Khảo sát quá trình chín trái ở cây cà phê chè (coffea arabica l )

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP HỒ CHÍ MINH _ Nguyễn Nữ Thảo Trân KHẢO SÁT QUÁ TRÌNH CHÍN TRÁI Ở CÂY CÀ PHÊ CHÈ ( Coffea arabica L.) LUẬN VĂN THẠC SĨ SINH HỌC Thành phố Hồ Chí Minh - 2014 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP HỒ CHÍ MINH _ Nguyễn Nữ Thảo Trân KHẢO SÁT QUÁ TRÌNH CHÍN TRÁI Ở CÂY CÀ PHÊ CHÈ ( Coffea arabica L.) Chuyên ngành: Sinh học thực nghiệm Mã số: 60 42 01 14 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 – 2014 i LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan luận văn công trình nghiên cứu riêng Kết trình bày luận văn trung thực chưa tác giả công bố công trình Các trích dẫn bảng biểu, kết nghiên cứu tác giả khác; tài liệu tham khảo luận văn có nguồn gốc rõ ràng theo quy định TP Hồ Chí Minh, ngày 16 tháng 09 năm 2014 TÁC GIẢ LUẬN VĂN Nguyễn Nữ Thảo Trân ii LỜI CẢM ƠN Xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến: - PGS TS Bùi Trang Việt, người truyền đạt cho nhiều kiến thức quý báu, tận tình hướng dẫn, giúp đỡ hoàn thành luận văn Thầy gợi ý đề tài, hướng dẫn nghiên cứu cho lời khuyên bổ ích thời gian thực đề tài - TS Lê Thị Trung, người tận tình giúp đỡ, hướng dẫn trình nghiên cứu hoàn thiện luận văn Cô truyền đạt cho nhiều kinh nghiệm quý báu học tập, nghiên cứu khoa học sống Và xin chân thành cảm ơn giảng dạy, đóng góp ý kiến, động viên giúp đỡ của: - Các thầy cô giảng dạy Cao học ngành Sinh học thực nghiệm trường Đại học Sư Phạm Thành phố Hồ Chí Minh - Các thầy cô quản lý Phòng Thí nghiệm Sinh lý thực vật Phòng Thí nghiệm Sinh thái trường Đại học Sư Phạm Thành phố Hồ Chí Minh - Các thầy cô quản lý Phòng Thí nghiệm Sinh lý thực vật trường Đại học Khoa học Tự nhiên Thành phố Hồ Chí Minh - Khoa Sinh học, trường Đại học Sư Phạm Thành phố Hồ Chí Minh - Phòng Sau đại học, trường Đại học Sư phạm Thành phố Hồ Chí Minh - Chị Hồ Thị Mỹ Linh - Cán Phòng Thí nghiệm Sinh lý thực vật, trường Đại học Sư Phạm Thành phố Hồ Chí Minh Cuối cùng, xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến gia đình, bạn bè, người động viên giúp đỡ thời gian thực đề tài iii MỤC LỤC DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC BẢNG DANH MỤC HÌNH MỞ ĐẦU CHƯƠNG TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Định nghĩa trái 1.2 Quá trình chín trái 1.2.1 Định nghĩa 1.2.2 Sự biến đổi trái giai đoạn chín 1.3 Vai trò chất điều hòa sinh trưởng thực vật trình tăng trưởng phát triển trái 1.3.1 Auxin 1.3.2 Gibberellin 1.3.3 Cytokinin 1.3.4 Abscisic acid 1.3.5 Ethylene thể vai trò trung tâm chín trái 1.4 Cây cà phê nghiên cứu liên quan 15 1.4.1 Cây cà phê 15 1.4.2 Lịch sử phát 15 1.4.3 Đặc điểm cà phê 17 1.4.4 Các nghiên cứu liên quan đến cà phê 20 CHƯƠNG VẬT LIỆU- PHƯƠNG PHÁP 22 2.1 Vật liệu 22 2.2 Phương pháp 23 2.2.1 Quan sát phát triển trái cà phê vườn 23 iv 2.2.2 Quan sát