So sánh động thái tích lũy một số chất trong mầm đậu tương DT84 và đt26 sinh trưởng ở điều kiện nhiễm mặn

TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM HÀ NỘI 2 KHOA SINH – KTNN TRẦN THỊ KIM THOA SO SÁNH ĐỘNG THÁI TÍCH LŨY MỘT SỐ CHẤT TRONG MẦM GIỐNG ĐẬU TƢƠNG DT84 VÀ ĐT26 SINH TRƢỞNG Ở ĐIỀU KIỆN NHIỄM MẶN KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Chuyên nghành: Sinh lý học thực vật HÀ NỘI - 2015 TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM HÀ NỘI 2 KHOA SINH – KTNN TRẦN THỊ KIM THOA SO SÁNH ĐỘNG THÁI TÍCH LŨY MỘT SỐ CHẤT TRONG MẦM GIỐNG ĐẬU TƢƠNG DT84 VÀ ĐT26 SINH TRƢỞNG Ở ĐIỀU KIỆN NHIỄM MẶN KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Chuyên nghành: Sinh lý học thực vật Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: PGS.TS NGUYỄN VĂN MÃ HÀ NỘI – 2015 LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành khóa luận này, em đã nhận đƣợc rất nhiều sự giúp đỡ của các thầy cô giáo. Đầu tiên, em xin gửi lời cảm ơn tới PGS.TS Nguyễn Văn Mã là ngƣời thầy đã hƣớng dẫn tận tình, tạo điều kiện tốt nhất giúp em hoàn thành tốt khóa luận này. Em xin gửi lời cám ơn tới các thầy cô giáo trong khoa Sinh – KTNN Trƣờng Đại học Sƣ phạm Hà Nội 2, những ngƣời đã truyền đạt cho em những kiến thức và phƣơng pháp nghiên cứu quý báu trong suốt thời gian học tập tại trƣờng. Và cuối cùng em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc nhất tới gia đình, bạn bè và những ngƣời luôn quan tâm giúp đỡ trong suốt thời gian học tập và nghiên cứu vừa qua. Trong quá trình hoàn thành khóa luận, do lần đầu tiên làm nghiên cứu khoa học và thời gian có hạn không tránh khỏi những thiếu sót, em rất mong nhận đƣợc sự đóng góp ý kiến của các thầy cô và các bạn sinh viên để khóa luận đƣợc hoàn thiện hơn. Em xin chân thành cảm ơn. Hà Nội,tháng 5 năm 2015 Sinh viên Trần Thị Kim Thoa LỜI CAM ĐOAN Em xin cam đoan khóa luận “So sánh động thái tích lũy một số chất trong mầm giống đậu tương DT84 và ĐT26 sinh trưởng ở điều kiện nhiễm mặn” đƣợc hoàn thành là kết quả nghiên cứu của riêng em, những số liệu trong khóa luận là trung thực, không sao chép, không trùng lặp với kết quả nghiên cứu của tác giả khác. Hà Nội, tháng 5 năm 2015 Sinh viên Trần Thị Kim Thoa DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1: Hàm lƣợng prolin trong mầm giống DT84 Bảng 2: Hàm lƣợng prolin trong mầm giống ĐT26 Bảng 3. Hàm lƣợng vitamin C trong mầm giống DT84 Bảng 4. Hàm lƣợng vitamin C trong mầm giống ĐT26 Bảng 5: Tỉ lệ nảy mầm của 2 giống đậu tƣơng DT84 và ĐT26 Bảng 6: Chiều dài mầm 2 giống đậu tƣơng DT84 và ĐT26 DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1. Sơ đồ mô tả vai trò của prolin đối với tính chống chịu của cây Hình 2 : Cơ chế và tác nhân điều hòa quá trình trao đổi prolin ở thực vật Hình 3: Hàm lƣợng prolin M0.4 trong mầm giống đậu tƣơng DT84 Hình 4: Hàm lƣợng prolin M0.6 trong mầm giống đậu tƣơng DT84 Hình 5: Hàm lƣợng prolin M0.8 trong mầm giống đậu tƣơng DT84 Hình 6. Hàm lƣợng vitamin C M0.4 trong mầm giống ĐT26 Hình 7. Hàm lƣợng vitamin C M0.6 trong mầm giống ĐT26 Hình 8. Hàm lƣợng vitamin C M0.8 trong mầm giống ĐT26 Hình 9: Tỉ lệ nảy mầm giống đậu tƣơng DT84 Hình 10: Tỉ lệ nảy mầm giống đậu tƣơng ĐT26 MỤC LỤC MỞ ĐẦU ................................................................................................. 1 1. Lí do chọn đề tài ................................................................................ 1 2. Mục đích nghiên cứu ......................................................................... 3 3. Nhiệm vụ nghiên cứu ......................................................................... 3 4. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu ....................................................... 3 5. Ý nghĩa lí luận và thực tiễn ................................................................ 3 Chƣơng 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU ......................................................... 4 1.1. Sự nảy mầm của hạt đậu tƣơng ........................................................ 4 1.2. Vai trò của prolin và vitamin C trong quá trình nảy mầm của hạt ...... 6 1.3. Ảnh hƣởng của nhiễm mặn đất trồng đến thực vật nói chung và cây đậu đỗ nói riêng ........................................................................................... 9 1.4. Tình hình nghiên cứu về vai trò của prolin và vitamin C ở đậu đỗ nói chung và đậu tƣơng nói riêng trong điều kiện nhiễm mặn ...................... 11 Chƣơng 2. ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU............... 14 2.1. Đối tƣợng nghiên cứu.................................................................... 14 2.2. Phƣơng pháp nghiên cứu ............................................................... 14 Chƣơng 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ........................ 19 3.1. So sánh động thái tích lũy prolin trong mầm hai giống đậu tƣơng DT84 và ĐT26 .............................................................................................. 19 3.2. So sánh động thái tích lũy vitamin C trong mầm hai giống đậu tƣơng DT84 và ĐT26 .................................................................................... 25 3.3. Tỉ lệ nảy mầm và chiều dài mầm ở 2 giống đậu tƣơng DT84 và ĐT26 ........................................................................................................... 28 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................................................................. 34 TÀI LIỆU THAM KHẢO ....................................................................... 35 MỞ ĐẦU 1. Lí do chọn đề tài Đậu tƣơng hay đỗ tƣơng, đậu nành (tên khoa học là Glycine max) là loại cây họ Đậu, là loài có giá trị dinh dƣỡng, giá trị kinh tế khá cao và giữ một vị trí quan trọng trong cơ cấu cây trồng hiện nay. Cây đậu tƣơng đƣợc trồng chủ yếu lấy hạt để chế biến thức ăn cho ngƣời và gia súc. Sản phẩm từ cây đậu tƣơng đƣợc sử dụng rất đa dạng nhƣ dùng trực tiếp hạt thô hoặc chế biến thành đậu phụ, ép thành đậu nành, nƣớc tƣơng, làm bánh kẹo, sữa đậu nành,… Hạt đậu tƣơng có thành phần dinh dƣỡng giàu protein (40%), lipit (1225%), gluxit (10-15%), có các muối khoáng Ca, Fe, Mg, P, Na, S; các vitamin A, B1, B2, E, D, F, các enzim, sáp, nhựa, xenlulozo,…[11], [12]. Đậu tƣơng còn đƣợc xem nhƣ là một thứ dƣợc liệu có tác dụng ức chế phân hủy protein, điều hòa ngũ tạng, phòng bệnh và chữa bệnh cho con ngƣời. Hạt đậu tƣơng là một mặt hàng nông sản xuất khẩu có giá trị. Ngoài ra, đậu tƣơng còn có tác dụng cao trong cải tạo đất vì hệ rễ có nốt sần chứa vi khuẩn cố định đạm. Hiện nay đậu tƣơng đƣợc gieo trồng ngày càng rộng rãi ở nƣớc ta và trên thế giới. Có rất nhiều yếu tố môi trƣờng bất lợi trong đó có nhiễm mặn là yếu tố hạn chế năng suất của cây trồng nói chung và đậu tƣơng nói riêng. Việc đƣa các giống đậu tƣơng vào gieo trồng ở các vùng sinh thái khác nhau nhất là vùng đất ngập mặn gặp không ít trở ngại do đậu tƣơng là loại cây tƣơng đối mẫn