VAI TRÒ của rễ rào cản CON ĐƯỜNG vận CHUYỂN APOPLASTIC TRONG KHẢ NĂNG CHỊU mặn của lúa (oryza sativa l ) VAI TRÒ của rễ rào cản CON ĐƯỜNG vận CHUYỂN APOPLASTIC TRONG KHẢ NĂNG CHỊU mặn của lúa (oryza sativa l ) VAI TRÒ của rễ rào cản CON ĐƯỜNG vận CHUYỂN APOPLASTIC TRONG KHẢ NĂNG CHỊU mặn của lúa (oryza sativa l ) VAI TRÒ của rễ rào cản CON ĐƯỜNG vận CHUYỂN APOPLASTIC TRONG KHẢ NĂNG CHỊU mặn của lúa (oryza sativa l ) VAI TRÒ của rễ rào cản CON ĐƯỜNG vận CHUYỂN APOPLASTIC TRONG KHẢ NĂNG CHỊU mặn của lúa (oryza sativa l )
VAI TRÒ CỦA RỄ RÀO CẢN CON ĐƯỜNG VẬN CHUYỂN APOPLASTIC TRONG KHẢ NĂNG CHỊU MẶN CỦA LÚA (Oryza sativa L.) Pannaga Krishnamurthy · Kosala Ranathunge · Rochus Franke · H S Prakash · Lukas Schreiber · M K Mathew Tóm tắt Việc độ mặn đất gia tăng làm giảm suất trồng đặc biệt lúa Chúng xem xét mối tương quan hình thành rào cản Apopslatic rễ, hấp thụ Na+ vào chồi sống giống lúa nhạy cảm với điều kiện mặn là: - Giồng chuẩn kháng: Pokkali Giống chịu mặn trung bình: Jaya Giống chuẩn nhiễm: IR 20 Cây lúa sinh trưởng nước đất khoảng tháng phải chịu từ nhẹ đến nặng điều kiện Stress mặn Rào cản Apoplastic xác định kính hiển vi huỳnh quang, phương pháp sắc ký khí phép phổ khối lượng Ion Na + tính trắc quang lửa Sự Suberin hóa rào cản Apoplastic rễ Pokkali lớn giống lúa ion Na + tích lũy chồi Sự stress mặn tăng cường cho việc hình thành rào cản giống chuẩn nhiễm giống kháng, làm tăng cường mã hóa enzyme mRNA sinh tổng hợp suberin phát 30 phút stress mặn Các rào cản hình thành giống chịu mặn trung bình sau vài ngày Nhìn chung, gia tăng bán kính rào cản apoplastic tương quan với giảm hấp thu ion Na + biểu rõ thử thách với độ mặn cao Abbreviations FW Fresh weight DW Dry weight OPR Outer part of the root CB Casparian band SL Suberin lamellae Giới thiệu Đất mặn yếu tố môi trường căng thẳng ảnh hưởng đến suất trồng toàn giới (Rhodales and Lovedy 1990) Lúa loại trồng quan trọng mà tiềm năng suất nhạy cảm với độ mặn (Ponnamperuma 1984;Khatun et al 1995; Munns and Tester 2008) sinh trưởng sinh dưỡng số giống có đề kháng cao với stress mặn (Yeo and Flowers 1983; Munns 2002) Các tế bào nuôi cấy giống kháng mặn (Pokkali) cho thấy chúng tồn tại/sống môi trường nuôi cấy (có muối) nồng độ Na+ tế bào chất thấp giảm tính thấm màng tế bào tích lũy Na + không bào (Kader and Lindberg 2005; Anil et al 2007a) Trong loài thực vật thông thường , lượng Na + vào chồi điều khiển theo phương thức phụ thuộc nồng độ Ca2+ (Anil et al 2005) Trong chồi , việc trì lượng thấp Na+ ngoại bào yếu tố định cho sống (Oertli 1968; Flowers et al 1991; Anil et al 2005) Cây trồng trì mức độ thấp nồng độ Na + tế bào chất cách cô lập ion Na+ vào nội bào ( không bào) (Ohta et al 2002; Fukuda et al 2004; Yamaguchi and Blumwald 2005; Anil et al 2007a) khoang ngoại bào (Anil et al 2005) từ tế bào chất Ở hầu hết loại trồng, trình vận chuyển Na + từ rễ vào mô gỗ theo đường từ tế bào đến tế bào (con đường tế bào chất) liên quan đến vận chuyển vào mô gỗ (Taiz and Zeiger 1998; Munns 2002) Tuy nhiên, lúa trình vận chuyển tìm thấy dòng chảy to lớn khác ngoại bào (con đường Apoplast hay gian bào) để vận chuyển Na+ vào trung trụ (Yeo et al 1987; Yadav et al 1996; Garcia et al 1997; Gong et al 2006) dòng chảy điều chỉnh nồng độ Ca2+ mức độ khác giống lúa khác (Anil et