Ảnh hưởng của hạn tới một số chỉ tiêu sinh lý và hàm lượng proline ở cà chua

Khóa luận tốt nghiệp Chuyên ngành: Sinh lý thực vật MỞ ĐẦU Lí chọn đề tài Cà chua có tên khoa học Lycopersicum esculentum Miller, thuộc họ Cà Solanaceae loại rau ăn có giá trị kinh tế cao Quả cà chua nguồn thực phẩm tuyệt vời chứa nhiều vitamin A, B, C, K… Đặc biệt cà chua chứa bốn loại caroten α-carotence, β-carotence, γ -carotence lycopene Sắc tố lycopene phân tử làm cho cà chua có màu đỏ hấp dẫn, theo nghiên cứu phân tử lycopene trái cà chua có tính chống oxy hoá cao, phân tử có nhiều lợi ích cho sức khỏe người làm giảm nguy phát triển tế bào ung thư, nhiều bệnh tim mạch lão hoá… Ở nước ta, cà chua trồng nhiều vùng khác nhau, nhiên suất chưa cao chủ yếu kĩ thuật canh tác lạc hậu cà chua dễ mắc phải nhiều loại bệnh xoăn vàng ngọn, đốm vòng, mốc sương mai… Hơn nữa, trồng chịu ảnh hưởng lớn điều kiện thời tiết khí hậu, hạn yếu tố thường xuyên tác động gây ảnh hưởng đến sinh trưởng, phát triển trồng nói chung cà chua nói riêng từ ảnh hưởng lớn đến suất phẩm chất chúng Chính mà việc nghiên cứu khả chịu hạn để có giải pháp nhằm nâng cao tính chịu hạn vấn đề cần thiết nhiều loại trồng Đã có nhiều công trình nghiên cứu khả chịu hạn nhiều loại khác lúa, đậu tương… cho thấy kết stress hạn dẫn đến thay đổi phản ứng sinh lí, sinh hóa thể thực vật đóng khí khổng, giảm tỷ lệ thoát nước mô, giảm quang hợp làm tăng tích lũy axit abcisic (ABA), proline, manitol, sorbitol, cấu thành nhóm ascobat, gluthion, α-tocopherol… tổng hợp protein [30] Trần Thị Hà Lớp: K33A - Sinh Khóa luận tốt nghiệp Chuyên ngành: Sinh lý thực vật Chịu hạn thực vật thường kết nhiều chế đáp ứng stress hoạt động ngang Các nghiên cứu gần đưa số chế chịu hạn bao gồm: vận chuyển ion, bảo vệ thẩm thấu, axit abscisic (ABA), môi giới phân tử, LEA (late embryogenesis abundant) vai trò proline, vai trò rễ khả điều chỉnh áp suất thẩm thấu [21], [26], [30] Trên giới có nhiều nghiên cứu tập trung tìm hiểu chế tính chịu hạn (Jones, 1980; Rao cs, 1994; Farshadfar cs, 1995), có nghiên cứu đề cập đến vai trò proline khả chịu hạn thực vật nói chung trồng nói riêng (Pandey cs, 1985; Verma, 1990; Xin cs, 1993) Ở Việt Nam, có công trình nghiên cứu tác giả: Lê Trần Bình cs, 1998; Nguyễn Đạt Kiên cs, 2005 Chính để làm sáng tỏ thêm khả chịu hạn số giống cà chua, tiến hành nghiên cứu đề tài: “Ảnh hưởng hạn tới số tiêu sinh lý hàm lượng proline cà chua” Mục đích nhiệm vụ nghiên cứu 2.1 Mục đích nghiên cứu Nghiên cứu biến đổi số tiêu sinh lí, proline cà chua điều kiện hạn, qua đánh giá khả chịu hạn giống cà chua VL 3000 giống Gandeera gieo trồng Vĩnh Phúc 2.2 Nhiệm vụ nghiên cứu - Xác định số chịu hạn tương đối giai đoạn non - Xác định hàm lượng diệp lục, huỳnh quang diệp lục, hàm lượng proline giai đoạn hoa - Xác định hàm lượng diệp lục, huỳnh quang diệp lục, hàm lượng proline giai đoạn non Trần Thị Hà Lớp: K33A - Sinh Khóa luận tốt nghiệp Chuyên ngành: Sinh lý thực vật Ý nghĩa lí luận ý nghĩa thực tiễn - Cung cấp tư liệu khoa học cho nghiên cứu ảnh hưởng hạn tới số tiêu sinh lí (chỉ số chịu hạn, hàm lượng diệp lục, huỳnh quang diệp lục) hàm lượng proline cà chua - Khuyến khích người dân sử dụng giống cà chua có khả chịu hạn tốt Trần Thị Hà Lớp: K33A - Sinh Khóa luận tốt nghiệp Chuyên ngành: Sinh lý thực vật NỘI DUNG CHƯƠNG TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Đặc điểm thực vật học sinh trưởng cà chua Cây cà chua (Lycopersicum esculentum Miller) loại rau phổ biến trồng rộng rãi nhiều nước giới Ở nước ta, cà chua trồng từ lâu, cà chua loại rau chủ lực nhà nước ưu tiên phát triển Cà chua trồng hàng năm, thân bụi, phân nhánh mạnh, có lớp lông dày bao phủ, thân có nhiều đốt có khả rễ bất định Chiều cao số nhánh khác phụ thuộc vào giống điều kiện trồng trọt Rễ cà chua thuộc hệ rễ chùm, điều kiện đồng ruộng rễ cà chua phát triển rộng tới 1,3m sâu tới 1m Với khối lượng rễ lớn cà chua xếp vào nhóm chịu hạn Lá cà chua đa số thuộc dạng kép, chét có cưa, có nhiều dạng khác nhau: dạng chân chim, dạng khoai tây, dạng ớt… tùy thuộc vào giống mà cà chua có màu sắc kích thước khác Hoa cà chua mọc thành chùm Có ba dạng chùm hoa: dạng đơn giản, dạng trung gian dạng phức tạp Số lượng hoa / chùm, số chùm hoa / khác giống Quả cà chua thuộc loại mọng, có - nhiều ngăn hạt Hình dạng màu sắc phụ thuộc vào giống Ngoài màu sắc chín phụ thuộc vào