Nghiên cứu ảnh hưởng của gây hạn nhân tạo đến sự biến đổi hàm lượng prolin và áp suất thẩm thấu trong lá một số giống cây khoai tây

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI KHOA SINH - KTNN - PHẠM HỒNG CƯƠNG NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA GÂY HẠN NHÂN TẠO ĐẾN SỰ BIẾN ĐỔI HÀM LƯỢNG PROLIN VÀ ÁP SUẤT THẨM THẤU TRONG LÁ MỘT SỐ GIỐNG CÂY KHOAI TÂY KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Chuyên ngành: Sinh lý học thực vật Người hướng dẫn khoa học TS Nguyễn Văn Đính Hà Nội - 2011 Khóa luận tốt nghiệp đại học Phạm Hồng Cương – K33B Sinh DANH MỤC CÁC HÌNH TRONG LUẬN VĂN Hình 3.1: Hàm lượng prolin số giống khoai tây điều kiện bình thường gây hạn nhân tạo giai đoạn 30 ngày Hình 3.2: Hàm lượng prolin số giống khoai tây điều kiện bình thường gây hạn nhân tạo giai đoạn 45 ngày Hình 3.3: Sự biến đổi áp suất thẩm thấu tế bào số giống khoai tây điều kiện bình thường gây hạn nhân tạo giai đoạn 30 ngày Hình 3.4: Sự biến đổi áp suất thẩm thấu tế bào số giống khoai tây điều kiện bình thường gây hạn nhân tạo giai đoạn 45 ngày ii Khóa luận tốt nghiệp đại học Phạm Hồng Cương – K33B Sinh LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành khóa luận tốt nghiệp cho phép bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc giúp đỡ quý báu thầy Nguyễn Văn Đính – Tiến sỹ Sinh học, người hướng dẫn cung cấp cho nhiều tài liệu quý báu để hoàn thành khóa luận Qua xin gửi lời cảm ơn chân thành tới thầy, cô Tổ Hóa sinh, thầy cô phụ trách phòng thí nghiệm, thư viện ý kiến đóng góp bạn sinh viên Khoa Sinh – KTNN Trường Đại Học Sư Phạm Hà Nội động viên khích lệ, tạo điều kiện cho hoàn thành đề tài Trong trình nghiên cứu khoa học chắn đề tài không tránh khỏi thiếu sót Kính mong đóng góp ý kiến thầy, cô giáo bạn đọc Xin chân thành cảm ơn! Xuân Hòa, ngày 05 tháng 05 năm 2011 Sinh viên Phạm Hồng Cương iii Khóa luận tốt nghiệp đại học Phạm Hồng Cương – K33B Sinh LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đề tài: “Nghiên cứu ảnh hưởng gây hạn nhân tạo đến biến đổi hàm lượng prolin áp suất thẩm thấu số giống khoai tây” công trình nghiên cứu riêng tôi, hướng dẫn tận tình thầy Nguyễn Văn Đính Các số liệu, kết nêu khóa luận tốt nghiệp trung thực chưa công bố công trình khác Xuân Hòa, ngày 05 tháng 05 năm 2011 Tác giả Phạm Hồng Cương iv Khóa luận tốt nghiệp đại học Phạm Hồng Cương – K33B Sinh DANH MỤC VIẾT TẮT TRONG LUẬN VĂN ABA: axit absisic DMSP: - dimethilsulfonio propionate ĐC: Đối chứng P5CS: delta 1- pirroline - - cacboxylate synthetase PDH: proline Dehydrogenase TN: Thí nghiệm v Khóa luận tốt nghiệp đại học Phạm Hồng Cương – K33B Sinh DANH MỤC CÁC BẢNG TRONG LUẬN VĂN Bảng 1: Danh sách giống khoai tây nghiên cứu Bảng 3.1: Hàm lượng prolin số giống khoai tây điều kiện bình thường gây hạn nhân tạo giai đoạn 30 ngày Bảng 3.2: Hàm lượng prolin số giống khoai tây điều kiện bình thường gây hạn nhân tạo giai đoạn 45 ngày Bảng 3.3: Sự biến đổi áp suất thẩm thấu tế bào số giống khoai tây điều kiện bình thường gây hạn nhân tạo giai đoạn 30 ngày Bảng 3.4: Sự biến đổi áp suất thẩm thấu tế bào số giống khoai tây điều kiện bình thường gây hạn nhân tạo giai đoạn 45 ngày vi Khóa luận tốt nghiệp đại học Phạm Hồng Cương – K33B Sinh MỤC LỤC PHẦN I: MỞ ĐẦU 1 Tính cấp thiết đề tài Mục đích nghiên cứu 3.Nhiệm vụ nghiên cứu Ý nghĩa lý luận, thực tiễn PHẦN II: NỘI DUNG CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Đặc điểm sinh trưởng phát triển khoai tây 1.2.