
Lúc
quan
sát
15
NSKG
Lúc
trổ
0,0% EMS (ĐC)
372
315
284
84,68
0,00
90,16
0,2% EMS
370
297
276
80,27
5,71
92,93
0,4% EMS
373
299
267
80,16
5,08
89,30
0,6% EMS
364
300
255
82,42
4,76
85,00
0,8% EMS
373
301
254
80,70
4,44
84,39
Nghiệm thức
(*) Tỉ lệ gây chết so với đối chứng ở 15 NSKG
Tỉ lệ sống của cây đậu xanh lúc trổ hoa thấp nhất thuộc về nghiệm thức 0,8%
EMS (84,39%) và cao nhất thuộc về nghiệm thức 0,2% EMS (92,93%) (Bảng 3.4).
Do tổng số cây còn sống vào thời điểm 15 NSKG ở nghiệm thức 0,2% EMS là thấp
nhất (297 cây) nên dẫn đến tỉ lệ cây sống lúc trổ ở nghiệm thức 0,2% EMS là cao
nhất nhưng qua Bảng 3.4 thì tổng số cây lúc trổ cao nhất lại ở nghiệm thức đối
chứng (284 cây). Qua đó cho thấy hóa chất EMS đã ảnh hưởng đến sức sống của
cây đậu xanh ở 15 NSKG và lúc trổ hoa. Kết quả này cũng được tìm thấy ở tài liệu
của Mahna và ctv. (1989) trên cây đậu xanh bốn mùa (đậu mười), Afsar và ctv.
(1980) trên lúa.
Từ thời điểm 15 NSKG đến lúc trổ hoa sức sống của cây tiếp tục giảm, đặc
biệt là ở nghiệm thức 0,8% EMS đã chết 47 cây. Nhưng tỉ lệ sống của cây lúc trổ lại
cao hơn tỉ lệ sống của cây ở thời điểm 15 NSKG (Bảng 3.4), do từ lúc quan sát đến
15 NSKG cây chết nhiều hơn từ thời điểm 15 NSKG đến giai đoạn trổ hoa, có thể
kết luận rằng hóa chất EMS ảnh hưởng mạnh đến cây con vào thời điểm 15 NSKG
hơn là ở thời điểm trổ hoa. Kết quả tương tự cũng được tìm thấy trong thí nghiệm
của Mahna và ctv. (1989) ở đậu xanh bốn mùa (đậu mười).
23
Tỉ lệ gây chết so với đối chứng cho biết ở mức nồng độ nào thì tốc độ gây
chết của cây là cao nhất. Tỉ lệ gây chết cao nhất thuộc về nghiệm thức 0,2% EMS
(5,71%) và giảm dần theo nồng độ (Bảng 3.4). Nguyên nhân cây chết có thể là do
ảnh hưởng của EMS đến các mô phân sinh của hạt trong lúc nảy mầm hoặc có thể
do nhiễm sắc thể bị tổn thương về mặt sinh lý và sinh hóa ( Singh et al., 1997; Nilan
et al.,1976). Ngoài ra, EMS cũng tác động đến quá trình phân bào nguyên nhiễm
làm cho quá trình này bị đình trệ trong giai đoạn đầu (Yadav, 1987).
Ananthaswamy và ctv. (1971) thì cho rằng sự sai hình nhiễm sắc thể làm ảnh hưởng
đến các enzyme cảm ứng như enzyme catalase và enzyme lipase cũng như hoạt
động của các nội tiết tố từ đó làm giảm sự nảy mầm và khả năng sống của cây.
3.4 ẢNH HƢỞNG CỦA EMS LÊN KIỂU HÌNH Ở GIỐNG ĐẬU XANH
TAICHUNG
Ảnh hưởng của các mức nồng độ EMS khác nhau lên kiểu hình của giống
đậu xanh Taichung ở thế hệ M1 được đánh giá bằng sự tổn thương sinh lý học. Theo
Blixt et al., 1965 tần số đột biến của diệp lục tố trong thế hệ M1 được xem như một
chỉ tiêu để đánh giá sự ảnh hưởng của EMS đối với cây trồng cũng như chỉ tiêu sinh
trưởng hay sống sót của cây con, tổn thương sinh lý học chủ yếu là sự thiếu hoặc
không có diệp lục tố trong lá, điều đó dẫn đến lá có những mức độ màu sắc khác
nhau, chủ yếu xuất hiện trên các lá đơn đầu tiên hoặc ở giai đoạn sau thì xuất hiện
một trong ba lá chét trên một cuống lá, những lá ở giai đoạn sau sẽ xuất hiện nhiều
hơn bình thường. Ngoài đột biến diệp lục tố, trong ruộng đậu còn xuất hiện các loại
đột biến khác như sự biến đổi hình dạng lá chét và số lượng lá chét.