điều kiện nhiệt độ, phụ thuộc vào hàm lượng caroten lycopen Cà chua sinh trưởng phát triển thuận lợi nhiệt độ 200C đến 270C Nhiệt độ lớn 300C kéo dài, kết hợp với hạn đất, hạn không khí dẫn đến rối loạn trình đồng hóa, giảm hàm lượng chất khô làm Trần Thị Hà Lớp: K33A - Sinh Khóa luận tốt nghiệp Chuyên ngành: Sinh lý thực vật suất giảm sút nghiêm trọng Cà chua tương đối chịu hạn, yêu cầu nước nhiều khối lượng thân mặt đất tương đối lớn, đồng thời hình thành nhiều thời gian ngắn Theo tính toán để đạt suất 50 tấn/ha cần tới 6000m3 nước Yêu cầu nước cà chua nhiều thời kỳ quả, thiếu nước cà chua bị xoăn lại, quang hợp bị yếu Khi độ ẩm thấp, việc sử dụng phân bón gặp khó khăn, đồng thời dễ bị ngộ độc nồng độ muối đất cao, chín nhanh hơn, hàm lượng chất khô hàm lượng đường cao sản lượng lại giảm [6] Vĩnh phúc tỉnh đồng trung du Bắc Bộ có đầy đủ ba vùng sinh thái: đồng bằng, trung du miền núi Cũng tỉnh khác thuộc khu vực Bắc Bộ, Vĩnh Phúc nằm vành đai khí hậu nhiệt đới gió mùa, nóng ẩm, mưa nhiều Lượng mưa trung bình từ 1500 – 2000mm, tập trung chủ yếu vào tháng 6, tháng7, tháng Nhiệt độ trung bình hàng năm từ 23-240C, độ ẩm trung bình 84-89% Chế độ gió mùa thay đổi khí hậu năm gây nhiều khó khăn cho hoạt động sản xuất nông nghiệp vùng nằm khu vực thường bị khô hạn, sương muối Hạn yếu tố thường xuyên tác động gây ảnh hưởng đến sinh trưởng, phát triển trồng nói chung cà chua nói riêng từ ảnh hưởng lớn đến suất phẩm chất chúng 1.2 Những tác động bất lợi hạn hán đến thực vật Hạn nguyên nhân gây mùa vụ diện rộng, làm giảm 50% suất trung bình Hạn phức hệ điều kiện khí tượng bất lợi gây thiếu nước, nước thực vật, bao gồm: hạn đất hạn không khí Hạn đất nhiệt độ thấp nồng độ dịch đất cao Hạn không khí độ ẩm thấp nhiệt độ cao, gió mạnh Từ gây tác động xấu đến sinh Trần Thị Hà Lớp: K33A - Sinh Khóa luận tốt nghiệp Chuyên ngành: Sinh lý thực vật trưởng, phát triển trồng cuối ảnh hưởng đến suất, phẩm chất chúng Hạn tượng thường xuyên xảy thiên nhiên liên quan trực tiếp đến vấn đề nước thể thực vật Nước yếu tố giới hạn trồng, sản phẩm quan trọng khởi đầu, trung gian cuối trình chuyển hóa sinh hóa, môi trường để phản ứng trao đổi chất xảy Mỗi trồng có giới hạn định nhân tố sinh thái môi trường hạn, nóng, lạnh Nếu giới hạn gây hại cho sinh trưởng phát triển cây, giảm suất sinh học Thực vật có khả ngăn ngừa thương tổn bị tổn thương gọi tính chống chịu Đã có nhiều công trình nghiên cứu khả chịu hạn đậu tương, ngô, lúa, đậu xanh Nguyên nhân mùa làm giảm suất gieo trồng hạn [24] Trên giới có khoảng 40-60% diện tích đất trồng bị hạn [30] Nước ta có địa hình phức tạp nên khí hậu phức tạp, lượng mưa phân bố không vùng năm, nên hạn xảy nơi Hơn nữa, bùng nổ dân số kết hợp với ô nhiễm môi trường hạn hán, lũ lụt thường xuyên xảy Hạn nguyên nhân stress thẩm thấu [31] Thiếu nước chết non làm giảm sức sống, giảm suất Để giữ nước cho thể cần có biến đổi hình thái trì áp suất thẩm thấu tế bào… khả chịu hạn trồng Kết stress hạn thay đổi phản ứng sinh lí, sinh hóa thể thực vật đóng khí khổng, giảm tỷ lệ thoát nước mô, giảm quang hợp làm tăng tích lũy axit abcisic (ABA), proline, manitol, sorbitol, cấu thành nhóm ascobat, α-tocopherol… tổng hợp protein [30] Hạn dẫn tới số biến đổi mô tế bào làm kết tủa biến tính protein, làm tăng độ lỏng lipid màng, mở xoắn Trần Thị Hà Lớp: K33A - Sinh Khóa luận tốt nghiệp Chuyên ngành: Sinh lý thực vật axit nucleic Hạn phá hoại hệ thống quang hóa II màng thylacoid [31] Dưới ảnh hưởng thiếu nước, sinh trưởng trồng bị ảnh hưởng hậu suất trồng bị suy giảm Những thay đổi diễn trồng điều kiện hạn chủ yếu liên quan tới việc thay đổi chức trao đổi chất chức suy giảm sắc tố quang hợp Sự suy giảm sắc tố quang hợp dẫn tới giảm hấp thu ánh sáng không hình thành lượng khử, mà nguồn lượng cho phản ứng pha tối quang hợp Những thay đổi sắc tố quang hợp gần liên quan tới hiệu suất sinh khối quang hợp Có thể nói rằng, hạn làm thay đổi mặt hình thái, lý sinh thành phần sắc tố thực vật bậc cao [13], cụ thể làm thay đổi tỷ lệ diệp lục a/b carotenoid [7], [10] Sự suy giảm hàm lượng diệp lục thông báo đối tượng [17] dừa cạn (Catharanthus roseus) [12] Hàm lượng diệp lục giảm xuống mức đáng kể độ thiếu hụt nước cao hướng dương [28] Việt quất đen hay ỏng ảnh (Vaccinium myrtillus) [29] Tỷ lệ quang hợp thực vật bậc cao biết giảm với hàm lượng nước tương đối nước [16], [30] Tuy