Ảnh hưởng thiếu nước đến sinh trưởng phát triển thực vật nói chung khoai tây nói riêng 1.3 Prolin vai trò tính chống chịu thực vật 1.3.1 Bản chất prolin 1.3.2 Ảnh hưởng prolin đến chống chịu thực vật 10 1.4 Áp suất thẩm thấu 11 CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 12 2.1 Đối tượng 12 2.2 Hóa chất thiết bị máy móc 13 2.3 Phương pháp nghiên cứu 13 2.4 Xử lý số liệu thu 15 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 16 3.1 Ảnh hưởng gây hạn tới hàm lượng prolin khoai tây giai đoạn 30 ngày 45 ngày 16 vii Khóa luận tốt nghiệp đại học Phạm Hồng Cương – K33B Sinh 3.1.1 Giai đoạn đoạn 30 ngày 16 3.1.2 Giai đoạn 45 ngày 20 3.2 Ảnh hưởng gây hạn tới áp suất thẩm thấu khoai tây giai đoạn 30 ngày 45 ngày 25 3.2.1 Giai đoạn 30 ngày 25 3.2.2 Giai đoạn 45 ngày 28 PHẦN III: KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ 33 Kết luận 33 Đề nghị 33 TÀI LIỆU THAM KHẢO 34 viii Khóa luận tốt nghiệp đại học Phạm Hồng Cương – K33B Sinh PHẦN I: MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Khoai tây có tên khoa học (Solanum tuberosum.L) Thuộc họ Cà (Solanaceae), chi Cà (Solaum L) [5] Khoai tây người biết đến khoảng 500 năm trước công nguyên có xuất xứ từ Nam Mỹ Khoai tây có khoảng 5500 loài có khả cho củ [1] Khoai tây vừa lương thực, thực phẩm thức ăn gia súc có giá trị dinh dưỡng cao, vừa nguyên liệu cho công nghiệp chế biến mặt hàng xuất có giá trị kinh tế [13] Ở Việt Nam, khoai tây trồng nhập nội từ châu Âu người Pháp đưa vào năm 1890 Vì có khả cho suất cao, chất lượng củ tốt mà khoai tây nhanh chóng người sản xuất chấp nhận, khoai tây trở thành lương thực chủ yếu vụ Đông số tỉnh Bắc Ninh, Bắc Giang, Vĩnh Phúc, Lào Cai … [2] Trong củ khoai tây có hàng loạt vitamin: B1, B2, B6, PP … nhiều vitamin C Ngoài vai trò sản phẩm giầu chất dinh dưỡng, khoai tây coi nguồn nguyên liệu cho công nghệ thực phẩm mặt hàng xuất nhiều nước giới Thân, khoai tây sau thu hoạch nguồn phân xanh góp phần cải tạo đất [2] Ngày nay, khoai tây năm lương thực: lúa mì, lúa gạo, mạch, ngô trồng phổ biến toàn giới Các vùng trồng khoai tây có suất cao thường tập trung nước công nghiệp phát triển Điển hình như: Anh, Pháp, Bỉ, Hà Lan, Đan Mạch … suất khoai tây đạt từ 35- 42 tấn/ha Về sản lượng khoai tây: Trung Quốc nước đứng đầu giới sản lượng 40 triệu tấn/năm, thứ Ba Lan 24 triệu tấn/năm Ở Việt Nam, suất khoai tây năm 1976-1991 bình quân 10 tấn/ha, dao động khoảng 10 tấn/ha năm 1991-1998 đến 11-12 tấn/ha năm 1999-2002 [3] Sản lượng khoai tây dao động từ 260.100 361.638 năm 1976-1990 243.348 đến Khóa luận tốt nghiệp đại học Phạm Hồng Cương – K33B Sinh 382.296 năm 1991-2000, tăng lên tới 400.000 đến 421.036 năm 2002-2003 [3] Năng suất, sản lượng khoai tây Việt Nam thấp nhiều so với suất, sản lượng khoai tây nước phát triển, mà thấp nhiều so với tiềm suất vùng Nguyên nhân vì: giống tốt, bệnh; trình độ canh tác người nông dân thấp; nhiệt độ môi trường không phù hợp; không cung cấp đủ nước… Hạn hán tác nhân môi trường có ảnh hưởng lớn đến trình sinh lí đặc biệt trình quang hợp, ảnh hưởng đến hàm lượng hệ sắc tố, đến cường độ quang hợp suất nhiều loại trồng khác [6],[9],[10] Khi trồng gặp hạn chúng thường tăng chất phân tử lượng nhỏ làm tăng áp suất thẩm thấu nhằm hút lượng nước ỏi đất, đặc biệt prolin Prolin amino acid có khả hòa tan mạnh nước, tích lũy nhiều loài thực vật bậc cao ưa mặn, tích lũy mô lá, mô phân sinh chóp rễ thực vật rèn luyện stress nước Prolin tích lũy hạt phấn bị làm khô, tích lũy vùng chóp rễ sinh trưởng nơi nước thấp Prolin chất có vai trò điều hòa áp suất thẩm thấu tế bào thực vật, xem thành phần hệ thống giữ gìn áp suất thẩm thấu tế bào Xác định hàm lượng prolin, áp suất thẩm thấu coi tiêu đánh giá khả chịu hạn trồng đậu, lạc v.v [4],[7],[15],[16] Tuy nhiên, khoai tây tài liệu nghiên cứu hàm lượng prolin, áp suất thẩm thấu gặp hạn Xuất phát từ vấn đề lý luận thực tiễn nêu trên, tiến hành đề tài “Nghiên cứu ảnh hưởng gây hạn nhân tạo đến biến đổi hàm lượng prolin áp suất thẩm thấu số giống khoai tây” Mục đích nghiên cứu Nghiên cứu ảnh hưởng gây hạn nhân tạo số tiêu sinh lý, sinh hoá như: biến đổi prolin, áp suất thẩm thấu, qua xác định Phạm Hồng Cương – K33B Sinh mg/g Khóa luận tốt nghiệp đại học mg/g 2.4 2.2 1.8 1.6 1.4 1.2 0.8 0.6 0.4 0.2 2.5 1.5 0.5 10 Số lần TN Diamant TN Solara §C Diamant mg/g 2.2 1.8 1.6 1.4 1.2 0.8 0.6 0.4 0.2 2.2 1.8 1.6 1.4 1.2 0.8 0.6 0.4 0.2 1.5 0.5 10 10 TN Atlantic §C Esprit Hình c: Giống Esprit 10 Số lần Số lần Số lần TN Esprit §C Solara Hình b: Giống Solara mg/g mg/g Hình