3.4.1 Đột biến về màu sắc lá của giống đậu xanh Taichung
Vào giai đoạn 30 NSKG trên ruộng đậu bắt đầu xuất hiện nhiều lá có màu
sắc khác với màu lá cây đậu xanh bình thường như là bị vàng một phần của lá (Hình
3.1 A), vàng cả lá (Hình 3.1 B), gân lá có màu tím đỏ (Hình 3.1 C) và lá vàng
nhưng gân lá xanh (Hình 3.1 D). Tỉ lệ đột biến về màu sắc lá của giống đậu xanh
Taichung được ghi nhận lần lượt là 5,49% (0,6% EMS), 4,33% (0,8% EMS), 4,12%
(0,4% EMS) và 1,45% (0,2% EMS). Nguyên nhân là do EMS gây tổn thương cây
đậu về mặt sinh lý chủ yếu làm chất diệp lục bị rối loạn, đột biến diệp lục tố có thể
liên quan đến gen hoặc thay đổi nhiễm sắc thể hoặc chỉ là một cơ chế sinh lý của
cây. Ở các mức nồng độ khác nhau thì ảnh hưởng đến diệp lục tố cũng khác nhau,
điều đó dẫn đến lá có những mức độ màu sắc khác nhau, chủ yếu xuất hiện trên các
lá đơn đầu tiên hoặc giai đoạn sau. Tuy nhiên, ở giai đoạn sau sẽ xuất hiện nhiều
hơn bình thường và không bị chết. Hóa chất EMS ở mức nồng độ nào cũng đều gây
đột biến chất diệp lục và tăng theo liều lượng (Asencion et al., 1994). Bahl và Gupta
24
(1983) cũng cho rằng tỉ lệ đột biến gia tăng thường đi đôi với việc gia tăng nồng độ
xử lý và kiểu gen điều khiển tính trạng đột biến diệp lục tố thường ở thể dị hợp tử.
A
B
C
D
Hình 3.1: Cây đậu xanh có màu sắc lá bị đột biến
(A) lá chét có màu vàng ở một góc lá; (B) lá chét có màu vàng do thiếu diệp lục tố; (C) lá chét có gân lá màu
tím đỏ và (D) lá chét có màu vàng nhưng gân lá xanh.
25
3.4.2 Đột biến về dạng lá của giống đậu xanh Taichung
A
B
C
D
E
F
Hình 3.2: Các kiểu đột biến về dạng lá trên cây đậu xanh.
(A) lá chét bị chẻ thúy sâu; (B) lá chét bị chẻ thùy cạn; (C) lá chét nhăn nhúm giống khảm; (D) lá chét
bị vàng và nhăn; (E) lá chét bị tiêu nứa lá và (F) lá chét bị nhăn và nhỏ
26
Ngoài gây đột biến diệp lục tố, hóa chất EMS còn làm cho lá có những hình
dạng bất thường như dạng lá chẻ thùy sâu (Hình 3.2 A), dạng lá chẻ thùy cạn (Hình
3.2 B). Tỉ lệ được ghi nhận lần lượt là 5,24% (0,4% EMS), 4,33% (0,8% EMS),
3,92% (0,6% EMS) và 1,81% (0,2% EMS). Trong ruộng đậu cũng có các dạng như
lá nhăn nhúm (Hình 3.2 C và D), lá chỉ còn một nữa (Hình 3.2 E), hoặc lá nhỏ và
nhăn (Hình 3.2 F). Tỉ lệ cũng được ghi nhận lần lượt là 4,35% (0,4% EMS), 1,97%
(0,8% EMS), 1,57% (0,6% EMS) và 0,36% (0,2% EMS). Asencion và ctv (1994)
cũng quan sát thấy những hình dạng tương tự như vậy khi xử lý đột biến bằng hóa
chất trên đậu xanh, ông giải thích rằng nguyên nhân do sự thiếu hụt diệp lục tố ở
bên trong lá. Ngoài ra cũng có thể là do chất diệp lục và tiền chất của nó bị giảm
mạnh, lục lạp phát triển khiếm khuyết, các thylakoid không xếp chồng lên nhau
thành hạt grana, ít chất nền stroma dẫn đến việc trì hoãn việc lắp ráp thylakoid.
3.4.3 Đột biến về số lƣợng lá của giống đậu xanh Taichung
Thông thường mỗi lá kép ở cây đậu xanh có 3 lá chét, nhưng khi qua xử lý
EMS thì quan sát thấy mỗi lá kép có nhiều hơn 3 lá xuất hiện khá nhiều trên ruộng
đậu như dạng có 4 lá chét trên một cuống, cách mọc thêm lá thứ 4 cũng có nhiều
kiểu khác nhau (Hình 3.3 A, B, C) hoặc lá thứ 4 mọc lên từ nách lá (Hình 3.3 D).
Ngoài ra cũng có dạng 5 lá chét (Hình 3.3 E) hoặc dạng 6 lá chét (Hình 3.3 F)
nhưng tỉ lệ không nhiều bằng dạng 4 lá chét. Tỉ lệ đột biến về số lượng lá được ghi
nhận lần lượt là 4,35% (0,2% EMS), 4,33% (0,8% EMS), 3,00% (0,4% EMS) và
1,96% (0,6% EMS). Khi mọc thêm lá chét thì lá chét có xu hướng nhỏ hơn lá chét
bình thường.
27
A
B
C
D
E
F
Hình 3.3: Biến dị về số lƣợng lá chét khi xử lý EMS ở giống đậu xanh Taichung
(A) dạng có 4 lá chét; (B) dạng có 4 lá chét; (C) dạng có 4 lá chét; (D) lá chét mọc lên từ nách lá;
(E) dạng có 5 lá chét và (F) dạng có 6 lá chét
28
Ngoài việc phân biệt các dạng đột biến kiểu hình ở lá, việc phân tích tần số
đột biến, tỉ lệ gây chết lúc trổ, hiệu quả đột biến, hiệu suất đột biến ở các mức xử lý
nồng độ EMS khác nhau cũng được tiến hành (Bảng 3.5).
Tần số đột biến là một chỉ số khảo sát ảnh hưởng của chất gây đột biến đến
sự sinh trưởng và phát triển của cây trồng (Blixt et al., 1965). Tần số đột biến cao
nhất ở nghiệm thức 0,8% EMS (26,38%) và thấp nhất ở nghiệm thức 0,2% EMS
(10,87%). Số liệu ở Bảng 3.5 cho thấy nồng độ xử lý càng cao thì tần số đột biến
càng tăng chứng tỏ rằng tần số đột biến tỉ lệ thuận với nồng độ xử lý.