cảm với điều kiện ngoại cảnh và thuộc nhóm cây chống chịu hạn. Đặc biệt đậu tƣơng rất mẫn cảm với nƣớc ở các giai đoạn: hạt nảy mầm, cây con, ra hoa, quả non. Khả năng chống chịu của cây trồng đối với điều kiện môi trƣờng khắc nghiệt đã và đang đƣợc nhiều nhà khoa học trong và ngoài nƣớc quan tâm 1 nghiên cứu. Trên cơ sở tính mẫn cảm của các loại cây trồng khác nhau với điều kiện ngoại cảnh, ở từng giai đoạn nhất định ngƣời ta đã tìm những giống có khả năng chống chịu nhƣ chịu hạn, chịu mặn, chịu lạnh… trong đó khả năng chống chịu ở giai đoạn nảy mầm đƣợc đặc biệt quan tâm vì sự phát triển của cây ở giai đoạn này là nền móng cho sự phát triển ở những giai đoạn tiếp theo. Cho đến nay đã có nhiều công trình của các nhà khoa học trong nƣớc nghiên cứu về các vấn đề chống chịu liên quan đến đậu tƣơng nhƣ: Nguyễn Văn Mã, Nguyễn Thị Thanh Thủy, Nguyễn Thị Minh Ngọc, Trần Đình Long, Trần Thị Phƣơng Liên [8], [10], [11]… Tuy nhiên, hƣớng nghiên cứu về khả năng chịu mặn chƣa đƣợc thật rộng rãi và sâu sắc. Nghiên cứu và đánh giá khả năng chịu mặn của đậu tƣơng trong điều kiện mặn nhân tạo, là cơ sở bƣớc đầu cho tuyển chọn giống đậu tƣơng có thể thích nghi với vùng đất nhiễm mặn. Prolin và axit ascorbic (vitamin C) là các chất có khả năng bảo vệ tế bào trong điều kiện sinh trƣởng ở môi trƣờng cực đoan. Prolin là một axit amin có vai trò quan trọng trong việc chống stress trong cơ thể thực vật. Prolin tham gia điều chỉnh áp suất thẩm thấu của nội bào, tham gia bảo vệ màng, protein và axit nucleic… Vitamin C là một chất chống oxi hóa tốt, nó tham gia vào nhiều hoạt động sống của cơ thể, là một đồng yếu tố trong một số phản ứng enzim quan trọng… Những nghiên cứu về vai trò của các chất nêu trên còn chƣa nhiều, đặc biệt là động thái tích lũy của chúng ở mầm hai giống đậu tƣơng DT84 và ĐT26 có năng suất và phẩm chất tốt đã đƣợc gieo trồng rộng rãi ở Việt Nam khi sinh trƣởng ở điều kiện stress muối còn chƣa đƣợc nghiên cứu. 2 Xuất phát từ vấn đề này chúng em nghiên cứu đề tài: “So sánh động thái tích lũy một số chất trong mầm giống đậu tương DT84 và ĐT26 khi sinh trưởng ở điều kiện nhiễm mặn”. 2. Mục đích nghiên cứu Nghiên cứu so sánh động thái tích lũy prolin và vitamin C trong mầm đậu tƣơng khi sinh trƣởng ở điều kiện nhiễm mặn ở 2 giống đậu tƣơng DT84 và ĐT26. 3. Nhiệm vụ nghiên cứu - Xác định hàm lƣợng prolin và vitamin C trong quá trình hạt nảy mầm ở điều kiện nhiễm mặn của hai giống đậu tƣơng DT84 và ĐT26. - Xác định khả năng nảy mầm, chiều dài mầm của hai giống đậu tƣơng DT84 và ĐT26. 4. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu - Đối tƣợng: mầm đậu tƣơng 2 giống DT84 và ĐT26. - Phạm vi nghiên cứu: xác định sự tích lũy prolin và vitamin C trong giai đoạn nảy mầm của 2 giống đậu tƣơng dƣới ảnh hƣởng của các nồng độ muối từ 0.4% đến 0.8%. 5. Ý nghĩa lí luận và thực tiễn - Bổ sung nguồn tài liệu về động thái tích lũy các chất prolin và vitamin C trong mầm đậu tƣơng ở điều kiện nhiễm mặn. - Là căn cứ để chọn giống phù hợp điều kiện môi trƣờng nhiễm mặn. 3 Chƣơng 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1. Sự nảy mầm của hạt đậu tƣơng Sự nảy mầm là giai đoạn quan trọng trong chu trình sinh trƣởng và phát triển của thực vật nói chung và đậu tƣơng nói riêng. Giai đoạn nảy mầm ảnh hƣởng rất lớn tới sự phát triển của cây sau này. Khả năng nảy mầm của hạt giống là một trong những chỉ tiêu quan trọng để đánh giá tiêu chuẩn của một giống tốt. Đối với các loại cây trồng nói chung và cây đậu tƣơng nói riêng, nảy mầm là giai đoạn khởi đầu của quá trình sinh trƣởng, thời kì mọc mầm đƣợc tính từ khi gieo hạt đến khi xuất hiện mầm trên mặt đất. Khi nảy mầm, trong hạt diễn ra hàng loạt các quá trình sinh lí, sinh hóa một cách phức tạp. Tỷ lệ mọc mầm cao hay thấp, thời gian mọc mầm nhanh hay chậm đều có liên quan tới tốc độ sinh trƣởng của giống và sự đồng đều của các loại giống trong quần thể. Do vậy, giống nào có tỷ lệ mọc mầm cao, thời gian mọc mầm nhanh sẽ rất thuận lợi cho sinh trƣởng và phát triển của cây sau này. Những giống có tỷ lệ mọc mầm thấp sẽ không đảm bảo cho mật độ, thời gian mọc mầm kéo dài sẽ làm cho cây sinh trƣởng kém ngay từ đầu, từ đó ảnh hƣởng nghiêm trọng đến năng suất. Tỷ lệ và khả năng mọc mầm không chỉ do bản chất di truyền của giống mà còn phụ thuộc vào nhiệt độ, độ ẩm... Đối với đậu tƣơng ở nhiệt độ 27 – 280C hạt đậu tƣơng nảy mầm thuận lợi hơn, tốc độ nảy mầm cũng nhanh hơn. Hạt đƣợc gieo trong dung dịch muối có áp suất thẩm thấu cao nên tế bào thực vật sẽ khó hút nƣớc hơn trong điều kiện bình thƣờng, thậm chí nếu áp suất thẩm thấu quá cao nƣớc sẽ đi từ trong tế bào ra ngoài môi trƣờng, kìm hãm sự nảy mầm của hạt. Theo nghiên cứu của Fernando và cộng sự trên đối tƣợng thực vật Chenopodium quinoa willd cho 4 thấy tỉ lệ nảy mầm chỉ đạt 14% sau gieo hạt 14 giờ khi cho chúng nảy mầm trong dung dịch NaCl. Quá trình nảy mầm diễn ra nhiều biến đổi sinh lí, sinh hóa trong hạt với tốc độ cao để chuẩn bị cho sự hình thành cây con mới. Đậu tƣơng thuộc cây hai lá mầm nên sự nảy mầm của đậu tƣơng cũng gồm các pha nhƣ sự nảy mầm của cây hai lá mầm. Pha trƣơng hạt: khi bắt đầu nảy mầm hạt hút nƣớc rất mạnh làm trƣơng hạt. Pha hình thành và hoạt hóa mầm trong hạt: có một lƣợng enzim nhất định nhƣng chủ yếu ở dạng liên kết. Khi hạt hút nƣớc enzim mới đƣợc giải phóng ở dạng tự do và bắt đầu hoạt động mạnh. Pha tích lũy chất dinh dƣỡng ngay trong những phút ngâm nƣớc đầu tiên độ hấp thụ oxi của hạt tăng lên do vậy lƣợng ATP tích lũy nhiều. Pha động viên các chất dự trữ và xây dựng các chất hữu cơ đặc biệt cho cơ thể ở giai đoạn nảy mầm: các chất dinh dƣỡng trong hạt thuộc ba nhóm chất hữu cơ là : gluxit, protein, lipit. Trong quá trình này enzim a-amilaza tác động vào liên kết 1,4-glucozit phân giải tinh bột trong các dextrin tham gia vào quá trình hô hấp ở giai đoạn sacarozo tích lũy ở tế bào trụ phôi. Protein đƣợc giải phóng bởi enzim proteaza thành các amit. Phần lớn các axit amin tạo thành đƣợc vận chuyển để tổng hợp các phân tử protein đặc trƣng cho cơ thể. Sự nảy mầm đƣợc bắt đầu bằng sự hấp thụ nƣớc nhờ cơ chế hút trƣơng của hạt làm hạt trƣơng lên. Sau khi kết thúc sự ngủ nghỉ hạt bắt đầu tăng tính thủy hóa của keo nguyên sinh chất, giảm tính ƣa mỡ và độ dính của keo dẫn đến sự biến đổi sâu sắc và đột ngột trong quá trình trao đổi chất của hạt liên quan đến sự nảy mầm. Đặc trƣng nhất là tăng mạnh mẽ hoạt tính enzim thủy phân phân hủy polisaccarit, protein và các chất phức tạp khác thành các chất đơn giản dẫn đến sự thay đổi hoạt động thẩm thấu. Các sản phẩm thủy phân này làm nguyên liệu cho quá trình hô hấp tăng lên mạnh mẽ ở phôi hạt, vừa làm tăng áp suất thẩm thấu trong hạt giúp cho quá trình hút nƣớc vào hạt nhanh chóng. 