a: Giống Diamant 2.5 10 Số lần ĐC Atlantic Hình d: Giống Atlantic TN KT3 Hình e: Giống KT3 Hình 3.2 Hàm lượng prolin số giống khoai tây điều kiện bình thường gây hạn nhân tạo giai đoạn 21 45 ngày(mg/g) ĐC KT3 Khóa luận tốt nghiệp đại học Phạm Hồng Cương – K33B Sinh Như nói, giống có chênh lệch hàm lượng prolin lô thí nghiệm đối chứng lớn tức giống có khả chịu hạn tốt Trong giống nghiên cứu: Giống (Diamant, Esprit, Solara) có khả chịu hạn tốt giống (Atlantic, KT3) Tuy nhiên, giống Atlantic có hàm lượng prolin tăng cao lần đo thứ 3, sau giảm lần đo thứ 4, Đây đặc điểm bất lợi với tính chống chịu Còn giống KT3, giai đoạn 30 ngày kết nghiên cứu cho thấy giống chịu hạn tốt đến giai đoạn 45 ngày theo kết nghiên cứu giống chịu hạn - Ở pha phục hồi: Giống (Diamant, Solara, Esprit) có hàm lượng prolin giảm nhiều, tốc độ giảm nhanh, giống (Atlantic, KT3) có hàm lượng prolin giảm ít, tốc độ giảm chậm Do giống (Diamant, Solara, Espirit) có khả phục hồi tốt giống (Atlantic, KT3) - Giống có hàm lượng prolin tăng cao, tăng nhanh pha gây hạn giảm nhiều, giảm nhanh pha phục hồi giống có khả chịu hạn tốt Sự ảnh hưởng tới hàm lượng prolin giống khoai tây: Diamant, Solara, Esprit, Atllantic, KT3 pha gây hạn phục hồi sau tưới nước giai đoạn 30 ngày 45 ngày giải thích sau: - Hàm lượng prolin khoai tây giai đoạn 45 ngày lớn giai đoạn 30 ngày Như vậy, thời kì sinh trưởng khác phản ứng với yếu tố nước khác mức độ tích luỹ prolin thời kì khác không giống Giai đoạn 45 ngày có tích luỹ prolin cao giai đoạn 30 ngày giai đoạn 45 ngày giống khoai tây có nhu cầu nước lớn giai đoạn 30 ngày - Ở lô đối chứng: Hàm lượng prolin có biến động hàm lượng prolin phụ thuộc vào điều kiện môi trường đặc biệt cường độ ánh sáng gió chúng làm thay đổi cường độ thoát nước, thay đổi độ ẩm không khí xung quanh cây, từ ảnh hưởng đến hàm lượng nước tế bào tác động làm biến đổi hàm lượng prolin - Ở lô thí nghiệm: 22 Khóa luận tốt nghiệp đại học Phạm Hồng Cương – K33B Sinh + Lần đo thứ 1, (pha gây hạn), lần đo thứ 9, 10 (pha phục hồi) hàm lượng prolin lô đối chứng thí nghiệm sai khác nhiều do: thời điểm này, hàm lượng nước tự tế bào lớn, trình sinh lí, sinh hoá diễn bình thường, vào giai đoạn gây hạn (lần đo thứ 1, 2) giai đoạn cuối pha phục hồi (lần thứ 9, 10), mà hàm lượng prolin giữ mức tương đối ổn định tuỳ giống + Lần đo thứ 3, 4, (pha gây hạn), lần đo thứ 6, 7, (pha phục hồi) hàm lượng prolin lô thí nghiệm cao hẳn so với đối chứng do: lần đo thứ 3, 4, giai đoạn gây hạn sâu, hàm lượng nước tự tế bào giảm mạnh Cây tăng cường khả hút nước giữ nước cách tăng cường tổng hợp chất có vai trò điều hoà áp suất thẩm thấu, đáng ý prolin Enzim tổng hợp prolin P5CS hoạt động mạnh làm tăng hàm lượng prolin tế bào Cây hạn nặng hàm lượng prolin tích luỹ nhiều Do vây, lần đo thứ thứ hàm lượng prolin tăng cao Hàm lượng prolin tổng hợp giúp trì áp suất thẩm thấu đảm bảo trao đổi nước sống môi trường thiếu nước Sự tăng cường tổng hợp prolin tiêu quan trọng phản ánh khả chống chịu gặp điều kiện hạn Theo Barret (1966) Stewart (1974), Briens (1982) axit amin prolin có khả hoà tan mạnh nước tích lũy nhiều loài thực vật bậc cao ưa mặn Prolin tích luỹ mô phân sinh lá, mô phân sinh chóp rễ thực vật rèn luyện stress nước, tích luỹ hạt phấn bị khô, tích luỹ vùng chóp rễ sinh trưởng nơi nước thấp tế bào thực vật nuôi cấy môi trường huyền phù thích nghi với stress nước stress muối Theo nghiên cứu Điêu Thị Mai Hoa, Nguyễn Thị Thu Hương, Bùi Văn Thắng (2005) [7] vai trò prolin với tính chịu hạn đậu xanh có kết luận: hàm lượng prolin tăng lên đậu xanh bị hạn Lần đo 6, 7, giai đoạn đầu pha phục hồi: hàm lượng nước tự đất lớn, dễ dàng hút nước để phục hồi lượng nước tác động điều kiện môi trường Lúc này, lượng nước 23 Khóa luận tốt nghiệp đại học Phạm Hồng Cương – K33B Sinh tự tế bào dần tăng lên làm cho trình sinh lí, sinh hóa trở lại bình prolin thường Enzim phân giải prolin PDH bắt đầu hoạt động làm hàm lượng khoai tây giảm từ từ Theo nghiên cứu tốc độ phân giải prolin