Ảnh hưởng của sự thiếu nước ở thời kỳ ra hoa tới khả năng trao đổi nước, quang hợp, hàm lượng prolin và hoạt độ của một số enzym của đậu tương

Khoá luận tốt nghiệp Nguyễn Thị Thanh Thuỷ - K31CSinh lời cảm ơn Đề hoàn thành luận văn này, em xin bày tỏ lòng kính trọng biết ơn sâu sắc tới thầy giáo PGS.TS Nguyễn Văn M tận tình hớng dẫn giúp đỡ em suốt thời gian thực đề tài Em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới cô giáo TS Trần Thị Phơng Liên thầy cô tổ môn Sinh lý học thực vật - khoa Sinh_KTNN , Trờng ĐHSP Hà Nội giúp đỡ tạo điều kiện để em thực tốt đề tài Tôi xin chân thành cảm ơn gia đình bạn bè động viên khích lệ giúp đỡ suốt trình thực luận văn Hà Nội, ngày tháng 04 năm 2009 Sinh viên thực Nguyễn Thị Thanh Thuỷ Trờng ĐHSP H Nội Khoá luận tốt nghiệp Nguyễn Thị Thanh Thuỷ - K31CSinh Lời cam đoan Tôi xin cam đoan kết nghiên cứu khóa luận hoàn toàn trung thực không trùng với công trình nghiên cứu tác giả đợc công bố trớc Nếu sai xin hoàn toàn chịu trách nhiệm Sinh viên Nguyễn Thị Thanh Thủy Trờng ĐHSP H Nội 2 Khoá luận tốt nghiệp Nguyễn Thị Thanh Thuỷ - K31CSinh mục lục mở đầu 1 Tính cấp thiết đề tài Mục đích nghiên cứu Phạm vi nghiên cứu ý nghĩa lý luận thực tiễn chơng 1: tổng quan ti liệu 1.1 Vai trò nớc thực vật nói chung đậu tơng nói riêng 1.1.1 Vai trò nớc thực vật 1.1.2 Vai trò nớc trình sinh trởng phát triển đậu tơng 1.2 Hạn hán tình hình nghiên cứu tính chịu hạn đậu tơng 1.2.1 Hạn hán 1.2.2 Tình hình gieo trrồng nghiên cứu tính chịu hạn đậu tơng chơng 2: đối tợng v phơng pháp nghiên cứu 11 2.1 Đối tợng nghiên cứu 11 2.2 Phơng pháp nghiên cứu 11 2.2.1 Cách bố trí thí nghiệm 11 2.2.2 Phơng pháp phân tích tiêu 12 2.2 Xử lý số liệu thực nghiệm 17 chơng 3: kết nghiên cứu v thảo luận 18 3.1 ảnh hởng điều kiện thiếu nớc đến khả trao đổi nớc đậu tơng 18 3.1.1 Khả giữ nớc 18 Trờng ĐHSP H Nội Khoá luận tốt nghiệp Nguyễn Thị Thanh Thuỷ - K31CSinh 3.1.2 Khả hút nớc 19 3.1.3 Độ hụt nớc lại 20 3.1.4 ảnh hởng điều kiện thiếu nớc đến cờng độ thoát nớc 3.2 20 ảnh hởng điều kiện thiếu nớc đến cờng độ quang hợp 21 3.3 ảnh hởng diều kiện thiếu nớc đến hoạt độ số enzym 22 3.3.1 ảnh hởng điều kiện thiếu nớc đến hoạt độ enzym Proteaza 22 3.3.2 ảnh hởng điều kiện thiếu nớc đến hoạt độ enzym Amylaza 24 3.3.3 ảnh hởng điều kiện thiếu nớc đến hoạt độ enzym Catalaza 3.4 25 ảnh hởng điều kiện thiếu nớc đến hàm lợng prolin đậu tơng 27 kết luận v đề nghị ti liệu tham khảo Trờng ĐHSP H Nội Khoá luận tốt nghiệp Nguyễn Thị Thanh Thuỷ - K31CSinh Danh mục bảng biểu v biểu đồ Bảng 1: Lợng nớc đậu tơng Bảng : Lợng nớc không hút đợc đậu tơng Bảng : Độ hụt nớc lại giống đậu tơng Bảng : ảnh hởng điều kiện thiếu nớc đến cờng độ thoát nớc Bảng : ảnh hởng điều kiện thiếu nớc đến cờng độ quang hợp Bảng : Hoạt độ enzym proteaza đậu tơng Bảng : Hoạt độ enzym amylaza đậu tơng Bảng : Hoạt độ enzym catalaza đậu tơng Bảng : Hàm lợng prolin đậu tơng Hình : Hoạt độ enzym proteaza đậu tơng Hình : Hoạt độ enzym amylaza đậu tơng Hình : Hoạt độ enzym catalaza đậu tơng Hình : Hàm lợng prolin đậu tơng Trờng ĐHSP H Nội Khoá luận tốt nghiệp Nguyễn Thị Thanh Thuỷ - K31CSinh mở đầu Tính cấp thiết đề tài Cây đậu tơng hay gọi đậu nành (Glycine max) thuộc họ Đậu (Fabaceae), đậu (Fabales) Trong hạt đậu tơng hàm lợng protein chiếm 40%, nguồn protein thực vật quan trọng; hàm lợng lipit 12 - 25%; hàm lợng gluxit 10 - 15%; có muối khoáng Ca, Fe, Mg, P, K, Na, S; vitamin A, B1, B2, D, E, F; enzym, sáp, nhựa, xenlulozo Trong đậu tơng có đủ axít amin bản: izolơxin, lơxin, lizin, metionin, phenylalanin, triptophan, valin [4] Cây đậu tơng có tác dụng tốt việc