al 2005) Tuy nhiên, tài liệu hỗ trợ cho kết luận lấy từ nghiên cứu trồng thủy canh Cây trồng phát triển chế khả khác để chịu áp lực môi trường Tuy nhiên hai thích nghi giải phẩu sinh lí điều kiện bất lợi Hệ thống rễ đặc biệt bị ảnh hưởng stress phi sinh học tiếp xúc trực tiếp với môi trường đất Vì vậy, nhiệm vụ đặc biệt rễ dựa vào đai Casparian chất suberin diện rễ nội ngoại bì để hạn chế ảnh hưởng (Perumulla and Peterson 1986; Enstone et al 2003; Ma and Peterson 2003) Đai casparian đặt nghiên hai bên vách lồi tế bào, vách sơ cấp tẩm chất với lignin suberin (Schreiber et al 1999) Chất suberin hình thành mặt vách tế bào sơ cấp vách tế thứ cấp Chức đai Casparian ngăn chặn dòng vật chất không chọn lọc vượt qua từ đường apoplastic mang theo nước ion khoáng vào bên trung trụ (Ma and Peterson 2003) Chất suberin hình thành từ thành tế bào sơ cấp làm cản trở di chuyển nước ion khoáng qua màng sinh chất vào trung trụ (Steudle and Peterson 1998) Điều chứng tỏ đai casparian hoàn toàn không thấm nước ion khoáng (Ranathunge et al 2005) Không có nhiều nghiên cứu thực để hiểu rõ hình thành chức rào cản đường vận chuyển apoplastic để đáp ứng với khủng hoảng mặn lúa Những nỗ lực thực nhằm hiểu rõ cấu trúc thành phần hóa học thành tế bào chuyên biệt loài trồng khác (Zeier and Schreiber 1997, 1998; Schreiber et al 1999) Trong nghiên cứu so sánh lúa với bắp, tác giả giống lúa có thấm nước qua đường apoplastic thấp rễ bắp có tương quan số lượng lớn đa nếp gấp suberin lúa với bắp (Schreiber et al 2005b) Chỉ có vài nỗ lực thực để hiểu làm thành phần hóa học rào cản đường apoplastic thay đổi để đáp ứng với áp lực môi trường Người ta thấy đậu thầu dầu (Ricinus communis L.) tăng cường rào cản vận chuyển apoplastic chúng rễ để đáp ứng với stress NaCl (Schreiber 2005a et al.), Trong phát triển đai Casparian nhận để đáp ứng với độ mặn bắp (Reinhardt Rose 1995; Kawahara et al 2004) Điều chứng minh rào cản để oxy Fe 2+ hấp thu làm rễ tăng tiếp xúc với acid hữu sulphide (Armstrong and Armstrong 2001, 2005) Không có nhiều hiểu biết phản ứng rào cản apoplastic với áp lực khác lúa Kể từ dòng chảy biết đường vận chuyển Na + đến chồi (Yeo et al 1987; Anil et al 2005; Gong et al 2006) đặc tính apoplastic hình thành rào cản rễ bổ sung thêm giả định quan trọng Khi sinh trưởng đất, hầu hết trồng phát triển đai Casparian đóng vai trò quan trọng điều tiết hấp thu nước ion khoáng (Perumulla et al 1990;Damus et al 1997; Enstone and Peterson 1998) đặc tính hóa học nghiên cứu chi tiết so sánh trồng thủy canh trồng đất cho thấy điều không hoàn toàn Suberin bio-polymer gồm chất béo vòng thơm (Kolattukudy 1984) với hợp chất béo góp phần lớn vào đặc tính cản trở (Schreiber et al 1999) Các enzym tham gia vào trình sinh tổng hợp suberin gồm elongases, hydroxylases peroxidases (Bernards et al 2004; Franke et al 2005; Hofer et al 2008) Tuy nhiên, biểu xếp chúng điều kiện căng thẳng không mô tả rộng rãi Trong nghiên cứu này, nghiên cứu rào cản kỵ nước ba giống thuộc nhóm indica là: Pokkali, sinh trưởng khu vực ven biển; Jaya, giống nghiên cứu chống chịu tốt với điều kiện mặn IR 20 giống mẫn cảm với điều kiện mặn Sự khác biệt cụ thể giống việc hình thành rào cản thành phần, tương quan với tổng số chồi có Na+ quan sát Khi tiếp xúc với stress mặn, gen tổng hợp nhanh