tuỳ thuộc vào mức độ giải phóng stress [18] Theo đó, mức độ giảm hàm lượng prolin pha phục hồi phản ánh khả hút nước phục hồi sức trương tế bào Giống có hàm lượng prolin giảm nhiều, giảm nhanh có khả phục hồi tốt Ngược lại có khả phục hồi - Giống Atlantic có hàm lượng prolin giảm lần đo thứ (giai đoạn 30 ngày), lần đo thứ 4, (giai đoạn 45 ngày), đặc điểm bất lợi với tính chống chịu thực vật Sự biến đổi ngày cuối thời gian gây hạn, stress nước ảnh hưởng nghiêm trọng đến hoạt động sinh lí, sinh hoá tế bào, làm ngừng trình tổng hợp prolin, từ làm giảm nồng độ Nhiều nghiên cứu rằng, giới hạn thiếu nước, khả giữ nước tăng lên tăng hàm lượng chất có tính thẩm thấu cao, thuỷ keo hoá, thay đổi tính thấm màng…nhưng vô hạn Khi bị hạn nặng, tế bào mô nhiều nước, chế giữ nước bắt đầu suy yếu, hoạt động enzim thuỷ phân prolin PDH tăng cường 3.2 Ảnh hưởng gây hạn tới áp suất thẩm thấu khoai tây giai đoạn 30 ngày 45 ngày 3.2.1 Giai đoạn 30 ngày Kết xác định biến đổi áp suất thẩm thấu trình bày bảng 3.3 hình 3.3 (a, b, c, d, e) Phân tích biến đổi áp suất thẩm thấu bảng 3.3 hình 3.3 cho thấy * Lô đối chứng: Áp suất thẩm thấu giống 10 lần đo có biến động, dao động khoảng (10,23 -13 atm) * Lô thí nghiệm: - Áp suất thẩm thấu lần đo thứ 1, (pha gây hạn), lần đo thứ 9, 10 (pha phục hồi) giống sai khác nhiều lô thí nghiệm 24 Khóa luận tốt nghiệp đại học Phạm Hồng Cương – K33B Sinh lô đối chứng Lô thí nghiệm dao động khoảng (10,21-13,54 atm) Lô đối chứng dao động (10,23 - 13,06atm) - Áp suất thẩm thấu lô thí nghiệm cao hẳn lô đối chứng lần đo 3, 4, (pha gây hạn), lần đo 6, 7, (pha phục hồi) Áp suất thẩm thấu giống cao lần đo thứ - Pha gây hạn, áp suất thẩm thấu giống nghiên cứu tăng pha phục hồi giảm - Giống có chênh lệch áp suất thẩm thấu lô thí nghiệm lô đối chứng lớn giống có khả hút nước giữ nước chống lại điều kiện hạn tốt Trong điều kiện hạn, giống (Diamant, Esprit, Solara) có khả hút nước giữ nước tốt giống (Atlantic, KT3) - Ở pha phục hồi: Giống có áp suất thẩm thấu giảm nhiều, tốc độ giảm nhanh giống có khả hút nước phục hồi sức trương tế bào tốt (Diamant, Solara, Esprit) Ngược lại, giống có khả phục hồi (Atlantic, KT3) - Giống có áp suất thẩm thấu tăng cao, tăng nhanh pha gây hạn giảm nhiều, giảm nhanh pha phục hồi giống có khả chịu hạn tốt 25 Khóa luận tốt nghiệp đại học Phạm Hồng Cương – K33B Sinh Bảng 3.3 Sự biến đổi áp suất thẩm thấu tế bào số giống khoai tây điều kiện bình thường gây hạn nhân tạo giai đoạn 30 ngày Đơn vị tính atmotphe (atm) KT3 Atllantic Esprit Solara Diamant Pha lấy mẫu Các lần lấy mẫu ĐC TN %so đ/c ĐC TN %so đ/c ĐC TN %so đ/c ĐC TN %so đ/c ĐC TN %so đ/c Pha gây hạn sâu Pha phục hồi 10 10,23  0,77 11,28  0,50 12,22  0,34 12,13  0,67 12,45  0,28 12,86  0,73 12,78  0,51 12,25  0,72 11,98  0,66 12,45  0,45 10,21  0,76 11,89  0,81 14,11  1,23 14,02  0,94 15,23  0,73 14,84  0,65 14,30  0,59 13,94  0,38 12,68  0,81 12,49  0,34 98,8 105,4 115,7 115,6 122,3 115,4 111,9 113,7 105,8 100,4 12,62  0,73 12,56  1,12 11,98  0,35 12,44  0,83 12,64  0,64 12,78  0,55 12,34  0,57 12,65  0,46 12,02  0,78 12,83  1,14 12,31  0,58 13,27  1,34 13,84  0,54 14,75  0,25 15,48  0,59 15,36  0,88 15,02  0,37 13,98  0,15 12,44  0,81 13,41  0,25 97,6 105,7 115,6 118,6 122,4 120,2 121,7 109,8 103,5 104,5 11,32  0,28 12,05  0,43 12,45  0,97 12,78  0,49 12,07  0,57 12,77  0,49 12,32  0,59 12,44  0,66 12,79  0,69 12,19  0,47 11,19  0,55 12,47  0,92 14,65  0,59 14,81  0,52 14,87  0,71 15,14  0,44 14,51  0,56 13,68  0,83 13,43  0,57 12,54  0,32 98,9 103,5 117,7 115,9 123,2 118,6 117,8 110,0 105,3 102,9 12,62  0,56 11,85  0,44 12,08  0,94 12,46  0,74 12,53  0,49 13,11  0,88 12,22  0,65 12,79  0,82 13,00  0,73 12,77  0,52 12,73  0,55 12,37  0,64 13,37  0,66 15,10  0,78 15,27  0,56 15,58  0,83 14,81  0,55 14,14  0,94 13,54  0,56 13,20  0,45 100,9 104,4 110,7 121,2 121,8 118,9 121,2 110,6 104,2 103,4 11,23  0,48 12,87  0,76 13,01  0,39 13,78  0,84 12,78  0,79 13,03  0,82 13,75  0,39 12,76  0,44 12,87  0,56 13,06  0,40 11,20  