Hiệu quả đột biến (Mutagenic Effectiveness) là chỉ số nói lên mức độ đáp
ứng của kiểu gen tới sự gia tăng nồng độ của chất gây đột biến. Kết quả được trình
bày ở Bảng 3.5, cho thấy hiệu quả đột biến cao nhất ở nghiệm thức 0,2% EMS
(54,35) tiếp tục giảm dần theo từng mức nồng độ tương ứng và thấp nhất ở nồng độ
0,8% EMS (32,98). Có nghĩa là ở nghiệm thức có nồng độ EMS cao thì hiệu quả
đột biến thấp do tần số đột biến và liều lượng xử lý tăng tỉ lệ thuận.
Bảng 3.5 Tần số đột biến, hiệu quả và hiệu suất đột biến ở các mức nồng độ EMS trên giống
đậu xanh Taichung
Nghiệm thức
Số cây
quan sát
(cây)
Số cây
đột biến
(cây)
Tần số
đột biến
(%)
Tỉ lệ cây
chết lúc trổ
(%)
Hiệu
quả đột
biến
Hiệu
suất đột
biến
0,2% EMS
276
30
10,87
7,07
54,35
1,54
0,4% EMS
267
44
16,48
10,70
41,20
1,54
0,6% EMS
255
54
21,18
15,00
35,30
1,41
0,8% EMS
254
67
26,38
15,61
32,98
1,69
Hiệu suất đột biến (Mutagenic Efficiency) là chỉ số dùng để đánh giá mức độ
đột biến của kiểu gen lên tỉ lệ đột biến gây chết. Hiệu suất đột biến cao nhất quan
sát được ở nghiệm thức 0,8% EMS (1,69) và thấp nhất ở nghiệm thức 0,6% EMS
(1,41). Để đạt được hiệu suất cao, ảnh hưởng của chất gây đột biến nên lấn át được
những tác động của các tác nhân khác trong tế bào như là sự sai hình của nhiễm sắc
thể và các ảnh hưởng độc. Konzak và ctv (1965) cho rằng hiệu suất của đột biến ở
nồng độ thấp thì sẽ lớn hơn so với hiệu suất ở nồng độ cao vì ở nồng độ cao thường
có hiện tượng gây chết và bị tổn thương gia tăng nhanh hơn so với tốc độ đột biến.
Nhưng ở nghiệm thức 0,8% EMS lại cao hơn là do tốc độ tăng của tỉ lệ gây chết
thấp hơn nhiều so với tốc độ tăng của tần số đột biến, có nghĩa là ở nồng độ 0,8%
EMS các đột biến không mong muốn lại ít hơn dù mức đột biến cao.
29
3.5 ẢNH HƢỞNG CỦA EMS LÊN ĐẶC TÍNH NÔNG HỌC CỦA GIỐNG
ĐẬU XANH TAICHUNG
3.5.1 Chiều cao cây lúc chín
Ở đậu xanh cây đạt chiều cao tối đa lúc đã có trái chắc (Phạm Văn Thiều,
1999).
Chiều cao cây lúc chín của các nghiệm thức biến động từ 73cm (0,8% EMS)
đến 86,53cm (0,2% EMS), chiều cao cây trung bình của 5 nghiệm thức là 79,91cm,
chiều cao cây lúc chín của các nghiệm thức khác biệt không có ý nghĩa qua phân
tích thống kê (Bảng 3.6). Tuy chiều cao cây không khác biệt nhưng qua số liệu ở
Bảng 3.6 thì chiều cao cây có khuynh hướng giảm dần khi tăng nồng độ xử lý.
Thông thường thì chiều cao cây phụ thuộc vào kiểu gen, thời vụ gieo, đất đai và sự
chăm sóc. Chiều cao cây giữa có xử lý và không xử lý EMS không thể hiện mối
quan hệ nào nên có lẻ EMS chưa có ảnh hưởng nhiều đến tính trạng chiều cao cây.
Bảng 3.6 Chiều cao cây và số lóng của giống đậu xanh Taichung ở các nghiệm thức, vụ Hè
Thu 2012
STT
1
2
3
4
5
Nghiệm thức
0,0% EMS (ĐC)
0,2% EMS
0,4% EMS
0,6% EMS
0,8% EMS
Trung bình
Giá trị F
CV (%)
Chiều cao cây (cm)
84,67
86,53
77,67
77.67
73,00
79,91
ns
14,34
Số lóng
9,47 a
8,60 ab
7,80 b
8,20 b
8,47 b
8,51
*
5,46
Những số trong cùng một cột có chữ theo sau giống nhau thì không khác biệt qua phép thử DUNCAN.
(ns): khác biệt không có ý nghĩa; (*): khác biệt ở mức ý nghĩa 5%.
3.5.2 Số lóng trên thân chính
Số lóng trên thân chính giữa các nghiệm thức khác biệt ở mức ý nghĩa 5%
qua phân tích thống kê. Số lóng ít nhất thuộc về nghiệm thức 0,4% EMS (8 lóng) và
số lóng nhiều nhất thuộc về nghiệm thức đối chứng (9 lóng). Số liệu ở Bảng 3.6 cho
thấy nghiệm thức đối chứng có số lóng tương đương với nghiệm thức xử lý 0,2%
EMS nhưng khác biệt với các nghiệm thức xử lý EMS còn lại. Qua đó cho thấy khi
có xử lý EMS thì số lóng sẽ ít lại, nên có thể kết luận rằng EMS đã ảnh hưởng đến
số lóng trên thân chính nhưng ở từng mức nồng độ khác nhau chưa thấy ảnh hưởng
rõ rệt.