hình thái giải phẫu 23 2.2.3 Xác định kích thước,trọng lượng tươi khô trái cà phê 23 2.2.4 Đo cường độ hô hấp 24 2.2.5 Đo hàm lượng đường tan, tinh bột, acid hữu carotenoid 24 2.2.6 Đo hoạt tính chất điều hòa sinh trưởng thực vật 27 2.2.7 Xử lý chất điều hòa sinh trưởng thực vật lên trái cà phê phòng thí nghiệm 29 2.2.8 Xử lý chất điều hòa sinh trưởng thực vật lên trái cà phê vườn 29 CHƯƠNG KẾT QUẢ - THẢO LUẬN 31 KẾT QUẢ 31 3.1 Quan sát phát triển trái cà phê vườn 31 3.2 Quan sát hình thái giải phẫu 34 3.3 Kích thước, trọng lượng tươi trọng lượng khô 41 3.4 Cường độ hô hấp 41 3.5 Hàm lượng đường, tinh bột, carotenoid acid hữu 42 3.6 Hoạt tính chất điều hòa sinh trưởng thực vật 42 3.7 Xử lý chất điều hòa sinh trưởng thực vật lên trái cà phê phòng thí nghiệm 44 3.8 Xử lý chất điều hòa sinh trưởng thực vật lên trái cà phê vườn 49 3.8.1 Xử lý chất điều hòa sinh trường thực vật lên trái riêng lẻ 49 3.8.2 Xử lý chất điều hòa sinh trưởng thực vật lên cành mang trái 52 3.8.3 Đánh giá số tiêu chất lượng trái sau xử lý 57 THẢO LUẬN 58 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 66 TÀI LIỆU THAM KHẢO 67 v DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT Kí hiệu ABA BA Chú giải Abscisic acid Benzyl adenine et al et (“and”) and al.(“others”) GA Gibberellic acid IAA Indol - 3-acetic acid NAA Naphthalene aceticacid Rf Tp.HCM “Retardation factor” “ratio to front” - Hệ số di chuyển: đặc trưng cho mức độ di chuyển chất phân tích tính tỷ lệ quãng đường di chuyển mẫu quãng đường di chuyển dung môi Thành phố Hồ Chí Minh UV Ultraviolet radiation v/v Thể tích/thể tích vi DANH MỤC BẢNG Bảng 3.1 Thời gian trung bình giai đoạn chín trái cà phê (ngày) 32 Bảng 3.2 Tỷ lệ trái giai đoạn chín cành cà phê 32 Bảng 3.3 Kích thước, trọng lượng tươi trọng lượng khô trái qua giai đoạn chín 41 Bảng 3.4 Cường độ hô hấp vỏ trái cà phê qua giai đoạn chín 41 Bảng 3.5 Hàm lượng đường tổng số, tinh bột, acid hữu carotenoid qua giai đoạn chín 42 Bảng 3.6 Hoạt tính chất điều hòa sinh trường thực vật trái cà phê qua giai đoạn chín 43 Bảng 3.7 Thời gian trái chín xử lý chất điều hòa sinh trưởng thực vật phòng thí nghiệm 45 Bảng 3.8 Thời gian trái chín xử lý chất điều hòa sinh trưởng thực vật lên trái riêng lẻ vườn 50 Bảng 3.9 Tỷ lệ trái chín sau 10, 15 20 ngày xử lý chất điều hòa sinh trưởng thực vật lên trái riêng lẽ vườn 51 Bảng 3.10 Tỷ lệ rụng trái non tỷ lệ trái chín cành sau 15 ngày sử dụng chất điều hòa sinh trưởng thực vật 53 Bảng 3.11 Kích thước, trọng lượng tươi khô trái chín sau xử lý chất điều hòa sinh trưởng thực vật 57 vii DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Nguồn gốc trái hạt (Bùi Trang Việt, 2000) Hình 1.2 Quá trình sinh tổng hợp ethylene theo chu trình Yang (Wang, 2002) 11 Hình 1.3 Ethylene sản xuất C arabica trình chín (Pereira et al, 2005) 13 Hình 1.4 Con đường dẫn truyền tín hiệu ethylene (Gao et