0,32 13,12  0,45 14,64  0,65 16,50  0,48 15,15  0,61 14,93  0,45 16,22  0,52 13,75  0,62 13,21  0,76 13,03  0,46 99,6 102,0 112,6 119,8 118,6 114,6 118,0 107,8 102,7 Ghi chú: TN (thí nghiệm), ĐC (đối chứng), số liệu in đậm sai số có ý nghĩa thống kê so với đối chứng với độ tin cậy 95% 26 99,8 Phạm Hồng Cương – K33B Sinh atm atm Khóa luận tốt nghiệp đại học 16 18 16 14 12 10 14 12 10 2 10 Số lần TN Diamant §C Diamant TN Solara atm 18 16 14 12 10 14 12 10 2 10 18 16 14 12 10 2 §C Esprit Hình c: Giống Esperit 10 Số lần Số lần TN Esprit §C Solara Hình b: Giống Solara atm atm Hình a: Giống Diamant 16 10 Số lần TN Allantic 10 Số lần TN KT3 §C Allantic Hình d: Giống Atlantic §C KT3 Hình e: Giống KT3 Hình 3.3 Sự biến đổi áp suất thẩm thấu tế bào số giống khoai tây điều kiện bình thường gây hạn nhân tạo giai đoạn 30 ngày (atm) 27 Khóa luận tốt nghiệp đại học Phạm Hồng Cương – K33B Sinh 3.2.2 Giai đoạn 45 ngày Kết xác định áp suất thẩm thấu trình bày bảng 3.4 hình 3.4 (a, b, c, d, e) Phân tích biến đổi áp suất thẩm thấu bảng 3.4 hình 3.4 cho thấy * Lô đối chứng: Áp suất thẩm thấu giống 10 lần đo có biến động, dao động khoảng (8,62 – 13,21 atm) * Lô thí nghiệm: - Áp suất thẩm thấu giống lần đo thứ 1, (pha gây hạn), lần đo thứ 9, 10 (pha phục hồi) sai khác nhiều lô thí nghiệm lô đối chứng Lô thí nghiệm áp suất thẩm thấu dao động (8,51-13,87atm) Lô đối chứng áp suất thẩm thấu dao động (8,62 - 13,24atm) - Áp suất thẩm thấu lô thí nghiệm cao hẳn lô đối chứng lần đo 3, 4, (pha gây hạn), lần đo thứ 6, 7, (pha phục hồi) Áp suất thẩm thấu tất giống cao lần đo thứ - Pha gây hạn, áp suất thẩm thấu giống nghiên cứu tăng pha phục hồi giảm - Sự chênh lệch áp suất thẩm thấu lô thí nghiệm đối chứng lớn giống có khả hút nước giữ nước tốt Trong điều kiện hạn, giống (Diamant, Solara, Esprit) có khả hút nước giữ nước tốt giống (Atlantic, KT3) - Ở pha phục hồi: Giống (Diamant, Solara, Esprit) có áp suất thẩm thấu giảm nhiều, tốc độ giảm nhanh Giống (Atlantic, KT3) có áp suất thẩm thấu giảm ít, tốc độ giảm chậm Do vậy, giống (Diamant, Solara, Esprit) có khả hút nước phục hồi sức trương tế bào tốt giống (Atlantic, KT3) - Giống có áp suất thẩm thấu tăng cao, tăng nhanh pha gây hạn giảm nhiều, giảm nhanh pha phục hồi giống có khả chịu hạn tốt 28 Khóa luận tốt nghiệp đại học Phạm Hồng Cương – K33B Sinh Bảng 3.4 Sự biến đổi áp suất thẩm thấu tế bào số giống khoai tây điều kiện bình thường gây hạn nhân tạo giai đoạn 45 ngày Đơn vị tính atmotphe (atm) KT3 Atllantic Esprit Solara Diamant Pha lấy mẫu Các lần lấy mẫu ĐC TN %so đ/c ĐC TN %so đ/c ĐC TN %so đ/c ĐC TN %so đ/c ĐC TN %so đ/c Pha gây hạn sâu 9,85  0,73 9,89  0,56 100,5 8,62  0,63 8,51  0,35 98,7 9,85  0,78 9,92  0,75 100,8 8,62  0,12 8,69  0,23 100,9 Pha phục hồi 10 11,08  0,45 12,31  0,34 12,03  0,57 13,01  0,78 12,56  093, 11,78  0,71 12,00  0,62 10,89  0,56 11,45  0,55 11,04  0,71 14,48  0,56 14,62  0,87 16,08  0,93 15,12  0,45 13,16  0,59 13,04  0,38 11,29  0,75 11,66  0,74 99,6 117,7 121,6 123,6 120,4 111,7 108,6 103,7 101,8 9,85  0,81 11,08  0,55 11,56  0,33 12,04  0,74 11,78  0,45 11,04  0,77 12,45  0,46 12,56  0,78 12,44  0,91 10,11  0,76 12,27  0,73 13,46  0,21 15,50  0,78 14,10  0,98 13,01  0,77 13,01  0,55 12,99  0,71 12,99  0,95 102,7 110,8 116,5 128,7 119,7 117,8 104,6 103,5 104,5 9,85  0,84 11,78  0,97 12,05  0,39 12,56  0,77 13,01  0,79 12,65  0,69 12,67  0,66 12,56  0,89 12,44  0,77 10,19  0,72 13,81  0,53 14,32  0,41 15,68  0,87 15,81  0,78 15,04  0,64 13,27  0,87 12,99  0,91 12,89  0,71 103,5 117,2 118,9 124,9 121,5 119,8 104,7 103,5 103,7 9,85  0,15 11,08  0,23 13,21  0,23 12,78  0,25 12,89  0,34 12,05  0,35 12,23  0,22 11,79  0,43 13,20  0,23 10,21  0,34 12,82  0,36 16,00  0,65 15,66  0,45 15,44  0,57 13,49  0,67 14,08  0,34 12,29  0,77 13,87  0,61 103,7 115,7 121,1 122,7 119,8 112.0 115,1 104,3 105,1 10,21  0,35 11,23  0,41 11,88  0,52 13,02  0,55 13,45  0,47 12,89  0,49 13,06  0,56 12,93  0,63 13,24  0,48 12,88  0,60 10,40  0,42 11,26  0,34 13,60  