5 1.2. Vai trò của prolin và vitamin C trong quá trình nảy mầm của hạt Tác hại lớn do đất mặn gây ra cho thực vật đó là hiện tƣợng hạn sinh lí. Có khá nhiều nghiên cứu tập trung tìm hiểu cơ chế sinh hóa của tính chịu thiếu nƣớc, trong đó không ít nghiên cứu đề cập đến vai trò của prolin, viatmin C, axit abscisic (ABA)... Nhìn chung, khi tế bào bị mất nƣớc dần dần các chất hòa tan sẽ đƣợc tích lũy nhằm chống lại việc giảm tiềm năng nƣớc và tăng khả năng giữ nƣớc của nguyên sinh chất. Các chất hòa tan đƣợc hình thành hầu hết có đặc tính không tích điện ở pH trung tính và có khả năng hòa tan tốt trong nƣớc có tác dụng điều chỉnh áp suất thẩm thấu đƣợc sinh ra ngay trong quá trình trao đổi chất. Prolin Prolin hay pirolidin cacboxylic là một aminoaxit ƣa nƣớc có công thức phân tử C5H9NO2. Trong phân tử prolin có chứa vòng pirolidin đƣợc tạo thành do sự kết hợp của nhóm amin bậc 1 ở C α với cacbon ở mạch bên. Prolin thuộc nhóm các chất điều hòa thẩm thấu trong cơ thể thực vật. Chúng có khối lƣợng phân tử nhỏ, đƣợc tổng hợp từ glutamine bởi enzim cảm ứng stress P5CS (pyrolin – 5 – cacboxylate - synthetase). Prolin là thành phần chủ yếu trong nhóm các chất amoni bậc 4 và nhóm các hợp chất 3 dimethylsunfulfonio propionate (DMSP) là các nhóm có khả năng tạo áp suất thẩm thấu cao [20]. Các hợp chất này có cùng tính chất không tích điện ở pH trung tính và có khả năng tan tốt trong nƣớc, không độc khi tập trung với nồng độ cao và làm ổn định cấu trúc của các đại phân tử protein, giúp thành tế bào chống lại ảnh hƣởng làm biến tính của sự tập trung muối cao và các chất hòa tan khác có hại cho tế bào [20]. Sự tích lũy các chất đó có vai trò nòng cốt 6 trong việc duy trì sức trƣơng của tế bào và hấp thụ nƣớc ngƣợc gradient nồng độ dƣới tác động của stress. Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng prolin đóng vai trò là nhân tố chính bảo vệ màng tế bào, chống lại tác động có hại của nồng độ muối cao, làm tăng thế năng thẩm thấu của tế bào. Sự tập trung prolin để phản ứng lại stress muối diễn ra chủ yếu trong chất nguyên sinh. Prolin cũng có thể có chức năng nhƣ protein thẩm thấu ƣa nƣớc. Do đó, sự tích lũy prolin đƣợc coi là một phản ứng thích nghi thông thƣờng của thực vật bậc cao trong điều kiện khô hạn. Khi nghiên cứu chức năng của prolin, Nanjo và cộng sự đã phát hiện: những cây bị đột biến về hình dạng (có sự bất thƣờng về biểu bì, tế bào mô mềm và hệ mạch) có hàm lƣợng P5CS thấp, rất mẫn cảm với áp lực thẩm thấu. Nhƣng những sự biến đổi kiểu hình đó có thể ức chế đƣợc bằng cách tăng cƣờng hàm lƣợng prolin ngoại bào [6]. Theo Wyn Jones (1977) những chất đƣợc coi là tác nhân cạnh tranh thẩm thấu, trong đó đáng kể nhất là prolin, đƣợc xem nhƣ đóng vai trò chủ đạo trong việc thích ứng thẩm thấu tế bào chất thực vật, nhằm phản ứng lại áp lực thẩm thấu. Khi bị tác động bởi áp lực thẩm thấu thì sự tích lũy prolin có thể tăng từ 10 - 100 lần [21]. Sơ đồ dƣới đây mô tả khái quát vai trò của prolin đối với tính chống chịu của cây [27]. 7 NADPH/NADP + Cân bằng oxi hóa Bảo vệ thẩm thấu Trao đổi chất (ví dụ hidrat cacbon, acid Dịch mã Proline Protein giàu prolin Truyền tín hiệu ROS amin) Tổn thƣơng lipid Các enzim tham gia quang hợp CST, CAT, APX Bổ sung nƣớc trở lại PDH, P5CDH Các quá trình phát triển (phôi, ra hoa, phát triển rễ) Chức năng của ti thể (ROS, PCD) PCDPCD) Hình 1. Vai trò của prolin đối với tính chống chịu của cây (Szabados và CS, 2010) Vitamin C Trọng lƣợng phân tử của vitamin C là 176,13g. Tên khoa học của vitamin C là γ-lacton của 2,3-dehydro L-gulonic acid hay ascorbic dehydroasorbic và dạng liên kết ascorbigen. Vitamin C tồn tại trong tự nhiên dƣới ba dạng phổ biến là ascorbic dehydroasorbic và dạng liên kết ascorbigen. Vitamin C có nhiều trong rau quả tƣơi, tham gia nhiều quá tình quan trọng của cơ thể sinh vật: duy trì cân bằng giữa các dạng ion Fe 2+/Fe3+, Cu+/Cu2+, vận chuyển hidro trong quá trình oxi hóa khử ở thực vật và làm tăng tính đề kháng của cơ thể đối với những điều kiện không thuận lợi của môi trƣờng. Vitamin C cần thiết cho một loạt phản ứng chuyển hóa thiết yếu 8 của cơ thể thực vật. Trong các sinh vật sống, ascorbate là một chất chống oxi hóa vì nó bảo vệ cơ thể chống lại stress oxi hóa và là một đồng yếu tố trong một số phản ứng enzim quan trọng [28]. Các nhà khoa học nhận định rằng, vitamin C đƣợc sản xuất trong mỗi tế bào thực vật khi các phân tử ascorbate tƣơng tác với một enzim quan trọng qua đƣờng sinh hóa. Có hai con đƣờng chính để điều tiết sản xuất. Một con đƣờng là chỉ thị ADN trở thành phƣơng tiện truyền tin cho phân tử RNA- một phân tử sắp xếp tế bào theo chức năng. Con đƣờng thứ hai là dành cho RNA chuyển đổi trực tiếp thành enzim sản xuất vitamin C [28]. Các nhà nghiên cứu tại trƣờng Đại học Công nghệ Queensland nhận thấy thực vật sản xuất vitamin C hoàn toàn sử dụng con đƣờng thứ hai theo một cách đặc biệt. Các nhà khoa học khẳng định: thực vật sản xuất nhiều hơn hoặc ít hơn vitamin C tùy thuộc vào yếu tố môi trƣờng. Trong điều kiện môi trƣờng khắc nghiệt, có nhiều ánh sáng hoặc hạn hán, thực vật thƣờng sản xuất nhiều vitamin C hơn để bảo vệ chúng khỏi tác hại oxi hóa. Phát hiện này sẽ giúp các nhà khoa học hiểu cơ chế mà một số loài thực vật nhƣ mận Kakadu có thể tổng hợp lƣợng vitamin C rất cao.Việc hiểu rõ cơ chế này có thể hỗ trợ các chƣơng trình lai giống để phát triển các giống cây khỏe mạnh hơn và cải thiện sức khỏe con ngƣời [28]. 1.3. Ảnh hƣởng của nhiễm mặn đất trồng đến thực vật nói chung và cây đậu đỗ nói riêng Đất bị nhiễm mặn chứa hàm lƣợng muối cao, đặc biệt là NaCl đều hạn chế khả năng khuếch tán của nƣớc dẫn đến cây khó khăn trong việc lấy chất dinh dƣỡng. Nếu cây sinh trƣởng trong môi trƣờng không chứa muối thì nƣớc sẽ dễ dàng thấm qua màng bán thấm để đi vào tế bào nhờ hiện tƣợng thẩm 9 thấu. Đất bị nhiễm mặn sẽ gây nên tác hại đối với thực vật nói chung và đậu đỗ nói riêng: Tác hại thứ nhất là gây ra hiện tƣợng hạn sinh lý. Đất bị nhiễm mặn chứa hàm lƣợng muối cao nên áp suất thẩm thấu lớn. Nếu áp suất thẩm thấu tế bào không thắng nổi áp suất thẩm thấu môi trƣờng thì cây sẽ bị khô héo do nƣớc từ trong tế bào bị rút ra ngoài. Thiếu nƣớc nhẹ thì làm giảm tốc độ sinh trƣởng, thiếu nƣớc trầm trọng sẽ dẫn đến biến đổi hệ keo chất nguyên sinh làm tăng quá trình già hóa tế bào khi bị khô kiệt nƣớc nguyên sinh chất bị đứt vỡ cơ học dẫn đến tế bào mô bị tổn thƣơng và có thể chết. Tác hại thứ hai liên quan đến tính gây độc của các ion đối với thực vật. Đất bị nhiễm mặn chứa hàm lƣợng cao các ion đặc biệt là Na + và Cl-, ngoài ra còn có các ion khác: SO 42-, HCO3-, Li+,... hàm lƣợng cao các ion này đều gây hại cho sự sinh trƣởng và phát triển của thực vật. Về khả năng chịu mặn của thực vật, trƣớc hết nói đến cơ chế tích lũy và duy trì nồng độ cao các chất hòa tan trong tế bào nhằm đảm bảo sức cạnh tranh với nƣớc, với môi trƣờng nhiễm muối và chống lại hiện tƣợng hạn sinh lý. Nhiều công trình nghiên cứu đã chứng minh một cách chắc chắn khả năng điều chỉnh áp suất thẩm thấu của thực vật, thậm chí ngay khi rễ tiếp xúc với môi trƣờng nhiễm mặn. Trong khi đó một số tác giả khác lại thấy rằng khi bị nhiễm mặn thực vật thƣờng hạn chế khả năng thẩm thấu nƣớc của màng tế bào khiến cho nƣớc không dễ dàng đi ra hoặc đi vào. Những nghiên cứu về tác động của muối lên sinh trƣởng và phát triển của một số cây trồng nhƣ lúa mạch, tế bào cam nuôi cấy... về trao đổi ion ở lúa cho thấy cây trồng có khả năng thích ứng trong một giới hạn nhất định với tác động của muối trong môi trƣờng đất, nƣớc. Tuy nhiên mức độ đó phụ thuộc vào loại cây trồng nghiên cứu [2]. Đất bị nhiễm mặn chứa hàm lƣợng NaCl cao nên các loài thực vật sống thƣờng xuyên trên đất này phải có khả năng thu nhận và tích tụ Na+, Cl- cao hơn nhiều so với thực vật không chịu 10 mặn [15]. Đây là cơ chế chính tạo nên tính chịu mặn trong thế giới thực vật có khả năng sống trên đất mặn (Green way, 1968) [1], [2]. 