cải tạo đất trồng, chủ yếu nhờ hoạt động cố định nitơ tự loài vi khuẩn Rhizobium nốt sần rễ cây, thân phần gần đất c trú Tại nốt sần, vi khuẩn tiến hành trình cố định nitơ tự do, cung cấp lợng lớn đạm cho đất, cho Cây đậu tơng có nguồn gốc từ đậu tơng hoang dại đợc phát Trung Quốc, Triều Tiên Nhật Bản Nhng diện tích đất trồng đậu tơng sản lợng đậu Mỹ nhiều giới Nớc ta nằm khu vực nhiệt đới, gió mùa hạn yếu tố thờng xuyên tác động đến sinh trởng phát triển trồng Hạn hán ảnh hởng lớn đến suất phẩm chất hạt nhiều loại cây, có đậu tơng Với đặc tính thời gian sinh trởng ngắn, thích hợp với nhiều phơng thức canh tác nh: luân canh, xen canh nên đậu tơng đợc trồng nhiều vùng núi, trung du phía Bắc, vùng đồng sông Hồng, vùng Đông Nam Bộ Để tăng suất đậu tơng ngời ta tiến hành chọn tạo giống mới, cải tiến biện pháp kỹ thuật, đặc biệt chọn đợc giống có khả chịu hạn tốt Vì việc nghiên cứu khả chịu hạn để tìm giống thích hợp cho vùng sinh thái khác việc làm có ý Trờng ĐHSP H Nội Khoá luận tốt nghiệp Nguyễn Thị Thanh Thuỷ - K31CSinh nghĩa thực tiễn sâu sắc Trớc Ngô Đức Dơng, Nguyễn Huy Hoàng nghiên cứu đánh giá khả chịu hạn số giống đậu tơng [3], [6]; Trần Thị Phơng Liên cộng nghiên cứu thành phần protein số giống đậu tơng [11], Nguyễn Văn Mã nghiên cứu khả chịu hạn đậu tơng đất bạc màu [12], Ngô Thế Dân cộng cho thấy hạn hán làm giảm suất, phẩm chất đậu tơng [2] Để tồn đợc điều kiện bất lợi trồng hình thành chế thích nghi [6] Một số việc hình thành số hợp chất, số enzym có vai trò bảo vệ trồng thời kỳ hoa, thời kỳ mà hình thành chế thích nghi bản, thời kỳ chuyển từ giai đoạn sinh trởng sinh dỡng sang giai đoạn sinh trởng sinh sản, nhạy cảm với tác động bất lợi môi trờng việc nghiên cứu phản ứng đậu tơng thời kỳ thờng cho kết rõ ràng [3], [7] Nghiên cứu tập trung tìm hiểu biến đổi số tiêu sinh lí - hoá sinh điều kiện gây hạn thời kỳ hoa, để tìm hiểu sâu khả chịu hạn số giống đậu tơng có suất triển vọng nớc ta Mục đích nghiên cứu Nghiên cứu số tiêu sinh lí, sinh hoá thời kỳ hoa: trao đổi nớc (khả giữ nớc, khả hút nớc, độ hút nớc lại, cờng độ thoát nớc); cờng độ quang hợp, hoạt động số enzym (proteaza, amilaza, catalaza) hàm lợng prolin giống đậu tơng DT 84, DT 96, DT 2001, DT 2002 điều kiện thiếu nớc Phạm vi nghiên cứu Chúng tập trung nghiên cứu ảnh hởng môi trờng thiếu nớc tới số tiêu sinh lí, hoá sinh giống đậu tơng DT 84, DT 96, DT Trờng ĐHSP H Nội Khoá luận tốt nghiệp Nguyễn Thị Thanh Thuỷ - K31CSinh 2001, DT 2002 Việc gieo trồng đợc tiến hành nhà lới vụ hè thu 2007 ý nghĩa lý luận thực tiễn Để tồn môi trờng bất lợi, trồng có phản ứng thích nghi nh: tích luỹ chất hoà tan tế bào để đảm bảo sức hút nớc, chống lại nớc nh điều chỉnh thẩm thấu thân, lá, rễ Sự điều chỉnh đợc thể khả giữ nớc, biến đổi hoạt độ số enzym hàm lợng prolin Công trình giúp tìm hiểu ảnh hởng điều kiện bất lợi đến trồng phản ứng tích cực giống đậu tơng khác điều kiện bất lợi Trên sở chọn giống thích nghi cho vùng sinh thái khác Trờng ĐHSP H Nội Khoá luận tốt nghiệp Nguyễn Thị Thanh Thuỷ - K31CSinh chơng 1: tổng quan ti liệu 1.1 Vai trò nớc thực vật nói chung đậu tơng nói riêng 1.1.1 Vai trò nớc thực vật Nớc thành phần thiếu đợc tế bào toàn thể Nớc có vai trò quan trọng đời sống thực vật nói riêng, sinh vật nói chung Nớc chất hoá học trực tiếp tham gia vào hoạt động sinh lý, hoá sinh thực vật Nớc môi trờng cho phản ứng hoá học diễn tế bào thể Nớc dung môi nhiều chất, hầu hết phản ứng sinh hoá tế bào thực vật xảy môi trờng nớc Chỉ cần giảm chút hàm lợng nớc tế bào gây nên thay đổi đáng kể hoạt động trao đổi chất, ảnh hởng đến sinh trởng phát triển Trong