0,49 15,14  0,64 15,85  0,73 15,03  0,46 14,33  0,57 13,79  0,48 13,29  0,61 13,23  0,52 1019 100,3 114,5 116,3 117,9 116,6 109,8 106,7 100,4 Ghi chú: TN (thí nghiệm), ĐC (đối chứng), số liệu in đậm sai số có ý nghĩa thống kê so với đối chứng với độ tin cậy 95% 29 102,7 Phạm Hồng Cương – K33B Sinh atm atm Khóa luận tốt nghiệp đại học 18 16 14 12 10 18 16 14 12 10 2 10 Số lần TN Diamant §C Diamant TN Solara atm 18 16 14 12 10 2 10 18 16 14 12 10 2 §C Esprit 10 Số lần Số lần TN Esprit §C Solara Hình b: Giống Solara atm atm Hình a: Giống Diamant 18 16 14 12 10 10 Số lần TN Allantic §C Allantic 10 Số lần TN KT3 §C KT3 Hình c: Giống Esperit Hình d: Giống Atlantic Hình e: Giống KT3 Hình 3.4 Sự biến đổi áp suất thẩm thấu tế bào số giống khoai tây điều kiện bình thường gây hạn nhân tạo giai đoạn 45 ngày (atm) 30 Khóa luận tốt nghiệp đại học Phạm Hồng Cương – K33B Sinh Ảnh hưởng hạn tới áp suất thẩm thấu giống khoai tây: Diamant, Solara, Espirit, Atlantic, KT3 pha gây hạn phục hồi giai đoạn 30 ngày 45 ngày giải thích sau: - Lô đối chứng: áp suất có biến động tế bào trình phân giải tổng hợp chất diễn liên tục làm cho nồng độ chất hoà tan tế bào biến động, làm thay đổi áp suất thẩm thấu tế bào Ngoài áp suất thẩm thấu tế bào phụ thuộc vào điều kiện môi trường: nhiệt độ, gió, ánh sáng… - Lô thí nghiệm: + Áp suất thẩm thấu lần đo thứ 1, (pha gây hạn), lần đo thứ 9, 10 (pha phục hồi) sai khác nhiều lô thí nghiệm đối chứng do: lần đo này, hàm lượng nước tự tế bào lớn, trình sinh lí, sinh hoá diễn bình thường, vào giai đoạn gây hạn (lần đo thứ 1, 2) giai đoạn cuối pha phục hồi (lần thứ 9, 10), mà áp suất thẩm thấu giữ mức tương đối ổn định tuỳ giống + Áp suất thẩm thấu giống tăng cao lần đo 3, 4, giai đoạn gây hạn sâu, lần đo 6, 7, giai đoạn phục hồi do: Lần đo thứ 3, 4, hạn trầm trọng, hàm lượng nước tự tế bào giảm đáng kể, trình sinh li, sinh hoá tế bào có biến đổi nhanh chóng Nhìn chung, tế bào nước chất hoà tan tích luỹ tế bào chất nhằm chống lại việc giảm tiềm nước tăng khả giữ nước nguyên sinh chất Các chất hoà tan có liên quan bao gồm: loại đường, axit hữu cơ, rượu đa chức hay ion (chủ yếu ion kali) Hầu hết loại chất tan hữu có tác dụng điều chỉnh áp suất thẩm thấu sinh trình đồng hoá trao đổi chất Theo nghiên cứu nhà khoa học nhóm chất có khối lượng phân tử nhỏ xem chất có khả tạo áp suất thẩm thấu cao bao gồm: axit amin (đáng ý prolin), nhóm hợp chất amon bậc (glycinebetain, prolinbetain,  - alaninbetain choline - oxi - sulfate) nhóm hợp chất - dimethilsulfonio propionate (DMSP) [18] Trong điều kiện 31 Khóa luận tốt nghiệp đại học Phạm Hồng Cương – K33B Sinh stress nước, tăng cường tổng hợp chất có vai trò điều hoà áp suất thẩm thấu làm tăng áp suất thẩm thấu tế bào, mà tế bào tăng khả hút nước giữ nước Theo Ghenken, có khả chịu hạn thường có khả giữ nước cao hút nước tốt Lần đo thứ 5, hạn nặng, tích luỹ chất điều hoà áp suất thẩm thấu lớn, enzim thuỷ phân hoạt động mạnh Do đó, áp suất thẩm thấu cao lần đo thứ Lần đo 6, 7, hàm lượng nước tự đất lớn dần, dễ dàng hút nước bù đắp luợng nước tác động thay đổi điều kiện môi trường Hàm lượng nước tự tế bào tăng dần lên làm áp suất thẩm thấu tế bào giảm xuống từ từ 32 Khóa luận tốt nghiệp đại học Phạm Hồng Cương – K33B Sinh PHẦN III: KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ Kết luận Việc đánh giá ảnh hưởng gây hạn nhân tạo đến biến đổi hàm lượng prolin, áp suất thẩm thấu giống khoai tây: Solara, Diamant, Esprit, Atlantic, KT3 giai đoạn 30 ngày 45 ngày điều kiện gây hạn cho kết sau: - Ở pha gây hạn giai đoạn (30 ngày, 45 ngày), hàm lượng prolin áp suất thẩm thấu tăng dần lên, hạn sâu hàm lượng prolin áp suất thẩm thấu lớn Sau tưới nước trở lại hàm lương prolin áp suất thẩm thấu giảm xuống giữ mức tương đối ổn định - Theo kết nghiên cứu: Giống (Diamant, Solara, Esprit): Có biến đổi hàm lượng prolin, áp suất thẩm thấu đáp ứng điều kiện hạn có khả phục hồi sau tưới nước tốt giống (Atlantic, KT3) Khuyến nghị Kết nghiên cứu biến đổi hàm lượng prolin