chóng hình thành, qui định rào cản apoplastic phát triển nội ngoại bì khoảng vài ngày Phương tiện phương pháp PHƯƠNG TIỆN Cây trồng trình tăng trưởng Hạt nhóm giống Indica (Oryza sativa L cv Pokkali, Jaya and IR20) thu từ trạm nghiên cứu khu vực, V.C Farm (Mandya, Karnataka, Ấn Độ) nảy mầm bóng tối 3-4 ngày khăn giấy ướt 27°C Đối với lúa trồng thủy canh, giống chuyển đến container 10-l với dung dịch dinh dưỡng theo công thức Hoagland (Epstein 1972) Cây tăng trưởng tháng (sau nảy mầm) với hệ thống sục khí liên tục 250C chiếu sáng 400–500 µmol m-2s-1 sử dụng ánh sáng huỳnh quang (Philips, Kolkotta, India) chu kì 12h ngày đêm Dung dịch dinh dưỡng thay hàng tuần Đối với lúa trồng đất, hạt giống nảy mầm lựa chọn gieo cốc (250 ml) chứa đất (đá ong đỏ / Alfisols) lớp cát trơ Phía đáy chậu có đục lỗ để rễ dễ dàng xuyên qua cát vào dung dịch dinh dưỡng Trước trồng đất cát khoảng 2-3 tuần tưới theo công thức dinh dưỡng Hoagland lần/tuần Sau đó, cốc chứa trồng gỡ bỏ cẩn thận lớp cát đặt khay tưới dung dịch Hoagland khoảng 3-4 ngày trước áp dụng stress Rễ ló khỏi cốc ngập hết dung dịch dinh dưỡng tiến hành stress Pokkali giống cao cho suất thấp Jaya IR20 giống bán lùn cho suất cao Chiều dài rễ giống Pokkali, Jaya IR20 19, 16 13 cm Giao thức stress mặn Cây trồng dung dịch dinh dưỡng Hoagland tháng với giá thể stress mặn cách sau: 200 mM NaCl môi trường có chứa nồng độ Ca 2+ thứ tự (0; 0,03; 0,04; 0,4 mM) khoảng ngày với 50 100 mM NaCl môi trường chứa mM Ca2+ khoảng tuần Nồng độ Ca 2+ xác định dựa vào số lượng CaCl2 thêm vào môi trường pH=5.8 Ước tính tổng trung bình Ca 2+ thiếu ngoại sinh bào cộng với CaCl2 mM Kèm theo ngày tuần stress mặn, số giữ lại 1/3 diện tích mở, không quăn lại sử dụng để ước tính tỷ lệ sống sót giống lúa Ước tính tổng Na+ chồi Cây trồng tiếp xúc với stress mặn thu hoạch rửa kỹ với nước cất để loại bỏ bề mặt ô nhiễm Na+ Các chồi tách từ rễ để khô 50 ° C 3-4 ngày Các mô khô nghiền thành bột nitơ lỏng Bột thủy phân cách bỏ ml axit nitric đậm đặc qua đêm Trộn thêm ml hỗn hợp diaxit nitrat perchlorate theo tỉ lệ 10: (v / v) để thủy phân hoàn toàn khoảng bồn cát Dung dịch thủy phân lên thể tích đến 25ml nước cất Các cấp Na + mẫu acid thủy phân đại diện cho tổng Na+ mô rễ tính cách sử dụng quang kế hơ lửa Dung dịch Apoplasic giải phóng từ đoạn chồi cách sử dụng phương pháp mô tả (Anil et al 2005) với thay đổi nhỏ Các chồi tươi thu hoạch cắt ngang vào khoảng 1cm lắc nhẹ khoảng 50ml nước cất Na + cân dung dịch apoplastic đo quang kế hơ lửa Chúng trình bày trước cách sử dụng acid pyrene trisulphonic (PTS) vạch thị Apoplastic, acid phục hồi gần tất Na + ô nhiễm từ khoang khác (Hình 3, Anil et al 2005) Giải phẫu rễ kính hiển vi Lấy ngẫu nhiên rễ lúa trồng thủy canh điều kiện stress mặn có kiểm soát sau cắt ngang thành lát thật nhỏ Cắt ngang từ chóp rễ vào với khoảng cách 10, 20, 30, 50, 100 and 200 mm Sau đem quan sát kính hiển vi Axioplan (Zeiss, Oberkochen, Germany) với ánh sáng thường Để quan sát đai Casparian, đem phần cắt nhuộm màu với 0.1% berberine hemisulfate khoảng thêm với 0.5% (w/v) aniline blue (Brundrett et al 1988) Phần nhuộm màu đem quan sát kính hiển vi huỳnh quang sử dụng ánh sáng xanh (filters: excitation 450–490 nm, dichroic mirror 510 nm, emission LP 520; Zeiss) Để quan sát suberin đem