quang hợp, nớc cung cấp hidro để khử NADP+ thành NADPH thông qua phản ứng quang phân ly nớc Nớc hoạt động nh chất cho nhóm hydroxyl số phản ứng hydroxyl hoá Bên cạnh nớc có vai trò hidrat Nớc đợc hấp thụ bề mặt hạt keo (protein, axit nucleic) bề mặt màng sinh học (màng sinh chất, màng không bào, màng bào quan) tạo thành lớp nớc mỏng bảo vệ cho cấu trúc sống tế bào xanh, nớc yếu tố quan trọng điều hoà nhiệt giúp cho trình trao đổi chất diễn bình thờng điều kiện nhiệt độ cao môi trờng Khi thiếu nớc, thờng thay đổi hình thái, mô sức căng, bị héo, tế bào giảm hàm lợng nớc tự do, tăng cờng nồng độ dịch bào thay đổi tính thấm tế bào rễ, hoạt động enzym thuỷ phân tăng mạnh, tổng hợp AND bị giảm sút, chí bị phân giải Trờng ĐHSP H Nội Khoá luận tốt nghiệp Nguyễn Thị Thanh Thuỷ - K31CSinh 1.1.2 Vai trò nớc trình sinh trởng phát triển đậu tơng Sự sinh trởng phát triển đậu tơng phụ thuộc vào lợng nớc tồn trữ đất Thừa nớc hay thiếu nớc có hại cho sinh trởng, phát triển sản lợng Lợng nớc đậu tơng cần sử dụng thay đổi theo điều kiện khí hậu tuỳ thuộc vào giai đoạn trình sống Giai đoạn nảy mầm - non, tính từ lúc gieo trồng đến - ngày sau Nhu cầu nớc giai đoạn lớn, để đảm bảo cho hạt nảy mầm hàm lợng nớc hạt phải đạt 50% so với khối lợng hạt [2], [10] Giai đoạn sinh trởng sinh dỡng, thân phát triển mạnh đến lúc hoa giai đoạn nhu cầu nớc cho sinh trởng, phát triển tăng so với giai đoạn non Sự sinh trởng, phát triển kết trình trao đổi chất nh hô hấp, quang hợp,Các trình bị kìm hãm thiếu nớc Giai đoạn hoa từ hoa đến hoa cuối Hoa rụng nhiều nguyên nhân, nguyên nhân chủ yếu hạn hán Thiếu nớc dẫn đến rụng hoa, quả, giảm kích thớc hạt Giai đoạn hình thành hạt đợc tính từ sau hoa nở, hình thành phạm vi - ngày Nhu cầu nớc giai đoạn tăng cao, thiếu nớc làm rụng quả, kích thớc hạt ảnh hởng lớn đến suất phẩm chất hạt Giai đoạn chín: hạt phình to, kín khoang hạt, ngừng sinh trởng Các nghiên cứu nớc đậu tơng cho thấy giai đoạn giảm so với giai đoạn trớc Khi chín để tích luỹ chất dinh dỡng, tránh nhiễm bệnh nảy mầm sớm độ ẩm đất phải giảm dần Nh vậy, nh loại trồng khác, đậu tơng cần lợng nớc định để đảm bảo hoạt động sống đợc diễn bình thờng Sự thiếu Trờng ĐHSP H Nội 10 Khoá luận tốt nghiệp Nguyễn Thị Thanh Thuỷ - K31CSinh 3.1.3 Độ hụt nớc lại Độ hụt nớc lại mô tiêu biểu thị lợng nớc thiếu hụt điều kiện hạn hán Các số liệu đợc đo vào lúc sáng sớm để loại bỏ thiếu nớc thoát nớc vào ban ngày Kết nghiên cứu thể bảng lô thí nghiệm, độ hụt nớc cao lô đối chứng từ 109% 166% Điều chứng tỏ điều kiện hạn hán làm độ hụt nớc lô thí nghiệm tăng cao Trong điều kiện bình thờng DT 2002 thể thiếu hụt nớc mạnh so với giống khác (44,64%), sau gây hạn độ hụt nớc tăng lên (48,97%) Giống DT 96 có độ hụt nớc cao (166%) gặp hạn so với đối chứng Nh vào tiêu sinh lí thời điểm hoa, điều kiện hạn hán giống đậu tơng nghiên cứu giống có khả chịu hạn tơng đối tốt Bảng Độ hụt nớc lại giống đậu tơng (%) Giống Đối chứng Thí nghiệm So sánh với đối chứng (%) DT 84 15,60 0,04 17,56 0,03 112 DT 96 17,31 0,02 28,83 0,10 166 DT 2001 17,43 0,03 23,61 0,03 135 DT 2002 44,64 0,04 48,97 0,07 109 3.1.4 ảnh hởng điều kiện thiếu nớc đến cờng độ thoát nớc Thoát nớc động lực đầu dòng nớc có vai trò tạo lực hút nớc ion khoáng từ rễ lên đến phận khác mặt đất Trờng ĐHSP H Nội 25 Khoá luận tốt nghiệp Nguyễn Thị Thanh Thuỷ - K31CSinh Thoát nớc có tác dụng hạ nhiệt độ giúp cho khí CO2 khuếch tán vào bên lá, cần cho trình quang hợp Số liệu bảng cho thấy, điều kiện đủ nớc, chênh lệch giống cờng độ thoát nớc không nhiều, dao động từ 8,97 9,23 mol H2O/m2s Điều kiện thiếu nớc làm giảm cờng độ thoát