nhiên tranh luận hạn hán chủ yếu hạn chế quang hợp thông qua đóng mở lỗ khí thông qua làm suy giảm trao đổi chất Cả hạn chế lỗ khí hay không lỗ khí nhìn chung chủ yếu làm giảm quang hợp điều kiện thiếu nước Quá trình quang hợp bị hạn chế điều kiện thiếu nước thông qua hoạt động trao đổi chất giảm vấn đề phức tạp nhiều so với giới hạn khí khổng chủ yếu giảm hàm lượng sắc tố quang hợp hướng dương [31] Sơ đồ số nguyên nhân làm giảm sinh trưởng điều kiện thiếu nước: Trần Thị Hà Lớp: K33A - Sinh Khóa luận tốt nghiệp Chuyên ngành: Sinh lý thực vật Stress hạn Mất sức trương Tế bào giảm kéo dài mở rộng Giảm nguyên phân Giảm sinh trưởng Carotenoid phân tử isoprenoid kích thước lớn, chúng tổng hợp (de novo) tất sinh vật quang hợp nhiều sinh vật không quang hợp Chúng dẫn xuất hydrocarbon caroten chẳng hạn lycopene β-carotene xanthophyll, kiểu lutein Thiệt hại oxy hóa tạo stress hạn thực vật mô giảm bớt hoạt động phối hợp hai hệ thống liên quan enzyme (enzymatic) không liên quan enzym (non-enzymatic) chống oxy hóa Các yếu tố hai hệ thống gồm βcarotene, ascorbate (AA), α-tocopherol (α-toc), giảm glutathione (GSH) giảm hoạt động enzim superoxide dismutase (SOD), peroxidase (POD), ascorbate peroxidase (APX), catalase (CAT), polyphenol oxidase (PPO) glutathione reductase (GR) Caroten thành phần quan trọng hệ thống bảo vệ trồng chống oxy hóa, chúng dễ bị oxy hóa phân hủy β-carotene có mặt lạp lục tất thực vật liên kết với lõi phức hệ PS I PS II Stress nước thay đổi nhiều trình có suy giảm hàm lượng diệp lục carotenoid [14] Tuy nhiên, công trình nghiên cứu nhằm cải thiện hàm lượng sắc tố điều kiện stress nước Bên cạnh đó, có công trình nghiên cứu ứng dụng chất xử lý ngoại sinh brassionlide, uniconazole methyl jasmonate nhằm cải thiện khả chịu Trần Thị Hà Lớp: K33A - Sinh Khóa luận tốt nghiệp Chuyên ngành: Sinh lý thực vật hạn với việc tăng hoạt động superoxide dismutase (SOD), ascorbate peroxidase (APX), catalase (CAT), ABA cải thiện carotenoid tổng số ngô Tương tự vậy, chất có vai trò quan trọng là: tocopherol, lipid tan chống oxy hóa lục lạp, hiểu việc cải thiện hàm lượng sắc tố điều kiện bị stress sinh vật quang hợp bao gồm thuốc Arabidopsis thaliana Synechocystis sp PCC6803 Như vậy, thấy nỗ lực người làm tăng sinh tổng hợp sắc tố thay đổi phương thức tổng hợp sắc tố nhằm tăng cường khả chịu hạn thực vật 1.3 Kỹ thuật huỳnh quang diệp lục để đánh giá khả chịu hạn trồng Hiện nay, kĩ thuật để đánh giá cách nhanh chóng xác khả chịu hạn thực vật nhà sinh lí thực vật sinh lí sinh thái học sử dụng rộng rãi nghiên cứu kĩ thuật phân tích huỳnh quang diệp lục [18] Bằng cách sử dụng kĩ thuật này, cho phép đánh giá nhanh khả chống chịu trồng với hạn hán, nhiệt, lạnh, ánh sáng, stress muối [19], [27] Kỹ thuật áp dụng cho việc nghiên cứu quang hợp cho nghiên cứu máy quang hợp Huỳnh quang diệp lục in vivo bị ảnh hưởng số tượng, mà từ ảnh hưởng đến quang hợp, phương pháp huỳnh quang diệp lục đo thiết bị đại, xâm lấn phá hủy tế bào sống, dễ sử dụng lĩnh vực thí nghiệm Các yếu tố ảnh hưởng đến quang hợp nghiên cứu riêng, việc sử dụng kĩ thuật cho phép đánh giá trạng thái hoạt động máy quang hợp tác động điều kiện gây stress Sau yếu tố stress tượng đặc biệt nghiên cứu cách sử dụng kỹ Trần Thị Hà Lớp: K33A - Sinh Khóa luận tốt nghiệp Chuyên ngành: Sinh lý thực vật thuật huỳnh quang diệp lục: ô nhiễm môi trường, stress nước, quang ức chế photoinhibition, nhiệt độ thấp Đã có nhiều công trình nghiên cứu viết kỹ thuật ứng dụng có Mối quan hệ tìm thấy hoạt động hệ ánh sáng II cố định CO2 lá, tham số mạnh mẽ để ước tính hiệu máy quang hợp Ngày nay, huỳnh quang diệp lục trở thành công cụ tiềm cho số nghiên cứu ứng dụng thực tế [27] Các tác giả chia nhóm ứng dụng kỹ thuật gồm: • Đánh giá thay đổi hóa học môi trường (stress hóa học); chất ức chế - Inhibitors, phân bón, khí stress yếu tố hóa học khác kiểm tra • Nghiên cứu tham số vật lý môi trường (stress vật lý), giống chất lượng cường độ ánh sáng, quang ức chế-photoinhibition nhiệt độ • Cảm ứng sinh học: phân tích hệ thống sức sống, suất, sức đề kháng với stress, nghiên cứu sinh thái động (eco-dynamics) hệ thống phức tạp, ví dụ vườn, hay khu rừng Trong nghiên cứu với lúa mạch, sức chống chịu trồng với hạn hán, nhiệt, lạnh, ánh sáng, stress muối kiểm nghiệm kỹ thuật [9], [27] Ví dụ khác tác giả Prange (1986) thấy huỳnh quang diệp lục có ý