lát cắt nhuộm màu với Fluorol Yellow 088 (Brundrette et al 1991) quan sát kính hiển vi ánh sáng tia cực tím (excitation Wlter BP 365, dichroic mirror FT 395, emission LP 397; Zeiss) Phân tích hóa học suberin rễ Sự cách ly thành tế bào, phản ứng ester hóa đồng monome suberin tháng tuổi rễ lúa sinh trưởng đất thủy canh đem mô tả trước (Zeier and Schreiber 1997; Schreiber et al 2005b) Suberin hóa nội bì ( nội bì với trụ giữa) phần rễ (OPR; lớp tế bào dãy: miền lông hút, ngoại bì, cương mô lớp tế bào thể vỏ chưa biến đổi) từ vùng I II phân lập kính hiển vi sử dụng kẹp sau xử lí enzym rễ với 1% (v/v) cellulase (Celluclast, Novo Nordisk, Denmark) 1% (v/v) pectinase (Trenolin, Erbslöh, Germany) Phản ứng ester hóa thành tế bào, giải phóng monome suberin thực theo Kolattukudy and Agarwal (1974) Phép phân tích sắc ký khí phép đo phổ khối lượng dẫn xuất thoái hóa thực chi tiết mô tả Zeier and Schreiber (1997, 1998) Kết phân tích suberin thể sở tổng trọng lượng khô gốc phân lập sử dụng cho khử polyme Phân tích RT-PCR bán định lượng Tổng số RNA phân lập từ lá, thân rễ (đỉnh, đáy) lúa trồng thủy canh, giống Pokkali tháng tuổi sinh trưởng điều kiện có kiểm soát stress mặn rễ vào thời điểm khác (từ đến giờ) với 200 mM NaCl sử dụng TRIreagent (Sigma–Aldrich, St Louis, MO, USA) theo hướng dẫn nhà sản xuất Kỹ thuật RT-PCR tiến hành cách cho gam RNA vào 100 đơn vị virus gây bệnh chép ngược bạch cầu chuột Molony (Invitrogen) theo hướng dẫn nhà sản xuất The cDNA thus obtained was subjected to a 25-cycle PCR reaction with the following conditions: at 94°C followed by 25 cycles of 60 s at 94°C, 60 s at 55°C and 80 s at 70°C, and finally at 70°C The constitutively expressed Actin was used as a control The primer sequences and predicted amplicon sizes were ’CGCCTCACCTTCGATAACAT-3’ (forward) and 5’-CACTCGCAGTCCATTCTTCA3’ (reverse) for Os01g63540 (CYP86A9 Os) (960 bp), 5’-T CGTAATCTTCTCCGCCATC-3’ (forward) and 5’-GATGTAGGCGAGC TCGTACC-3’ (reverse) for Os03g12030 (CER6) (821 bp), and 5’-CCTCTTCCAGC CTTCCTTC AT-3’ (forward) and 5’-ACGGCGATAACAGCTCC TCTT-3’ (reverse) for Actin-1 (Os03g50890) (400 bp) Phân tích thống kê Dữ liệu phân bố bình thường trình bày bẳng số liệu giá trị trung bình SE Sự khác biệt có ý nghĩa mức P Pokkali lúa trồng thủy canh hấp thu Na+ nhiều so với trồng đất Lượng Na + Pokkali giảm lên tới ~3 lần: từ 10-20 mg (g-1DW) 3-7 mg (g-1DW) lúa trồng đất lẫn thủy canh, tương ứng với tăng calcium Trong giống IR 20 giảm từ 23-30mg (g -1DW) 14-23mg (g-1DW) lúa trồng đất lẫn thủy canh Tương tự lượng Na + chồi giảm giống Jaya Chúng nghiên cứu hạn chế, xử lí stress kéo dài nồng độ 50 100 mM NaCl với giống Pokkali IR20 Hình (1c) cho thấy thay đổi Na + hấp thu hai giống IR20 tích lũy nhiều Na+ chồi so với Pokkali hai nồng độ 50 100 mM NaCl Một lần nữa, lúa trồng thủy canh hấp thu Na + nhiều so với lúa trồng đất Ngược lại, sống Pokkali tốt đáng kể so với IR20 đất lẫn thủy canh thủy canh chúng sinh trưởng so với đất (Hình 1d) Chúng nhận thấy rằng, tỷ lệ sống sót tương quan nghịch với Na + apoplastic Hình (2a) mở rộng phân tích với số bổ sung, IR20; lúa trồng đất; xử lí mặn khoảng tuần Không phân biệt giống, môi trường phát triển xử lí mặn, hình (2a) cho thấy mối tương quan sức sống với giảm hàm lượng Na + apoplastic Các liệu kết