vai trò của các chất điều hòa tăng trưởng thực vật trong sự nảy mầm của phôi hợp tử trưởng thành của cây dừa cocos nucifera l

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP HỒ CHÍ MINH ĐOÀN THỊ THANH THÚY “VAI TRÒ CỦA CÁC CHẤT ĐIỀU HÒA TĂNG TRƯỞNG THỰC VẬT TRONG SỰ NẢY MẦM CỦA PHÔI HỢP TỬ TRƯỞNG THÀNH CỦA CÂY DỪA Cocos nucifera L.” LUẬN VĂN THẠC SĨ SINH HỌC Thành phố Hồ Chí Minh – 2012 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP HỒ CHÍ MINH ĐOÀN THỊ THANH THÚY “VAI TRÒ CỦA CÁC CHẤT ĐIỀU HÒA TĂNG TRƯỞNG THỰC VẬT TRONG SỰ NẢY MẦM CỦA PHÔI HỢP TỬ TRƯỞNG THÀNH CỦA CÂY DỪA Cocos nucifera L.” Chuyên ngành : SINH HỌC THỰC NGHIỆM Mã số : 60 42 30 LUẬN VĂN THẠC SĨ SINH HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS TS BÙI TRANG VIỆT TS LÊ THỊ TRUNG Thành phố Hồ Chí Minh – 2012 LỜI CẢM ƠN Em xin gửi lời cảm ơn chân thành biết ơn Thầy PGS TS Bùi Trang Việt tận tình hướng dẫn, giảng dạy, bồi dưỡng kiến thức, đóng góp nhiều ý kiến quý báu cho luận văn em Cô TS Lê Thị Trung giảng dạy, tận tình hướng dẫn, truyền đạt kinh nghiệm động viên em trình học tập, làm luận văn Cô TS Dương Thị Bạch Tuyết, cô TS Nguyễn Thị Mong, thầy TS Phạm Văn Ngọt, thầy PGS.TS Trần Công Toại, thầy PGS.TS Bùi Văn Lệ, thầy TS Chung Anh Dũng, thầy TS Đỗ Minh Sĩ , cô TS Trần Thanh Hương giảng dạy cho em kiến thức thật bổ ích Các Thầy, Cô hội đồng dành thời gian đọc đóng góp nhiều ý kiến cho luận văn em Cô ThS Trịnh Thị Cẩm Tú, cô ThS Trần Thanh Hiền em Hồ Thị Mỹ Linh cho em mượn dụng cụ hóa chất để thực thí nghiệm Các chị lớp sinh học thực nghiệm khóa 19, bạn khóa 20, bạn bè đồng nghiệp em sinh viên phòng môn sinh lí thực vật BGH trường THPT Ca Văn Thỉnh giúp đỡ để có thời gian hoàn thành chương trình học Cuối cùng, xin chân thành cảm ơn ba mẹ yêu thương, tạo điều kiện cho học tập Em cảm ơn anh Thùy Trang bên cạnh động viên, chia sẻ vui buồn sống MỤC LỤC Trang phụ bìa Lời cảm ơn Mục lục Danh mục chữ viết tắt Danh mục bảng, hình, ảnh MỞ ĐẦU Chương 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Giới thiệu dừa 1.1.1.Vị trí phân loại 1.1.2 Yêu cầu sinh thái .2 1.1.3 Đặc điểm sinh học dừa 1.1.3.1 Hệ thống rễ 1.1.3.2 Thân 1.1.3.3 Lá 1.1.3.4 Hoa 1.1.4 Đặc điểm số giống dừa .5 1.2 Sự nảy mầm 1.2.1 Các yếu tố bên .6 1.2.2 Các yếu tố bên 1.2.3 Sinh lý nảy mầm 1.2.3.1 Các giai đoạn nảy mầm 1.2.3.2 Hiện tượng huy động chất dự trữ nhu cầu lượng trình nảy mầm 1.3 Vai trò chất điều hòa tăng trưởng thực vật trình nảy mầm phát sinh hình thái thực vật 10 1.3.1 Vai trò cùa chất điều hòa tăng trưởng thực vật trình nảy mầm .10 1.3.1.1 Vai trò GA nảy mầm 10 1.3.1.2 Vai trò ABA nảy mầm 11 1.3.1.3 Vai trò cytokinin nảy mầm 11 1.3.2 Vai trò chất điều hòa tăng trưởng thực vật phát sinh hình thái thực vật 12 1.3.2.1 Sự phát sinh hình thái .12 1.3.2.2 Sự phát sinh rễ 12 1.3.2.3 Sự phát sinh chồi 13 1.3.3.4 Vai trò auxin 13 1.3.2.5 Vai trò GA 15 1.3.2.6 Vai trò cytokinin 16 1.3.2.7 Vai trò ABA 19 Chương 2: VẬT LIỆU – PHƯƠNG PHÁP 20 2.1 Quan sát hình thái, cấu tạo dừa Ta 20 2.1.1 Kích thước thành phần cấu tạo 20 2.1.2 Quan sát hình thái giải phẫu chồi 21 2.2 Chọn lọc nước dừa phù hợp với nảy mầm 22 2.3 Theo dõi ảnh hưởng chất điều hòa tăng trưởng thực vật nảy mầm phôi dừa vườn ươm 23 2.3.1 Chiều dài chồi giai đoạn ươm ảnh hưởng chất điều hòa tăng trưởng thực vật 23 2.3.2 Chiều dài chồi giai đoạn ươm ảnh hưởng GA 24 2.3.3 Chiều dài chồi giai đoạn ươm ảnh hưởng GA nước dừa 24 2.4 Sự thay đổi thể tích nước dừa Ta 24 2.5 Sự thay đổi hàm lượng đường nước dừa Ta 24 2.6 Sự thay đổi hàm lượng dầu cơm dừa Ta 25 2.7 Đo hoạt tính chất điều hòa tăng trưởng thực vật nước chồi dừa Ta 25 2.8 Cường độ hô hấp 29 2.9 Cường độ quang hợp 29 2.10 Theo dõi ảnh hưởng chất điều hòa tăng trưởng thực vật nảy mầm phôi dừa in vitro 29 Chương 3: KẾT QUẢ - THẢO LUẬN 31 3.1 Quan sát hình thái, cấu tạo dừa Ta 31 3.1.1 Kích thước thành phần cấu tạo 31 3.1.2 Quan sát hình thái giải phẫu chồi 33 3.1.2.1 Ngoài vườn ươm 33 3.1.2.2 In vitro 33 3.2 Chọn lọc nước dừa phù hợp với nảy mầm 36 3.3 Ảnh hưởng chất điều hòa tăng trưởng thực vật phôi dừa nảy mầm vườn ươm 38 3.3.1 Sự nảy mầm phôi dừa Ta vườn ươm 38 