nghĩa phát nhanh chóng nhạy cảm với nước (làm khô) khoai tây [19] Khi hấp thụ ánh sáng, chuỗi phản ứng bắt đầu làm việc Quá trình gọi quang hợp Trong trình quang hợp, lượng xạ chuyển thành lượng hóa học nhờ số chế vật lý hóa học Quá trình bắt đầu với chất diệp lục hấp thụ ánh sáng phân tử ăng-ten Trong bước lượng xạ chuyển giao Trần Thị Hà 10 Lớp: K33A - Sinh Khóa luận tốt nghiệp Chuyên ngành: Sinh lý thực vật Hình 3.2.4: Biểu đồ biểu diễn biến động hiệu suất huỳnh quang biến đổi hai giống cà chua giai đoạn hoa 3.2.3 Ảnh hưởng hạn đến hàm lượng proline Kết nghiên cứu hàm lượng proline giống cà chua giai đoạn hoa trình bày bảng 3.2.5 hình 3.2.5 Bảng 3.2.5: Hàm lượng proline giống cà chua giai đoạn hoa Hàm lượng proline giai đoạn hoa (µg/g) Ngày xử lý Giống VL 3000 Giống Gadeera ĐC1 TN1 % so ĐC2 TN2 % so X± X± ĐC X± X± ĐC hạn 4,03 ± 0,00* 4,07 ± 0,01* 100,96 4,08 ± 0,00 4,34 ± 0,00 106,55 3,92 ± 0,04* 4,04 ± 0,00* 103,23 3,98 ± 0,01 3,99 ± 0,02 100,22 3,92 ± 0,02* 4,24 ± 0,10* 108,32 4,09 ± 0,00* 4,11 ± 0,01* 100,55 3,85 ± 0,02* 4,01 ± 0,07* 104,38 3,91 ± 0,00* 3,93 ± 0,00* 100,37 (*) có ý nghĩa thống kê với α = 0,05 thí nghiệm so với đối chứng Trần Thị Hà 35 Lớp: K33A - Sinh Khóa luận tốt nghiệp Chuyên ngành: Sinh lý thực vật Kết phân tích bảng 3.2.5 cho thấy có tăng lên rõ rệt hàm lượng proline giống cà chua công thức thí nghiệm so với công thức đối chứng Ở công thức thí nghiệm giống VL 3000 hàm lượng proline có tăng lên qua ngày gây hạn, hàm lượng proline từ ngày đến ngày sau gây hạn tăng từ 4,07 – 4,24 (µg/g) Hàm lượng proline tăng cao vào ngày thứ sau gây hạn 108,32% so với đối chứng Ở công thức thí nghiệm giống Gandeera hàm lượng proline có tăng lên cao 100,55% so với đối chứng vào ngày sau gây hạn sau % hàm lượng proline tăng lên so với đối chứng qua ngày gây hạn giảm dần Ở giống VL 3000 có khả tổng hợp proline tốt giống Gandeera suốt thời gian gây hạn, điều chứng tỏ giống VL 3000 có khả chịu đựng thiếu nước tốt giống Gandeera Từ phân tích cho thấy, điều kiện thiếu nước thời kì hoa, hàm lượng proline cà chua tích luỹ tăng cường, nhiên gia tăng giống không giống Sự tăng cường tổng hợp axit amin proline tiêu quan trọng phản ánh khả chống chịu gặp điều kiện hạn hán, phản ứng giúp trì áp lực thẩm thấu đảm bảo trao đổi nước sống điều kiện thiếu nước Trần Thị Hà 36 Lớp: K33A - Sinh Khóa luận tốt nghiệp Chuyên ngành: Sinh lý thực vật Hình 3.2.5: Biểu đồ biểu diễn biến đổi hàm lượng proline hai giống cà chua giai đoạn hoa 3.3 Một số tiêu sinh lý hàm lượng proline cà chua xử lý hạn giai đoạn non 3.3.1 Ảnh hưởng hạn đến hàm lượng diệp lục tổng số Kết nghiên cứu hàm lượng diệp lục tổng số giống cà chua giai đoạn non trình bày bảng 3.3.1 hình 3.3.1 Bảng 3.3.1: Hàm lượng diệp lục giống cà chua giai đoạn non Hàm lượng diệp lục giai đoạn non (đơn vị: SPAD) Ngày Giống VL 3000 xử lý Giống Gadeera ĐC1 TN1 % so ĐC2 TN2 % so X± X± ĐC X± X± ĐC 48,76 ± 2,66- 46,33 ± 1,09- 95,01 44,00 ± 2,36- 42,08 ± 1,73- 95,63 48,20 ± 3,25- 47,66 ± 2,14- 98,87 48,66 ± 2,32* 41,87 ± 0,67* 86,04 40,42 ± 1,69* 43,31 ± 1,04* 107,14 52,53 ± 1,53** 41,86 ± 2,12** 79,68 hạn (*),(**) có ý nghĩa thống kê với α = 0,05,α = 0,01 thí nghiệm so với đối chứng Trần Thị Hà 37 Lớp: K33A - Sinh Khóa luận tốt nghiệp Chuyên ngành: Sinh lý thực vật Hình 3.3.1: Biểu đồ biểu diễn biến đổi hàm lượng diệp lục hai giống cà chua giai đoạn non Phân tích bảng 3.3.1 hình 3.3.1 cho ta thấy: hàm lượng diệp lục giống cà chua giai đoạn non công thức thí nghiệm giảm so với công thức đối chứng Tuy nhiên, ngày thứ sau gây hạn hàm lượng diệp lục giống VL 3000 công thức thí nghiệm lại tăng lên so với đối chứng 107,14%, nguyên nhân giống VL 3000 có khả phục hồi để thích nghi phần với điều kiện thiếu nước Hàm lượng diệp lục giống cà chua giai đoạn hoa giai đoạn non điều kiện hạn bị suy giảm, giai đoạn non hàm lượng diệp lục giống VL 3000 giảm so với giống Gandeera nên cho giống VL 3000 có khả chịu hạn tốt giống Gandeera Kết phù hợp với kết nghiên cứu nhà khoa học trước nghiên cứu đối tượng lạc Nguyễn Văn Mã cs, 2004; đối tượng đậu xanh Điêu Thị Mai Hoa cs, 2005 [3] Trần Thị Hà 38 Lớp: K33A - Sinh Khóa luận tốt nghiệp Chuyên ngành: Sinh lý thực vật 3.3.2 Ảnh hưởng hạn đến khả huỳnh quang diệp lục 3.3.2.1 Huỳnh quang ổn định Kết nghiên cứu giá trị huỳnh quang ổn định (F0) giống cà chua giai đoạn non trình bày bảng 3.3.2 hình 