nớc từ 31% - 54% so với đối chứng, thấp DT 96 (2,87%) cao DT 84 (5,01%) Qua bảng ta thấy cờng độ thoát nớc giống đậu tơng lô đối chứng thí nghiệm có khác biệt rõ rệt Bảng ảnh hởng điều kiện thiếu nớc đến cờng độ thoát nớc đậu tơng( mol H2O/m2s) So sánh với Giống Đối chứng Thí nghiệm DT 84 9,23 0,29 5,01 0,03 54 DT 96 9,18 0,16 2,87 0,16 31 DT 2001 9,02 0,15 3,65 1,57 40 DT 2002 8,97 0,10 3,16 1,12 35 đối chứng (%) 3.2 ảnh hởng điều kiện thiếu nớc đến cờng độ quang hợp Cờng độ quang hợp số thể hiệu suất hoạt động máy quang hợp (của lá) Chỉ số ảnh hởng định đến tích luỹ chất khô suất trồng Kết nghiên cứu đợc thể bảng Cờng độ quang hợp lô thí nghiệm giảm rõ rệt so với lô đối chứng (17% - 56%) Khi cung cấp đủ nớc, phân bón, chăm sóc hợp lí tạo điều kiện cho hấp thụ chuyển hoá lợng mặt trời cách có hiệu quả, làm tăng cờng độ quang hợp, tạo suất trồng tốt Trái lại, thiếu Trờng ĐHSP H Nội 26 Khoá luận tốt nghiệp Nguyễn Thị Thanh Thuỷ - K31CSinh nớc chúng làm ảnh hởng đến việc cung cấp electron H+ để khử CO2 thành sản phẩm Do nớc nhân tố ảnh hởng cờng độ quang hợp lô đối chứng, cờng độ quang hợp dao động từ 16,57% - 21,66 mol CO2/m2s, nhng lô thí nghiệm có khác biệt rõ ràng (3,67 - 10,98 mol CO2/m2s) Sự giảm cờng độ quang hợp DT 2001, tiếp đến DT 84, đến DT 96, nhiều DT 2002 Điều kiện thiếu nớc thờng gắn với tăng nhiệt độ không khí, đất làm cho lục lạp bị phân giải, hoạt tính thuỷ phân enzym cholorophylase tăng lên, tổng hợp diệp lục bị ức chế Bảng ảnh hởng điều kiện thiếu nớc đến cờng độ quang hợp ( mol CO2/m2s) Giống Đối chứng Thí nghiệm So sánh với đối chứng (%) DT 84 16,57 1,82 6,98 1,14 42 DT 96 20,87 4,07 4,36 1,27 21 DT 2001 19,52 0,66 10,98 3,49 56 DT 2002 21,66 0,69 3,67 0,53 17 3.3 ảnh hởng điều kiện thiếu nớc đến hoạt độ số enzym 3.3.1 ảnh hởng điều kiện thiếu nớc đến hoạt độ enzym proteaza Khi nảy mầm, protein bắt đầu đợc phân giải thành axit amin dới tác dụng enzym proteaza Proteaza hạt đậu tơng bao gồm nhiều loại Chúng có kích thớc phân tử, nhiệt độ tối u khác nhau, pH tối u gần với pH tế bào Các axit amin nguồn nguyên liệu cho trình tổng hợp chất đồng thời góp phần tăng áp suất thẩm thấu tế bào thực vật Khi gặp điều kiện hạn hán, hoạt độ enzym proteaza tăng lên kích Trờng ĐHSP H Nội 27 Khoá luận tốt nghiệp Nguyễn Thị Thanh Thuỷ - K31CSinh thích phân giải protein, hàm lợng nitơ amin tăng lên lô thí nghiệm Kết nghiên cứu hoạt độ enzym proteaza đợc trình bày bảng hình Bảng Hoạt độ enzym proteaza đậu tơng Giống Đối chứng Thí nghiệm So sánh với đối chứng (%) DT 84 2,45 0,27 3,20 0,46 129 DT 96 0,73 0,25 0,75 0,24 - DT 2001 2,70 0,04 4,30 0,46 155 DT 2002 2,80 0,34 4,12 0,85 147 (-): Sự khác biệt lô thí nghiệm lô đối chứng ý nghĩa thống kê 4.5 4.0 3.5 3.0 2.5 Đối chứng 2.0 Thí nghiệm 1.5 1.0 0.5 0.0 DT 84 DT 96 DT 2001 DT 2002 Hình Hoạt độ enzym proteaza đậu tơng điều kiện đủ nớc, hoạt độ proteaza đậu tơng thấp không đồng giống Khi gặp hạn, hoạt độ proteaza tăng lên Hàm lợng axit amin lô thí nghiệm cao với lô đối chứng đạt từ 0,75 - 4,30 mg/g mẫu, cao giống DT 2001 thấp giống DT 96 Trờng ĐHSP H Nội 28 Khoá luận tốt nghiệp Nguyễn Thị Thanh Thuỷ - K31CSinh So sánh ta thấy: giống DT 2001 DT 2002 có hàm lợng nitơ amin lô thí nghiệm tăng cao so với lô đối chứng, giống DT 84 hàm lợng tăng tơng đối mạnh bị hạn giống DT 96 bị hạn, hoạt động enzym proteaza biến động không rõ rệt Nh vậy, việc gây hạn thời kì hoa làm hoạt độ enzym proteaza đậu tơng tăng lên rõ rệt giống nghiên cứu: DT 84, DT 2001 DT 2002 3.3.2 ảnh hởng điều kiện thiếu nớc đến hoạt độ enzym amylaza Amylaza enzym có khả thuỷ phân tinh bột thành đờng