3.3.1.1 Chiều dài chồi giai đoạn ươm ảnh hưởng chất điều hòa tăng trưởng thực vật 38 3.3.1.2 Chiều dài chồi giai đoạn ươm ảnh hưởng GA 41 3.3.1.3 Chiều dài chồi giai đoạn ươm ảnh hưởng GA nước dừa .43 3.3.2 Sự nảy mầm phôi dừa Dứa vườn ươm 44 3.4 Sự thay đổi thể tích nước dừa Ta 47 3.5 Sự thay đổi hàm lượng đường nước dừa Ta 47 3.6 Sự thay đổi thể tích dầu cơm dừa Ta 48 3.7 Hoạt tính chất điều hòa tăng trưởng thực vật nước chồi dừa Ta 48 3.8 Cường độ hô hấp 49 3.9 Cường độ quang hợp 50 3.10 Ảnh hưởng chất điều hòa tăng trưởng thực vật phôi dừa nảy mầm in vitro 50 3.10.1 Sự nảy mầm phôi dừa môi trường MS Y 50 3.10.2 Sự nảy mầm phôi dừa Ta theo thời gian nuôi cấy in vitro .53 3.10.3 Sự nảy mầm phôi dừa Xiêm in vitro 65 3.10.4 Sự nảy mầm phôi dừa Sáp nuôi cấy in vitro 69 KẾT LUẬN – ĐỀ NGHỊ 75 TÀI LIỆU THAM KHẢO 76 PHỤ LỤC DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT ABA : Abscisic acid BA : Benzyl adenin GA3 : Giberelic acid GA : Gibberellin AIA : Acetic indol acid NAA : Naphthalene acetic acid TLT : Trọng lượng tươi DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1 : Mười môi trường nuôi cấy in vitro 30 Bảng 3.1 : Kích thước thành phần dừa Ta giai đoạn 12 tháng tuổi 31 Bảng 3.2 : Sự gia tăng khối lượng (mg) tử diệp dưa leo nuôi nước dừa Ta ba giai đoạn tháng, tháng 11 tháng tuổi 36 Bảng 3.3 : Chiều dài chồi dừa Ta vườn ươm 38 Bảng 3.4 : Chiều dài chồi dừa Ta sau ươm với xử lí GA 41 Bảng 3.5 : Chiều dài chồi dừa Ta sau ươm với xử lí GA nước dừa 43 Bảng 3.6 : Chiều dài chồi dừa Dứa vườn ươm 44 Bảng 3.7 : Thể tích nước dừa Ta qua giai đoạn ươm giống 47 Bảng 3.8 : Hàm lượng đường nước dừa Ta 47 Bảng 3.9 : Thể tích dầu cơm dừa Ta 48 Bảng 3.10 : Hoạt tính chất điều hòa tăng trưởng thực vật nước dừa Ta 48 Bảng 3.11 : Hoạt tính chất điều hòa tăng trưởng thực vật chồi dừa Ta 49 Bảng 3.12 : Cường độ hô hấp chồi dừa Ta 49 Bảng 3.13 : Cường độ quang hợp dừa Ta 50 Bảng 3.14 : Chiều dài chồi rễ dừa Ta sau 60 ngày nuôi cấy in vitro 56 Bảng 3.15 : Chiều dài chồi rễ dừa Ta sau 90 ngày nuôi cấy in vitro 59 Bảng 3.16 : Chiều dài chồi rễ dừa Ta sau 30, 60 90 ngày nuôi cấy in vitro 61 Bảng 3.17 : Chiều dài chồi rễ dừa Xiêm sau 60 ngày nuôi cấy in vitro 65 DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 2.1 Sơ đồ ly trích chất điều hòa tăng trưởng thực vật 27 Hình 3.1: Chiều dài chồi dừa Ta vườn ươm 39 Hình 3.2: Chiều dài chồi dừa Ta sau ươm với xử lí GA 41 Hình 3.3: Chiều dài chồi dừa Ta sau ươm với xử lí GA nước dừa 43 Hình 3.4: Chiều dài chồi dừa Dứa vườn ươm 44 Hình 3.5: Chiều dài chồi phôi dừa Ta in vitro sau 30, 60 90 ngày nuôi cấy 62 Hình 3.6: Chiều dài rễ phôi dừa Ta in vitro sau 30, 60 90 ngày nuôi cấy 62 DANH MỤC CÁC ẢNH Ảnh 1.1 Ảnh 2.1 Ảnh 3.1 Ảnh 3.2 Ảnh 3.3 Cây dừa Ta (Cocos nucifera L.) Lát cắt dọc dừa Ta dùng để đo thành phần 21 Quả dừa Ta giai đoạn 12 tháng tuổi 32 Lát cắt dọc dừa Ta giai đoạn 12 tháng tuổi 32 Lát cắt dọc dừa Ta giai đoạn 0, 14 ngày sau ươm 32 Ảnh 3.6 Lát cắt dọc phôi dừa Ta giai đoạn ngày sau ươm 34 Ảnh 3.7 Lát cắt dọc phôi dừa Ta giai đoạn 14 ngày sau ươm 34 Ảnh 3.8 Phôi dừa Ta giai đoạn ngày, ngày 14 ngày nuôi cấy in vitro 34 Ảnh 3.9 Lát cắt dọc phôi dừa Ta giai đoạn ngày nuôi cấy in vitro với xuất cực chồi cực rễ 35 Ảnh 3.10 Lát cắt dọc phôi dừa Ta giai đoạn ngày nuôi cấy in vitro với phát thể hình thành 35 Ảnh 3.11 Lát cắt dọc phôi dừa Ta giai đoạn 14 ngày nuôi cấy in vitro với phát thể kéo dài 35 Ảnh 3.12 Tử diệp dưa leo nuôi nước cất sau 48 37 Ảnh 3.13 Tử diệp dưa leo nuôi nước dừa Ta (100%) tháng tuổi sau 48 37 Ảnh 3.14 Tử diệp dưa leo nuôi nước dừa Ta (100%) tháng tuổi sau 48 37 Ảnh 3.15 Tử diệp dưa leo nuôi nước dừa Ta (100%) 11 tháng tuổi sau 48 37 Ảnh 3.16 Quả dừa Ta vạt trước ươm 39 Ảnh 3.17 Quả dừa Ta sau ươm 28 ngày với nước cất 39 Ảnh 3.18 Quả dừa Ta sau ươm 28 ngày với xử lí 20 ml dung dịch GA3 20 mg/l 39 Ảnh 3.19 Quả dừa Ta sau ươm 28 ngày với xử lí 20 ml nước dừa Ta 11 tháng tuổi 40 Ảnh 3.20 Quả dừa Ta sau ươm 28 ngày với xử lí 20 ml dung dịch BA 10 mg/l 40 Ảnh 3.21 Quả dừa Ta sau ươm 28 ngày với xử lí 20 ml dung dịch NAA mg/l 40 Ảnh 3.22 Quả dừa Ta sau ươm 14 ngày với xử lí 20 ml