3.3.2 Bảng 3.3.2: Huỳnh quang ổn định giống cà chua giai đoạn non Huỳnh quang ổn định giai đoạn non (F0) Ngày xử lý Giống VL 3000 Giống Gadeera ĐC1 TN1 % so ĐC2 TN2 % so X± X± ĐC X± X± ĐC hạn 222,66 ± 31,64* 447,00±52,43* 200,75 306,00 ± 5,56* 339,00± 17,69* 110,78 293,50 ± 21,70* 414,50±15,32* 141,22 306,66 ± 3,05- 358,00 ± 50,20 116,74 308,33 ± 6,42* 344,33 ± 8,14* 111,67 313,00± 10,55* 363,25 ± 4,64* 116,05 (*) có ý nghĩa thống kê với α = 0,05 thí nghiệm so với đối chứng Qua bảng 3.3.2 ta thấy giá trị huỳnh quang ổn định giống cà chua công thức thí nghiệm tăng lên so với công thức đối chứng Giống VL 3000 có huỳnh quang ổn định tăng cao sau ngày gây hạn 200,75% so với đối chứng, giống Gandeera có giá trị F0 tăng cao sau ngày gây hạn 116,05% so với đối chứng Vì vậy, huỳnh quang ổn định giống VL 3000 tăng nhiều so với giống Gandeera gây hạn giai đoạn non Trần Thị Hà 39 Lớp: K33A - Sinh Khóa luận tốt nghiệp Chuyên ngành: Sinh lý thực vật Hình 3.3.2: Biểu đồ biểu diễn biến đổi huỳnh quang ổn định hai giống cà chua giai đoạn non 3.3.2.2 Huỳnh quang cực đại Kết đo huỳnh quang cực đại (Fm)của giống cà chua giai đoạn non trình bày bảng 3.3.3 hình 3.3.3 Bảng 3.3.3: Huỳnh quang cực đại giống cà chua giai đoạn non Huỳnh quang cực đại giai đoạn non (Fm) Ngày xử lý Giống VL 3000 ĐC1 TN1 % so ĐC2 TN2 % so X ± X± ĐC X± X± ĐC 1508,66± 52,08 1406,00 ± 75,31 93,19 1604,00± 35,02* 1388,33± 14,97* 86,55 hạn Giống Gadeera 1473,33± 39,7* 1388,66± 31,87** 94,25 1633,33 ± 13,57* 1377,00± 23,38* 84,30 1432,33± 39,55* 1284,66 ± 4,50* 1471,00± 52,43* 1271,33±34,07* 89,69 86,42 (*) có ý nghĩa thống kê vớ α = 0,05 thí nghiệm so với đối chứng Phân tích bảng 3.3.3 ta thấy huỳnh quang cực đại giống cà chua giai đoạn non công thức thí nghiệm bị giảm so với công thức đối chứng Trần Thị Hà 40 Lớp: K33A - Sinh Khóa luận tốt nghiệp Chuyên ngành: Sinh lý thực vật Huỳnh quang cực đại giống VL 3000 giảm so với huỳnh quang cực đại giống Gandeera Huỳnh quang cực đại giống VL 3000 giảm nhiều vào ngày thứ sau gây hạn so với đối chứng, giống Gandeera Fm giảm nhiều vào ngày thứ sau gây hạn Hình 3.3.3: Biểu đồ biểu diễn biến đổi huỳnh quang cực đại hai giống cà chua giai đoạn non 3.3.2.3 Hiệu suất huỳnh quang biến đổi Kết nghiên cứu hiệu suất huỳnh quang biến đổi (Fvm) thể bảng 3.3.4 hình 3.3.4 Bảng 3.3.4: Huỳnh quang biến đổi giống cà chua giai đoạn non Ngày Huỳnh quang biến đổi giai đoạn non (Fvm) xử lý Giống VL 3000 hạn Giống Gadeera ĐC TN % so ĐC TN % so X± X± ĐC X± X± ĐC 0.792 ± 0.00- 0.766 ± 0.02- 96.71 0.813 ± 0.02* 0.718 ± 0.00* 88.31 0.801 ± 0.02* 0.745 ± 0.00* 93.00 0.789 ± 0.00* 0.716 ± 0.00* 90.74 0.788 ± 0.00* 0.728 ± 0.02* 92.38 0.770 ± 0.00* 0.730 ± 0.02* 94.80 (*) có ý nghĩa thống kê với α = 0,05 thí nghiệm so với đối chứng Trần Thị Hà 41 Lớp: K33A - Sinh Khóa luận tốt nghiệp Chuyên ngành: Sinh lý thực vật Hình 3.3.4: Biểu đồ biểu diễn biến động hiệu suất huỳnh quang biến đổi hai giống cà chua giai đoạn non Qua bảng 3.3.4 hình 3.3.4 ta thấy hiệu suất huỳnh quang biến đổi công thức thí nghiệm giống cà chua giảm so với công thức đối chứng Tuy nhiên, giống VL 3000 giá trị Fvm giảm so với giống Gandeera Cụ thể Fvm giống VL 3000 giảm nhiều vào ngày thứ sau gây hạn , Fvm giống Gandeera giảm nhiều vào ngày thứ sau gây hạn Tất kết nghiên cứu huỳnh quang diệp lục giống cà chua giai đoạn hoa non cho thấy rằng: Giá trị huỳnh quang ổn định (F0) giống cà chua điền kiện gây hạn tăng so với không gây hạn F0 giống VL 3000 tăng cao so với giống Gandeera Giá trị huỳnh quang cực đại (Fm) hiệu suất huỳnh quang biến đổi giống cà chua điều kiện hạn thấp so với không gây hạn giống VL 3000 giảm so với giống Gandeera Qua khẳng định khả huỳnh quang diệp lục cà chua bị suy giảm điều kiện stress nước giống cà chua VL 3000 có hiệu suất huỳnh quang biến đổi bị giảm chứng tỏ khả chịu hạn tốt so với giống Gandeera Trần Thị Hà 42 Lớp: K33A - Sinh Khóa luận tốt nghiệp Chuyên ngành: Sinh lý thực vật 3.3.3 Ảnh hưởng hạn tới hàm lượng proline giai đoạn non Kết nghiên cứu xác định hàm lượng proline giống cà chua giai đoạn non trình bày bảng 3.3.5 hình 3.3.5 sau: Bảng 3.3.5: Hàm lượng proline giống cà chua giai đoạn non Hàm lượng proline giai đoạn non (µg/g) Ngày xử lý Giống VL 3000 Giống Gandeera ĐC1 TN1 % so ĐC2 TN2 % so X± X ± ĐC X± X ± ĐC hạn 3,92 ± 0,03* 4,08 ± 0,00* 104,08 4,06 ± 0,01* 4,11 ± 0,02* 101,23 