Dới tác động enzym amylaza, dung dịch tinh bột nhanh chóng cho phản ứng âm với dung dịch iốt (mất khả tạo màu với iốt), trái lại khả khử dung dịch tăng lên chậm Do để xác định hoạt độ enzym amylaza ngời ta thờng dựa vào biến đổi màu dung dịch iốt cho tác dụng với enzym Kết xác định hoạt độ enzym amylaza đợc thể bảng hình Bảng Hoạt độ enzym amylaza đậu tơng Giống So sánh với Đối chứng Thí nghiệm DT 84 0,52 0,02 0,58 0,03 113 DT 96 0,57 0,05 0,61 0,04 - DT 2001 0,56 0,05 0,59 0,02 - DT 2002 0,57 0,04 0,60 0,05 - đối chứng (%) (-): Sự khác lô thí nghiệm lô đối chứng ý nghĩa mặt thống kê Trong lô thí nghiệm có hoạt độ enzym amylaza tăng không đáng kể so với lô đối chứng (105% - 113%) Hoạt độ enzym amylaza tăng lên không Trờng ĐHSP H Nội 29 Khoá luận tốt nghiệp Nguyễn Thị Thanh Thuỷ - K31CSinh lớn lô thí nghiệm giống DT 84, nhng điều chứng tỏ hàm lợng tinh bột bị giảm sút xuất gia tăng lợng đờng khử giống đậu tơng gặp hạn giống lại không thấy rõ biến động hoạt động enzym amylaza bị thiếu nớc 0.62 0.60 0.58 0.56 0.54 Đối chứng 0.52 Thí nghiệm 0.50 0.48 0.46 DT 84 DT 96 DT 2001 DT 2002 Hình Hoạt độ enzym amylaza đậu tơng 3.3.3 ảnh hởng điều kiện thiếu nớc đến hoạt độ enzym catalaza Trong trình hô hấp hạt sinh H2O2 (chất độc với tế bào) Dới tác động enzym catalaza, làm cho H2O2 đợc phân giải thành H2O O2 Ngoài ra, catalaza xúc tác cho phản ứng oxy hoá khử loại peroxyt, nhng phản ứng xảy yếu so với H2O2 [16] Kết xác định hoạt độ enzym catalaza đợc trình bày bảng hình Qua bảng số liệu ta thấy: hoạt độ enzym catalaza tăng lên lô thí nghiệm so với lô đối chứng từ 116% - 182% Điều kiện thiếu nớc làm tăng hoạt độ catalaza Kết phù hợp với nghiên cứu tác giả Shabina N.A.Khan [26] Trờng ĐHSP H Nội 30 Khoá luận tốt nghiệp Nguyễn Thị Thanh Thuỷ - K31CSinh Trong điều kiện đủ nớc hoạt độ catalase dao động từ 0,061 đến 0,130 mol H2O2/g/phút, cao giống DT 84, thấp giống DT 2002 lô thí nghiệm, hoạt độ catalase tăng lên với tỷ lệ khác giống, giống DT 84 DT 96 tăng không rõ rệt so với đối chứng Có thể thấy, giống có hoạt độ catalase thấp có tăng lên nhiều gặp hạn Nh vậy, biến đổi hoạt độ enzym catalaza lô thí nghiệm lô đối chứng xảy mạnh mẽ giống DT 2002 (182%) thấp lô DT 96 (116%) Bảng Hoạt độ enzym catalaza đậu tơng Giống Đối chứng Thí nghiệm So sánh với đối chứng (%) DT 84 0,130 0,015 0,158 0,015 121 DT 96 0,093 0,008 0,108 0,013 116 DT 2001 0,096 0,009 0,121 0,006 126 DT 2002 0,061 0,008 0,111 0,017 182 0.16 0.14 0.12 0.10 0.08 Đối chứng 0.06 Thí nghiệm 0.04 0.02 0.00 DT 84 DT 96 DT 2001 DT 2002 Hình Hoạt độ enzym catalaza đậu tơng Trờng ĐHSP H Nội 31 Khoá luận tốt nghiệp Nguyễn Thị Thanh Thuỷ - K31CSinh 3.4 ảnh hởng điều kiện thiếu nớc đến hàm lợng prolin đậu tơng Prolin axit amin có vai trò quan trọng việc chống lại thiếu nớc thể thực vật [21] [22] [25] Prolin thành phần chủ yếu cấu trúc nhóm phân tử đợc biết đến nh tác nhân cạnh tranh thẩm thấu, thuộc nhóm axit amin tự do, hợp chất amin bậc hợp chất hữu lu huỳnh bậc [25] Theo nghiên cứu Đinh Thị Phòng đối tợng lúa, phản ánh xác với thực tế giống có khả chịu hạn tốt có gia tăng hàm lợng prolin thân cao Kết xác định hàm lợng prolin đậu tơng giai đoạn hoa phù hợp với nhận định Theo bảng hình hàm lợng prolin đậu tơng, điều kiện đợc cung cấp nớc đầy đủ, sai khác hàm lợng axit amin prolin giống không lớn, giống DT 2001 với hàm lợng prolin cao 1,36 mg/g lô thí nghiệm, hàm lợng prolin giống đậu tơng dao động từ 2,35 - 7,04 mg/g lá, tức chiếm 412 - 940 % so với đối chứng Trong giống nghiên cứu, giống DT 84 có tăng hàm lợng prolin cao, tăng thấp ghi nhận DT 2001 Bảng Hàm lợng prolin đậu