dung dịch GA3 100 mg/l 42 Ảnh 3.23 Quả dừa Ta sau ươm 14 ngày với xử lí 20 ml dung dịch GA3 50 mg/l 42 Ảnh 3.24 Quả dừa Ta sau ươm 14 ngày với xử lí 20 ml dung dịch GA3 20 mg/l NAA mg/l 42 Ảnh 3.25 Quả dừa Ta sau ươm 14 ngày với xử lí 20 ml dung dịch GA3 20mg/l 42 Ảnh 3.26 Quả dừa Ta lúc đem ươm giống dung dịch GA3 100 mg/l 45 Ảnh 3.27 Quả dừa Ta sau ươm 42 ngày với xử lí 20 ml 45 Ảnh 3.28 Quả dừa Ta sau ươm 42 ngày với xử lí 20 ml nước dừa 11 tháng tuổi có bổ sung GA3 100 mg/l 45 Ảnh 3.29 Quả dừa Ta sau ươm 42 ngày với xử lí 20 ml nước dừa 11 tháng tuổi 46 Ảnh 3.30 Quả dừa Dứa lúc đem ươm giống dung dịch GA3 100 mg/l 46 70 THẢO LUẬN  Các biến đổi sinh hóa, sinh lí trình nảy mầm Nước yếu tố cần thiết cho nảy mầm, điều kiện cần cho hoạt hóa enzyme, phân giải, chuyển hóa sử dụng nguồn lượng dự trữ (Miller, 2000) Nước thúc đẩy trình nảy mầm Trước ươm, ngâm dừa vào nước tuần rút ngắn thời gian cần cho nảy mầm (chỉ 81 ngày so với 142 ngày không xử lý) (Thomas, 1973) Trong dừa, nước dừa nguồn cung cấp nước cho phôi nảy mầm Vì vậy, qua giai đoạn nảy mầm, thể tích nước dừa giảm dần GA 20 mg/l kích thích mạnh nảy mầm nên thể tích nước dừa giảm nhiều so với đối chứng với nước cất (bảng 3.7) Gibberellin đóng vai trò chủ đạo kích thích hạt nảy mầm Arabidopsis (Isabelle, 2000) Đối với hạt có dầu, lipid dự trữ (các triacilglicerol) lạp dầu bị thủy giải để tạo acid béo Lipid đổi thành glucid phôi nhũ hạt glucid chuyển tới phôi tăng trưởng (Bùi Trang Việt, 2000) Quả dừa lưu trữ lượng dự trữ nội nhũ hạt, chủ yếu dầu có thành phần acid béo đặc trưng phong phú acid lauric chất bị β- oxy hóa để tạo lượng (Arturo, 2000; Rossell, 1985) Do vậy, dừa nảy mầm, hàm lượng dầu giảm dần (bảng 3.9) bị phân giải thành đường để cung cấp lượng cho phôi phát triển hàm lượng đường tăng dần qua giai đoạn ươm quả, đặc biệt với xử lí GA 20 mg/l (bảng 3.8) Trong trình nảy mầm, gibberellin hoạt hóa enzime thủy phân chất dự trữ amylase, protease, … (Nguyễn Như Khanh, 2007) Khi xử lí GA , dừa nảy mầm mạnh nên cường độ hô hấp (bảng 3.11) cường độ quang hợp (bảng 3.12) tăng cao Nảy mầm trình tiêu thụ nhiều lượng, nên trình nảy mầm, hạt thu nước tăng cường độ hô hấp (Miller, 2000) Ngoại trừ số loài, điều kiện kị khí ức chế nảy mầm, oxigen tuyệt đối cần thiết (Nguyễn Như Khanh, 2007) 71 Quả dừa khô (chín) lúc 12 tháng tuổi, vỏ hoàn toàn biến thành màu nâu, nảy mầm sau – tuần ươm giống Phôi từ mắt lớn hạt hình thành chồi mầm rễ mầm, mộng choáng đầy gáo sau tuần nảy mầm trình nảy mầm tiếp tục tuần (Edward Craig, 2006) Trong trình nảy mầm dừa, hoạt tính auxin, gibberellin zeatin nước dừa tăng dần từ 0, 14 ngày sau ươm (bảng 3.10) Xử lí GA làm tăng hoạt tính auxin, gibberellin zeatin giảm hoạt tính acid abscisic so với đối chứng (nước cất) (bảng 3.11) Trong trình nảy mầm hạt nói chung, lượng acid abscisic giảm, hoạt tính auxin, cytokinin đặc biệt gibberellin tăng đến trị số cao (Nguyễn Như Khanh, 2007)  Ảnh hưởng chất điều hòa tăng trưởng thực vật phôi dừa nảy mầm vườn ươm Trong nảy mầm phôi dừa, xử lí GA 20 mg/l, phôi cho chồi sớm dài so với chất điều hòa tăng trưởng thực vật khác (ảnh 3.18 bảng 3.3) Gibberellin kích thích tăng trưởng chồi gỡ ngủ chồi (Bùi Trang Việt, 2000; Buchanan, 2000; Davies, 2004) Trong hạt nảy mầm, acid abscisic đóng vai trò ngăn cản, citokinin có tác dụng loại bỏ tác động ức chế acid abscisic, gibberellin kích thích hạt nảy mầm (Nguyễn Như Khanh, 2007) Gibberellin cần thiết cho nảy mầm hạt Arabidopsis rau diếp (Pritchart, 2002) Gibberellin giúp hạt thoát khỏi trạng thái ngủ thúc đẩy nảy mầm hạt giống ngủ (Koornneef, 2002; Leubner-Metzger, 2003) Ở dừa, chiều dài chồi tăng dần theo nồng độ GA 20, 50 100 mg/l (bảng 3.4, ảnh.3.24, 3.23 3.22) Tương tự, hạt cà chua xử lí GA có tỷ lệ nảy mầm cao, thời gian nảy mầm giảm mầm tăng trưởng mạnh, GA 900 mg/l có tác dụng tốt (Balaguara, 2000) Auxin cần thiết cho phân chia tăng trưởng tế bào, kích thích mạnh kéo dài tế bào trụ mầm (Collett, 2000; Taiz Zeiger, 2002) Vì thế, xử lí dung dịch GA 20 mg/l NAA mg/l (ảnh 3.24), chồi dừa dài xử lí đơn lẻ GA 20 mg/l (ảnh 3.25) 72 Nước dừa có chứa chất điều hòa tăng trưởng thực vật: auxin, cytokinin, gibberellin (bảng 3.10), kết Jean năm 2009 Wu năm 2009 Xử lí phối hợp nước dừa với GA (ảnh 3.28 3.32) giúp chồi dừa dài, to xòe sớm so với xử lí đơn lẻ GA (ảnh 3.27 3.31) Chồi ngắn xử lí nước dừa (ảnh 3.29 3.33), có lẽ lượng gibberellin nước dừa thấp (bảng 3.5 3.10)  Chọn lọc nước dừa để dùng ươm nuôi cấy phôi in vitro Các thành phần tìm thấy nước dừa bao gồm loại đường, rượu đường, chất béo, acid amin, vitamin, hợp chất đạm, acid hữu cơ, enzyme, chất điều hòa tăng trưởng thực vật, đặc biệt loại cytokinin khác zeatin, N6-isopentenyladenine,… (Jean, 2009) Cytokinin kích thích phân chia tế bào, giúp hình thành tăng trưởng (Bùi Trang Việt, 2000; Werner, 2001) Nước dừa Ta 7, 11 tháng tuổi giúp tử diệp dưa leo (Cucumis sativus L.) tăng khối lượng so với nước cất, đặc biệt nước dừa 11 tháng tuổi nồng độ 100% (bảng 3.2 ảnh 3.15) Vì vậy, nước dừa giai đoạn 11 tháng tuổi dùng xử lí ươm nuôi cấy in vitro  Môi trường nuôi cấy phôi dừa in vitro Môi trường MS Y giống nhau, có bốn thành phần chính: khoáng đa lượng, khoáng vi lượng, hợp chất sắt vitamin Tuy nhiên, môi trường Y chứa nhiều muối clorua hơn, số chất môi trường MS khoáng vi lượng Ni, vitamin biotin, acid folic, Ca D pantothenate (bảng 2, phụ lục) Môi trường Y có đầy đủ chất nước dừa (Jean, 2009) nên giúp phôi dừa nảy mầm tốt (ảnh 3.38 3.39) so với môi trường MS (ảnh 3.34 3.35) Do đó, môi trường Y sử dụng nuôi cấy phôi dừa  Ảnh hưởng chất điều hòa tăng trưởng thực vật phôi dừa nảy mầm in vitro Gibberellin phá bỏ ngủ hạt, thúc đẩy vỡ vỏ hạt nội nhũ, tăng cường β-glucose nội nhũ chống lại hoạt động ức chế acid abscisic hạt nảy mầm (Toyomasu, 1998 Yamaguchi, 2001) Vì vậy, 73 phôi dừa nảy mầm nhanh môi trường có bổ sung GA (bảng 3.14) Gibberellin kích thích kéo dài tế bào chế kiểm soát hướng đặt vi sợi Nó có tác dụng kéo dài lóng phối hợp hoạt tính kéo dài phân chia tế bào thân Gibberellin kích thích mạnh phân chia tế bào nhu mô vỏ biểu bì (Bùi Trang Việt, 2000; Davies, 2004) Do gibberellin có tác dụng kéo dài lóng mạnh nên nuôi cấy môi trường có bổ sung GA , phôi dừa tạo chồi dài nhỏ (bảng 3.14, 3.17 ảnh 3.53, 3.54, 3.77, 3.78) Gibberellin có tác dụng cản rễ với nồng độ cao (Werner, 2001), môi trường bổ sung GA 20 mg/l, phôi dừa không tạo rễ (ảnh 3.54 3.78) Trong môi trường bổ sung GA 20 mg/l nước dừa 10%, phôi tạo chồi dài rễ, nước dừa có zeatin kích thích tăng trưởng chồi auxin kích thích tạo rễ (bảng 3.14, 3.17 ảnh 3.58, 3.79 3.83) Cytokinin có vai trò thúc đẩy tăng trưởng mô phân sinh chồi, ngăn chặn phân chia tế bào rễ (Werner, 2001) Nồng độ cytokinin cao cản tăng trưởng rễ cản hiệu kích thích tạo rễ auxin (Humphries, 1960) Trong nuôi cấy mô, cytokinin coi chất ức chế hình thành rễ (Werner, 2001) Do vậy, nuôi cấy, phôi dừa tạo chồi, không tạo rễ môi trường bổ sung BA 10 mg/l (bảng 3.14 ảnh 3.57) Auxin cần thiết cho phân chia tăng trưởng tế bào, có vai trò quan trọng phát sinh hình thái thực vật Auxin kích thích tạo rễ (Võ Thị Bạch Mai, 2004; Taiz Zeiger, 2002) Auxin nồng độ cao kích thích tạo sơ khởi rễ (phát thể non rễ), ngăn cản tăng trưởng sơ khởi (Mai Trần Ngọc Tiếng, 2001) Auxin nồng độ thấp kích thích phát triển rễ, có tác dụng ức chế phát triển rễ nồng độ cao (Rahman, 2001) Vì vậy, bổ sung AIA mg/l vào môi trường nuôi cấy, phôi dừa tạo rễ ngắn nhỏ (bảng 3.14 ảnh 3.58) Nước dừa có auxin, cytokinin, gibberellin Vì vậy, bổ sung nước dừa 10% vào môi trường nuôi cấy, phôi dừa hình thành chồi rễ tốt xuất sau 90 ngày nuôi cấy (bảng 3.15 ảnh 3.62) 74 Ở dừa, hạt dự trữ lượng nội nhũ rắn (cơm dừa) nội nhũ lỏng (nước dừa) Năng lượng dự trữ cần tiêu hóa vận chuyển đến mộng dừa để hạt nảy mầm (Arturo, 2000) Trong trình nảy mầm dừa, mộng dừa lớn nhanh khoang chứa nước dừa Mộng dừa (haustorium), hình thành từ phần xa phôi, chứa hạt tinh bột, giọt dầu, tích lũy nhiều lượng chứa enzyme phosphoglucomutase phosphoglucose isomerase (Donald, 1996) Mộng dừa quan tiêu hóa hấp thụ chất dinh dưỡng (từ cơm dừa nước dừa) cung cấp chất dinh dưỡng cho phôi phát triển (Rossell, 1985) Trong nuôi cấy in vitro, phôi để nguyên mộng nảy mầm tốt, tạo chồi rễ môi trường đối chứng (Y ) (ảnh 3.64) môi