1.4. Tình hình nghiên cứu về vai trò của prolin và vitamin C ở đậu đỗ nói chung và đậu tƣơng nói riêng trong điều kiện nhiễm mặn 1.4.1. Trên thế giới Trên thế giới với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học kĩ thuật, đã có nhiều công trình nghiên cứu về tính chống chịu của thực vật nhƣ các nghiên cứu của các tác giả: Bernet N.M, Naylor A.W (1996) [14], Goyal K, LJ Walton (2005) [17], Ingram J, D. Bartel (1996) [18], Thomashow MI (1998) [23], Xiao B, Y Huang, N Tang (2007) [25], Zhao và CS (2000) [26]... nghiên cứu về tính chịu mặn, chịu lạnh, chịu hạn... ở lúa và thực vật nói chung. Các nghiên cứu về prolin Đã có nhiều công trình nghiên cứu ở nƣớc ngoài trên các đối tƣợng thực vật và cây trồng khác nhau, nhằm tìm hiểu về cơ chế tổng hợp, chuyển hóa prolin,... liên quan đến vai trò của prolin đối với tính chịu mặn của thực vật. Trong dòng tế bào thuốc lá đƣợc nuôi cấy thích nghi với nồng độ 428 nM NaCl, prolin chiếm 80% axit amin tự do (Rhodes and handa, 1989) [24]. Ngƣời ta thừa nhận rằng có sự phân bố đồng đều prolin trong toàn bộ thể tích nƣớc nội bào, kết quả đƣợc xác định axit amin tại thời điểm này vƣợt quá 129 nM. Sự tích lũy prolin nội bào ở các tế bào Distichlis spicata trong điều kiện stress muối (xử lí ở nồng độ 200 nM NaCl) ƣớc tính trên 230 nM (Ketchum et al, 1991) [19]. Cũng trên đối tƣợng cây thuốc lá, tác giả Kishor P.B.K và cộng sự (1995) [20] nghiên cứu cây thuốc lá đƣợc chuyển gen (gen liên quan đến sinh tổng hợp prolin – P5CS) trong điều kiện hạn muối. Kết quả cho thấy hàm lƣợng prolin gấp khoảng 10 - 18 lần so với đối chứng. Thực vật đƣợc chuyển gen (gen P5CS) cũng đƣợc nghiên cứu trên đối tƣợng là cây đậu tƣơng. Các 11 tác giả tiến hành so sánh dòng đậu tƣơng chuyển gen có khả năng chống chịu tốt hơn. Về đậu tƣơng cũng có nhiều tác giả nghiên cứu nhƣ: Whitsitt và cộng sự (1977) đã cho thấy lƣợng nƣớc mất trên 60% thì đậu tƣơng không thể phục hồi đƣợc. Femando E.P và cộng sự (2000) [16] nghiên cứu ảnh hƣởng của muối đến hạt đậu tƣơng nảy mầm. Green way (1968) nghiên cứu cơ chế tạo nên tính chịu mặn trong cây có khả năng sống trên đất mặn. Nghiên cứu về sự thay đổi hàm lƣợng prolin và nồng độ axit abcisic của những cây đậu tƣơng mẫn cảm và chống chịu điều kiện áp suất thẩm thấu của ZhengYi – Zhi và Li Tian cũng kết luận rằng: phản ứng với áp lực khô hạn và nồng độ muối, cây đậu tƣơng tích lũy hàm lƣợng prolin cao, đó đƣợc xem nhƣ một phản ứng thích nghi. Các nghiên cứu về vitamin C Các nhà khoa học từ Đại học Exeter và trƣờng Đại học Shimane ở Nhật Bản đã chứng minh lần đầu tiên rằng vitamin C là chất cần thiết cho sự phát triển của thực vật. Giáo sƣ Nicholas Smirnoff của Đại học này cho biết: "Vitamin C là chất chống oxy hóa phong phú nhất trong các cây” [29]. Hancock và Viola đề nghị một số phƣơng pháp để tăng lƣợng vitamin C trong thực phẩm bao gồm cả kỹ thuật di truyền, nhân bản, và chăn nuôi. Xét trên đối tƣợng rau diếp đƣợc 96% nƣớc trong cơ thể, các nhà khoa học tin rằng sự cảm ứng đơn giản của vitamin C vào nguồn cung cấp nƣớc có thể giúp cây phát triển nhanh hơn hoặc lớn hơn [19]. Theo các nghiên cứu đăng trên tạp chí The Plant Cell, các nhà khoa học đã hiểu đƣợc cơ chế mà một số loài thực vật nhƣ mận Kakadu có thể tổng hợp lƣợng vitamin C rất cao [28]. Phát hiện của giáo sƣ sinh hóa Daniel Gallie ở trƣờng Đại học California về tầm quan trọng của vitamin C trong việc giúp thực vật tự bảo vệ chống lại sự tàn phá do ôzôn – thành phần chủ yếu tạo sƣơng. Bằng cách điều khiển dehydro ascorbate reductase (DHAR), là một loại 12 enzim có trong tự nhiên tái tạo vitamin C nhằm tăng lƣợng vitamin này trong lá cây, Gallie đã giảm đƣợc những ảnh hƣởng có hại của ôzôn đến thực vật, nhƣ các chấm nâu ở lá, tình trạng còi cọc và năng suất thấp ở cây trồng. 1.3.2. Ở Việt Nam Nghiên cứu tính chống chịu của cây trồng ở Việt Nam đƣợc trồng trên diện rộng ở các đối tƣợng lúa, đậu tƣơng, lạc... trong đó đậu tƣơng là cây trồng đƣợc chú trọng khá lớn về đặc điểm di truyền và khả năng chịu mặn, chịu hạn. Tác giả Nguyễn Thị Kim Anh và CS (2003) [1] bằng việc xử lí lạnh, mặn, hạn trên các giống lúa đã cho thấy có mối tƣơng quan thuận giữa tính chống chịu của cây với hàm lƣợng prolin gia tăng của các giống lúa nghiên cứu. Sự biến đổi hàm lƣợng prolin ở rễ và lá đậu xanh dƣới tác động của stress muối NaCl đƣợc Điêu Thị Mai Hoa, Trần Thị Thanh Huyền [7] nghiên cứu. Nguyễn Huy Hoàng và CS [8] đã nghiên cứu và đánh giá khả năng chịu hạn của một số giống đậu tƣơng nhập nội ở miền Bắc Việt Nam và các tác giả khác nhƣ Nguyễn Thị Thanh Thủy, Nguyễn Văn Mã, Phan Hồng Quân, Trần Thị Phƣơng Liên [3], [5], [11], [12]... Các kết quả nghiên cứu đã đƣợc ứng dụng trong sản xuất và chọn tạo đƣợc nhiều giống đậu tƣơng mới có năng suất cao, phẩm chất tốt phù hợp với điều kiện khí hậu và canh tác của Việt Nam. 13 Chƣơng 2: ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Đối tƣợng nghiên cứu Đối tƣợng nghiên cứu là giống đậu tƣơng DT84 và ĐT26. DT84: Giống đƣợc tạo ra bằng cách xử lý đột biến dòng 33 - 3 (tổ hợp lai DT80 ĐH4) bằng tia gama /18 Kr. Đƣợc công nhận giống năm 1995. Hạt to, màu vàng sáng. Khối lƣợng 1000 hạt 150 - 160g. Năng suất trung bình 18 24 tạ/ha. Thời gian sinh trƣởng 85 - 95 ngày. Giống có khả năng chống chịu khá. ĐT26: Giống đƣợc tạo ra từ tổ hợp lai ĐT2000 x ĐT12 từ năm 2002. Hạt vàng, rốn nâu đậm. Năng suất trung bình 20 - 28 tạ/ha. Giống đậu tƣơng ĐT26 có thời gian sinh trƣởng trung bình từ 90 - 95 ngày. Giống có khả năng chống chịu khá. Hai giống DT84 và ĐT26 do Trung tâm giống Vũ Di - Vĩnh Tƣờng cung cấp. 2.2. Phƣơng pháp nghiên cứu * Thời gian nghiên cứu: từ 10/2014-5/2015 * Phƣơng pháp bố trí thí nghiệm - Tiến hành thí nghiệm tại Trung tâm Hỗ trợ Nghiên cứu Khoa học và Chuyển giao công nghệ - Trƣờng Đại học Sƣ phạm Hà Nội 2. - Phòng thí nghiệm Sinh lí thực vật - Trƣờng Đại học Sƣ phạm Hà Nội 2. * Thiết bị và vật liệu: - Dung dịch NaCl (đã test trƣớc khi làm TN để chọn 3 nồng độ đạt mức nảy mầm trong khoảng 60 - 70% để làm thí nghiệm). - Khay cho hạt nảy mầm, giấy thấm, nƣớc cất. - Hạt giống (đậu tƣơng DT84, ĐT26) có khả năng nảy mầm cao. * Cách tiến hành: 14 - Để xác định chỉ tiêu nghiên cứu, tiến hành thí nghiệm gieo hạt trong dung dịch muối theo phƣơng pháp của Volcova có cải tiến [9]. - Chọn hạt giống đều, khỏe, có phôi sáng, không