hợp phù hợp với lượng đáp ứng với 50% sức sống 2.08 0.067 mg Na + (g-1 FW) Hình (2b) cho thấy giống IR20 chịu stress mặn tuần nồng độ 100 mM NaCl tiết nhiều tinh thể muối bề mặt mép lá, phiến (hình 2b, B) tai (hình 2b, E) Nhưng thấy giống Pokkali (Hình 2b, D) có giống Jaya (Hình 2b, C) Hình 1: Sự khác biệt Na hấp thu sức sống giống lúa khác Tỉ lệ sống giống lúa tháng tuổi trồng điều kiện mặn điều kiện trồng đất thủy canh Lúa trồng điều kiện mặn rửa sạch, sấy khô dùng acid thủy phân để tính nồng độ Na+ phương pháp trắc quang lửa 1.a) Sự thay đổi hấp thu Na+ vào chồi sức sống lúa trồng đất thủy canh stress mặn nồng độ 200 mM NaCl mM Ca2+ khoảng ngày + 1.b) Hàm lượng Na chồi tương ứng với gia tăng hàm lượng Ca 2+ lúa trồng đất thủy canh Lúa stress mặn với 200 mM NaCl khoảng ngày 1.c,d) Sự hấp thụ Na+ vào chồi (hình c) sức sống (hình d) lúa trồng đất thủy canh stress mặn nồng độ 50 100 mM NaCl mM Ca 2+ khoảng tuần Giống đối chứng 100% sống sót, số liệu đại diện giá trị trung bình , n=6 đường biểu diễn di qua điểm hình 1.b + Fig a) Sự khác biệt sức sống giống lúa điều kiện thí nghiệm nghiên cứu mối tương quan Na + Apoplast chồi Các liệu kết hợp phù hợp với lượng đáp ứng với 50% sức sống 2.08 0.067 mg Na + (g-1 FW) (đường biểu diễn) Mỗi điểm đại diện giá trị trung bình thí nghiệm độc lập b) tinh thể muối bẹ lá, phiến tai lúa trồng thủy canh stress mặn với 100 mM NaCl khoảng tuần (A) Control IR20, (B) Stress IR20 cho thấy tinh thể muối bẹ phiến lá, (E) Stress IR20 cho thấy tinh thể muối tai lá, (C) Stress Jaya, (D) Stress Pokkali Giải phẫu rễ: phát triển bọng khí, đai Casparian suberin Không có nhiều thay đổi quan trọng hình thái giải phẫu giống lúa stress mặn ngày với nồng độ (200 mM NaCl) Tuy nhiên, nồng độ 100 mM NaCl stress mặn tuần lại gây thay đổi đáng kể hình thái rễ lẫn phát triển rào cản kỵ nước Chúng trình bày liệu cho giống Pokkali IR 20 trồng thủy canh điều kiện có stress mặn với nồng độ 100 mM NaCl không stress mặn tuần Chóp rễ quan sát vùng sáng khoảng cách cắt định Ở giống đối chứng, biến thể vỏ hình thành bọng khí bắt đầu khoảng cách 30mm giống Pokkali (hình.3a, 1) 50 mm với giống IR 20 (hình.3a, 5) Bọng khí phát triển hoàn toàn khoảng 100mm tính từ chóp rễ giống Pokkali (hình.3a, 3) Trong khoảng cách 100mm tính từ chóp rễ phần vỏ nguyên ( bọng khí chưa hình thành) giống IR20 (hình.3a, 6) Sau tuần stress mặn nồng độ 100 mM NaCl bọng khí nhìn thấy khoảng cách gần hai giống Số rễ phụ tăng giống Berberine-aniline blue sử dụng để nhuộm màu đai Casparian (CBs) nội ngoại bì Đối chứng giống đai Casparian nội bì tính từ khoảng cách 20mm cách chóp rễ (Hình.3b, 1, 3) lại xuất điểm 30 mm cách chóp rễ (Hình.3b, 5, 7) Như nhìn thấy huỳnh quang xanh lá, có điểm giống đai Casparian nhìn thấy thành nội bì giống Pokkali liên tục khoảng cách 30 mm (Hình.3b, 5) Trong IR 20 tế bào phát triển đai (Hình.3b, 7) Trong giống, đai Casparian phát triển tốt khoảng cách 50mm cách chóp rễ Ngược lại với đối chứng, lúa stress mặn hình thành phát triên tốt dãy đai Casparian nội bì khoảng cách 20mm cách chóp rễ giống Pokkali IR 20 (Hình.3b, 2, 4) Ở khoảng cách 30mm CBs bật vùng nội bì II nhìn thấy rõ ràng số tế bào phát triển suberin (Hình.3b, 6, 8) Sự phát triển CBs ngoại bì tương tự nội bì Ở giống đối chứng, không tìm thấy CBs