tơng Giống Đối chứng Thí nghiệm So sánh với đối chứng (%) DT 84 0,64 0,02 6,02 0,26 940 DT 96 0,99 0,015 6,86 0,41 692 DT 2001 1,36 0,35 7,04 0,16 517 DT 2002 0,57 0,14 2,35 0,26 412 Trờng ĐHSP H Nội 32 Khoá luận tốt nghiệp Nguyễn Thị Thanh Thuỷ - K31CSinh Đối chứng Thí nghiệm DT 84 DT 96 DT 2001 DT 2002 Hình4 Hàm lợng prolin đậu tơng Trờng ĐHSP H Nội 33 Khoá luận tốt nghiệp Nguyễn Thị Thanh Thuỷ - K31CSinh Kết luận v đề nghị * kết luận Từ kết nghiên cứu cho phép rút số kết luận nh sau: - Khi gặp hạn, khả giữ nớc, khả hút nớc, độ hút nớc lại, cờng độ thoát nớc có thay đổi rõ rệt Sự nớc, lợng nớc không hút đợc, cờng độ thoát nớc bị giảm, đồng thời gia tăng độ hụt nớc lại giống đậu tơng lô thí nghiệm - Điều kiện thiếu nớc làm cờng độ quang hợp giảm mạnh Làm giảm khả khử CO2 để tạo sản phẩm quang hợp - lô thí nghiệm, hoạt độ enzym proteaza, catalaza hàm lợng prolin giống đậu tơng tăng lên rõ rệt đậu tơng bị hạn Trong đó, hoạt độ enzym amylaza đậu tơng thay đổi Khi thiếu nớc, biến đổi hoạt độ proteaza rõ giống DT 2001, DT 2002, DT 84 Hoạt độ amylaza tăng rõ riêng giống DT 84 Còn hoạt độ catalaza tăng rõ DT 2002 - Hàm lợng prolin tăng lên nhiều lần lô thí nghiệm thiếu nớc tăng mạnh giống DT 84 * Đề nghị Trên sở nghiên cứu đề tài, tiếp tục mở rộng nghiên cứu mức phân tử để tìm hiểu chất sâu trình chịu hạn đậu tơng Trờng ĐHSP H Nội 34 Khoá luận tốt nghiệp Nguyễn Thị Thanh Thuỷ - K31CSinh TI LIệU THAM KHảO TIếNG VIệT Phạm Thị Trân Châu, Nguyễn Thị Hiền, Phùng Gia Tờng (1997), Thực hành hoá sinh học, Nxb Giáo dục, Hà Nội Ngô Thế Dân, Trần Đình Long, Trần Văn Lài, Đỗ Thị Dung, Phạm Thị Đào (1999), Cây đậu tơng, Nxb Nông Nghiệp, Hà Nội N g ô Đ ứ c D n g v c s , ( 9 ) , " X c đ ị n h k h ả n ă n g c h ị u h n giống đỗ tơng DT80", Tạp chí Sinh học, 17(3), tr 85 - 87 Diện tích trồng đậu tơng, thành phần hoá học hạt đậu tơng http://www.vi.wikipedia.org.com Điêu Thị Mai Hoa, Nguyễn Thị Thu Phơng, Bùi Văn Thắng, Sự thay đổi hàm lợng axit amin prolin mầm đậu xanh, Thông báo khoa học trờng ĐHSP Hà Nội Nguyễn Huy Hoàng (1992), Nghiên cứu đánh giá khả chịu hạn số giống đậu tơng nhập nội Miền Bắc Việt Nam, Luận án Phó tiến sĩ, Hà Nội Nguyễn Huy Hoàng, Trần Đình Long (1995), "Đánh giá khả chịu nóng tập đoàn đậu tơng nhập nội Miền Bắc Việt Nam", Tạp chí Sinh học, 17 (3), tr 45-48 Hinson K., E.E Hartwig (1990), Sản xuất đậu tơng vùng nhiệt đới, Nxb Đại học - Giáo dục chuyên nghiệp, Hà Nội Trờng ĐHSP H Nội 35 Khoá luận tốt nghiệp Nguyễn Thị Thanh Thuỷ - K31CSinh Nguyễn Nh Khanh, Mã Ngọc Cảm (1997), "Huỳnh quang diệp lục số giống cà chua điều kiện mùa hè Hà Nội", Tạp chí Di truyền ứng dụng số 1, tr 2932 10 N N Kozusko (1984), Xác định tính chịu hạn ngũ cốc theo biến đổi thông số chế độ nớc, Nxb Leningrat (tiếng Nga) 11 Trần Thị Phơng Liên, Ngô Thu Hiền, Nguyễn Huy Hoàng, Nông Văn Hải, Lê Thị Muội (1999), "Hàm lợng protein, lipit thành phần axit amin hạt số giống đậu tơng chịu hạn, chịu nóng", Tạp chí Sinh học, số tr 17 - 20 12 Nguyễn Văn Mã, Khả chịu hạn đậu tơng suất cao đất bạc màu, Báo cáo tổng kết đề tài Khoa học Công nghệ cấp bộ, số B96-41-01 13 Nguyễn Văn Mã, Cao Bá Cờng (2006), "Sự quang hợp số giống lạc chịu hạn khác nhau", Tạp chí Sinh học, số tr 59 - 62 14 Nguyễn Văn Mã, Nguyễn Minh Điệu (2006), "Sử dụng huỳnh quang diệp lục nghiên cứu khả chịu hạn số giống lạc", Tạp chí Khoa học Công nghệ, 44 (6), tr 61-66 15 Nguyễn Văn Mã, Phan Hồng Quân (2000), Nghiên cứu số tiêu sinh lí, sinh hoá đậu tơng điều kiện gây hạn, Tạp chí Sinh học, số - tr 47 - 52 Trờng ĐHSP H Nội 36 Khoá luận tốt nghiệp Nguyễn Thị Thanh Thuỷ - K31CSinh 16 Nguyễn Văn Mùi (2001), Thực hành hoá sinh Nxb Đại Học Quốc gia Hà Nội 17 Nguyễn Duy Minh, Nguyễn Nh Khanh (1982), Thực hành sinh lý thực vật, Nxb Giáo dục 18 Đinh Thị Phòng (2001), Nghiên cứu chọn dòng tế bào thực vật công nghệ tế bào thc vật, Luận án tiến sỹ Sinh học, Hà Nội 19 Đinh Thị Phòng, Đặng Diễm Hồng, Lê Trần Bình, Lê Thị Muội (2004), Đánh giá nhanh tính chịu hạn phơng pháp đo huỳnh quang diệp lục lúa, Tạp chí Khoa học Công nghệ, 42 (1), tr.62-67 tiếng anh 20 Chandler P M., Walker Summons M., King R.W., Crouch M, Close T.J.