nấm mốc. Khử trùng khay, bình, dụng cụ... bằng cồn. Giấy lọc đƣợc sấy 130 0C trong vòng 1 giờ, hạt đƣợc khử trùng bằng dung dịch KMnO 4 5% trong 5 phút. - Gieo trên khay có giấy thấm, chia thành 2 phần: Phần 1: Lô đối chứng (ĐC) cho hạt nảy mầm trong nƣớc cất. Phần 2: Lô thí nghiệm (TN) cho nảy mầm trong các dung dịch muối NaCl với nồng độ 0.4%, 0.6%, 0.8% và đặt tên tƣơng ứng là các mẫu TN: M0.4; M0.6; M0.8. Hạt nảy mầm trong các dung dịch muối và nƣớc cất phải đƣợc thƣờng xuyên bổ sung lƣợng nƣớc hoặc dung dịch muối với các nồng độ tƣơng ứng ở các lô. Ngày đầu GM là ngày 0, bắt đầu đo các chỉ tiêu từ ngày 1. Xác định các chỉ tiêu sinh lý *Xác định khả năng nảy mầm Tỷ lệ nảy mầm đƣợc xác định theo phƣơng pháp Volcova (1984). Đếm số hạt nảy mầm trong các mẫu từ khi hạt đầu tiên nảy mầm cho tới khi không còn có thêm hạt nào nảy mầm mới. Tỷ lệ nảy mầm (N) trong dung dịch muối NaCl đƣợc tính theo công thức: N = a/b.100% N: là khả năng nảy mầm của hạt a: số hạt nảy mầm trong lô TN b: Số hạt nảy mầm trong lô ĐC * Xác định các chỉ tiêu sinh trƣởng của mầm 15 Tiến hành đo chiều dài mầm vào các ngày 2, 4, 6 sau khi hạt nảy mầm. Chiều dài mầm (mm) sử dụng thƣớc chia đơn vị đến mm để đo. Xác định hàm lượng prolin trong mô thực vật (theo Bates và CS) [9] * Nguyên tắc thí nghiệm: Dựa trên phản ứng giữa prolin và dung dịch ninhydrin trong axit tạo hợp chất màu vàng, hấp thụ bƣớc sóng đặc trƣng 520nm. Công thức tính hàm lƣợng prolin xác định trên cơ sở tham khảo Reigosa Roger M.J. * Thiết bị, vật liệu: - Axit sulphosalicylic 3% (w/v) - Axit photphoric 6M - Axit axetic - Dung dịch ninhydrin trong axit (đƣợc chuẩn bị bằng cách ủ nóng 1,25g axit ninhydrin sẽ giữ ổn định chỉ trong 24 giờ, tại 40C. - Toluen * Cách tiến hành: Ở đây chúng em mô tả phƣơng pháp định lƣợng prolin tự do trong các mô lá, bao gồm bốn bƣớc chính:  Cân 0,5g/mẫu nghiền kĩ, thêm 10ml dung dịch axit sulfosalicylic 3%, ly tâm 7000 vòng/phút trong thời gian 20 phút, lọc lấy dịch lọc.  Lấy 2ml dịch chiết cho vào bình, thêm 2ml axit axetic và 2ml dung dịch ninhydrin, ủ trong nƣớc nóng 1000C trong thời gian 1 giờ sau đó ủ nƣớc đá 5 phút.  Bổ sung vào bình phản ứng 4ml toluen, lắc đều. Lấy phần dịch màu hồng ở trên đem đo OD520nm bằng máy đo quang phổ.  Hàm lƣợng prolin đƣợc xác định dựa vào đƣờng chuẩn prolin và tính toán theo công thức sau: 16 Prolin (µg/g) = X .V (ml ).df (g) Trong đó: X: giá trị OD520 của mẫu; V: thể tích dịch chiết (= số ml toluen); df: hệ số pha loãng (trong trƣờng hợp này là 5); w: khối lƣợng mẫu. Định lượng vitamin C bằng phương pháp chuẩn độ iot [12] * Hóa chất - HCl 5%: 115,2 ml dung dịch HCl 37% (d=1,19) để pha 1 lít HCl 5% (d=1.00). - Dung dịch chuẩn độ iot 0,01N: hòa tan 13g iot tinh thể vào 20g KI trong 50ml nƣớc, pha loãng với nƣớc đủ 1lít thì đƣợc dung dịch chuẩn độ 0,1N. Rồi lấy 10ml dung dịch chuẩn iot 0,1N pha với nƣớc cất đủ 100ml đƣợc chuẩn 0,01N. - Dung dịch tinh bột 1%: hòa 1g tinh bột trong 100ml nƣớc cất, gia nhiệt ở 500C gần sôi. *Cách tiến hành - Cân mẫu (số gam mẫu tế bào) tƣơi, nghiền nhỏ trong cối sứ với 5ml HCl 5%, cho vào ống đong (hoặc bình định mức), dẫn đến vạch 50ml bằng nƣớc cất (để trong tối 10 phút). - Khuấy đều, lọc dịch trong, lấy 20ml dịch nghiền cho vào bình nón dung tích 100ml và thêm khoảng 300µl dung dịch tinh bột 1%, lắc nhẹ, chuẩn độ bằng dung dịch iot cho đến màu xanh lam nhạt. - Hàm lƣợng vitamin C đƣợc tính theo công thức sau: X (mg/g) = VxV1x0.00088x100 V2xw Trong đó, V: số ml dung dịch iot 0,01N dùng chuẩn độ 17 V1: thể tích dịch mẫu TN (50ml) V2: thể tích dịch mẫu lấy để xác định (20ml) w: khối lƣợng mẫu (g) 0,00088: số gam vitamin C ứng với 1ml dd iot 0,01N. Xử lí số liệu Kết quả thí nghiệm đƣợc tổng hợp và xử lý bằng phần mềm Microsoft Excel 2007 theo các tham số: giá trị trung bình ( ), sai số trung bình (m), sai số của hiệu các trung bình số học (md), độ chính xác của thí nghiệm (m%), độ tin cậy của hai số trung bình (td) đƣợc tính theo các công thức sau : = m% = md = m= td = Trong đó: Xi: là giá trị đo đƣợc qua mỗi lần đo N: là số lần nhắc lại (Trong đó : trung bình thí nghiệm, mẫu đối chứng, m2: sai số mẫu thí nghiệm) 18 : trung bình đối chứng, m1: sai số Chƣơng 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 3.1. So sánh động thái tích lũy prolin trong mầm hai giống đậu tƣơng DT84 và ĐT26 Bảng 1 và bảng 2 trình bày kết quả xác định hàm lƣợng prolin trong mầm hai giống đậu tƣơng trong điều kiện gây mặn nhân tạo. Sau 6 ngày theo dõi sinh trƣởng mầm của hai giống đậu tƣơng DT84 và ĐT26, ta thấy đã có sự khác biệt giữa hàm lƣợng prolin ở lô ĐC của cả hai giống mặc dù sự chênh lệch này không đáng kể. Hàm lƣợng prolin ở giống DT84 ở lô ĐC dao động ≈ 2.88 – 0.358mg/g. Hàm lƣợng prolin tăng khá nhanh ở các mẫu xử lí với muối. Ngày 1 sau gây mặn, ở mẫu xử lý nồng độ 0.4% DT84 đã tích lũy ≈ 658mg/g gần gấp đôi so với ĐC, ở mẫu xử lý nồng độ 0.6% mầm DT84 tích lũy với hàm lƣợng gấp đôi so với ĐC (≈ 2.04 lần), ở mẫu xử lý nồng độ 0.8% sự tích lũy hàm lƣợng này gấp ≈ 2.5 lần so với ĐC. Ngày 2 sau gây mặn, ở mẫu xử lý nồng độ 0.4% hàm lƣợng prolin đã tăng gấp ≈ 2.58 lần so với ĐC, ở nồng độ 0.6% hàm lƣợng tăng gấp ≈ 2.82 lần, ở nồng độ 0.8% tăng gấp ≈ 3.26 lần. Có thể nhận thấy: DT84 có một cơ chế tích lũy hàm lƣợng prolin khá tốt để chống chịu lại ảnh hƣởng xấu của môi trƣờng. Theo nghiên cứu của Nabor và Kishor, hàm lƣợng prolin tăng lên khi cây sinh trƣởng trong điều kiện thiếu nƣớc, chẳng hạn nhƣ ở cây thuốc lá khi đƣợc chuyển gen mã hóa cho enzim P5CS thì lƣợng prolin tăng lên 8- 10 lần so với ĐC [20], [22]. Những nghiên cứu về prolin trên phù hợp với chiều hƣớng của quy luật này. Ở những ngày tiếp theo, hàm lƣợng prolin giảm dần theo từng ngày, điều này có thể là do trong mầm đậu tƣơng, sự tích lũy lƣợng prolin nhất định sẽ làm cho mầm sản sinh ra một cơ chế nào đó, giúp chúng chống lại điều kiện 19 bất lợi của môi trƣờng dẫn đến nhu cầu về prolin cũng giảm đi, hoặc giả là đến giai đoạn này các nồng độ muối đã phá vỡ cấu trúc tế bào dẫn đến sự sinh trƣởng không bình thƣờng của mầm và kéo theo chiều hƣớng tích lũy nhƣ trên. Ở mầm giống ĐT26, cũng có sự chênh lệch hàm lƣợng prolin giữa các mẫu ĐC. Tuy nhiên, sự chênh lệch này không lớn. Một ngày sau gây mặn, ở các nồng độ 0.4%, 0.6% hàm lƣợng prolin tích lũy đƣợc ≈ 2 lần so với ĐC, ở nồng độ 0.8% sự tích lũy này gấp 2.7 lần so với ĐC. Có thể thấy, hàm lƣợng prolin đƣợc mầm ĐT26 tích lũy khá nhanh. Ngày 2 sau gây mặn, hàm lƣợng prolin tích lũy trong mầm ĐT26 có tăng lên, tuy nhiên, khi so với ĐC thì tỉ lệ hầu nhƣ không thay đổi. Có thể thấy, sự tích lũy hàm lƣợng prolin cũng sẽ có một mức độ nhất định, mức độ này có thể giúp cây chống lại đƣợc điều kiện bất lợi của môi trƣờng. Những ngày gây mặn tiếp theo, hàm lƣợng prolin của mầm ĐT26 thay đổi theo hƣơng giảm xuống, nhƣng vẫn giữ ở mức khá ổn định, ở 0.4% ≈ 2 lần so với ĐC, ở 0.6% ≈ 2.2 lần so với ĐC, ở nồng độ 0.8% là ≈ 2.5 lần so với ĐC. Theo Szabados và CS (2010) quá trình