khoảng 10 (Fig 3c, 1, 3) 20mm cách chóp rễ (Fig 3c, 5, 7) Ở khoảng cách 30mm huỳnh quang xanh xuyên qua thành tế bào cho thấy phát triển sớm CBs giống Pokkali (Fig 3c, 9) đai tìm thấy giống IR 20 (Fig 3c, 11) Sau tiến hành stress mặn, CBs ngoại bì phát triển gần chóp rễ giống hoàn thiện so với giống đối chứng Sự khác biệt bật giống, với Pokkal đai CBs xác định phát triển gần hết chiều dài vách nội bì khoảng 10 mm cách chóp rễ (Fig 3c, 2), giống IR20 CBs nhỏ nhìn thấy (Fig 3c, 4) Toàn CBs ngoại bì nhìn thấy giống khoảng cách 20 30 mm cách chóp rễ (Fig 3c, 6, 8, 10, 12) Tuy nhiên, cường độ phát quang CBs Pokkali lớn nhiều so với IR 20 (Fig 3c, 6, 10, 8, 12) Fig 3: Sự phát triển bọng khí đai Casparian rễ lúa 3,a) Sự phát triển bọng khí (1–6) Mặt cắt ngang rễ lúa tháng tuổi trồng thủy canh Ảnh lát cắt khoảng cách 30 mm (1, 4) 50 mm (2, 5) 100 mm (3, 6) cách chóp rễ giống Pokkali IR 20 đối chứng 3,b) Đai Casparian nội bì (1–8) mặt cắt ngang nhuộm với berberine aniline blue quan sát quang phổ xanh Đầu mũi tên đai Casparian nội bì Đối chứng (1, 5) stressed Pokkali (2, 6) khoảng cách 20 mm 30 mm Đối chứng (3, 7) stressed IR20 (4, 8) 20 mm 30 mm 3,c) Đai Casparian nội bì (1–12) nhuộm màu berberine aniline blue Mặt cắt khoảng cách 10 mm (1, 2), 20 mm (5, 6) 30 mm (9, 10) đối chứng stressed Pokkali Mặt cắt khoảng cách 10 mm (3, 4), 20 mm (7, 8), 30 mm (11,12) cách chóp rễ đối chứng stressed IR20 Đầu mũi tên đai Casparian nội bì Những số khoảng cách cách chóp rễ ae aerenchyma, co cortical cells, rh rhizodermis Bars 100 m (b), 50 m (c) Các chất phát huỳnh quang ưa mỡ Fluorol yellow 088 (FY) nhuộm Suberin (SL) màu vàng đậm Ở giống đối chứng, không thấy phát quang vàng nội bì giống khoảng 20 mm cách chóp rễ (Fig 4a, 1, 3) Ở khoảng cách 30 mm nhìn thấy chất phát quang màu vàng nhạt giống Pokkali (Fig 4a, 5) IR20 nhìn thấy chất phát quang vàng sáng rõ rệt số tế bào (Fig 4a, 7) Ở khoảng cách 50 mm, lắng đọng SL nhìn thấy vài tế bào nội bì giống Pokkali (Fig 4a, 9) xuất nhiều tế bào nội bì giống IR20 (Fig 4a, 11) Cường độ phát quang SL nội bì tăng dọc theo rễ hướng phía gốc (Fig 4a) Trong giống, phát quang vàng sáng cho thấy phát triển tốt suberin nội bì khoảng cách 100 mm cách chóp rễ, gần cực mô gỗ có vài đoạn tế bào không nhìn thấy có SL (Fig 4a, 13, 15) Ngược lại với giống đối chứng, lúa stress mặn khoảng cách 20 mm suberin hình thành bên vách nội bì Tuy nhiên, Pokkali phát quang chúng màu vàng nhạt cho thấy phát triển sớm suberin (Fig 4a,2) Trong IR20, suberin nội bì phát triển tốt ăn màu sáng (Fig 4a, 4) Ở 30 mm, khoảng 25% tế bào phát triển suberin ăn màu sáng giống Pokkali (Fig 4a, 6) Trong hình thành hoàn thiện IR 20 với vài đoạn tập trung bên cạnh mô gỗ (Fig 4a,8) Ở khoảng cách 50 mm cách chóp rễ suberin nội bì hoàn thiện giống (Fig 4a, 10, 12) có nhiều đoạn tế bào Pokkali suberin không thấy rõ ràng so với IR 20 Ở khoảng 100 mm, suberin phát triển đầy đủ nhìn thấy rõ nội bì giống Pokkali IR20 (Fig 4a, 14, 16) Cũng độ tuổi rễ, độ dày SL xuất nội bì tăng hình thành Suberin thứ cấp Trong đối chứng, suberin ngoại bào nhìn thấy khoảng 20 mm cách chóp rễ hai giống (Fig 4b, 1, 3) Tuy nhiên, 30 mm đa số tế bào biểu bì hình thành sớm suberin Pokkali vài tế bào IR 20 có hình thành SL (Fig 4b, 5, 7) SL ăn màu đậm nhìn thấy tất tế