3.5.3 Số trái trên cây
Số trái trên cây của giống đậu xanh Taichung ở tất cả các nghiệm thức đều
khác biệt không có ý nghĩa qua phân tích thống kê. Tuy nhiên qua số liệu ở Bảng
3.7 cho thấy số trái trên cây cao nhất ở nghiệm thức đối chứng và thấp nhất ở
nghiệm thức 0,8% EMS, số trái trên cây tỉ lệ nghịch với nồng độ xử lý, nghĩa là
càng tăng nồng độ lên thì số trái càng giảm, ở nghiệm thức 0,2% EMS là 8 trái
nhưng ở nghiệm thức 0,8% EMS chỉ còn 7 trái. Nhìn chung số trái trên cây ở các
30
nghiệm thức có xử lý EMS đều thấp hơn so với số trái trên cây ở nghiệm thức
không xử lý EMS, nguyên nhân là do ở các nghiệm thức có xử lý EMS có một số
cây chỉ có một trái hoặc không có trái nào (cây bất thụ). Malik (1996) giải thích
rằng hóa chất EMS đã làm giảm độ hữu thụ của hạt phấn, ảnh hưởng đến quá trình
thụ tinh, dẫn đến số trái trên cây ở các nghiệm thức có xử lý EMS đều thấp hơn so
với số trái trên cây ở nghiệm thức đối chứng. Kết quả này cũng tương tự kết quả
của Roychowdhury (2012) trên cây Cẩm Chướng.
Bảng 3.7 Thành phần năng suất của giống đậu xanh Taichung ở vụ Hè Thu 2012
STT
Nghiệm thức
1
2
3
4
5
0,0% EMS (ĐC)
0,2% EMS
0,4% EMS
0,6% EMS
0,8% EMS
Trung bình
Giá trị F
CV (%)
Số
trái/cây
11,5
8,1
7,7
7,5
6,7
8,3
ns
22,1
Chiều
dài
trái
(cm)
8,5
8,7
8,9
8,4
8,7
8,6
ns
6,6
Số
hạt/trái
Số
hạt/cây
TL
1000
hạt (g)
TL
hạt/cây
(g)
8,6
7,5
7,7
7,8
8,1
7,9
ns
7,2
83
68
69
62
66
69,6
ns
25,4
48,9
50,8
45,7
48,9
47,0
48,3
ns
4,76
3,3
3,2
2,7
3,1
3,0
3,1
ns
28,4
Những số trong cùng một cột có chữ theo sau giống nhau thì không khác biệt qua phép thử DUNCAN.
(ns): khác biệt không có ý nghĩa
3.5.4 Chiều dài trái
Qua Bảng 3.7 cho thấy chiều dài trái của giống đậu xanh Taichung ở các
nghiệm thức khác biệt không có ý nghĩa qua phân tích thống kê, chiều dài trái trung
bình của giống là 8,7 cm, cao nhất ở nghiệm thức 0,4% EMS (8,9 cm) và thấp nhất
ở nghiệm thức 0,6% EMS (8,4 cm), chiều dài trái của các nghiệm thức dao động
nhỏ chỉ chênh lệch 0,5 cm nên có thể nói rằng EMS không có hoặc ít tác động lên
chiều dài trái của cây.
3.5.5 Số hạt trên trái
Số liệu ở Bảng 3.7 cho thấy số hạt trên trái cao nhất ở nghiệm thức đối chứng
(9 hạt) và thấp nhất ở nghiệm thức 0,2% EMS (8 hạt), trung bình số hạt trên trái là
7,9 hạt, số hạt trên trái ở các nghiệm thức dao động nhỏ chỉ chênh lệch 1,1 hạt. Số
hạt trên trái của các nghiệm thức khác biệt không có ý nghĩa qua phân tích thống kê.
3.5.6 Số hạt trên cây
Số hạt trên cây trung bình là 69,6 hạt, số hạt trên cây cao nhất thuộc về
nghiệm thức đối chứng (83 hạt) và thấp nhất thuộc về nghiệm thức 0,6% EMS (62
hạt) thể hiện ở Bảng 3.6. Số hạt trên cây của giống đậu xanh Taichung ở các nghiệm
thức khác biệt không ý nghĩa qua phân tích thống kê, nhưng qua Bảng 3.7 có thể
thấy khi không xử lý EMS thì số hạt trên cây cao hơn nhiều so với các nghiệm thức
có xử lý EMS. Số hạt trên cây và số trái trên cây ở nghiệm thức đối chứng có
khuynh hướng cao hơn các nghiệm thức có xử lý EMS.
31
3.5.7 Trọng lƣợng 1000 hạt
Trọng lượng 1000 hạt của giống đậu xanh Taichung qua phân tích thống kê
thì không có sự khác biệt ý nghĩa giữa các nghiệm thức. Qua Bảng 3.7 thì trọng
lượng 1000 hạt cao nhất ở nghiệm thức 0,2% EMS (50,8g) và thấp nhất thuộc về
nghiệm thức 0,4% EMS (45,7g), chênh lệch 5,1g. Trọng lượng 1000 hạt được kiểm
soát bởi kiểu gen ít bị biến đổi do môi trường nên chưa thấy sự tác động của EMS
lên tính trạng này.