(1988), Expression of ABA induceble genes in water stressed cereal reedlings, J.Cell Biochem 12c (suppl), page 43 - 146 21 Karin Wisiol, Clepping of water stressed blue grama affecs proline accumulation and productivity 22 Kishor P B K., Hong Z., Miao G., Verma D P S (1995), Over expression synthelase in of crease pyrroline proline -5- cacboxylate production & - confers ostolerance intrangsgenic plants, J Plant physiol, 108, page 1387 - 1394 accumulation and productivity 23 Matra N., Cushman J C (1994), Isolation and Chorractrrization of a drought induced soybean cDNA Trờng ĐHSP H Nội 37 Khoá luận tốt nghiệp encoding Nguyễn Thị Thanh Thuỷ - K31CSinh a D95 family late-embryogenesis-abundant protein, plant physiology 106, page 805-806 24 Matra N., Cushman J C (1994), Isolation and expression of a drought induced soybean cDNA encoding a dehydrin like (group 2) protein from soybean leaves, Plant physiology, 106, page 805-806 25 Nabor M W., (1996), Environmental stress ressistance in plant cell line selection, pix P J (eds), VCH verlagsgesells chaft 26 Shabina Syeed and N A Khan (2004), Activies or carbonic anhydrase, catalase and ACC oxidase of mung bean (Vigna radiata) are differenteally by salinity stress, Food, agriculture and Environment Vol 2, 241249 27 V.V Kuznesov, N I Sheviacova (1999), "Prolin điều kiện stress - vai trò sinh học, chuyển hoá điều khiển", Tạp chí Sinh lí học thực vật, Tr.46, số 2, 321 336 NXB NAUKA Maxcơva, Viện sinh lí học thực vật Timiriazev, Viện hàn lâm khoa học Nga (tiếng Nga) 28 Xiong L., Schumaker S.K., Zhu F.K (2002), Cell signaling during cold, drought, and salt stress, plant cell, plant cell, 14, 165 - 183 29 Whitsitt M S., Collins R.G and Mullet J E (1997), Modulation of dehydrin toleranc Trờng ĐHSP H Nội 38 Khoá luận tốt nghiệp Nguyễn Thị Thanh Thuỷ - K31CSinh ảnh Thời kỳ non đậu tơng giống thí nghiệm ảnh Thời kỳ hoa đậu tơng giống thí nghiệm Trờng ĐHSP H Nội 39 [...]... 3.1 ảnh hởng của điều kiện thiếu nớc đến khả năng trao đổi nớc ở đậu tơng Nớc là thành phần cơ bản của thực vật Nó góp phần quan trọng vào các quá trình trao đổi chất xảy ra trong cây và góp phần vận chuyển các chất từ ngoài môi trờng vào để tham gia vào quá trình trao đổi chất Điều kiện thiếu nớc làm biến đổi các chỉ tiêu về trao đổi nớc, khả năng giữ nớc, khả năng hút nớc, độ hụt nớc còn lại, sự thoát... đồng thời gia tăng độ hụt nớc còn lại của các giống đậu tơng ở lô thí nghiệm - Điều kiện thiếu nớc làm cờng độ quang hợp giảm mạnh Làm giảm khả năng khử CO2 để tạo sản phẩm quang hợp - ở lô thí nghiệm, hoạt độ enzym proteaza, catalaza và hàm lợng prolin của các giống đậu tơng tăng lên rõ rệt khi đậu tơng bị hạn Trong khi đó, hoạt độ enzym amylaza trong lá đậu tơng ít thay đổi Khi thiếu nớc, sự biến đổi. .. 