áp suất thẩm thấu giống khoai tây gặp hạn dừng lại Để có kết xác cần nghiên cứu hàm lượng prolin, áp suất thẩm thấu rễ tiêu sinh lí khác khả sinh trưởng, phát triển suất giống khoai tây 33 Khóa luận tốt nghiệp đại học Phạm Hồng Cương – K33B Sinh TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Hồ Hữu An, Đinh Thế Lộc (2006), Cây có củ kỹ thuật thâm canhquyển 6, khoai tây, Nxb Lao động Xã hội, Hà Nội Tạ Thị Cúc, Hồ Hữu An, Nghiêm Thị Bích Hà (2002), Cây rau Nxb Nông nghiệp, Hà Nội Đỗ Kim Chung (2003), Thị trường khoai tây Việt Nam, NXB Văn hoá Thông tin, Hà Nội, trang 82 Nguyễn Hữu Đống, Bùi Thị Kim Khánh, Trương Thị Bích Phương (2003), Ảnh hưởng manitol đến tích luỹ prolin glucose liên quan đến khả điều chỉnh thẩm thấu nuôi cấy callus cà chua, Tạp chí Di truyền học ứng dụng, số 1, trang 1- 32 Nguyễn Thị Hoa, Trần Thị Huệ, Trương Văn Hộ, Nguyễn Thiếu Hùng, Henkbaarveld, Jaap Brands (1995), “Nghiên cứu bảo quản khoai tây giống kho lạnh”, Trung tâm nghiên cứu khoai tây- rau, Viện Khoa học kỹ thuật Việt Nam, trang 117-122 Điêu Thị Mai Hoa, Nguyễn Đạt Kiên (2005), “Khả quang hợp giống đậu xanh điều kiện gây hạn”, Những vấn đề nghiên cứu Khoa học sống, trang 599-601, Nxb KH & KT, Hà Nội Điêu Thị Mai Hoa, Nguyễn Thị Thu Hương, Bùi Văn Thắng (2005), Sự biến đổi hàm lượng axit amin prolin mầm đậu xanh Báo cáo khoa học, Hội nghị toàn quốc (2005) NXB Khoa học Kĩ thuật, trang 531-533 Nguyễn Văn Mã (1990), Khả chịu hạn đậu tương suất cao đất bạc màu, Báo cáo tổng kết đề tài KHCN cấp bộ, mã số B9641-01, trang 6-15 Nguyễn Văn Mã (2004), “Ảnh hưởng thiếu nước đến khả quang hợp lạc”, Những vấn đề nghiên cứu Khoa học sống, trang 504 - 507, Nxb KH & KT, Hà Nội 34 Khóa luận tốt nghiệp đại học Phạm Hồng Cương – K33B Sinh 10 Nguyễn Văn Mã, Cao Bá Cường, Nguyễn Thị Thanh Hải (2005), "Một số tiêu sinh lý giống lạc chịu hạn", Những vấn đề nghiên cứu Khoa học sống, trang 975- 977, Nxb KH & KT, Hà Nội 11 Nguyễn Duy Minh, Vũ Văn Vụ (1983), Sinh lí học thực vật, NXB Giáo dục, trang 44-47 12 Đinh Thị Phòng (2001), Nghiên cứu khả chịu hạn chọn dòng chịu hạn lúa công nghệ tế bào thực vật, Luận án tiến sĩ sinh học, Viện Công nghệ sinh học, trang 11- 106 13 Ngô Đức Thiệu, Nguyễn Văn Thắng (1978), Kĩ thuật trồng khoai tây, NXB Nông nghiệp Hà Nội, trang 10,16 14 Vũ Văn Vụ, Vũ Thanh Tâm, Hoàng Minh Tấn, Sinh lí học thực vật, NXB Giáo dục, trang 52-62 Tiếng Anh 15 Karin Wisiol, Clepping of water stressed blue grama affects proline accumulation and productivity 16 Kishor PBK, Hong Z, Miao G, Hu CAA, Verma DPS (1995), Overexpression of 1-pyrroline-5-carboxylate synthetase increases proline overproduction and confers osmotolerance in transgenic plants Plant Physiol 108, page 1387-1394 17 Proline, ornithine and arginine metabolism, Roles of proline in plant adaptation to environmental stress 18 Chandler P.M, Walker Summols M, King R W, Crouch M, Close T J (1988), Expression of ABA induceble genes in water stressed crereal reedlings, J cell, Biochem 12c (suppl), page 43-146 19 Nanjo T, Kobayashi M, Yoshiba Y, Sanada Y Wada K, Tsukaya H, Kakubari Y, Yamaguchi- Shinozaki K, Shinozaki K, Biologycal functiones of proline in morphogenetic and osmotolerance revealed in antisense transgenic Arabidopsis thaliana 35 [...]... phân prolin PDH tăng cường 3.2 Ảnh hưởng của gây hạn tới áp suất thẩm thấu trong lá khoai tây ở giai đoạn 30 ngày và 45 ngày 3.2.1 Giai đoạn 30 ngày Kết quả xác định sự biến đổi áp suất thẩm thấu được trình bày trong bảng 3.3 và hình 3.3 (a, b, c, d, e) Phân tích sự biến đổi áp suất thẩm thấu ở bảng 3.3 và hình 3.3 cho thấy * Lô đối chứng: Áp suất thẩm thấu của các giống trong 10 lần đo có sự biến. .. Cương – K33B Sinh giống có khả năng chiu hạn nhằm phục vụ sản xuất đạt hiệu quả năng suất cao nhất 3 Nhiệm vụ nghiên cứu - Xác định sự biến đổi hàm lượng prolin của lá cây khoai tây trong pha gây hạn sâu và pha phục hồi - Xác định sự biến đổi áp suất thẩm thấu của lá cây khoai tây trong pha gây hạn sâu và pha phục