bào biểu bì Pokkali khoảng 50 100 mm cách chóp rễ (Fig 4b, 9, 13), phát triển SL có phần loang lỗ diện vài tế bào vùng khảo sát IR20 (Fig 4b, 11, 15) Sự khác biệt bật phát triển suberin giống đối chứng giống stress mặn Những lớp ngoại bì bắt đầu hình thành khoảng 20 mm cách chóp rễ giống stress mặn (Fig 4b, 2, 4) Ở 30 mm, huỳnh quang vàng sáng cho thấy hình thành SL hoàn tất liên tục hai giống (Fig 4b, 6, 8) Cường độ phát quang Suberin tăng dọc theo chiều dài rễ hướng vê phía 50 mm (Fig 4b, 10, 12) 100 mm cách chóp rễ (Fig 4b, 14, 16) Fig 4: Sự hình thành suberin (SL) rễ lúa a) SL nội bì (1–16) Mặt cắt cắt ngang từ rễ lúa tháng tuổi trồng thủy canh nhuộm màu với FY088 quan sát tia UV Đầu mũi tên cho thấy hình thành SL Mặt cắt cắt khoảng cách 20 mm (1, 2), 30 mm (5, 6), 50 mm (9, 10) and 100 mm (13, 14) cách chóp rễ đối chứng stress mặn Pokkali Tương tự, mặt cắt cắt khoảng cách 20 mm (3, 4), 30 mm (7, 8), 50 mm (11, 12) and 100 mm (15, 16) cách chóp rễ đối chứng stress mặn IR20 b) SL ngoại bì (1–16) Mặt cắt cắt khoảng cách 20 mm (1, 2), 30 mm (5, 6), 50 mm (9, 10) and 100 mm (13, 14) cách chóp rễ đối chứng stress mặn Pokkali Tương tự, mặt cắt cắt khoảng cách 20 mm (3, 4), 30 mm (7, 8), 50 mm (11, 12) and 100 mm (15, 16) cách chóp rễ đối chứng stress mặn IR20 Số khoảng cách cách chóp rễ, ex exodermis, en endodermis, pc passage cells, sl sclerenchyma Bars = 100m (a), 50 m (b) Sự hình thành Suberin rễ: ảnh hưởng khủng hoảng mặn Suberin phân tích từ nội bì (E) phần rễ (OPR) lúa1 tháng tuổi giống đối chứng stress mặn từ hai hình thức trồng đất thủy canh Rễ chia thành hai vùng Vùng I bao gồm nửa vùng phát triển chóp rễ vùng II gồm nửa trưởng thành với rễ hướng phía gốc Sau đó, nửa cắt để tách trung trụ với nội bì từ lớp tế bào bên chứa ngoại bì Cả Suberin béo thơm thấp nội bì khu I tương đối biến đổi giống (Fig 5a, b) Mặt khác, khu II có lượng lớn Suberin béo, thơm lớn khu I (Fig 5a, b) Trong khu I, OPR có lượng Suberin lớn 1,5- lần so với nội bì Sự khác biệt giống phát tất khu ngoại trừ phần nội bì ZI (zone I), giống chuẩn kháng Pokkali, chuẩn nhiễm Jaya hình thành suberin nhiều so với giống mẫn cảm IR20 Sự khác biệt Pokkali IR20 có ý nghĩa mức P [...]... (C26 và C-3 0) axit béo được nhô l n trong OPR và nội bì của các vùng rễ Mặc dù chiều dài chuỗi trung gian (C20-2 4) đã được phát hiện, chúng đã hiện diện trong một vài phút (bổ sung Fig 1b, c) Fig 5: Sự hình thành l suberin (SL) trong rễ l a a, b) Khối l ợng của Suberin béo (a) và suberin thơm (b) hình thành từ nội bì (E) và một phần ngoài gần thành tế bào của rễ (OPR) được phân l p từ rễ l a 1 tháng... quang vàng sáng hơn cho thấy sự hình thành của SL đã hoàn tất và liên tục trong cả hai giống (Fig 4b, 6, 8) Cường độ phát quang của l Suberin tăng dọc theo chiều dài của rễ hướng vê phía nền ở 50 mm (Fig 4b, 10, 1 2) và 100 mm cách chóp rễ (Fig 4b, 14, 1 6) Fig 4: Sự hình thành l suberin (SL) trong rễ l a a) SL trong nội bì (1–1 6) Mặt cắt được cắt ngang từ rễ l a 1 tháng tuổi trồng thủy canh được nhuộm... P450 and elongase at 30 min (0.5 h) after the salt stress, followed by a decline to control levels over 4 h THẢO LUẬN Cây trồng hình thành nhiều cơ chế để tồn tại được trong môi trường mặn Ở cấp độ cây trồng, sự hấp thu Na+ vào chồi do rễ quy định, trong khi