21,66 0,69 3,67 0,53 17 3.3 ảnh hởng của điều kiện thiếu nớc đến hoạt độ của một số enzym 3.3.1 ảnh hởng của điều kiện thiếu nớc đến hoạt độ của enzym proteaza Khi nảy mầm, protein bắt đầu đợc phân giải thành các axit amin dới tác dụng của enzym proteaza Proteaza trong hạt đậu tơng bao gồm nhiều loại Chúng có kích thớc phân tử, nhiệt độ tối u khác nhau, pH tối u là 5 và gần với pH trong tế bào Các... có hàm lợng nitơ amin trong lô thí nghiệm tăng khá cao so với lô đối chứng, ở giống DT 84 hàm lợng này cũng tăng tơng đối mạnh khi bị hạn ở giống DT 96 khi bị hạn, hoạt động enzym proteaza biến động không rõ rệt Nh vậy, việc gây hạn ở thời kì ra hoa làm hoạt độ enzym proteaza trong lá đậu tơng tăng lên rõ rệt ở 3 giống nghiên cứu: DT 84, DT 2001 và DT 2002 3.3.2 ảnh hởng của điều kiện thiếu nớc đến hoạt. .. nớc đến hoạt độ của enzym amylaza Amylaza là enzym có khả năng thuỷ phân tinh bột thành đờng Dới tác động của enzym amylaza, dung dịch tinh bột nhanh chóng cho phản ứng âm với dung dịch iốt (mất khả năng tạo màu với iốt), trái lại khả năng khử của dung dịch tăng lên chậm Do đó để xác định hoạt độ của enzym amylaza ngời ta thờng dựa vào sự biến đổi màu của dung dịch iốt khi cho tác dụng với enzym này Kết... hoạt động enzym amylaza khi cây bị thiếu nớc 0.62 0.60 0.58 0.56 0.54 Đối chứng 0.52 Thí nghiệm 0.50 0.48 0.46 DT 84 DT 96 DT 2001 DT 2002 Hình 2 Hoạt độ của enzym amylaza trong lá đậu tơng 3.3.3 ảnh hởng của điều kiện thiếu nớc đến hoạt độ của enzym catalaza Trong quá trình hô hấp của hạt sinh ra H2O2 (chất độc với tế bào) Dới tác động của enzym catalaza, làm cho H2O2 đợc phân giải thành H2O và O2... 0,02938- các hệ số của phơng trình tính hoạt độ enzym thu đợc bằng phơng pháp xử lý toán học số liệu thực nghiệm Xác định hoạt độ của enzym catalaza Xác định hoạt độ của enzym catalaza bằng phơng pháp của A.N.Bah và A.I.Oparin [16] Tính bằng kết quả: X = ( A B ) 1, 7 V 1 V 2 a t 0 , 034 Trong đó: X - hoạt độ enzym catalaza A - số ml KMnO4 0,1N chuẩn độ bình đối chứng B - số ml KMnO4 0,1N chuẩn độ bình thí... quang hợp cho phép đánh giá nhanh khả năng chịu hạn của cây [9], [14], [19] Trong điều kiện bất lợi, khả năng chịu hạn của các giống cây thể hiện qua sự biến đổi của các tham số F0, Fm và tỉ lệ Fv/m khi đo cờng độ huỳnh quang diệp lục Cờng độ quang hợp của lá cũng biến đổi khi cây gặp hạn [9], [13] Dựa vào các tiêu chí sinh lý, sinh hoá có thể đánh giá đợc khả năng chịu hạn của cây trồng Trờng ĐHSP H Nội... 4 ảnh hởng của điều kiện thiếu nớc đến cờng độ thoát hơi nớc của lá đậu tơng( mol H2O/m2s) So sánh với Giống Đối chứng Thí nghiệm DT 84 9,23 0,29 5,01 0,03 54 DT 96 9,18 0,16 2,87 0,16 31 DT 2001 9,02 0,15 3,65 1,57 40 DT 2002 8,97 0,10 3,16 1,12 35 đối chứng (%) 3.2 ảnh hởng của điều kiện thiếu nớc đến cờng độ quang hợp Cờng độ quang hợp là chỉ số thể hiện hiệu suất hoạt động của bộ máy quang. .. nhiều trong mọi giai đoạn đều ảnh hởng sự sống, năng suất cũng nh chất lợng sản phẩm của đậu tơng Nhất là trong giai đoạn ra hoa và hình thành quả cây còn có những yêu cầu khắt khe lớn về nớc, độ ẩm của đất, nhiệt độ, ánh sáng, 1.2 Hạn hán và tình hình gieo trồng, nghiên cứu tính chịu hạn của cây đậu tơng 1.2.1 Hạn hán Hạn hán là một phức hệ điều kiện khí hậu gây ra sự thiếu nớc đối với cây trồng Có ... đến hoạt độ số enzym 22 3.3.1 ảnh hởng điều kiện thiếu nớc đến hoạt độ enzym Proteaza 22 3.3.2 ảnh hởng điều kiện thiếu nớc đến hoạt độ enzym Amylaza 24 3.3.3 ảnh hởng điều kiện thiếu nớc đến hoạt. .. độ quang hợp Bảng : Hoạt độ enzym proteaza đậu tơng Bảng : Hoạt độ enzym amylaza đậu tơng Bảng : Hoạt độ enzym catalaza đậu tơng Bảng : Hàm lợng prolin đậu tơng Hình : Hoạt độ enzym proteaza đậu. .. sinh hoá thời kỳ hoa: trao đổi nớc (khả giữ nớc, khả hút nớc, độ hút nớc lại, cờng độ thoát nớc); cờng độ quang hợp, hoạt động số enzym (proteaza, amilaza, catalaza) hàm lợng prolin giống đậu tơng