3.5.8 Trọng lƣợng hạt trên cây
Trọng lượng hạt trên cây của giống đậu xanh Taichung ở các nghiệm thức
khác biệt không có ý nghĩa qua phân tích thống kê. Trọng lượng hạt trên cây cao
nhất ở nghiệm thức đối chứng (3,3g) và thấp nhất ở nghiệm thức 0,4% EMS (2,7g).
Trọng lượng hạt trên cây ở các nghiệm thức có xử lý EMS đều tương đồng với đối
chứng, chỉ chênh lệch nhau 0,6g có thể nói hóa chất EMS ít ảnh hưởng đến năng
suất giống đậu xanh Taichung.
3.5.9 Hệ số biến dị (CV%)
Hệ số biến dị phản ánh mức độ sai biệt giữa các cá thể trong quần thể với
một tính trạng nào đó. Một tính trạng có hệ số biến dị cao, nghĩa là mức độ biến dị
của các cá thể trong quần thể ở tính trạng đó lớn. Tuy nhiên, mức độ biến dị phụ
thuộc vào hai yếu tố: biến dị do kiểu gen và biến dị do yếu tố môi trường tác động.
Vì vậy, việc xác định biến dị nào do kiểu gen quy định là điều rất cần thiết, nó sẽ
giúp ít nhiều cho nhà chọn giống trong việc thiết lập chương trình cải thiện giống.
Khảo sát hệ số biến dị xác định được tính trạng nào ở mức biến dị cao và ở nồng độ
nào từ đó có thể đưa ra các biện pháp xử lý thích hợp.
CV%
70
60
Cao cây
Trái/cây
Hạt/cây
50
40
TL 1000 hạt
TL hạt/ cây
30
20
10
0
Nghiệm Thức
Đối chứng
0,2% EMS
0,4% EMS
0,6% EMS
0,8% EMS
Hình 3.4 Ảnh hƣởng của nồng độ EMS lên hệ số biến dị CV của giống đậu xanh Taichung
32
Trong số 5 tính trạng được khảo sát, thì hệ số biến dị cao nhất thuộc về tính
trạng số hạt trên cây tương ứng mức nồng độ 0,2% EMS và 0,6% EMS. Tiếp theo
đó là các tính trạng số trái trên cây, trọng lượng hạt trên cây, chiều cao cây và cuối
cùng là trọng lượng 1000 hạt ( Hình 3.4). Nhìn chung thì ở nồng độ 0,0% EMS (đối
chứng) ở 5 tính trạng khảo sát đều có hệ số biến dị thấp nhất. Trong khi các nghiệm
thức được xử lý bởi các nồng độ EMS thì đa số các tính trạng có hệ số biến dị cao
đều thuộc về nghiệm thức có nồng độ 0,6% EMS (Hình 3.4 và phụ chương 12).
33
CHƢƠNG 4
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ
4.1 KẾT LUẬN
Từ kết quả thí nghiệm có thể rút ra một số kết luận sau:
Nồng độ EMS càng cao thì thời gian mọc mầm càng chậm. Ở nồng độ 0,8%
EMS đã làm chậm khả năng mọc mầm của giống đậu xanh Taichung.
Tần số đột biến tăng dần theo nồng độ xử lý EMS, ở nồng độ 0,8% EMS thì
tần số đột biến (26,38) là cao nhất.
Hiệu quả đột biến giảm dần theo nồng độ, thấp nhất ở nghiệm thức 0,8%
EMS (32,98).
Hiệu suất đột biến cũng giảm dần theo nồng độ nhưng đến mức nồng độ nhất
định 0,6% EMS thì nó tăng.
EMS đã làm xuất hiện nhiều dạng lá đột biến như chẻ thùy sâu, chẻ thùy cạn,
nhăn nhúm, tiêu biến nữa lá. Ngoài ra EMS còn làm thay đổi màu sắc lá như lá vàng
gân vàng, lá vàng gân xanh, lá xanh gân đỏ tím. Số lượng lá chét cũng bị biến đổi
khi xử lý EMS, xuất hiện những lá kép có 4 lá chét, 5 lá chét và 6 lá chét. Các dạng
đột biến hình thái chủ yếu xuất hiện ở nồng độ 0,4% EMS (16,71%).
Hệ số biến dị của các tính trạng chiều cao cây, số hạt/cây, số trái/cây trọng
lượng 1000hạt và trọng lượng hạt/cây nhìn chung cao ở nồng độ 0,6% EMS.
EMS đã tác động đến số lóng của cây đậu xanh Taichung làm cho số lóng ít
lại khi xử lý EMS. Ngoài ra, các tính trạng khác như số trái/cây, chiều dài trái, số
hạt/cây, số hạt/trái, trọng lượng 1000 hạt và trọng lượng hạt/cây ít chịu sự tác động
của hóa chất EMS ở thế hệ M1.
4.2 ĐỀ NGHỊ
Tiếp tục gieo trồng hạt ở các thế hệ kế tiếp (M2, M3, M4,…) để đánh giá sự
phân ly của các kiểu gen đột biến trong quần thể, nhằm tìm ra được những dòng tốt,
phục vụ cho công tác cải thiện giống.
34
35
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Tiếng anh
Adamu, A. K. and H. Aliyu. 2007. Morphological effects of sodium azide on
tomato (Lycopersicon esculentum Mill). Science World Journal. 2(4): 9-12.
Dianthus caryophyllus for economic traits. Electronic. J. Plt.
Dubey, V. 1988. Effect of ethyl methane sulphonate (EMS) and diethyl sulphate
(DES) in Faba bean. FABIS Newsletter. 32: 18-22.