trường có bổ sung GA mg/l (ảnh 3.65) Cytokinin ức chế tạo rễ Vì thế, phôi tạo chồi không tạo rễ môi trường Y bổ sung BA 10 mg/l (ảnh 3.66) Gibberellin cytokinin tăng trình nảy mầm hạt Cucurbita pepo L (Pinfield, 1984) Cytokinin giúp tái lập tăng trưởng chồi ngủ, kích hoạt hoạt động mô phân sinh ngọn, gibberellin kích thích tăng trưởng chồi củ khoai tây (Anja, 2011) Phôi cô lập không cung cấp cytokinin từ mộng, nên không nảy mầm môi trường có bổ sung GA mg/l, tạo chồi nhỏ yếu môi trường với BA 10 mg/l (ảnh 3.69) Tóm lại, phôi dừa in vitro nảy mầm tốt môi trường Y bổ sung nước dừa 10%, hay phối hợp GA 20 mg/l nước dừa 10% Phôi giữ nguyên mộng tạo chồi rễ nuôi cấy Phôi cô lập nảy mầm 75 KẾT LUẬN – ĐỀ NGHỊ Kết luận  Trong trình nảy mầm phôi dừa, thể tích nước dừa giảm, hàm lượng đường nước dừa tăng, hàm lượng dầu cơm dừa giảm, hoạt tính auxin, cytokinin, gibberellin tăng qua giai đoạn ươm  Khi xử lí GA , phôi dừa tạo chồi có cường độ hô hấp cường độ quang hợp tăng, hoạt tính auxin, cytokinin, gibberellin chồi tăng  Nước dừa giai đoạn 11 tháng tuổi thích hợp cho ươm giống nuôi cấy in vitro  Trong ươm quả, số chất điều hòa tăng trưởng thực vật xử lí, GA giúp phôi dừa nảy mầm mạnh Nồng độ GA cao, phôi dừa nảy mầm mạnh Xử lí phối hợp GA nước dừa, phôi dừa nảy mầm tốt xử lí đơn lẻ GA  Trong nuôi cấy in vitro, phôi dừa không nảy mầm môi trường MS, nảy mầm tốt môi trường Y bổ sung nước dừa 10%, hay phối hợp GA 20 mg/l nước dừa 10% Phôi giữ nguyên mộng tạo chồi rễ, phôi cô lập nảy mầm Đề nghị Trong thời gian tới, có điều kiện, sẽ:  Cải tiến dung dịch xử lí ươm giống nuôi cấy in vitro để đạt hiệu cao  Khảo sát ảnh hưởng chất điều hòa tăng trưởng thực vật phát triển mầm dừa (Cocos nucifera L.) 76 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tiếng Việt Phạm Hoàng Hộ (1999) Cây cỏ Việt Nam, NXB Trẻ Dương Công Kiên (2002) Nuôi cấy mô thực vật NXB Giáo dục Nguyễn Như Khanh (2007) Sinh học phát triển thực vật NXB Giáo dục Võ Văn Long (chủ biên), Ngô Thị Lam Giang, Nguyễn Thị Lệ Thủy, Nguyễn Thị Bích Hồng, Phạm Thị Lan Nguyễn Trung Phong (2008) Sổ tay dừa NXB Nông nghiệp Nguyễn Đức Lượng, Lê Thị Thủy Tiên (2002) Công nghệ tế bào NXB Đại học quốc gia Tp.HCM Võ Thị Bạch Mai (2004) Sự phát triển chồi rễ NXB Đại học Quốc gia Tp.HCM Nguyễn Thị Lệ Thủy (2009) Đặc điểm sinh học dừa Sở khoa học công nghệ Bến Tre Mai Trần Ngọc Tiếng, Nguyễn Thị Ngọc Lang, Đặng Vĩnh Thanh, Nguyễn Du Sanh, Bùi Trang Việt (1980) “Kích thích tố giâm cành Phần 2: Cơ chế tạo rễ bất định” Thông báo khoa học Đại học Tổng hợp Tp HCM, 4, 93-98 Mai Trần Ngọc Tiếng (2001) Thực vật cấp cao NXB Đại học Quốc gia Tp.HCM 10 Bùi Trang Việt (2000) Sinh lí thực vật đại cương Phần II – Phát triển NXB Đại học Quốc gia Tp.HCM 11 Bùi Trang Việt (2003) Sinh phôi thể hệ thực vật Giáo trình cao học sinh lí thực vật 12 Vũ Văn Vụ (1999) Sinh lí thực vật ứng dụng NXB Giáo dục 13 Vũ Văn Vụ (chủ biên), Vũ Thành Tâm Hoàng Minh Tấn (2008) Sinh lí học thực vật NXB Giáo dục 77 Tài liệu tiếng Anh 14 Anja H., Melanie S., Peter H., Uwe S., and Sophia S (2011), “Reactivation of meristem activity and sprout growth in Potato tubers require both cytokinin and gibberellin”, Plant Physiolog 155, 776-797 15 Arturo L.V., Peter F.D., and Roland H (2000), “Changes in phytohormone composition during development of tissues of coconut (Cocos nucifera L.) embryos in the intact nut and in vitro”, Journal Experimental Botany 52, 933-942 16 Balaguera H.E., Cardenas J.F., and Herrera J.G (2000), “Effect of gibberellic acid (GA ) on seed germination and growth of Tomato (Solanum lycopersicum L.)”, ISHS Acta Horticulturae 821 17 Bo Hu, Xiao-rong Wan, Xiao-hui Liu, Dong-liang Guo and Ling Li (2010), “Abscisic acid (ABA)-mediated inhibition of seed germination involves a positive feedback regulation of ABA biosynthesis in Arachis hypogaea L.”, African Journal of Biotechnology 9, 1578-1586 18 Chen C.M., Jin G., Anderson B.R., and Etral J (1993), “Modulation of plant gene expression by cytokinin”, Plant physiol 20, 609 - 619 19 Collett C.E., Harberd N.P., and Leyser O (2000), “Hormonal interactions in the control of Arabidopsis