Tình trạng biến đổi khí hậu toàn cầu trong đó có khô hạn kéo dài làm thu hẹp diện tích và gây khó khăn cho sản xuất nông nghiệp. Sự bất lợi về nước là một trong những nhân tố chính ảnh hưởng đến khả năng sống và năng suất của nhiều loại cây trồng ở nhiều quốc gia trên thế giới. Khô hạn gây ảnh hưởng trực tiếp đến cây trồng nói chung trên hai phương diện là khả năng sinh trưởng và phát triển. Trong điều kiện mất nước, ở thực vật xuất hiện một loạt các phản ứng tạm thời và lâu dài để có thể vượt qua tình trạng bất lợi của môi trường. Hai cơ chế chủ yếu liên quan đến khả năng chống chịu hạn của thực vật là sự điều chỉnh áp suất thẩm thấu và sự phát triển mạnh của bộ rễ. Bộ rễ là một trong những bộ phận quan trọng của cây thực hiện nhiệm vụ lấy nước cung cấp cho các hoạt động sống và phát triển của cơ thể thực vật. Cơ chế chịu hạn liên quan mật thiết với sự phát triển của bộ rễ. Ở nhiều loài thực vật trong điều kiện hạn có đặc điểm thích ứng là phát triển hệ rễ theo chiều dài vươn tới các lớp đất sâu hơn để hút nước dễ dàng hơn, đồng thời hệ thống rễ con phát triển mở rộng theo bề ngang có thể thích ứng tốt với việc tìm kiếm dinh dưỡng khoáng và nước trong lòng đất.
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM Báo cáo chuyên đề 1 NGHIÊN CỨU CƠ CHẾ CHỊU HẠN VÀ VAI TRÒ CỦA BỘ RỄ Ở THỰC VẬT Người hướng dẫn KH: GS.TS. Chu Hoàng Mậu PGS.TS. Nguyễn Vũ Thanh Thanh NCS: Lò Thanh Sơn MỞ ĐẦU Sự biến đổi khí hậu toàn cầu MỞ ĐẦU Thu hẹp diện tích và gây khó khăn cho sản xuất Nông nghiệp MỞ ĐẦU Phản ứng của thực vật với điều kiện khô hạn MỞ ĐẦU Vai trò quan trọng của hệ rễ MỞ ĐẦU MỤC TIÊU •Phân tích những tác động của khô hạn đến sinh trưởng phát triển, năng suất cây trồng •Làm rõ bản chất các cơ chế chịu hạn: hình thái, sinh lý, hoá sinh, sinh học phân tử… •Làm rõ vai trò quan trọng của bộ rễ chống chịu với điều kiện khô hạn NỘI DUNG • Nghiên cứu tác động của hạn đến thực vật • Nghiên cứu các cơ chế liên quan đến tính chịu hạn ở thực vật • Nghiên cứu một số phản ứng thích nghi của bộ rễ thực vật trong điều kiện khô hạn • Nghiên cứu khả năng hút nước của bộ rễ liên quan một số đặc tính sinh lý khác TÁC ĐỘNG CỦA HẠN ĐẾN THỰC VẬT • Hạn và tác hại của hạn đối với thực vật • Hạn là hiện tượng tự nhiên liên quan trực tiếp đến vấn đề về nước trong cơ thể thực vật… • Hạn tác động lên cây theo hai hướng chính: tăng nhiệt độ cây và gây mất nước trong cây. TÁC ĐỘNG CỦA HẠN ĐẾN THỰC VẬT • Hạn và tác hại của hạn đối với thực vật Giảm tới 40% năng suất hạt đậu tương TÁC ĐỘNG CỦA HẠN ĐẾN THỰC VẬT • Phản ứng của thực vật đối với khô hạn • Trốn thoát điều kiện hạn • Tránh hạn • Chống chịu hạn TÁC ĐỘNG CỦA HẠN ĐẾN THỰC VẬT • Khả năng chịu hạn của thực vật thể hiện: • Giảm diện tích lá, rút ngắn thời gian s. trưởng • Phát triển mạnh hệ rễ • Duy trì sức trương tế bào, điều chỉnh ASTT • Kiểm soát sự thoát hơi nước CƠ CHẾ CHỊU HẠN CỦA THỰC VẬT • Cơ chế biến đổi hình thái, sinh lý, hoá sinh • Sự biến đổi hình thái thích nghi với khô hạn CƠ CHẾ CHỊU HẠN CỦA THỰC VẬT • Cơ chế biến đổi hình thái, sinh lý, hoá sinh • Điều chỉnh ASTT, tăng cường hấp thu nước Glycine betain Proline Acid hữu cơ Đường K+ ClCa2+ Na+ CƠ CHẾ CHỊU HẠN CỦA THỰC VẬT • Cơ chế biến đổi hình thái, sinh lý, hoá sinh • Duy trì nước trong tế bào và mô • Ổn định màng tế bào • Tăng các chất chống oxy hoá • Điều hoà sự phát triển của thực vật CƠ CHẾ CHỊU HẠN CỦA THỰC VẬT • Cơ chế phân tử của đặc tính chịu hạn • Hoạt động của gen và các nhân tố điều hoà CƠ CHẾ CHỊU HẠN CỦA THỰC VẬT • Cơ chế phân tử của đặc tính chịu hạn • Một số protein liên quan SỰ THÍCH NGHI CỦA BỘ RỄ VỚI HẠN • Sự phát triển cảm ứng của hệ rễ với hạn • Tăng sinh khối, mật độ, diện tích bề mặt rễ • Tăng tỷ số kéo dài rễ trụ và số lượng rễ bên => Phát triển tốt bộ rễ trước hạn có ý nghĩa lớn giúp cây dễ thích ứng tốt trong điều kiện hạn. SỰ THÍCH NGHI CỦA BỘ RỄ VỚI HẠN • Khả năng cố định nitơ của cây đậu tương • Đặc điểm nốt sần của hệ rễ đậu tương SỰ THÍCH NGHI CỦA BỘ RỄ VỚI HẠN • Khả năng cố định nitơ của cây đậu tương • Ý nghĩa: góp phần tăng tích luỹ chất khô; giúp cây khoẻ mạnh vượt qua khô hạn. KHẢ NĂNG HÚT NƯỚC CỦA BỘ RỄ VÀ MỘT SỐ ĐẶC TÍNH SINH LÝ LIÊN QUAN • Cường độ thoát hơi qua lá • Tổng hợp và tích luỹ chất khô • Trao đổi ion của rễ • Hoạt động của kênh màng tế bào lông hút KẾT LUẬN 1. Môi trường khô hạn kéo dài ảnh hưởng xấu đến sinh trưởng và phát triển của thực vật. 2. Sự thích nghi của thực vật với khô hạn rất đa dạng và đều được điều khiển bởi hệ thống gen. 3. Sự phát triển hệ rễ là một trong các đặc tính quan trọng giúp thực vật vượt qua khô hạn. 4. Khả năng hút nước của bộ rễ có liên quan chặt chẽ tới nhiều quá trình sinh lý cơ thể thực vật. NHẬN XÉT - Sự biến đổi khí hậu toàn cầu, hạn hán gây nhiều khó khăn trong sản xuất nông nghiệp. - Hai cơ chế liên quan trực tiếp đến khả năng hút nước ở thực vật là: sự keo hóa chất nguyên sinh và phát triển rễ - Hệ rễ thực vật giữ vai trò lấy nước cung cấp cho các hoạt động sống và phát triển của cơ thể thực vật - Một số đặc điểm liên quan đến đặc tính chịu hạn ở thực vật cần được làm sáng tỏ ở cấp độ phân tử, làm cơ sở cải thiện khả năng chịu hạn bằng chuyển gen. Xin trân trọng cảm ơn! [...]