trong chồi apoplast được giữ ở mức thấp bởi cơ chế đệm (Oertli 1968; Flowers et al 1991; Anil et al 200 5) Ở cấp độ tế bào, sự tích l y osmolyte được... thành của SL Mặt cắt được cắt ở khoảng cách 20 mm (1, 2), 30 mm (5, 6), 50 mm (9, 1 0) and 100 mm (13, 1 4) cách chóp rễ của đối chứng và stress mặn Pokkali Tương tự, mặt cắt được cắt ở khoảng cách 20 mm (3, 4), 30 mm (7, 8), 50 mm (11, 1 2) and 100 mm (15, 1 6) cách chóp rễ của đối chứng và stress mặn IR20 b) SL trong ngoại bì (1–1 6) Mặt cắt được cắt ở khoảng cách 20 mm (1, 2), 30 mm (5, 6), 50 mm (9, 1 0). .. mm (13, 1 4) cách chóp rễ của đối chứng và stress mặn Pokkali Tương tự, mặt cắt được cắt ở khoảng cách 20 mm (3, 4), 30 mm (7, 8), 50 mm (11, 1 2) and 100 mm (15, 1 6) cách chóp rễ của đối chứng và stress mặn IR20 Số chỉ khoảng cách cách chóp rễ, ex exodermis, en endodermis, pc passage cells, sl sclerenchyma Bars = 100m (a), 50 m (b) Sự hình thành của Suberin trong rễ: ảnh hưởng của khủng hoảng mặn Suberin... với BF3/methanol Rễ sinh trưởng trong nước hoặc trong đất Trước khi phân tích, rễ đã được tách thành 2 vùng Vùng I bao gồm một nửa l vùng phát triển chóp rễ và vùng II gồm một nửa trưởng thành hơn với rễ hướng về phía gốc c) Mối tương quan giữa tổng Na+ trong chồi và số l ợng suberin ở rễ (ZII OPR) của l a trồng thủy canh Pokkali (vòng tròn), Jaya (hình vuông), IR20 (hình tam giác) d) L p monome suberin... những biến đổi trong hai l p chất hóa học này, 2 l p chất này đều có mặt với số l ợng l n trong Pokkali Đối với một giống nhất định, mẫu rễ từ l a trồng trong đất có số l ợnghydroxy acid và acid béo l n hơn so với rễ từ l a trồng thủy canh (dữ liệu trình bày cho giống Pokkali trong 5 ngày Fig 5d , Bổ sung Fig 1a) Chiều dài chuỗi thay đổi từ C-16 đến C-30, nhưng rất ngắn (C-16 và C-1 8) và rất dài chuỗi... 2d) và nội bì của IR20 Không có sự gia tăng đáng kể số l ợng suberin ở rễ của bất kỳ giống nào trong ba giống khi stress mặn với 200 mM NaCl khoảng 2 ngày Biểu hiện của gen tổng hợp suberin RT-PCR analysis on total RNA from both control and stressed plants was carried out for one P450 (CYP86A 9) and one elongase (CER 6) The salt-tolerant Pokkali was chosen for this experiment and the plants were stressed... và 100 mm cách chóp rễ (Fig 4b, 9, 1 3), trong khi sự phát triển của SL có phần loang l hơn và chỉ hiện diện trong 1 vài tế bào trong vùng khảo sát ở IR20 (Fig 4b, 11, 1 5) Sự khác biệt nổi bật trong sự phát triển l suberin giữa giống đối chứng và giống stress mặn Những l trong l p ngoại bì bắt đầu hình thành ở khoảng 20 mm cách chóp rễ ở cả 2 giống khi stress mặn (Fig 4b, 2, 4) Ở 30 mm, huỳnh quang... Sự khác biệt giữa Pokkali và IR20 có ý nghĩa ở mức P ... trình vận chuyển Na + từ rễ vào mô gỗ theo đường từ tế bào đến tế bào (con đường tế bào chất) liên quan đến vận chuyển vào mô gỗ (Taiz and Zeiger 1998; Munns 2002) Tuy nhiên, lúa trình vận chuyển. .. thành phần hóa học rào cản đường apoplastic thay đổi để đáp ứng với áp lực môi trường Người ta thấy đậu thầu dầu (Ricinus communis L.) tăng cường rào cản vận chuyển apoplastic chúng rễ để đáp ứng... với acid hữu sulphide (Armstrong and Armstrong 2001, 2005) Không có nhiều hiểu biết phản ứng rào cản apoplastic với áp lực khác lúa Kể từ dòng chảy biết đường vận chuyển Na + đến chồi (Yeo et