Khan, S. and S. Goyal. 2009. Improvement of mungbean varieties through
induced mutations. Afr. J. Plant Sci. 3: 174-180. [22] Kozgar, M. I., S. Goyal
and S. Khan. 2011. EMS induced mutation variability in Vigna radiata and
Vigna mungo. Res. J. Bot. 6: 31-37.
Kharkwal, M.C. and Q.Y. Shu. 2009. The Role of Induced Mutations in World
Food Security. In: Shu, Q.Y. (Ed.), Induced Plant Mutations in the Genomics
Era, Food and Agriculture Organization of the United Nations, Rome, Italy,
pp. 33-38.
Lee, S. Y., B. W. Yae and K. S. Kim. 2005. Segregation patterns of several
morphological characters and RAPD markers in interspecific hybrids
between Dianthus giganteus and D.carthusianorum. Scientia Horticulturae.
105: 53-64.
Nandanwar, R. S. and Y. G. Khamankar. 1996. Induced variability for
quantitative character in Mung bean (Vigna radiata L. Wilczek.) in M1
generation. In: Proc. of seminar on Strategies for increases pulse
production in Maharashtra.
Novak, F.J. and H. Brunner. 1992. Plant breeding: Induced mutation technology
for crop improvement. IAEA Bull. 4: 25-32.
Padavai, P. and D. Dhanavel. 2004. Effect of EMS, DES and Colchicine
treatment in soybean. Crop Res. 28 (1, 2 & 3): 118-120.
Roychowdhury, R. 2011. Effect of Chemical Mutagens on Carnation (Dianthus
caryophyllus L.): A Mutation Breeding Approach, LAP Lambert Academic
Publishing, Germany, pp. 14.
Roychowdhury, R. and J. Tah. 2011. Mutation breeding in
Singh, R. and C. R. Kole. 2005. Effect of mutagenic treatments with EMS on
germination and some seedling parameters in mungbean. Crop Res. 30(2):
236-240.
Staby, G. L., J. L. Robertson, D. C. Kiplinger and C. A. Conover. 1978. Chain of
Life, Ohio Florist’s Association, Ohio State University, Columbus.
Yadav, R. D. S. 1987. Effect of mutagens on mitotic index, seedling vigour and
chlorophyll mutation in mung bean (Vignaradiata L. Wilczek). J. Nuclear
Agric. Bio. 16(1): 13-17.
Tiếng việt
Đổ Lê Thăng. (2001). Giáo trình di truyền học. Nhà xuất bản Hà Nội.
Khuất Hữu Thanh, (2003). Cơ sở di truyền phân tử và kỹ thuật gen trường đại
học Bách Khoa Hà Nội.
Nguyễn Hữu Đống, Ks Đào Thanh Bằng, Ks Lâm Quang Dụ, Ks Phan Đức
Trực. (1997) . Đột biến: cơ sở lý luận và ứng dụng. Nhà xuất bản Nông
Nghiệp Hà Nội.
Phạm Thành Hổ. (1988). Giáo trình di truyền học. Nhà xuất bản giáo dục.
Phạm Văn Duệ. (2005). Giáo trình di truyền và chọn giống cây trồng. Nhà xuất
bản Hà Nội.
Trần Kim Thủy. (1969). Cây đậu xanh, đặc tính thực vật và sự canh tác đậu
xanh tại Việt Nam, viện khảo cứu Sài Gòn.
Trần Thị Thanh Thủy và Trương Trọng Ngôn. (2010). Phân tích và đánh giá
các mô hình tương tác giữa kiểu gen và môi trường của các giống đậu xanh
triển vọng. Báo cáo nghiệm thu đề tài cấp trường.
Vũ Đình Hòa, PGS.TS. Nguyễn Văn Hoan, TS. Vũ Văn Liệt. (2009). Giáo trình
chọn giống cây trồng. Nhà xuất bản Hà Nội.
PHỤ CHƢƠNG
Phụ chƣơng 1 Bảng phân tích phương sai tỉ lệ thời gian mọc mầm của giống đậu
xanh Taichung, vụ Hè Thu 2012.
Nguồn biến
động
Lặp lại
Nghiệm thức
Sai số
Tổng cộng
CV (%)= 8,13
Độ tự do
2
4
8
14
Tổng bình
phƣơng
0,400
13,067
0,933
14,400
Trung bình
bình phƣơng
0,200
3,267
0,117
F tính
Xác suất
1,7143
0,2401
28,0000** 0,0001
**: khác biệt ở mức ý nghĩa 1%
Phụ chƣơng 2 Bảng phân tích phương sai thời gian trổ hoa của giống đậu xanh
Taichung, vụ Hè Thu 2012.
Nguồn biến
động
Lặp lại
Nghiệm thức
Sai số
Tổng cộng
CV (%)= 3,62
Độ tự do
2
4
8
14
Tổng bình
phƣơng
3,333
6,667
13,333
23,333
Trung bình
bình phƣơng
1,667
1,667
1,667
F tính
Xác suất
1,0000
1,0000ns
ns: khác biệt không có ý nghĩa
Phụ chƣơng 3 Bảng phân tích phương sai thời gian sinh trưởng của giống đậu xanh
Taichung, vụ Hè Thu 2012.
Nguồn biến
động
Lặp lại
Nghiệm thức
Sai số
Tổng cộng
CV (%)= 1,68
Độ tự do
2
4
8
14
ns: khác biệt không có ý nghĩa
Tổng bình
phƣơng
25,600
6,267
7,733
39,600
Trung bình
bình phƣơng
12,800
1,567
0,967
F tính
Xác suất
13,2414
1,6207ns
0,0029
0,2598
Phụ chƣơng 4 Bảng phân tích phương sai chiều cao cây của giống đậu xanh
Taichung, vụ Hè Thu 2012.