al.,2003) 14 Hình 1.5 Cà phê Coffea arabica L (Jackson, 1940) .18 Hình 2.1 Cây cà phê năm tuổi trồng vườn cà phê Lạc Dương, Đà Lạt (tháng 11/2013) 22 Hình 2.2 Vườn cà phê Lạc Dương, Đà Lạt (tháng 11/2013) .22 Hình 2.3 Vị trí đặt thước đo đường kính trái 24 Hình 2.4 Sơ đồ ly trích chất điều hòa sinh trưởng thực vật 27 Hình 3.1 Thời gian trái cà phê cần để hoàn tất tăng trưởng chín 32 Hình 3.2 Các giai đoạn phát triền trái cà phê 33 Hình 3.3 Mặt cắt ngang trái cà phê qua giai đoạn chín .34 Hình 3.4 Lát cắt ngang vỏ trái cà phê giai đoạn trái trưởng thành (10) .35 Hình 3.5 Lát cắt ngang vỏ trái cà phê giai đoạn trái bắt đầu chín (10) .36 Hình 3.6 Lát cắt ngang vỏ trái cà phê giai đoạn trái chín muộn (10) 36 Hình 3.7 Bề mặt biểu bì trái cà phê giai đoạn trái trưởng thành (40) 37 Hình 3.8 Bề mặt biểu bì trái cà phê giai đoạn trái bắt đầu chín (X40) 38 Hình 3.9 Bề mặt biểu bì trái cà phê giai đoạn trái chín muộn (40) 38 Hình 3.10 Hạt cà phê giai đoạn trái trưởng thành .39 Hình 3.11 Phôi cà phê giai đoạn trái trưởng thành (5) 40 Hình 3.12 Cắt dọc phôi cà phê giai đoạn trái trưởng thành (5) .40 Hình 3.13 Hoạt tính chất điều hòa sinh trưởng thức vật trái cà phê qua giai đoạn chín 43 Hình 3.14 Trái cà phê bắt đầu xử lý (đổ 10 ml nước cất lên đĩa Petri, nhúng vào dung dịch xử lý 30 giây, ngày/lần) 46 Hình 3.15 Trái cà phê đối chứng (nhúng vào nước cất) sau ngày .46 Hình 3.16 Trái cà phê xử lý IAA mg/l sau ngày .47 viii Hình 3.17.Trái cà phê xử lý NAA mg/l sau ngày .47 Hình 3.18 Trái cà phê xử lý GA mg/l sau ngày .48 Hình 3.19 Trái cà phê xử lý ethrel 200 mg/l sau ngày .48 Hình 3.20 Tỷ lệ trái chín cành sau xử lý chất điều hòa sinh trưởng thực vật 15 ngày 53 Hình 3.21 Cành cà phê bắt đầu xử lý (phun dung dịch xử lý, ngày/ lần) 54 Hình 3.22 Cành cà phê đối chứng (phun nước cất) sau 15 ngày 54 Hình 3.23 Cành cà phê xử lý NAA mg/l sau 15 ngày 55 Hình 3.24 Cành cà phê xử lý ethrel 100 mg/l sau 15 ngày 55 Hình 3.25 Cành cà phê xử lý ethrel 200 mg/l sau 15 ngày 56 Hình 3.26 Cành cà phê xử lý ethrel 500 mg/l sau 15 ngày 56 MỞ ĐẦU  Lý chọn đề tài Cà phê loại thức uống ưa chuộng toàn giới chế biến từ hạt trái cà phê chín, sau trải qua nhiều giai đoạn phơi, rang, xay Thức uống có hương vị thơm ngon chứa chất caffeine gây hưng phấn thần kinh Cà phê chế biến từ hạt cà phê chè (Coffea arabica) người tiêu dùng ưa thích vị đắng hương vị thơm so với loại cà phê khác (như cà phê mít Coffea excelsa hay cà phê vối Coffea canephora) Ở Việt Nam, cà phê mang lại lợi ích kinh tế cho nhiều nông dân trồng trọt Cà phê trồng chủ yếu tỉnh Tây Nguyên Đồng Nai, Đaklak, Lâm Đồng, Kontum Tuy nhiên khảo sát số trang trại trồng cà phê chè Đà Lạt cho thấy tình trạng hoa không đồng dẫn tới chín trái không đồng Cụ thể: cà phê chè 3-4 đợt hoa vào tháng 2-3 dương lịch dẫn đền trái chín không đồng chia thành đợt thu hoạch vào tháng 11-12 dương lịch Sự chín trái không