hypocotyl elongation”, Plant Physiology 124, 553– 561 20 Chory J., Reinecke D., Sim S.,Wasbburn T., and Brener M (1994), “A role for cytokinin in de-etiolation in Arabidopsis”, Plant physiol 104, 339-347 21 Chrispeels M., and Varner J (1966), “Inhibition of gibberellic acid induced formation of alpha-amylase” by abscisin II, Nature 212, 1066-1067 22 Crowell D.N., and Amasino R M (1994), “Cytokinin and plant gene regulation”, Chemistry, Activity and Function, CRC Press, Boca Raton, FL, 233-242 23 Davies P.J (2004), Plant Hormones: Biosynthesis, Signal Transduction, Action!, Kluwer Academic: Dordrecht, The Netherlands 78 24 Debeaujon I., and Koornneef M (2000), “Gibberellin requirement for Arabidopsis seed germination is determined both by testa characteristics and embryonic abscisic acid”, Plant Physiology 122, 415-424 25 Donald P.W (1996), “Coconut palm from seed”, CTAHR Department of Horticulture; originally published as Hawaii Cooperative Extension, Service Instant Information, 26 Edward C and Craig R.E (2006), “Cocos nucifera (coconut)”, Species Profiles for Pacific Island Agroforestry, 21 27 Edwin F.G (1996), “Plant propagation by tissue culture”, Part 2: In practice Exegetics Limited, 613 – 936 28 Evelyn P.P.,and Bienvenido O.J (1972), “Biochemical Changes in the Rice Grain during Germination”, Plant Physiol 49, 751-756 29 Gazzarrini S., and McCourt P (2003), Cross-talk in plant hormone signalling: what Arabidopsis mutants are telling us Annals of Botany 91, 605–612 30 Graham I.A (2008), “Seed Storage Oil Mobilization”, Annual Review of Plant Biology 59, 115-142 31 Gutierrez L., Bussell J.D., Pacurar D.I., Schwambach J., Pacurar M., and Bellini C (2009), “Phenotypic plasticity Of adventisous rooting in Arabidopsis controlled by complex regulation of auxin response factor transcript and micro RNA abundance”, The Plant Cell 21, 3119-3132 32 Humphries E.C (1960), “Inhibition of root development on petioles and hypocotyl of dwarf bean (phaseolus vulgaris) by citokinin”, Physiol Plantarum 13, 659-663 33 Isabelle D., and Maarten K (2000), “Gibberellin requirement for Arabidopsis seed Germination is determined both by testa characteristics and embryonic abscisic acid”, Plant Physiology 122, 415-424 34 Islam M.N., Cedo M.L.O., Namuco L.O., Borromeo T.H., and Aguilar E.A (2009), “Effect of fruit age on endosperm type and embryo germination of makapuno coconut”, Gene Conserve 32, 708-722 79 35 Jean W.H.Y., Liya G., Yan F.N., and Swee N.T (2009), “The chemical composition and biological properties of Coconut (Cocos nucifera L.) water”, Molecules 14, 5144-5164 36 Koornneef M., Bentsink L., Hilhorst H (2002), “Seed dormancy and germination”, Current Opinion in Plant Biology 5, 33-36 37 Kuroha T., Kato H., Asami T., Yoshida F., Kamada H., and Satorh S (2002), “A trans-zeatin riboside in root xylem sap negatively regulates adventitious root formation on cucumber hypocotyls”, Journal of Experimental botany 53, 378, 2193-2200 38 Leubner-Metzger G (2003), “Functions and regulation of ß-1,3-glucanase during seed germination, dormancy release and after-ripening”, Seed Science Research 13, 17-34 39 Lund S.T., Smith A.G., and Hackeet W.P (2008), “Cuttings of tobacco mutant, rae, undergo cell but not initiate adventitious root in respone exogenous auxin”, Physiologia Plantarum 97, 372 - 380 40 Miller B.M (2000), Physiology of Seed Germination, Department of Horticulture and Crop Science The Ohio State University Columbus, OH 43210-1086 41 Mironova V.V., Omelyanchuk N.A., Yosiphon G., Fedeev S.I., Kolchanov N.A., Mjolsness E., and Likhoshvai V.A (2010), “A plausible mechanism for auxinpatterning along the developing root”, BMC Systems Biology 4, 34-36 42 Overvoorde P., Fukaki H., and Beeckman T (2010), “Auxin control of root development”, Cold Spring Harbor Laboratory Press 20, 541-553 43 Pinfield N.J., and Sanchez J.O (1984), “The involvement of endogenous cytokinin-like and gibberellin -like Substances in germination and early seedling growth of Cucurbita pepo L.”, Journal of Plant Physiology 114, 293300 80 44 Pritchard S.L., Charlton W.L., Baker