Nguồn biến
động
Lặp lại
Nghiệm thức
Sai số
Tổng cộng
CV (%)= 14,34
Độ tự do
2
4
8
14
Tổng bình
phƣơng
21,829
372,923
1050,517
1445,269
Trung bình
bình phƣơng
10,915
93,231
131,315
F tính
Xác suất
0,0831
0,7100ns
ns: khác biệt không ý nghĩa
Phụ chƣơng 5 Bảng phân tích phương sai số lóng của giống đậu xanh Taichung, vụ
Hè Thu 2012.
Nguồn biến
động
Lặp lại
Nghiệm thức
Sai số
Tổng cộng
CV (%)= 5,46
Độ tự do
2
4
8
14
Tổng bình
phƣơng
0,485
4,576
1,728
6,789
Trung bình
bình phƣơng
0,243
1,144
0,216
F tính
Xác suất
1,1235
5,2963*
0,3715
0,0220
*: khác biệt ở mức ý nghĩa 5%
Phụ chƣơng 6 Bảng phân tích phương sai số trái trên cây của giống đậu xanh
Taichung, vụ Hè Thu 2012.
Nguồn biến
động
Lặp lại
Nghiệm thức
Sai số
Tổng cộng
CV (%)= 22,05
Độ tự do
2
4
8
14
ns: khác biệt không có ý nghĩa
Tổng bình
phƣơng
0,665
41,931
26,701
69,297
Trung bình
bình phƣơng
0,333
10,483
3,338
F tính
Xác suất
0,0997
3,1407ns
0,0789
Phụ chƣơng 7 Bảng phân tích phương sai chiều dài trái của giống đậu xanh
Taichung, vụ Hè Thu 2012.
Nguồn biến
động
Lặp lại
Nghiệm thức
Sai số
Tổng cộng
CV (%)= 6,62
Độ tự do
2
4
8
14
Tổng bình
phƣơng
0,680
0,592
2,625
3,897
Trung bình
bình phƣơng
0,340
0,148
0,328
F tính
Xác suất
1,0368
0,4514ns
0,3978
ns: khác biệt không có ý nghĩa
Phụ chƣơng 8 Bảng phân tích phương sai số hạt trên trái của giống đậu xanh
Taichung, vụ Hè Thu 2012.
Nguồn biến
động
Lặp lại
Nghiệm thức
Sai số
Tổng cộng
CV (%)=7,17
Độ tự do
2
4
8
14
Tổng bình
phƣơng
1,275
2,069
2,583
5,927
Trung bình
bình phƣơng
0,637
0,517
0,323
F tính
Xác suất
1,9736
1,6018ns
0,2010
0,2642
ns: khác biệt không có ý nghĩa
Phụ chƣơng 9 Bảng phân tích phương sai số hạt trên cây của giống đậu xanh
Taichung, vụ Hè Thu 2012.
Nguồn biến
động
Lặp lại
Nghiệm thức
Sai số
Tổng cộng
CV (%)=25,38
Độ tự do
2
4
8
14
ns: khác biệt không có ý nghĩa
Tổng bình
phƣơng
593,509
727,157
2500,891
3821,557
Trung bình
bình phƣơng
296,755
181,789
312,611
F tính
0,9493
0,5815ns
Xác suất
Phụ chƣơng 10 Bảng phân tích phương sai trọng lượng hạt trên cây của giống đậu
xanh Taichung, vụ Hè Thu 2012.
Nguồn biến
động
Lặp lại
Nghiệm thức
Sai số
Tổng cộng
CV (%)=28,37
Độ tự do
2
4
8
14
Tổng bình
phƣơng
0,908
0,596
6,035
7,540
Trung bình
bình phƣơng
0,454
0,149
0,754
Xác suất
F tính
0,6020
0,1976ns
ns: khác biệt không có ý nghĩa
Phụ chƣơng 11 Bảng phân tích phương sai trọng lượng 1000 hạt của giống đậu
xanh Taichung, vụ Hè Thu 2012.
Nguồn biến
động
Lặp lại
Nghiệm thức
Sai số
Tổng cộng
CV (%)= 4,76
Độ tự do
2
4
8
14
Tổng bình
phƣơng
14,934
46,210
42,240
103,385
Trung bình
bình phƣơng
7,467
11,553
5,280
F tính
Xác suất
1,4142
2,1880ns
0,2979
0,1607
ns: khác biệt không có ý nghĩa
Phụ chƣơng 12 Hệ số biến dị (CV%) của các tính trạng năng suất và thành phần
năng suất ở các mức nồng độ EMS.