... hữu cơ Đường K+ ClCa2+ Na+ CƠ CHẾ CHỊU HẠN CỦA THỰC VẬT • Cơ chế biến đổi hình thái, sinh lý, hoá sinh • Duy trì nước trong tế bào và mô • Ổn định màng tế bào • Tăng các chất chống oxy hoá • Điều hoà sự phát triển của thực vật CƠ CHẾ CHỊU HẠN CỦA THỰC VẬT • Cơ chế phân tử của đặc tính chịu hạn • Hoạt động của gen và các nhân tố điều hoà CƠ CHẾ CHỊU HẠN CỦA THỰC VẬT • Cơ chế phân tử của đặc tính chịu hạn. ..TÁC ĐỘNG CỦA HẠN ĐẾN THỰC VẬT • Khả năng chịu hạn của thực vật thể hiện: • Giảm diện tích lá, rút ngắn thời gian s trưởng • Phát triển mạnh hệ rễ • Duy trì sức trương tế bào, điều chỉnh ASTT • Kiểm soát sự thoát hơi nước CƠ CHẾ CHỊU HẠN CỦA THỰC VẬT • Cơ chế biến đổi hình thái, sinh lý, hoá sinh • Sự biến đổi hình thái thích nghi với khô hạn CƠ CHẾ CHỊU HẠN CỦA THỰC VẬT • Cơ chế biến đổi hình... NGHI CỦA BỘ RỄ VỚI HẠN • Sự phát triển cảm ứng của hệ rễ với hạn • Tăng sinh khối, mật độ, diện tích bề mặt rễ • Tăng tỷ số kéo dài rễ trụ và số lượng rễ bên => Phát triển tốt bộ rễ trước hạn có ý nghĩa lớn giúp cây dễ thích ứng tốt trong điều kiện hạn SỰ THÍCH NGHI CỦA BỘ RỄ VỚI HẠN • Khả năng cố định nitơ của cây đậu tương • Đặc điểm nốt sần của hệ rễ đậu tương SỰ THÍCH NGHI CỦA BỘ RỄ VỚI HẠN •... Hai cơ chế liên quan trực tiếp đến khả năng hút nước ở thực vật là: sự keo hóa chất nguyên sinh và phát triển rễ - Hệ rễ thực vật giữ vai trò lấy nước cung cấp cho các hoạt động sống và phát triển của cơ thể thực vật - Một số đặc điểm liên quan đến đặc tính chịu hạn ở thực vật cần được làm sáng tỏ ở cấp độ phân tử, làm cơ sở cải thiện khả năng chịu hạn bằng chuyển gen Xin trân trọng cảm ơn! ... Sự thích nghi của thực vật với khô hạn rất đa dạng và đều được điều khiển bởi hệ thống gen 3 Sự phát triển hệ rễ là một trong các đặc tính quan trọng giúp thực vật vượt qua khô hạn 4 Khả năng hút nước của bộ rễ có liên quan chặt chẽ tới nhiều quá trình sinh lý cơ thể thực vật NHẬN XÉT - Sự biến đổi khí hậu toàn cầu, hạn hán gây nhiều khó khăn trong sản xuất nông nghiệp - Hai cơ chế liên quan trực... nitơ của cây đậu tương • Ý nghĩa: góp phần tăng tích luỹ chất khô; giúp cây khoẻ mạnh vượt qua khô hạn KHẢ NĂNG HÚT NƯỚC CỦA BỘ RỄ VÀ MỘT SỐ ĐẶC TÍNH SINH LÝ LIÊN QUAN • Cường độ thoát hơi qua lá • Tổng hợp và tích luỹ chất khô • Trao đổi ion của rễ • Hoạt động của kênh màng tế bào lông hút KẾT LUẬN 1 Môi trường khô hạn kéo dài ảnh hưởng xấu đến sinh trưởng và phát triển của thực vật 2 Sự thích nghi của