sinh tổng hợp prolin đƣợc kiểm soát bởi hai gen đƣợc mã hóa cho enzim P5CS. Tuy nhiên, ở mức độ nào đó P5CS bị ức chế bởi chính prolin. Việc điều hòa hàm lƣợng prolin đƣợc tóm tắt bằng sơ đồ dƣới đây: 20 Hình 2 : Cơ chế và tác nhân điều hòa quá trình trao đổi prolin ở thực vật (Szabados và CS, 2010) Việc tăng rất mạnh prolin vào ngày 2 có tác dụng bảo vệ chống stress (bảo vệ đại phân tử, duy trì áp suất thẩm thấu…). Trong khi quá trình sinh tổng hợp prolin bị kích hoạt bởi ánh sáng và các yếu tố bất lợi về áp suất thẩm thấu thì quá trình dị hóa prolin lại đƣợc hoạt hóa trong điều kiện không có ánh sáng và trong quá trình cây gặp điều kiện bất lợi từ môi trƣờng. Sự tích tũy hàm lƣợng prolin các ngày sau giảm cho thấy đã có một cơ chế thích ứng và điều hòa nhƣ mô tả ở hình 3. Hàm lƣợng prolin đƣợc tích lũy ở DT84 nhiều hơn ở ĐT26. Tuy nhiên những ngày gây mặn sau thì hàm lƣợng prolin ở DT84 lại giảm nhiều hơn ĐT26. Hàm lƣợng prolin ở giống ĐT26 đƣợc duy trì đều, sự biến động hàm lƣợng ở giống này không lớn. Từ đó ta có thể thấy rằng, DT84 có khả năng thích ứng và điều hòa prolin tốt hơn do vậy giống này có tiềm năng chống chịu mặn tốt hơn so với giống ĐT26. 21 Bảng 1. Hàm lƣợng prolin trong mầm giống DT84 Đơn vị mg/g Ngày 1 ( ±m) Ngày 2 ( ±m) Ngày 3 ( ±m) Ngày 4 ( ±m) Ngày 5 ( ±m) Ngày 6 ( ±m) ĐC 0.327±0.069 0.358±0.066 0.345±0.078 0.288±0.056 0.323±0.047 0.354±0.055 M0.4 0.658±0.025 0.922±0.059 0.648±0.050 0.603±0.039 0.642±0.045 0.609±0.043 M0.6 0.668±0.067 1.011±0.050 0.829±0.034 0.724±0.034 0.734±0.059 0.643±0.048 M0.8 0.818±0.078 1.167±0.041 0.962±0.059 0.774±0.045 0.793±0.022 0.745±0.041 Bảng 2. Hàm lƣợng prolin trong mầm giống ĐT26 Đơn vị: mg/g Ngày 1 ( ±m) Ngày 2 ( ±m) Ngày 3 ( ±m) Ngày 4 ( ±m) Ngày 5 ( ±m) Ngày 6 ( ±m) ĐC 0.284±0.031 0.327±0.031 0.319±0.012 0.303±0.023 0.309±0.044 0.313±0.032 M0.4 0.571±0.009 0.703±0.058 0.661±0.066 0.694±0.067 0.713±0.047 0.668±0.046 M0.6 0.601±0.079 0.763±0.062 0.692±0.022 0.719±0.056 0.706±0.039 0.676±0.067 M0.8 0.754±0.068 0.871±0.074 0.795±0.050 0.803±0.034 0.792±0.064 0.731±0.056 22 mg/g mg/g Hình 3. Hàm lƣợng prolin M0.4 trong mầm giống DT84 và ĐT26. Hình 4. Hàm lƣợng prolin M0.6 trong mầm giống DT84 và ĐT26. 23 mg/g Hình 5. Hàm lƣợng prolin M0.8 trong mầm giống DT84 và ĐT26. Nhìn chung, khi gieo đậu tƣơng trong các nồng độ NaCl có sự tăng tổng hợp prolin phù hợp với quy luật của các nghiên cứu. Nhƣ vậy, theo kết quả nghiên cứu khả năng sinh trƣởng thì đây là hai giống có khả năng điều chỉnh cơ chế sinh hóa để phù hợp với điều kiện nhiễm mặn, các nồng độ muối đã nghiên cứu vẫn nằm trong sự chịu đựng của hai giống này. Việc tổng hợp prolin đánh giá khả năng chịu mặn của cây xanh. Hàm lƣợng prolin đƣợc tổng hợp giúp cây duy trì áp suất thẩm thấu đảm bảo sự trao đổi nƣớc khi cây sống trong môi trƣờng áp suất cao. Nhiều nghiên cứu đã xem axit amin này nhƣ một chỉ tiêu để đánh giá khả năng chịu mặn của đậu tƣơng nói riêng và cây trồng nói chung [13]. Sự tổng hợp prolin đƣợc nhấn mạnh nhƣ là một quá trình hóa học làm giảm tính axit của tế bào và duy trì tỉ lệ NADP+/NADPH ở những giá trị thích hợp với sự trao đổi chất. Prolin đƣợc tăng cƣờng tổng hợp là 1 chỉ tiêu quan trọng phản ánh khả năng chống chịu của cây khi gặp hạn, giúp cây duy trì đƣợc áp lực thẩm thấu, tăng khả năng giữ nƣớc và hút nƣớc khi cây sống ở điều kiện khó lấy nƣớc, tạo điều kiện cho sự hoạt động bình thƣờng của cây. 24 3.2. So sánh động thái tích lũy vitamin C trong mầm hai giống đậu tƣơng DT84 và ĐT26 Bảng 3 và bảng 4 trình bày về kết quả xác định hàm lƣợng vitamin C trong mầm DT84 và ĐT26 ở điều kiện stress muối. Tƣơng tự nhƣ prolin, vitamin C đƣợc sinh ra trong điều kiện stress nhằm tăng sự chống chịu và bảo vệ tế bào. Khi gieo hạt trong điều kiện stress mặn, mầm hạt có xu hƣớng tích lũy vitamin C ngay sau gây mặn. Ở lô ĐC, hàm lƣợng vitamin C dao động trong khoảng từ 0.08 - 1.1 mg/g ở cả hai giống. Ngay ở ngày 1 sau gây mặn, DT84 đã tích lũy khá nhanh hàm lƣợng vitamin C. Hàm lƣợng vitamin C ở mẫu xử lý nồng độ 0.4%, 0.6% tăng gấp đôi so với ĐC (≈ 2.1 lần), còn ở mẫu M0.8% là 2.3 lần. Sự tích lũy vitamin C ở ngày 2 còn cao hơn ≈ 2.6 lần, 2.7 lần, 2.9 lần tƣơng ứng với các mẫu xử lý ở nồng độ 0.4%,0,6 %, 0.8%. Sự tích lũy hàm lƣợng vitamin C giúp cây tăng cƣờng khả năng chống lại stress oxi hóa do mặn gây ra. Sau đó, tuy hàm lƣợng vitamin C trong mầm còn cao hơn ĐC nhƣng xu hƣớng tích lũy thấp hơn so với ngày đầu. Lúc này sự sinh trƣởng mầm vẫn diễn ra bình thƣờng, do đó ta có thể dự đoán rằng: Đã có một cơ chế chống chịu sinh ra giúp cây không cần duy trì hàm lƣợng vitamin C quá nhiều mà vẫn có thể chống lại điều kiện mặn của môi trƣờng. Ở mầm ĐT26, cũng thấy sự tổng hợp vitamin C tƣơng tự trong điều kiện stress muối. Một ngày sau gây mặn, hàm lƣợng vitamin C mầm tích lũy đƣợc ở nồng độ muối 0.4%, 0.6% tăng lên tƣơng ứng gấp 1.8 lần và 1.9 lần so với ĐC, còn ở nồng độ 0.8% gấp 2.2 lần so với ĐC. Hàm lƣợng vitamin C mà ĐT26 tích lũy trong các ngày tiếp theo vẫn dao động ở mức tƣơng đƣơng so với các mẫu ở nồng độ tƣơng ứng ở ngày thứ nhất. Tuy nhiên, ở nồng độ NaCl 0.8% có sự tích lũy vitamin C cao hơn hai nồng độ 0.4%, 0.6%. Sự điều tiết tổng hợp này có thể là do sự chống chịu của mầm ĐT26 chỉ có thể đƣợc đáp ứng khi duy trì tích lũy một hàm lƣợng vitamin C nhất định. 25 So sánh trên có thể dẫn tới kết luận rằng, cả DT84 và ĐT26 đều có sự điều tiết tổng hợp vitamin C chủ động để chống lại điều kiện stress của môi trƣờng. Tuy nhiên, có thể nhận thấy rằng, DT84 điều tiết nhanh, nhiều hơn so với ĐT26 . Dựa vào tƣơng quan hàm lƣợng vitamin C và trạng thái sinh trƣởng mầm của hai giống đậu tƣơng ta có thể thấy rằng DT84 tích lũy vitamin C nhiều hơn và thể hiện tiềm năng chống chịu lại stress môi trƣờng tốt hơn ĐT26. Bảng 3. Hàm lƣợng vitamin C trong mầm giống DT84 Đơn vị: mg/g Ngày 1 ( ±m) Ngày 2 ( ±m) Ngày 3 ( ±m) Ngày 4 ( ±m) Ngày 5 ( ±m) Ngày 6( ±m) ĐC 0.09±0.02 0.10 ±0.01 0.11±0.01 0.08±0.01 0.09±0.01 0.09±0.01 M0.4 0.19±0.02 0.26±0.02 0.21±0.02 0.14±0.02 0.15±0.01 0.17±0.01 M0.6 0.19±0.02 0.27±0.02 0.24±0.02 0.15±0.01 0.18±0.02 0.19±0.01 M0.8 0.21±0.03 0.29±0.01 0.25±0.03 0.18±0.01 0.20±0.02 0.22±0.01 Bảng 4. Hàm lƣợng vitamin C trong mầm giống ĐT26 Đơn vị mg/g Ngày 1 ( ±m) Ngày 2 ( ±m) Ngày 3 ( ±m) 0.10±0.01 0.11±0.01 0.10 0.10±0.01 0.11±0.01 ±0.01 M0.4 0.18±0.01 0.20±0.01 0.15±0.01 0.13±0.01 0.16±0.02 0.17±0.01 M0.6 0.19±0.02 0.22±0.02 0.20±0.04 0.17±0.01 0.17±0.01 0.19±0.01 M0.8 0.22±0.01 0.25±0.01 0.21±0.03 0.18±0.02 0.18±0.02 0.22±0.01 ĐC 26 Ngày 4 ( ±m) Ngày 5 ( ±m) Ngày 6 ( ±m) 0.09±0.01 mg/g mg/g Hình 6. Hàm lƣợng vitamin C M0.4 trong mầm giống DT84 và ĐT26. Hình 7. Hàm lƣợng vitamin C M0.6 trong mầm giống DT84 và ĐT26. 27 mg/g Hình 8. Hàm lƣợng vitamin C M0.8 trong mầm giống DT84 và ĐT26. 