4,25 ± 0,58* 4,13 ± 0,02* 97,17 4,06 ± 0,02* 4,15 ± 0,04* 102,21 3,99 ± 0,10* 4,31 ± 0,10* 108,02 4,09 ± 0,03* 4,35 ± 0,07* 106,35 (*) có ý nghĩa thống kê với α = 0,05 thí nghiệm so với đối chứng Hình 3.3.5: Biểu đồ biểu diễn biến đổi hàm lượng proline hai giống cà chua giai đoạn non Kết bảng 3.3.5 cho thấy, nhìn chung giống công thức thí nghiệm có tăng cường tích luỹ hàm lượng proline Vào ngày thứ trình gây hạn công thức thí nghiệm có gia tăng tích luỹ proline giống Gandeera, giống VL 3000 giảm nhẹ hàm lượng proline so với đối chứng gặp điều kiện gây hạn Trần Thị Hà 43 Lớp: K33A - Sinh Khóa luận tốt nghiệp Chuyên ngành: Sinh lý thực vật Kết ngày đo thứ sau gây hạn cho thấy: thiếu nước dẫn đến có tăng tích luỹ proline công thức thí nghiệm so với đối chứng Điều kiện thiếu nước rõ ràng ảnh hưởng đến thực vật nói chung cà chua nói riêng, dẫn đến chúng có phản ứng khác có tổng hợp axit amin proline, nhiên tích luỹ không giống giống Cụ thể giống VL 3000 gia tăng hàm lượng proline bị hạn lớn so với giống Gandeera Trần Thị Hà 44 Lớp: K33A - Sinh Khóa luận tốt nghiệp Chuyên ngành: Sinh lý thực vật KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Nghiên cứu giống cà chua điều kiện thiếu nước vào thời kì mẫn cảm với nước: non, hoa, non rút kết luận sau: + Ở thời kì non, số chịu hạn tương đối giống cà chua VL 3000 cao so với giống Gandeera + Ở thời kì hoa non, thiếu nước làm giảm hàm lượng diệp lục tổng số giống cà chua Trong điều kiện hạn hàm lượng diệp lục tổng số giống cà chua VL 3000 bị giảm so với giống Gandeera + Ở thời kì hoa non, thiếu nước làm cho khả huỳnh quang diệp lục giống cà chua bị suy giảm + Ở thời kì hoa non, thiếu nước làm gia tăng hàm lượng proline giống cà chua, gia tăng giống VL 3000 lớn giống Gandeera Ở thời kì hoa mức độ gia tăng hàm lượng proline mạnh so với thời kì non thiếu nước Kiến nghị + Giống VL 3000 chịu thiếu nước tốt so với giống Gandeera trồng Vĩnh Phúc + Cần nghiên cứu thêm để đánh giá khả chịu hạn giống cà chua VL 3000 Gandeera Trần Thị Hà 45 Lớp: K33A - Sinh Khóa luận tốt nghiệp Chuyên ngành: Sinh lý thực vật TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu Tiếng Việt Lê Trần Bình, Lê Thị Muội (1998), Phân lập gen chọn dòng chống chịu ngoại cảnh bất lợi lúa, Nxb Đại học Quốc gia Hà Nội Nguyễn Hữu Cường, Nguyễn Thị Kim Anh, Đinh Thị Phòng, Lê Thị Muội, Lê Trần Bình (2003), “Mối tương quan hàm lượng proline tính chống chịu lúa”, Tạp chí Công nghệ Sinh học, Số 1, Tr 85-93 Điêu Thị Mai Hoa, Nguyễn Thị Thu Hương, Bùi Văn Thắng (2005), Sự biến đổi hàm lượng axit amin proline mầm đậu tương, Thông báo khoa học trường ĐHSP Hà Nội Trương Thị Bích Phượng, Hồ Thị Kim Khánh, Nguyễn Hữu Đồng (2003), “Ảnh hưởng Mannitol đến tích luỹ proline glucozơ liên quan với khả điều chỉnh thẩm thấu nuôi cấy callus cà chua”, Tạp chí Di truyền học ứng dụng Chu Văn Mẫn (2009), Tin học công nghệ sinh học, Nxb Giáo dục Việt Nam Đào Hằng Trang, Nguyễn Văn Bảy, Nguyễn Văn Hanh (2007) Trồng ngô, đậu, cà chua, cà tím Nxb Lao Động Xã Hội Tr 76 – 113 Tài liệu Tiếng Anh Anjum, F., M Yaseen, E Rasul, A Wahid and S Anjum, (2003) “Water stress in barley (Hordeum vulgare L.) II Effect on chemical composition and chlorophyll contents” Pakistan J Agric Sci., 40: 45–49 Bates L.S, Waldren R.P and Teare I.D (1973) “Rapid determination of free proline for water stress studies" Plant and soil., 39: 205-207 Edward, D and D Wright,( 2008) “The effects of winter water-logging and summer drought on the growth and yield of winter wheat (Triticum aestivum L.)” European J Agron., 28: 234–244 Trần Thị Hà 46 Lớp: K33A - Sinh Khóa luận tốt nghiệp Chuyên ngành: Sinh lý thực vật 10 Farooq, M., A Wahid, N Kobayashi, D Fujita and S.M.A Basra, (2009) “Plant drought stress: effects, mechanisms and management” Agron Sustain Dev., 29: 185–212 11 Ghanem M.E., Albacete.A., Martínez-Andújar C., Acosta M., RomeroAranda R., Dodd I.C., Lutts S, Pérez-Alfocea F (2008) “Hormonal changes during salinity-induced leaf senescence in tomato (Solanum lycopersicum L.)” J Exp Bot August; 59(11): 3039–3050 Published online 2008 June 23 12 Jaleel, C.A., B Sankar, P.V Murali, M Gomathinayagam, G.M.A Lakshmanan and R Panneerselvam, 2008e “Water deficit stress effects on reactive oxygen metabolism in Catharanthus roseus; impacts on ajmalicine accumulation” Colloids Surf B: Biointerfaces, 62: 105–111 