Nghiệm thức
Cao
cây
(cm)
0,0% EMS (ĐC)
0,2% EMS
0,4% EMS
0,6% EMS
0,8% EMS
11,89
14,94
21,51
16,48
17,52
Trái/cây Hạt/cây TL 1000 TL
hạt (g)
hạt/cây
(g)
28,72
29,41
3,19
3,19
45,53
59,76
3,96
3,96
42,94
49,06
4,75
4,75
59,00
59,62
5,42
5,42
58,91
45,68
7,98
7,98
Điểm
Xếp
hạng
1
4
3
2
2
3
4
1
3
2
[...]... tính sinh trƣởng của giống đậu xanh Taichung, vụ Hè Thu 2012 20 3.4 Ảnh hƣởng của các mức nồng độ EMS đến sức sống của giống đậu xanh Taichung 23 3.5 Tần số đột biến, hiệu quả và hiệu suất đột biến của các mức nồng độ EMS trên giống đậu xanh Taichung 29 3.6 Chiều cao cây và số lóng của giống đậu xanh Taichung ở các nghiệm thức, vụ Hè Thu 2012 30 3.7 Thành phần năng suất của giống đậu xanh Taichung ở vụ... 3.4 Tên hình Cây đậu xanh có màu sắc lá bị đột biến Các kiểu đột biến về dạng lá trên cây đậu xanh Biến dị về số lƣợng lá chét khi xử lý EMS ở giống đậu xanh Taichung Ảnh hƣởng của nồng độ EMS lên hệ số biến dị của giống đậu xanh Taichung x Trang 25 26 28 32 DANH SÁCH BẢNG Bảng 1.1 Tên bảng Các tác nhân gây đột biến hóa học thông dụng trong chọn giống 2.1 Đặc tính của giống đậu xanh Taichung 12 2.2... của giống đậu xanh Taichung Thời gian trổ hoa và thời gian sinh trưởng của giống đậu xanh Taichung ít bị ảnh hưởng bởi hóa chất EMS bởi vì hai đặc tính này do đa gen kiểm soát, có thể hóa chất EMS chỉ tác động lên một ít gen 3.3 ẢNH HƢỞNG CỦA EMS LÊN SỨC SỐNG GIỐNG ĐẬU XANH TAICHUNG 3.3.1 Tỉ lệ sống của cây con Tỉ lệ sống của cây con ở thời điểm 15 NSKG trong thế hệ đột biến đầu tiên (M1) của cây đậu. .. phá vỡ liên kết giữa nitơ của purin và đường deoxyriboza, có thể gây các đột biến Vì những lý do trên mà đề tài Ảnh hưởng của bốn mức nồng độ EMS lên giống đậu xanh Taichung được thực hiện nhằm xác định nồng độ EMS thích hợp gây biến dị cao và có lợi trên giống đậu xanh Taichung để góp phần tạo ra nguồn vật liệu mới phục vụ cho công tác chọn giống đậu xanh bằng con đường đột biến 1 CHƢƠNG 1 LƢỢC KHẢO... và Dhanavel (2004) trên cây đậu nành, Singh và Kole (2005) trên cây đậu xanh Số liệu ở bảng 3.4 cho thấy tỉ lệ sống của cây con ở thời điểm 15 NSKG biểu hiện độc lập với nồng độ xử lý, có thể ở giai đoạn này cây con vẫn chưa ổn định với mức nồng độ xử lý EMS Bảng 3.4: Ảnh hƣởng của các mức nồng độ EMS đến sức sống của giống đậu xanh Taichung Tổng số cây Tỉ lệ (%) Cây sống ở Gây chết so với ĐC 15 NSKG... khi nồng độ EMS càng tăng Có thể nói, thời gian mọc mầm bị ảnh hưởng không những bởi hóa chất EMS mà còn bởi nồng độ EMS Tỉ lệ mọc mầm của các nghiệm thức là như nhau (100%) nhưng thời gian mọc mầm của các nghiệm thức lại khác nhau như vậy là EMS đã tác động lên các alen điều khiển thời gian mọc mầm của giống đậu xanh Taichung 3.2.2 Thời gian trổ hoa Qua Bảng 3.3 cho thấy thời gian trổ hoa của giống đậu. .. nhổ tay, vì vậy đến khi đậu giáp tán mật độ cỏ xuất hiện ít hơn Bên cạnh đó, hệ thống tưới và thoát nước tốt nên khu đất thí nghiệm không bị thiếu nước lúc nắng và không bị ngập úng khi trời mưa 3.2 ẢNH HƢỞNG CỦA EMS LÊN ĐẶC TÍNH SINH TRƢỞNG CỦA GIỐNG ĐẬU XANH TAICHUNG 3.2.1 Thời gian mọc mầm Thời gian mọc mầm của giống đậu xanh Taichung giữa các nghiệm thức có sự khác biệt ở mức ý nghĩa 1% qua phân... trên đều cao hơn so với giống đối chứng trong thế hệ M5 Res J Bot (2010) Nghiên cứu ảnh hưởng của EMS ở các mức nồng độ khác nhau trên giống đậu xanh và đậu đen Kết quả là làm thay đổi giá trị trung bình của năng suất và cải thiện đặc điểm năng suất ở thế hệ M2 trong khi không có sự thay đổi lớn của hai đặc tính trên ở thế hệ M1 của cả hai giống Tuy nhiên giá trị trung bình của tổng hàm lượng protêin... mầm và các đặc tính nông học trên đậu xanh Kết quả làm thay đổi các đặc tính nông học của đậu xanh nhưng không ảnh hưởng đến sự nảy mầm Samiullah Khan và Sonu Goyal (2009) đã sử dụng EMS ở nồng độ 0,1% và 0,2% để gây đột biến trên 2 giống đậu xanh K-851 và PS-16 Kết quả đã cải thiện được năng suất và gia tăng tính biến dị di truyền về các tính trạng số lượng của hai giống này như: số cành hữu hiệu,... (2011), đánh giá hiệu quả gây đột biến của ba hóa chất, consixin, EMS và sodium axit ( SA) ở ba mức nồng độ 0,1%, 0,4% và 0,7% đối với hoa cẩm chướng ở thế hệ M1 Kết quả là ảnh hưởng của EMS đối với hạt giống và sự vô sinh của phấn hoa cao hơn nhiều so với consixin và SA Consixin ở nồng độ 0,4% thì ảnh hưởng hiệu quả đối với các đặc tính nông học Khi tăng liều lượng xử lý của EMS và SA thì tỷ lệ nảy