3.3. Tỉ lệ nảy mầm và chiều dài mầm ở 2 giống đậu tƣơng DT84 và ĐT26 Tỉ lệ nảy mầm Quá trình nảy mầm của hạt đậu tƣơng bắt đầu bằng sự hấp thụ nƣớc nhờ cơ chế hút trƣơng của hạt. Sau đó, trong hạt bắt đầu tăng tính thủy hóa của keo sinh chất. Nếu lƣợng nƣớc quá ít hay quá nhiều đều dẫn đến kết quả là tỉ lệ nảy mầm không đảm bảo. Có nhiều nguyên nhân dẫn đến lƣợng nƣớc không đủ cho sự nảy mầm của hạt, bên cạnh việc thiếu nƣớc trong đất gây ra hạn trực tiếp còn do tác động gián tiếp đƣợc gây nên bởi nhiệt đô thấp hoặc cao, tác động của muối… Nồng độ NaCl cao gây ra áp suất thẩm thấu lớn làm mầm khó hút nƣớc. Khả năng nảy mầm của hạt trong điều kiện nhiễm muối sẽ cho ta đánh giá ban đầu về khả năng chịu mặn của giống cây trồng. Nghiên cứu khả năng nảy mầm của 2 giống đậu tƣơng trong dung dịch NaCl cho ta kết quả thu đƣợc ở bảng 5. 28 Giống DT84 có tỉ lệ nảy mầm khá cao, ở mẫu ĐC đạt tới 100% vào ngày 6. Dƣới tác động của các nồng độ muối từ 0.4% đến 0.8%, tỉ lệ nảy mầm giảm. Tƣơng tự DT84, ĐT26 cũng giảm tỉ lệ nảy mầm khi gieo trong môi trƣờng có muối. Tuy nhiên, mức độ giảm sút do ảnh hƣởng của muối nhiều hơn so với DT84. 29 Bảng 5: Tỉ lệ nảy mầm của 2 giống đậu tƣơng DT84 và ĐT26 Đơn vị: % Mẫu Ngày 2 Ngày 3 Ngày 4 Ngày 5 Ngày 6 TN ĐT26 DT84 ĐT26 DT84 ĐT26 DT84 ĐT26 DT84 ĐT26 DT84 ĐC 21.99 34.68 74.64 98.55 89.63 99 92.01 100 95.47 100 M0.4 6.38 16.22 67.39 71.01 71.11 89.05 71.21 89.33 70.54 88.41 M0.6 3.55 13.06 51.45 51.69 56.30 73.13 85.61 88.89 85.27 88.1 M0.8 2.84 4.05 34.06 43.00 51.85 68.16 70.45 82.22 69.77 80.95 30 % % Hình 9: Tỉ lệ nảy mầm giống đậu tƣơng DT84 Hình 10. Tỉ lệ nảy mầm của giống đậu tƣơng ĐT26 31 Chiều dài mầm Kết quả nghiên cứu cho thấy, chiều dài mầm của hai giống DT84 và ĐT26 tăng lên theo các ngày 2, 4, 6. Tuy nhiên, mức độ nhanh, chậm khác nhau. Ở mẫu ĐC, sự sinh trƣởng không bị ảnh hƣởng bởi muối, các quá trình sinh lý, sinh hóa diễn ra bình thƣờng, chiều dài mầm tăng nhanh chóng. Đến ngày 6, ở giống DT84 chiều dài đạt ≈ 119 mm/mầm, ở giống ĐT26 chiều dài đạt ≈ 69mm/mầm. Ở các mẫu xử lý mặn, sự sinh trƣởng chiều dài mầm đã bị ảnh hƣởng bởi muối. Sự sinh trƣởng chiều dài mầm mỗi ngày giảm từ các mẫu xử lý 0.4% đến 0.8%. So sánh sự sinh trƣởng mầm của hai giống ta thấy, sự sinh trƣởng mầm ở các mẫu xử lý mặn ở giống DT84 lớn hơn các mẫu xử lý mặn tƣơng ứng ở giống ĐT26. Theo kết quả đo ngày thứ 6, chiều dài mầm ở các mẫu M0.4, M0.6, M0.8 ở giống DT84 lớn hơn ≈ 1.5 lần các mẫu tƣơng ứng ở giống ĐT26. Có thể thấy, ảnh hƣởng của muối đến chiều dài mầm giống DT84 ít hơn giống ĐT26. Kết quả trên đây chứng tỏ, khi nồng độ muối tăng lên, sự ảnh hƣởng đến nảy mầm của hạt càng lớn, DT84 có khả năng nảy mầm tốt hơn ĐT26 chứng tỏ DT84 có khả năng điều chỉnh áp suất thẩm thấu, khả năng tích lũy hàm lƣợng các chất bảo vệ, điều chỉnh cơ chế chống chịu stress thông qua các chất bảo vệ đó tốt hơn để phát triển bình thƣờng hơn giống ĐT26. 32 Bảng 6: So sánh chiều dài mầm 2 giống đậu tƣơng DT84 và ĐT26 Đơn vị: mm/ mầm Mẫu Ngày 2 Ngày 4 Ngày 6 TN ĐT26 ĐC 4.33±0.97 21.33±0.72 36.67±0.74 67.33±1.1 DT84 ĐT26 DT84 ĐT26 DT84 68.67±0.85 119.67±0.55 M0.4 2.67±0.44 15.67±0.71 16.67±0.59 22.67±0.41 25.33±0.76 46.33±0.51 M0.6 2.33±0.5 3.67±0.53 M0.8 1.33±0.32 2.67±0.43 15±0.49 18.33±0.95 21.33±0.64 36.67±0.88 11.67±0.83 12.00±0.74 16.33±0.81 28.334±0.89 33 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Kết quả nghiên cứu về động thái tích lũy prolin và vitamin C của 2 giống đậu tƣơng nảy mầm trong dung dịch NaCl, cho phép rút ra các kết luận sau: 1. Dƣới ảnh hƣởng của muối, hàm lƣợng prolin tăng rõ rệt vào ngày 2 ở cả 2 giống. Từ ngày 4, hàm lƣợng prolin bắt đầu giảm. Dƣới ảnh hƣởng của stress mặn, hàm lƣợng prolin ở giống DT84 tăng nhiều hơn ĐT26. Sự tích lũy hàm lƣợng prolin lớn giúp mầm chống chịu lại điều kiện bất lợi của môi trƣờng. 2. Hàm lƣợng vitamin C cũng tăng lên ở cả 2 giống dƣới ảnh hƣởng của điều kiện stress mặn. Sự tích lũy hàm lƣợng vitamin C lớn nhất ở ngày ở ngày 2, đến ngày gây mặn thứ 4, hàm lƣợng vitamin C bắt đầu giảm. Ở giống DT84, sự tích lũy hàm lƣợng vitamin C lớn hơn ĐT26. Sự tích lũy hàm lƣợng vitamin C lớn giúp mầm đáp ứng đƣợc nhu cầu sinh trƣởng và chống lại ảnh hƣởng của điều kiện stress mặn. 3. Khả năng nảy mầm của đậu tƣơng chịu ảnh hƣởng rõ rệt bởi muối. Tỷ lệ nảy mầm và chiều dài mầm ở giống DT84 luôn cao hơn các mẫu tƣơng ứng ở giống ĐT26. Ảnh hƣởng của muối đến sự sinh trƣởng của DT84 ít hơn so với ĐT26. Kiến nghị Cần sử dụng prolin và vitamin C ngoại sinh để nghiên cứu tiếp nhằm làm rõ vai trò của chúng trong quá trình chống stress muối. 34 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu trong nƣớc 1. Nguyễn Thị Kim Anh, Lê Trần Bình, Nguyễn Hữu Cƣờng, Lê Thị Muội, Đinh Thị Phòng (2003), “Mối tƣơng quan giữa hàm lƣợng proline và tính chống chịu của cây lúa”, Tạp chí Công nghệ sinh học, Số 1 trang 8593. 2. Lê Trần Bình, Lê Thị Muội (1998), Phân lập gen và chọn dòng chịu ngoại cảnh bất lợi ở cây lúa, Nxb Đại học Quốc Gia Hà Nội, tr 12-16) 3. Bùi Chí Cửu, Nguyễn Thị Lang (2004), Nghiên cứu di truyền gen kháng mặn lên quần thể cây trồng của cây lúa, Tạp chí Nông nghiệp và phát triển nông thôn, số 6, tr 824 – 826. 4. Phạm Thị Trân Châu, Nguyễn Thị Hiền, Phùng Gia Tƣờng (1997), Thực hành hóa sinh học, Nxb Giáo dục 5. Ngô Thế Dân, Đỗ Thị Dung, Phạm Thị Đào, Trần Đình Long, Trần Văn Lài (1999), Cây đậu tương, Nxb Nông nghiệp. 6. Đƣờng Hồng Dật, Cây đậu tương thâm canh tăng năng suất, đẩy mạnh phát triển, Nxb Giáo dục. 7. Điêu Thị Mai Hoa, Trần Thị Thanh Huyền, Trƣờng ĐHSP Hà Nội 2, “Sự biến đổi hàm lƣợng aminoaxit prolin ở rễ và lá đậu xanh dƣới tác động của stress muối NaCl”, Những vấn đề nghiên cứu cơ bản của khoa học sự sống, tr 482-483 8.Trần Thị Phƣơng Liên, Ngô Thu Huyền,Nguyễn Huy Hoàng, Nông Văn Hải, Nguyễn Thị Muội (1999), “hàm lƣợng prolin, lipit, và thành phần axit amin của một số giống đậu tƣơng chịu hạn chịu nóng”, Tạp chí Sinh học, số 2, tr 17 – 20. 9. Nguyễn Văn Mã, La Việt Hồng, Ong Xuân Phong (2013), Phương pháp nghiên cứu sinh lí học thực vật, Nxb Đại học Quốc Gia Hà Nội. 35 10. Nguyễn Văn Mã, Nguyễn Thị Minh Ngọc (2007), Hàm lượng prolin trong quá trình sinh trưởng của đậu tương. Những vấn đề nghiên cứu cơ bản trong khoa học sự sống. Tuyển tập báo cáo Hội nghị khoa học toàn quốc, Quy Nhơn- 2007, Nxb Khoa học Kỹ thuật, 342. 11. Nguyễn Văn Mã, Phan Hồng Quân (2000), Nghiên cứu một số chỉ tiêu sinh lí, sinh hóa của cây đậu tƣơng trong điều kiện gây hạn, Tạp chí sinh học, số 4 tr 47-52. 12. Nguyễn Văn Mùi (2001), Thực hành hóa sinh học, Nxb Đại học Quốc Gia Hà Nội. 13. Nguyễn Thị Thanh Thủy, Nguyễn Văn Mã (2008), Sự biến đổi của hoạt độ enzim proteaza, amilaza, hàm lƣợng prolin của đậu tƣơng khi gặp hạn ở thời kì ra hoa, Tạp chí Khoa học Trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2, số 3, tr 115 – 119. Tài liệu nƣớc ngoài 14. Barnet N.M., Naylor A.W. (1996), Amino acid and protein metabolism in bermuda during water, Plant physiology, 41, pp. 1222 – 1230. 15. Dixon R.A (1985), “ A prertical approach”, Plant Cell Cultude, Oxford, Washington DC: IRL Press. 