13 Jaleel, C.A., P Manivannan, A Wahid, M Farooq, R Somasundaram and R Panneerselvam,(2009) “Drought stress in plants: a review on morphological characteristics and pigments composition” Int J Agric Biol., 11: 100–105 14 Kiani, S.P., P Maury, A Sarrafi, P Grieu,(2008) “QTL analysis of chlorophyll fluorescence parameters in sunflower (Helianthus annuus L.) under well-watered and water-stressed conditions” Plant Sci., 175: 565– 573 15 Kishor P.B.K, Hong Z, Miao G.H, Hu CAA, Verma D.P.S (1995) “Overexpression of pyrroline-5-carboxylate synthetase increase proline production and confers osmotolerance in transgenic plants” Plant physiol, 108, pp 138-1394 16 Lawlor, D.W and G Cornic, (2002) “Photosynthetic carbon assimilation and associated metabolism in relation to water deficits in higher plants” Plant Cell Environ., 25: 275–294 Trần Thị Hà 47 Lớp: K33A - Sinh Khóa luận tốt nghiệp Chuyên ngành: Sinh lý thực vật 17 Massacci, A., S.M Nabiev, L Pietrosanti, S.K Nematov, T.N Chernikova K Thor and J Leipner, (2008) “Response of the photosynthetic apparatus of cotton (Gossypium hirsutum) to the onset of drought stress under field conditions studied by gas-exchange analysis and chlorophyll fluorescence imaging” Plant Physiol Biochem., 46: 189–195 18 Maxwell1 K., Johnson G.N (2000) “Chlorophyll fluorescence - a practical guide” Journal of Experimental Botany, 345, pp 659–668 19 Prange R.K (1986) “Chlorophyll fluorescence in vivo as an indicator of water stress in potato leaves” Am Potato J ; 63:325-33 20 Proline, ornithine and arginine metabolism, Role of proline in plant adaptation to environmental stress - http://www.hort.purdue.edu/rhodcv/hort 640c/proline/pr00001.htm 21 Ramanjulu S., Bartels D (2002), “Drought - and desiccation – induced modulation of gene expression in plant”, Plant Cell & Environment, 25(2), pp.141- 151 22 Reddy, A.R., K.V Chaitanya and M Vivekanandan, (2004) “Droughtinduced responses of photosynthesis and antioxidant metabolism in higher plants” J Plant Physiol., 161: 1189–1202 23 Rhodes D., Hanson A.D (1993) “Quaternary ammonium and tertiary sulphonium compounds in higher plants” Annu Rev Plant Physiol Plant Mol Biol; 44:357-384 24 Rorat T (2006), “Plant dehydrins – Tissue location, structure and function” Cellular and Moleculer Biology Letters, 11(4), pp.536-541 25 Samaras Y., Bressan R.A., Csonka L.N., García-Ríos M.G., Paino D’urzo M, Rhodes D (1995) “Proline Accumulation during drought and salinity.” In Environment and Plant Metabolism: Flexibility and Acclimation N Smirnof, ed Oxford: Bios Scientific Trần Thị Hà 48 Lớp: K33A - Sinh Khóa luận tốt nghiệp Chuyên ngành: Sinh lý thực vật 26 Serpil U., Yukel K., Elif U (2004), “Proline and ABA levels in two sunflower genotypes subjected to water stress”, Bulgarian Journal of Plant Physiology, 30, pp 34-47 27 Strasser R.J., Srivastava A., Tsimilli-Michael M (2000) “The Fluorescence Transient as a tool to characterize and screen Photosynthetic Samples” In Probing Photosynthesis, M Yunus, U Pathre, P Mohanty, eds London - New York: Taylor and Francis 28 Tahkokorpi, M., K Taulavuori, K Laine and E Taulavuori (2007) “After effects of drought-related winter stress in previous and current year stems of Vaccinium myrtillus L Environ” Exp Bot., 61: 85–93 29 Woo N.S., Badger M.R., Pogson B.J (2008) “A rapid, non-invasive procedure for quantitative assessment of drought survival using chlorophyll fluorescence” Plant Methods., 4: 27 Published online 2008 November 11 30 Xiong L., Karen S.S., Zhu J.K (2002) “Cell signaling during cold, drought, and salt stress”, The Plant Cell., pp 165-183 31 Yordanov I., Velikova V., Tsonev T (2003), “Plant responses to drought and stress tolerance”, Bulgarian Journal of Plant Physiology, Special Issue, pp 187-206 32 Zlatko S Zlatev, Ivan T Yordanov (2004) “Effects of soil drought on photosynthesis and chlorophyll fluorescence in bean plants” Bulg J Plant Physiol 30(3-4), 3-18 Trần Thị Hà 49 Lớp: K33A - Sinh [...]