đồng gây khó khăn quản lý sản xuất cà phê Những hợp chất tích lũy hạt trái cà phê giai đoạn khác đóng vai trò quan trọng chất lượng cà phê sau chế biến Trái cà phê chín đỏ cho hạt có chất lượng tốt Sự diện trái hái xanh chín làm thay đổi nồng độ alkaloid có hạt cà phê caffeine chlorogenic (CGA) làm thức uống tăng vị đắng (Leloup et al.,1995) từ làm giảm chất lượng sản phẩm Để tránh điều này, người nông dân phải thu gom cà phê tay, chia nhiều lần thu hoạch lựa chọn lại sau thu hoạch, điều làm chi phí tăng lên phải thuê nhân công tốn nhiều thời gian Do vậy, đề tài “Bước đầu khảo sát trình chín trái cà phê chè (Coffea arabica L.)” thực  Mục đích nghiên cứu Khảo sát trình chín trái cà phê Coffea arabica tìm biện pháp giúp trái chín nhanh, đồng 2  Nhiệm vụ nghiên cứu Khảo sát số tiêu hình thái, sinh lý sinh hóa trình chín trái cà phê Tìm hiểu tác động chất điều hòa sinh trưởng thực vật lên trình chín trái cà phê từ tìm biện pháp giúp trái cà phê chín nhanh đồng  Thời gian, địa điểm nghiên cứu Đề tài thực từ tháng 2/2014 đến tháng 9/ 2014 Phòng Thí nghiệm Sinh lý thực vật trường Đại học Sư phạm Tp HCM Phòng Thí nghiệm Sinh lý thực vật trường Đại học Khoa học Tự nhiên - Đại học quốc gia Tp HCM 3 Chương TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Định nghĩa trái Trái kết biến đổi bầu noãn, vách bầu noãn cho mô vỏ trái Trái bao gồm hạt vỏ hạt Ở trái khô, vỏ trái hóa lignin Ở trái mập vỏ trái có phần nhu mô Hạt có nguồn gốc từ noãn Hạt bao gồm vỏ hạt, phôi nhũ phôi (hình 1.1) BẦU NOÃN Vách bầu noãn Noãn Vỏ noãn Phôi tâm (2n) Noãn cầu (n) Thụ tinh Vỏ trái Túi phôi Vỏ hạt Ngoại nhũ (2n) Phôi (2n) Nhân phụ (n) Phôi nhũ (3n) NHÂN TRÁI HẠT TRÁI Hình 1.1 Nguồn gốc trái hạt (Bùi Trang Việt, 2000) Tùy theo trạng thái sau thủy giải phôi tâm phôi nhũ, thủy giải phôi nhũ phôi người ta phân biệt kiểu hạt: - Hạt có phôi nhũ ngoại nhũ: thủy giải phôi tâm không hoàn toàn, phần lại phôi tâm gọi ngoại nhũ Ngoại nhũ mô dự trữ ( gặp Caryophyllaceae, Piperraceae, Rubiaceae ) - Hạt có phôi nhũ: thủy giải phôi tâm diễn hoàn toàn, hạt ngoại nhũ, có phôi nhũ Phôi thường có kích thước nhỏ - Hạt phôi nhũ: phôi phân giải hoàn toàn phôi nhũ trình trưởng thành hạt Khi đấy, tử diệp phôi có kích thước lớn tích lũy chất dự trữ - Trong vài trường hợp, phôi nhũ hạt hoàn toàn không phát triển ( Họ Lan, Canna) 1.2 Quá trình chín trái 1.2.1 Định nghĩa Chín trái trình sinh lý không đảo ngược bắt đầu trái phát triển đầy đủ, tương ứng với thiết lập trạng thái sinh lý mới, độc lập với diện hạt (sự chín trái diễn trái trinh sản) Hạt hoàn tất trưởng thành trước trình chín trái diễn Hiện tượng chín trái ý trái mập thịt trái nơi chịu nhiều thay đổi biến dưỡng quan trọng liên quan đến tính chất sinh lý, sinh hóa làm ảnh hưởng mạnh đến chất lượng trái tăng nước, độ mềm (tăng thủy giải vách tế bào), (tăng đường), thay đổi màu sắc (các flavonoid) bớt dần