A., and Graham I.A (2002), “Germination and storage reserve mobilization are regulated independently in Arabidopsis”, Plant J 31, 639-647 45 Rahman A., Amakawa T., Goto N., and Tsurumi S (2001), “Auxin is a positive regulator for ethylene-mediated response in the growth of Arabidopsis roots”, Plant and Cell Physiology 42, 301–307 46 Rossell J.B., King B., and Downes M.J (1985), “Composition of oil”, Journal of the American Oil Chemists' Society 62, 221-230 47 Sachs T (1993), “The role of auxin in the polar organization of apical meristems”, Plant Physiol 20, 541-553 48 Sankhla D., Davis T.D., and Sankhla N (1993), “Effect of gibberellins biosynthesis inhibitors on shoot regeneration from hypocotyl explants of Albizzia julibrissin”, Plant Cell Reports Volume 13, Number 49 Sorin C., Bussell J.D., Camus I., Liung K., Kowalczyk M., Geiss G., McKhann H., Garcion C.,Vaucheret H., Sandberg G., and Bellini C (2005), “Auxin and light control of adventitious rooting in Arabidopsis require argonaute”, The Plant Cell 17, 1343-1359 50 Steber C.M., and McCourt P (2001), “A role for brassinosteroids in germination in Arabidopsis”, Plant Physiology 125, 763-769 51 Taiz L and Zeiger E (2002), Plant Physiology, The Benjamin/Cummings Publishing Company, Inc 52 Thomas K.M (1973), “Influence of seed size and planting orientation on the germination and growth of coconut”, Ceylon Coconut Quart 24, 85-90 53 Tiberia I P., Doru P., and Catherine B (2011), “Auxin Control in the Formation of Adventitious Roots”, Not Bot Hort Agrobot Cluj 39, 307-316 54 Toyomasu T., Kawaide H., Mitsuhashi W., Inoue Y., and Kamiya Y (1998), “Phytochrome regulates gibberellin biosynthesis during germination of photoblastic lettuce seeds”, Plant Physiology 118, 1517-1523 81 55 Werner T., Motyka V., Strnad M., and Schmulling T (2001), “Regulation of plant growth by cytokinin”, Proc Natl Acad Sci USA 98, 10487–10492 56 Wu Y., and Hu B (2009), “Simultaneous determination of several phytohormones in natural coconut juice by hollow fiber-based liquid-liquidliquid microextraction-high performance liquid chromatography”, J Chromatogr 1216, 7657–7663 57 Yamaguchi S., Kamiya Y., and Sun T P (2001), “Distinct cell-specific expression patterns of early and late gibberellin biosynthetic genes during Arabidopsis seed germination”, The Plant Journal 28, 443-453 PHỤ LỤC Bảng 1: Thành phần môi trường nuôi cấy MS (Murashige Skoog, 1962) Khoáng đa lượng Nồng độ (mg/l) NH NO 1650 KNO 1900 CaCl 2H O 440 MgSO 7H O 370 KH PO 170 NaH PO 170 Khoáng vi lượng Nồng độ (mg/l) H BO 6,2 MnSO 2H O 22,3 ZnSO 4H O 8,6 KI 0,83 Na MoO 2H O 0,25 CuSO 5H O 0,025 CoCl 6H O 0,025 Dung dịch Fe-EDTA Nồng độ (mg/l) FeSO 7H O 27,8 Na EDTA 37,3 Vitamin MS Glycine Nồng độ (mg/l) Acid nicotinic 0,5 Pyrydoxin HCl 0,5 Thiamin HCl Đường 30 Agar 6,3 pH 5,7 ± 0,1 Bảng 2: Thành phần môi trường nuôi cấy Y (Eeuwens, 1976) Khoáng đa lượng Nồng độ (mg/l) KNO 2020 CaCl 2H O 294 MgSO 7H O 247 NaH PO 312 KCl 1492 NH Cl 535 Khoáng vi lượng Nồng độ (mg/l) H BO 3,1 MnSO 2H O 11,2 ZnSO 4H O 7,2 KI 0,83 Na MoO 2H O 0,24 CuSO 5H O 0,025 CoCl 6H O 0,024 NiCl 6H O 0.0024 Dung dịch Fe-EDTA Nồng độ (mg/l) FeSO 7H O 55,8 Na EDTA 41,7 Vitamin Y Glycine Nồng độ (mg/l) Thiamin HCl 0,5 Acid nicotinic 0,5 Pyrydoxin HCl 0,5 Ca D pantothenate 0,5 Biotin 0,5 Acid folic 0,5 Đường 60 Agar pH 7-8 5,7 ± 0,1  Dung dịch cố định mẫu FAA  lần thể tích cồn 700 : 40ml  lần thể tích formaldehid : 37%  lần thể tích acid acetic : 5ml Dung dịch giữ lâu nhiệt độ 100C Ngâm mẫu 24 giờ, sau giữ mẫu cồn 700 [...]