16. Femando E.P, Cicillia B., Miriam G, and Juan A.G. (2000), Affect of NaCl on germination, grow soluble suga content in chenopodium quinoa wild seeds. 17. Goyal K., LJ Walton, A. Tunnacliffe (2005), “LEA protein prevent protein aggevation due to water stress”, Biochem J 388, pp 151 – 157. 18. Ingram J, D Bartel (1996), “The molecular basic of dehydration tolerance in plant”, Annu Rev plant physiol plant mol biol 47: 377 – 403. 19. Ketchum REB, Warren RC, Klima LJ, Nabors NW (1991), The mechanism and regulation of prolin accumulation in suspension cultures 36 of the halophytic grass Distichlis spicata L.J, Plant physiol, 137, p 368 – 374. 20. Kishor P.B.K, Hong Z, Miao G., Hu C. Verma D.P.S (1995), Overexpression of pyrroline – 5 cacboxylate- synthetase increase proline production and cofers osmotolerance in transgenic plants, J Plant Physico, 108,pp 1380 – 1389. 21. Karin Wisiol, Clepping of water strsed blue grama affect prolin accumulation and productiviti : http:/hort,purdue.edu/rhodcv/hort640c/proline/prooool.htm 22. Nabor M.W. (1996), Environment stress ressistance in plant cell line selection. http:// www. Soygennetics.org/articles/sgu2000-011.htm. 23. Thomashow MI. (1998), “Role of cold – reponsibility genes in plant freezing tolerance”, Plant physiology, 118, pp. 1 – 8. 24. Rhodes D, Handa S (1989), Activities of carbonic anhydrat, catalase and adjustmen in plant cell, In Environmental Stress in Plant: Biochemical and physiological Mechenisms, NATO ASI Series, Vol, G19 (JH Cherryed), springer, Berlin, p. 41 – 62. 25. Xiao B., Yhuang, N. Tang, L. Xoong (2007), “Over expression of slea gen in rice improves drought resistance under the field condition”, TAC 115, 35 – 46. 26. Zhao SH, FZ Wang Llu, HY Zhang, XY Zhang (2000), Breeding and selection of drought resistant and salt toleran wheat variety cang 6001. Acta agic boreal Sin 15: 113 – 117. 37 Website: 27. http://123doc.org/document/1281774-phan-lap-tao-dot-bien-diem-o-genp5cs-lien-quan-den-tinh-chiu-han-va-thu-nghiem-chuyen-vao-cay-dautuong-viet-nam.htm?page=9 28..http://www.favri.org.vn/vi/tin-tuc/thong-tin-khoa-hoc/982-thuc-vat-dieutiet-san-xuat-vitamin-c-nhu-the-nao-.htm 29. http://www.sciencedaily.com/releases/2007/09/070923205844.htm 38 [...]... 3.2 So sánh động thái tích lũy vitamin C trong mầm hai giống đậu tƣơng DT84 và ĐT26 Bảng 3 và bảng 4 trình bày về kết quả xác định hàm lƣợng vitamin C trong mầm DT84 và ĐT26 ở điều kiện stress muối Tƣơng tự nhƣ prolin, vitamin C đƣợc sinh ra trong điều kiện stress nhằm tăng sự chống chịu và bảo vệ tế bào Khi gieo hạt trong điều kiện stress mặn, mầm hạt có xu hƣớng tích lũy vitamin C ngay sau gây mặn Ở. .. M0.4 trong mầm giống DT84 và ĐT26 Hình 7 Hàm lƣợng vitamin C M0.6 trong mầm giống DT84 và ĐT26 27 mg/g Hình 8 Hàm lƣợng vitamin C M0.8 trong mầm giống DT84 và ĐT26 3.3 Tỉ lệ nảy mầm và chiều dài mầm ở 2 giống đậu tƣơng DT84 và ĐT26 Tỉ lệ nảy mầm Quá trình nảy mầm của hạt đậu tƣơng bắt đầu bằng sự hấp thụ nƣớc nhờ cơ chế hút trƣơng của hạt Sau đó, trong hạt bắt đầu tăng tính thủy hóa của keo sinh chất. .. là số lần nhắc lại (Trong đó : trung bình thí nghiệm, mẫu đối chứng, m2: sai số mẫu thí nghiệm) 18 : trung bình đối chứng, m1: sai số Chƣơng 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 3.1 So sánh động thái tích lũy prolin trong mầm hai giống đậu tƣơng DT84 và ĐT26 Bảng 1 và bảng 2 trình bày kết quả xác định hàm lƣợng prolin trong mầm hai giống đậu tƣơng trong điều kiện gây mặn nhân tạo Sau 6 ngày theo dõi sinh. .. lớn Một ngày sau gây mặn, ở các nồng độ 0.4%, 0.6% hàm lƣợng prolin tích lũy đƣợc ≈ 2 lần so với ĐC, ở nồng độ 0.8% sự tích lũy này gấp 2.7 lần so với ĐC Có thể thấy, hàm lƣợng prolin đƣợc mầm ĐT26 tích lũy khá nhanh Ngày 2 sau gây mặn, hàm lƣợng prolin tích lũy trong mầm ĐT26 có tăng lên, tuy nhiên, khi so với ĐC thì tỉ lệ hầu nhƣ không thay đổi Có thể thấy, sự tích lũy hàm lƣợng prolin cũng sẽ có một. .. trong điều kiện stress muối Một ngày sau gây mặn, hàm lƣợng vitamin C mầm tích lũy đƣợc ở nồng độ muối 0.4%, 0.6% tăng lên tƣơng ứng gấp 1.8 lần và 1.9 lần so với ĐC, còn ở nồng độ 0.8% gấp 2.2 lần so với ĐC Hàm lƣợng vitamin C mà ĐT26 tích lũy trong các ngày tiếp theo vẫn dao động ở mức tƣơng đƣơng so với các mẫu ở nồng độ tƣơng ứng ở ngày thứ nhất Tuy nhiên, ở nồng độ NaCl 0.8% có sự tích lũy vitamin... đƣợc hoạt hóa trong điều kiện không có ánh sáng và trong quá trình cây gặp điều kiện bất lợi từ môi trƣờng Sự tích tũy hàm lƣợng prolin các ngày sau giảm cho thấy đã có một cơ chế thích ứng và điều hòa nhƣ mô tả ở hình 3 Hàm lƣợng prolin đƣợc tích lũy ở DT84 nhiều hơn ở ĐT26 Tuy nhiên những ngày gây mặn sau thì hàm lƣợng prolin ở DT84 lại giảm nhiều hơn ĐT26 Hàm lƣợng prolin ở giống ĐT26 đƣợc duy trì... prolin M0.4 trong mầm giống DT84 và ĐT26 Hình 4 Hàm lƣợng prolin M0.6 trong mầm giống DT84 và ĐT26 23 mg/g Hình 5 Hàm lƣợng prolin M0.8 trong mầm giống DT84 và ĐT26 Nhìn chung, khi gieo đậu tƣơng trong các nồng độ NaCl có sự tăng tổng hợp prolin phù hợp với quy luật của các nghiên cứu Nhƣ vậy, theo kết quả nghiên cứu khả năng sinh trƣởng thì đây là hai giống có khả năng điều chỉnh cơ chế sinh hóa để... thành và hoạt hóa mầm trong hạt: có một lƣợng enzim nhất định nhƣng chủ yếu ở dạng liên kết Khi hạt hút nƣớc enzim mới đƣợc giải phóng ở dạng tự do và bắt đầu hoạt động mạnh Pha tích lũy chất dinh dƣỡng ngay trong những phút ngâm nƣớc đầu tiên độ hấp thụ oxi của hạt tăng lên do vậy lƣợng ATP tích lũy nhiều Pha động viên các chất dự trữ và xây dựng các chất hữu cơ đặc biệt cho cơ thể ở giai đoạn nảy mầm: ... 0.4%, 0.6% Sự điều tiết tổng hợp này có thể là do sự chống chịu của mầm ĐT26 chỉ có thể đƣợc đáp ứng khi duy trì tích lũy một hàm lƣợng vitamin C nhất định 25 So sánh trên có thể dẫn tới kết luận rằng, cả DT84 và ĐT26 đều có sự điều tiết tổng hợp vitamin C chủ động để chống lại điều kiện stress của môi trƣờng Tuy nhiên, có thể nhận thấy rằng, DT84 điều tiết nhanh, nhiều hơn so với ĐT26 Dựa vào tƣơng quan... ngày, điều này có thể là do trong mầm đậu tƣơng, sự tích lũy lƣợng prolin nhất định sẽ làm cho mầm sản sinh ra một cơ chế nào đó, giúp chúng chống lại điều kiện 19 bất lợi của môi trƣờng dẫn đến nhu cầu về prolin cũng giảm đi, hoặc giả là đến giai đoạn này các nồng độ muối đã phá vỡ cấu trúc tế bào dẫn đến sự sinh trƣởng không bình thƣờng của mầm và kéo theo chiều hƣớng tích lũy nhƣ trên Ở mầm giống ĐT26, ... động thái tích lũy số chất mầm giống đậu tương DT84 ĐT26 sinh trưởng điều kiện nhiễm mặn Mục đích nghiên cứu Nghiên cứu so sánh động thái tích lũy prolin vitamin C mầm đậu tƣơng sinh trƣởng điều. .. KHOA SINH – KTNN TRẦN THỊ KIM THOA SO SÁNH ĐỘNG THÁI TÍCH LŨY MỘT SỐ CHẤT TRONG MẦM GIỐNG ĐẬU TƢƠNG DT84 VÀ ĐT26 SINH TRƢỞNG Ở ĐIỀU KIỆN NHIỄM MẶN KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Chuyên nghành: Sinh. .. NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 19 3.1 So sánh động thái tích lũy prolin mầm hai giống đậu tƣơng DT84 ĐT26 19 3.2 So sánh động thái tích lũy vitamin C mầm hai giống đậu tƣơng DT84 ĐT26