vị chua (giảm acid hữu cơ) chát (giảm tanin) (Bùi Trang Việt, 2000) 1.2.2 Sự biến đổi trái giai đoạn chín 1.2.2.1 Biến đổi sinh lý  Đỉnh climax Đỉnh climax đặc trưng chín nhiều loại trái cây: cường độ hô hấp trái tăng mạnh tới đỉnh để khởi động trình chín trái Đỉnh tiêu thụ đường acid hữu cơ, kèm với sản xuất ethylene (Bùi Trang Việt, 2000) Dựa vào hô hấp sản xuất ethylene, trái chia thành loại trái có đỉnh hô hấp (climaxteric) chuối, cà chua, đào, táo trái đỉnh hô hấp (nonclimaxteric) nho, cam, chanh, bưởi Trái có đỉnh hô hấp cho thấy có bột phát hô hấp sản xuất ethylene, trái đỉnh hô hấp sản xuất ethylene suốt trình chín trái không đáp ứng rõ rệt với việc xử lý ethylene ngoại sinh (Giovannoni et al., 2013) Quá trình đường phân chu trình Crebs tạo lượng cho hoạt động trái trình chín đồng thời làm tăng sản sinh CO  Sự thay đổi màu sắc Trong chín trái, tác dụng enzyme chlorophyllase , diệp lục tố bị phân hủy để lộ sắc tố khác có sẵn trái (như carotenoid) làm trái màu xanh chuyển sang vàng (như trường hợp trái đủ đủ) Song song với trình sắc tố khác tổng hợp tạo nên màu sắc khác cho trái Thường sắc tố nằm mô ngoại vi (vỏ trái) nằm phần thịt trái (Giovannoni et al., 2013) Phần lớn sắc tố trái thuộc nhóm: carotenoid (thích lipid không tan nước) nhóm flavonoid (tan nước tích tụ không bào) Các carotenoid caroten, licopen, xanthophil cho màu đỏ, cam vàng Các flavonoid flavon cho màu vàng hay cam anthocyanin cho màu đỏ, tím hay xanh da trời tùy theo pH acid, trung tính hay base (Bùi Trang Việt, 2000)  Sự thay đổi mùi hương Sự chín hoạt hóa trình tổng hợp chất tạo mùi thơm (bản chất este, aldehyde acetone) liên quan đến hoạt động enzyme đặc trưng cho loại trái (Quách Đĩnh cộng sự,1996)  Sự thay đổi vị Các hợp chất acid hữu cơ, tanin, alkaloid bị phân hủy nhanh chóng hoạt động enzyme, đồng thời đường đơn (glucose, fructose) xuất giúp vị tăng (Quách Đĩnh cộng sự,1996)  Sự thay đổi tính chất lý Một tính chất đặc trưng trình chín trái trái mềm Quá trình xảy rối loạn tế bào độ lớn hình dạng tế bào, thể tích liên tế bào, toàn vẹn, bề dày màng tế bào, áp suất thẩm thấu 6 Sự thoái hóa thành tế bào kết hoạt động enzyme thủy phân tổng hợp lúc trái chín dẫn tới phá hoại cấu trúc tế bào mô Cho dù rối loạn tế bào xem nguyên nhân làm thay đổi cấu hình trái, có biến cố khác quan sát trình chín trái kết dính tế bào thay đổi áp suất thẩm thấu, làm cho trái mềm (Quách Đĩnh cộng sự,1996) - Protopectin Protopectin phức chất pectin với cellulose, hemicellulose, không tan nước, làm nên cấu trúc vách tế bào Khi trái xanh, hàm lượng protopectin cao, tập trung chủ yếu thành tế bào, giúp gắn kết tế bào thực vật với hình thành vách tế bào, làm cho trái có độ cứng định Khi trái chín, tác dụng acid hữu xúc tác emzyme protopectinase, protopectin bị thủy phân thành sản phẩm acid pectic, acid polygalacturonic, glucose, galactose, arabinose, methanol