... nảy mầm thấp (10 - 60%), phôi của quả dừa Sáp không có khả năng nảy mầm tự nhiên mà chỉ nảy mầm in vitro Xuất phát từ thực tế về việc cung cấp nguồn giống dừa, đề tài Vai trò của các chất điều hòa tăng trưởng thực vật trong sự nảy mầm của phôi hợp tử trưởng thành của cây dừa Cocos nucifera L. ” được thực hiện nhằm góp phần nâng cao khả năng nảy mầm của các giống dừa trong tự nhiên và in vitro Vì vậy trong. .. của ABA trong sự nảy mầm Khi có sự thấm nước, với hàm l ợng ABA thấp, hạt nảy mầm ABA cản sự nảy mầm của hạt l n sự tăng trưởng của cây con ABA tăng mạnh trong sự chín trái, và ở mức độ cao khi bắt đầu giai đoạn trưởng thành của phôi nhũ và phôi; điều này cản sự nảy mầm sớm ở giữa giai đoạn phát triển của phôi ABA cản sự nảy mầm nhưng kích thích sự tăng trưởng của phôi non và sự tích tụ các chất dự... khác nhau, tùy hạt và các điều kiện bên ngoài Các con đường này tạo sườn carbon và ATP cần cho sự tăng trưởng và phát triển của phôi (Bùi Trang Việt, 2000) 10 1.3 Vai trò của các chất điều hòa tăng trưởng thực vật trong quá trình nảy mầm và phát sinh hình thái thực vật 1.3.1 Vai trò cùa các chất điều hòa tăng trưởng thực vật trong quá trình nảy mầm Trong quá trình nảy mầm của hạt, l ợng ABA giảm; hoạt... trung nghiên cứu các vấn đề sau: - Ảnh hưởng của chất điều hòa tăng trưởng thực vật trên sự nảy mầm của phôi hợp tử dừa ngoài vườn ươm và in vitro - Một số biến đổi sinh hóa, sinh l trong quá trình nảy mầm của phôi hợp tử dừa 2 Chương 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Giới thiệu về cây dừa Dừa (Cocos nucifera L. ) l một trong các cây l y dầu quan trọng nhất thế giới với tổng diện tích 12 triệu ha Dừa có nguồn... mộng dừa để hạt nảy mầm (Arturo, 2000) Trong quà trình nảy mầm của quả dừa, các mộng dừa l n rất nhanh trong khoang chứa nước dừa Mộng dừa l cơ quan tiêu hóa và hấp thụ chất dinh dưỡng (từ cơm dừa và nước dừa) và cung cấp chất dinh dưỡng cho phôi phát triển Chủ yếu trong số các chất dinh dưỡng l triacylglycerol, dầu có thành phần acid béo, đặc biệt đặc trưng bởi sự phong phú của dodecanoic (acid lauric)... acol acid) (phụ l c) Sau 24 giờ, chuyển mẫu vào etanol 700 2 Đúc mẫu Loại nước bằng cách đặt mẫu l n l ợt trong: - Etanol 700: 3 l n, mỗi l n 20 phút - Etanol 950: 3 l n, mỗi l n 20 phút - Etanol 1000: 3 l n, mỗi l n 20 phút 22 Loại etanol bằng cách đặt mẫu l n l ợt trong: - Butanol 1: 30 phút - Butanol 2: 30 phút - Butanol 3: 60 phút - Butanol 4: 10 giờ hoặc qua đêm Loại butanol bằng cách đặt mẫu l n... vật trên sự nảy mầm của phôi dừa ngoài vườn ươm Các quả dừa khô (12 tháng tuổi) được bảo quản nơi khô ráo trong hai tuần cho quả khô đồng đều Trước khi ươm, các quả dừa được bỏ cuống quả và vạt ngay cuống quả một mảnh vỏ khoảng 7 - 8 cm nhằm giúp quả dừa dễ hấp thụ nước và các chất điều hòa tăng trưởng thực vật Thực hiên theo các bước: 1 Mỗi quả được xử l chất điều hòa tăng trưởng thực vật 2 l n, ở... l ợng trong quá trình nảy mầm Ngay từ cuối giai đoạn thu nước, các chất dự trữ của phôi nhũ hay tử diệp được huy động tới phôi Các enzym cần cho sự huy động đã dược tổng hợp phong phú Sự huy động các chất tinh bột từ các hạt ngũ cốc nhờ sự tổng hợp mạnh amilaz dưới ảnh hưởng của GA Đối với hạt có dầu, lipid dự trữ (các triacilglicerol) trong các l p dầu bị thủy giải bởi các estaz, để phóng thích các. .. sự nảy mầm của hạt thuốc l , rau diếp và Arabidopsis (Toyomasu, 1998; Yamaguchi, 2001) 7 1.2.2 Các yếu tố bên trong Sự trưởng thành của hạt: để hạt nảy mầm thì có sự trưởng thành của mọi thành phần cấu tạo của hạt (vỏ hạt, các mô dự trữ và phôi) , nghĩa l phôi phải hoàn toàn phân hóa về mặt hình thái (Bùi Trang Việt, 2000) Ở một số l n các loài, sự phát sinh phôi chưa hoàn chỉnh khi hạt rời khỏi cây. .. cản sự nảy mầm do ABA trong phôi đậu (nhưng không ở phôi cây bông vải); ngược l i, ABA đẩy l i hiệu ứng kích thích của GA Sự đối kháng của ABA với GA được biết khá rõ: ABA đàn áp các gen được cảm ứng bởi GA Phôi (cả khi chưa trưởng thành) , có khả năng nảy mầm in vitro nếu được tách khỏi ảnh hưởng của bầu noãn (l m giảm hàm l ợng ABA của phôi) Trong quá trình nảy mầm của hạt ngũ cốc, GA được tổng hợp trong ... THÚY VAI TRÒ CỦA CÁC CHẤT ĐIỀU HÒA TĂNG TRƯỞNG THỰC VẬT TRONG SỰ NẢY MẦM CỦA PHÔI HỢP TỬ TRƯỞNG THÀNH CỦA CÂY DỪA Cocos nucifera L. ” Chuyên ngành : SINH HỌC THỰC NGHIỆM Mã số : 60 42 30 LUẬN... 10 1.3 Vai trò chất điều hòa tăng trưởng thực vật trình nảy mầm phát sinh hình thái thực vật 1.3.1 Vai trò cùa chất điều hòa tăng trưởng thực vật trình nảy mầm Trong trình nảy mầm hạt, l ợng ABA... điều hòa tăng trưởng thực vật trình nảy mầm phát sinh hình thái thực vật 10 1.3.1 Vai trò cùa chất điều hòa tăng trưởng thực vật trình nảy mầm .10 1.3.1.1 Vai trò GA nảy mầm