hồi 4 Ý nghĩa lý luận, thực tiễn * Ý nghĩa lý luận Kết quả nghiên cứu của đề tài góp phần... định áp suất thẩm thấu được trình bày trong bảng 3.4 và hình 3.4 (a, b, c, d, e) Phân tích sự biến đổi áp suất thẩm thấu ở bảng 3.4 và hình 3.4 cho thấy * Lô đối chứng: Áp suất thẩm thấu của các giống trong 10 lần đo có sự biến động, dao động trong khoảng (8,62 – 13,21 atm) * Lô thí nghiệm: - Áp suất thẩm thấu của các giống trong lần đo thứ 1, 2 (pha gây hạn) , lần đo thứ 9, 10 (pha phục hồi) không có sự. .. suất thẩm thấu có ý nghĩa to lớn trong các nghiên cứu ảnh hưởng của môi trường đến cơ thể thực vật Nghiên cứu ảnh hưởng của gây hạn đến sự biến đổi áp suất thẩm thấu cho phép ta đánh giá được khả năng hút nước và giữ nước của cây 11 Khóa luận tốt nghiệp đại học Phạm Hồng Cương – K33B Sinh CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Đối tượng Đề tài này chúng tôi đã sử dụng 5 giống khoai tây gồm:... giống (Atlantic, KT3) - Giống có hàm lượng prolin tăng cao, tăng nhanh ở pha gây hạn và giảm nhiều, giảm nhanh ở pha phục hồi thì giống đó có khả năng chịu hạn càng tốt Sự ảnh hưởng tới hàm lượng prolin của 5 giống khoai tây: Diamant, Solara, Esprit, Atllantic, KT3 trong pha gây hạn và phục hồi sau tưới nước ở giai đoạn 30 ngày và 45 ngày được giải thích như sau: - Hàm lượng prolin trong lá khoai tây. .. thì giống (Diamant, Solara, Esprit, KT3) có khả năng chịu hạn tốt hơn giống (Atlantic) Riêng giống Atlantic có hàm lượng prolin tăng cao ở lần đo thứ 4 sau đó giảm ở lần đo thứ 5 Đây là đặc điểm bất lợi đối với tính chống chịu của thực vật 16 Bảng 3.1 Hàm lượng prolin lá một số giống tây điều trongkiện điều kiện Bảng 3.1 Hàm lượng prolin của của lá một số giống khoaikhoai tây trong bình bình thường nhân. .. lô thí nghiệm và lô đối chứng Lô thí nghiệm áp suất thẩm thấu dao động (8,51-13,87atm) Lô đối chứng áp suất thẩm thấu dao động (8,62 - 13,24atm) - Áp suất thẩm thấu lô thí nghiệm cao hơn hẳn lô đối chứng trong các lần đo 3, 4, 5 (pha gây hạn) , lần đo thứ 6, 7, 8 (pha phục hồi) Áp suất thẩm thấu của tất cả các giống cao nhất ở lần đo thứ 5 - Pha gây hạn, áp suất thẩm thấu ở 5 giống nghiên cứu đều tăng... đo 3, 4, 5 (pha gây hạn) , lần đo 6, 7, 8 (pha phục hồi) Áp suất thẩm thấu của các giống cao nhất ở lần đo thứ 5 - Pha gây hạn, áp suất thẩm thấu ở 5 giống nghiên cứu đều tăng còn ở pha phục hồi thì đều giảm - Giống có sự chênh lệch áp suất thẩm thấu giữa lô thí nghiệm và lô đối chứng càng lớn thì giống đó có khả năng hút nước và giữ nước chống lại điều kiện hạn tốt Trong điều kiện hạn, giống (Diamant,... phần bổ sung tài liệu về đặc điểm sinh lí, sinh hoá cây khoai tây Đánh giá vài trò của prolin liên quan đến áp suất thẩm thấu của tế bào thực vật khi cây thiếu nước và khả năng chịu hạn của cây * Ý nghĩa thực tiễn Kết quả nghiên cứu của đề tài giúp đánh giá khả năng chịu hạn của một số giống khoai tây từ đó chọn được các giống phù hợp với điều kiện của từng vùng để khuyến cáo cho người sản xuất 3 Khóa... 4 5 6 7 8 §C Esprit Hình c: Giống Esperit 9 10 1 2 3 4 5 6 7 Số lần Số lần TN Esprit §C Solara Hình b: Giống Solara atm atm Hình a: Giống Diamant 16 9 10 Số lần TN Allantic 9 10 Số lần TN KT3 §C Allantic Hình d: Giống Atlantic 8 §C KT3 Hình e: Giống KT3 Hình 3.3 Sự biến đổi áp suất thẩm thấu của tế bào lá một số giống khoai tây trong điều kiện bình thường và gây hạn nhân tạo ở giai đoạn 30 ngày (atm) ... prolin, áp suất thẩm thấu gặp hạn Xuất phát từ vấn đề lý luận thực tiễn nêu trên, tiến hành đề tài Nghiên cứu ảnh hưởng gây hạn nhân tạo đến biến đổi hàm lượng prolin áp suất thẩm thấu số giống khoai. .. tài: Nghiên cứu ảnh hưởng gây hạn nhân tạo đến biến đổi hàm lượng prolin áp suất thẩm thấu số giống khoai tây công trình nghiên cứu riêng tôi, hướng dẫn tận tình thầy Nguyễn Văn Đính Các số liệu,... hạn nhân tạo giai đoạn 45 ngày Hình 3.3: Sự biến đổi áp suất thẩm thấu tế bào số giống khoai tây điều kiện bình thường gây hạn nhân tạo giai đoạn 30 ngày Hình 3.4: Sự biến đổi áp suất thẩm thấu