làm giảm cường lực liên kết tế bào, vỏ tế bào trở nên mỏng, tế bào mềm dần ra, làm cho trái bị nhũn cấu trúc trái bị phá hủy (Quách Đĩnh cộng sự,1996) - Áp suất thẩm thấu Độ cứng trái có liên quan đến thành phần hóa học trái Quá trình giảm độ cứng trái không thủy phân chất pectin, mà thủy phân cellulose, hemicellulose tinh bột Khi trái chín, tác dụng hệ enzyme amylase, tinh bột chuyển dần thành đường, khiến cho nồng độ đường bên tế bào tăng lên Sự chênh lệch nồng độ đường tế bào tạo nên áp suất thẩm thấu, nước từ bên môi trường vào bên tế bào, tế bào căng nước (Quách Đĩnh cộng sự,1996) 1.2.2.2 Biến đổi sinh hóa Trái thể sống, nên hô hấp, bên chúng xảy biến đổi hoá sinh học.Trong trình chín diễn chủ yếu phản ứng thuỷ phân chất phức tạp thành chất đơn giản nhờ loạt enzyme thủy phân 7  Biến đổi acid hữu Các acid di- tricacboxylic phổ biến trái Thường acid malic (táo, lê), acid citric (cam, quýt, chanh), acid tartric (nho), acid isocitric (dâu tằm Morus alba) acid chlorogenic (cà phê) Hàm lượng chất thấp trái non tăng lên giai đoạn tăng kích thước tế bào giảm mạnh trình chín trái Sự giảm dần acid hữu trình chín trái oxid hóa (do tăng mạnh hô hấp) trở thành tiền chất để tổng hợp đường protein Acid hữu thường dùng cho hô hấp nhiệt độ cao tích tụ lại nhiệt độ thấp (do khí hậu mát ẩm làm cho trái chua) (Bùi Trang Việt, 2000)  Biến đổi carbohydrate Đối với trái tươi hợp chất carbohydrate thành phần có biến đổi to lớn mạnh mẽ trình hình thành chín trái Ở giai đoạn đầu trình phát triển, trái tượng hình, hàm lượng tinh bột tăng nhanh, trình trái chín, hàm lượng tinh bột giảm hàm lượng đường khử tăng lên trình đường hoá Nguyên nhân làm giảm tinh bột tăng lượng đường hoạt hoá hệ enzyme amylase trái Hàm lượng tinh bột trái thấp nhiều so với nhu cầu đường hóa, đường trái cung cấp thủy phân chất saccharose, cellulose, hemicellulose, pectin acid hữu acid malic, acid citric có sẵn bên trái học vận chuyển trái từ phận khác cây: acid malic + acid tartric + 9O  glucose + 12 H O + 24 CO (Prescott, 1878) Sự thủy phân hợp chất thành đường làm cho trái có vị ngọt, giảm vị chua  Biến đổi alkaloid Alkaloid hợp chất chứa Nitơ có hoạt tính dược học người động vật Ở cà phê có alkaloid quan trọng caffeine trigonelline Caffeine: Caffeine phát mức độ thấp xylem cà phê (C arabica), cho thấy chúng không vận chuyển tổng hợp caffeine xảy trực tiếp mô vỏ trái (Mazzafera Gocalves, 1999) Trong hạt cà phê, hàm lượng tuyệt đối caffeine song song với đường cong trọng lượng khô, chiếm khoảng 1% sở vật chất khô (DMB) thời điểm thu hoạch Lưu ý gia tăng lớn hàm lượng caffeine hạt xảy giai đoạn phát triển 8-12 tuần sau nở hoa 16 tuần sau nở hoa hệ thống mô hình phân tích cà phê Coffea arabica, tương ứng với thời gian phôi nhũ nhanh chóng mở rộng Từ giai đoạn phát triển 16 tuần đến giai đoạn thu hoạch, phân tích hàm lượng caffeine cho thấy sinh tổng hợp dừng