... động hiệu suất huỳnh quang biến đổi của hai giống cà chua ở giai đoạn ra hoa 3.2.3 Ảnh hưởng của hạn đến hàm lượng proline Kết quả nghiên cứu hàm lượng proline của 2 giống cà chua ở giai đoạn ra hoa được trình bày trong bảng 3.2.5 và hình 3.2.5 Bảng 3.2.5: Hàm lượng proline của 2 giống cà chua ở giai đoạn ra hoa Hàm lượng proline giai đoạn ra hoa (µg/g) Ngày xử lý Giống VL 3000 Giống Gadeera ĐC1 TN1... càng lớn thì khả năng chịu hạn càng cao Diện Trần Thị Hà 27 Lớp: K33A - Sinh Khóa luận tốt nghiệp Chuyên ngành: Sinh lý thực vật tích (Sn) hình lục giác là tổng diện tích các hình tam giác trong đồ thị hình rada Hình 3.1: Biểu đồ hình rada biểu diễn khả năng chịu hạn của 2 giống cà chua 3.2 Một số chỉ tiêu sinh lý và hàm lượng proline ở cà chua khi xử lý hạn trong giai đoạn ra hoa 3.2.1 Ảnh hưởng của. .. Chuyên ngành: Sinh lý thực vật Hình 3.2.1: Biểu đồ biểu diễn sự biến đổi hàm lượng diệp lục của 2 giống cà chua ở giai đoạn ra hoa 3.2.2 Ảnh hưởng của hạn đến khả năng huỳnh quang diệp lục Huỳnh quang diệp lục là một trong các chỉ tiêu đánh giá hiệu quả sử dụng năng lượng ánh sáng vào quang hợp của thực vật Nghiên cứu ảnh hưởng của hạn đến khả năng huỳnh quang diệp lục của lá 2 giống cà chua được thể... đoạn ra hoa 3.2.1 Ảnh hưởng của hạn đến hàm lượng diệp lục tổng số Hàm lượng diệp lục tổng số là một chỉ tiêu để đánh giá khả năng quang hợp nói riêng và khả năng chống chịu của thực vật Vì vậy để đánh giá khả năng chịu hạn của 2 giống cà chua VL 3000 và Gandeera chúng tôi đã tiến hành đo chỉ số hàm lượng diệp lục tổng số trong lá của 2 giống cà chua ở giai đoạn ra hoa và thu được kết quả trình bày trong... xác định hàm lượng diệp lục tổng số, huỳnh quang diệp lục, hàm lượng proline trong lá cà chua giữa công thức đối chứng (cung cấp đủ nước) và công thức thí nghiệm (gây hạn nhân tạo) vào thời kì ra hoa - Lô 2: dùng để xác định hàm lượng diệp lục tổng số, huỳnh quang diệp lục, hàm lượng proline trong lá cà chua giữa công thức đối chứng (cung cấp đủ nước) và công thức thí nghiệm (gây hạn nhân tạo) vào thời... Chuyên ngành: Sinh lý thực vật Kết quả phân tích bảng 3.2.5 cho thấy có sự tăng lên rõ rệt về hàm lượng proline ở cả 2 giống cà chua trong công thức thí nghiệm so với công thức đối chứng Ở công thức thí nghiệm của giống VL 3000 hàm lượng proline có sự tăng lên qua từng ngày gây hạn, hàm lượng proline từ ngày 1 đến ngày 3 sau khi gây hạn tăng từ 4,07 – 4,24 (µg/g) Hàm lượng proline tăng cao nhất vào ngày... chịu hạn (s) VL 3000 80 55 50 80 20 80 14672 Gandeera 90 35 65 50 45 55 12975 Bảng trên cho thấy giống VL 3000 là giống chịu hạn tốt hơn với chỉ số chịu hạn 14672, còn giống Gandeera chịu hạn kém hơn với chỉ số chịu hạn là 12975 Chỉ số chịu hạn Sn càng lớn thì khả năng chịu hạn càng cao Khả năng chịu hạn của 2 giống cà chua còn được biểu diễn bằng đồ thị hình rada 6 chiều ở các ngưỡng thời gian hạn. .. Thị Hà 13 Lớp: K33A - Sinh Khóa luận tốt nghiệp Chuyên ngành: Sinh lý thực vật Arabidopsis thaliana, thông số này phản ánh các thông số của quá trình quang hợp, từ đó cho thấy điều kiện hạn ảnh hưởng đến toàn bộ bộ máy quang hợp đặc biệt vào thời gian gây hạn cuối cùng [29] Sự suy giảm của giá trị Fv/Fm cũng gặp trong trường hợp cà chua gặp hạn muối, ngoài ra cà chua còn tăng hàm lượng axit absisic,... theo dõi sự biến động hàm lượng diệp lục tổng số, huỳnh quang diệp lục, hàm lượng proline trong quá trình gây hạn cây cà chua, từ khi bắt đầu ngừng tưới nước đến khi 50% số cây của lô thí nghiệm có triệu chứng héo Trần Thị Hà 19 Lớp: K33A - Sinh Khóa luận tốt nghiệp Chuyên ngành: Sinh lý thực vật 2.2.2 Phương pháp xác định chỉ tiêu nghiên cứu 2.2.2.1 Phương pháp xác định chỉ số chịu hạn tương đối Đánh... sau để hạn 3 ngày d = phần trăm cây phục hồi sau 3 ngày tưới nước e = phần trăm cây không héo sau để hạn 5 ngày g = phần trăm cây phục hồi sau 5 ngày tưới nước Chỉ số chịu hạn càng lớn thì khả năng chịu hạn càng cao [1] Trần Thị Hà 21 Lớp: K33A - Sinh Khóa luận tốt nghiệp Chuyên ngành: Sinh lý thực vật 2.2.2.2 Phương pháp xác định hàm lượng diệp lục tổng số Xác định chỉ số hàm lượng diệp lục tổng số được ... diễn khả chịu hạn giống cà chua 3.2 Một số tiêu sinh lý hàm lượng proline cà chua xử lý hạn giai đoạn hoa 3.2.1 Ảnh hưởng hạn đến hàm lượng diệp lục tổng số Hàm lượng diệp lục tổng số tiêu để đánh... đoạn hoa 3.3 Một số tiêu sinh lý hàm lượng proline cà chua xử lý hạn giai đoạn non 3.3.1 Ảnh hưởng hạn đến hàm lượng diệp lục tổng số Kết nghiên cứu hàm lượng diệp lục tổng số giống cà chua giai... chịu hạn số giống cà chua, tiến hành nghiên cứu đề tài: Ảnh hưởng hạn tới số tiêu sinh lý hàm lượng proline cà chua Mục đích nhiệm vụ nghiên cứu 2.1 Mục đích nghiên cứu Nghiên cứu biến đổi số tiêu