lại tiếp tục tổng hợp vỏ trái vận chuyển đến hạt cà phê (Baumann et al., 1972) Trigonelline: Trong rang, alkaloid trigonelline làm phát sinh nhiều hợp chất mang mùi hương, alkyl-pyridine pyrrole (De Maria et al.,1994), điều giải thích lợi ích chương trình nhân giống để tăng hàm lượng trigonelline hạt cà phê vối (Ky et al., 2001) Trái ngược với caffeine, trigonelline tổng hợp tất thành phần cà phê tích lũy mức độ cao mô non nụ hoa, vỏ trái hạt Trigonelline tổng hợp nhiều vỏ trái chưa chín giảm tổng hợp trái chín Trong trái hoàn toàn chín muồi, hàm lượng trigonelline tích lũy cao hoạt động tổng hợp phát Điều cho thấy sinh tổng hợp trigonelline diễn vỏ trái trigonelline vận chuyển tiếp từ mô đến phôi nhũ (Zheng Ashihara, 2004) 1.3 Vai trò chất điều hòa sinh trưởng thực vật trình tăng trưởng phát triển trái Các chất điều hòa sinh trưởng thực vật tác động giai đoạn khác trình chín phát triển trái cách chuyên biệt Hạt trung tâm tổng hợp quan trọng hormone sinh trưởng thực vật giai đoạn phát triển trái hạt 1.3.1 Auxin Hàm lượng auxin hạt có hai đỉnh quan trọng: giai đoạn tăng trưởng nhanh lần thứ tương ứng với phát triển nhân noãn hay phôi nhũ; giai đoạn tăng trưởng trái chậm tương ứng với phát triển phôi nhũ tối đa phát triển phôi Ở vài loài có đỉnh thứ ba phôi hoàn thành tăng trưởng, trái bước vào giai đoạn chín (Biale, 1978, Bùi Trang Việt, 2000) Như vậy, auxin có vai trò huy động sản phẩm quang hợp giúp trái tăng trưởng nhanh cạnh tranh với quan dinh dưỡng (Bianco - Trinchant, 1998) Auxin nồng độ thấp rút ngắn thời gian cần để chín trái (Bùi Trang Việt, 2000) 1.3.2 Gibberellin Nếu auxin cytokinin đạt tới đỉnh giai đoạn phát triển sớm trái (giai đoạn phân chia tế bào) gibberellin nhiều giai đoạn kéo dài tế bào đạt tới đỉnh trước trái trưởng thành (Abdel - Rahman, 1997) Thông thường gibberellin làm chậm trưởng thành chín trái (Bùi Trang Việt, 2000) 1.3.3 Cytokinin Hoạt tính cytokinin cao phôi giai đoạn phát triển sớm trái, sau giảm trái tăng trưởng Cytokinin kéo dài thời gian cần cho chín trái (Bùi Trang Việt, 2000) 1.3.4 Abscisic acid Abscisic acid (ABA) cản tăng trưởng trái kích thích rụng trái non Hàm lượng abscisic acid thấp giai đoạn khởi đầu phát triển trái tăng lên cao cuối giai đoạn phát triển trái hạt Hàm lượng abscisic acid cao giai đoạn có liên quan mật thiết đến chín trái, rụng ngủ hạt Tình trạng stress thiếu nước liên quan tới tổng hợp abscisic acid (Bùi Trang Việt, 2000) 1.3.5 Ethylene thể vai trò trung tâm chín trái Ethylene chứng minh có ảnh hưởng lên phiên mã dịch mã nhiều gene liên quan đến trình chín Thông thường gene mã hóa cho enzyme thủy phân amylase, protopeptinase, chlorophillase, hydrolase (Giovannoni et al., 2013) Vai trò trung tâm ethylene chín trái thể qua nhiều kiện: 10 + Có thoát ethylene trái có climax (xảy điều kiện hiếu khí nhạy với nhiệt độ): trái chín (tỏa ethylene) thúc đẩy chín trái xanh để bên cạnh + Ở trái xanh có climax (đã đạt mức độ phát triển đủ), ethylene kích thích chín trái với đặc trưng: đỉnh climax, tổng hợp mRNA polygalacturonase sản xuất ethylene + Xử lí Ag+ (ion cản hoạt động ethylene) làm chậm chín trái + Trái (hay mô trái) cà chua xử lý gibberellin xanh, không nhạy cảm với ethylene để khởi động trình chín ethylene kích thích tạo đỉnh hô hấp (bất chấp xử lý gibberellin), chứng thuyết phục tính nhạy cảm mô trái với ethylene (Bùi Trang Việt, 2000) 1.3.5.1 Sinh tổng hợp điều hòa ethylene trình chín trái Quá trình sinh tổng hợp ethylene diễn theo chu trình Yang (Yang Hoffman, 1984) (hình 1.2) SAM : S-adenosyl-L-methionine MTA: 5’-methyladenosine ACC: 1-aminocyclopropane-1-carboxylic ACS: S-andenosylmethionine synthase ACO: 1-aminocyclopropane-1-carboxylic acid oxidase [...]... đầu khảo sát quá trình chín trái ở cây cà phê chè (Coffea arabica L. ) được thực hiện  Mục đích nghiên cứu Khảo sát về quá trình chín của trái cà phê Coffea arabica và tìm biện pháp giúp trái chín nhanh, đồng đều hơn 2  Nhiệm vụ nghiên cứu Khảo sát một số chỉ tiêu về hình thái, sinh l và sinh hóa trong quá trình chín của trái cà phê Tìm hiểu sự tác động của các chất điều hòa sinh trưởng thực vật l n... ethylene kích thích sự chín trái với các đặc trưng: đỉnh climax, tổng hợp mRNA của polygalacturonase và cả sự sản xuất ethylene + Xử l Ag+ (ion cản hoạt động của ethylene) sẽ l m chậm sự chín trái + Trái (hay mô trái) cà chua được xử l gibberellin vẫn xanh, không nhạy cảm với ethylene để khởi động quá trình chín mặc dù ethylene vẫn kích thích tạo đỉnh hô hấp (bất chấp xử l gibberellin), l bằng chứng thuyết... 1.2 Quá trình chín trái 1.2.1 Định nghĩa Chín trái l một quá trình sinh l không đảo ngược bắt đầu khi trái đã phát triển đầy đủ, tương ứng với sự thiết l p một trạng thái sinh l mới, độc l p với sự hiện diện của hạt (sự chín trái cũng diễn ra ở trái trinh sản) Hạt hoàn tất sự trưởng thành trước khi quá trình chín trái diễn ra Hiện tượng chín trái được chú ý ở các trái mập vì thịt trái l nơi chịu... các loại cà phê khác (như cà phê mít Coffea excelsa hay cà phê vối Coffea canephora) Ở Việt Nam, cà phê mang l i l i ích kinh tế cho nhiều nông dân trồng trọt Cà phê được trồng chủ yếu ở các tỉnh Tây Nguyên như Đồng Nai, Đaklak, L m Đồng, Kontum Tuy nhiên khi khảo sát tại một số trang trại trồng cà phê chè tại Đà L t cho thấy tình trạng ra hoa không đồng đều dẫn tới chín trái không đồng đều Cụ thể: cà. .. amylase, protopeptinase, chlorophillase, hydrolase (Giovannoni et al., 201 3) Vai trò trung tâm của ethylene trong sự chín trái được thể hiện qua nhiều sự kiện: 10 + Có sự thoát ethylene ở các trái có climax (xảy ra trong điều kiện hiếu khí và nhạy với nhiệt đ ): trái đang chín (tỏa ethylene) thúc đẩy sự chín của các trái xanh để bên cạnh + Ở trái xanh có climax (đã đạt mức độ phát triển đ ), ethylene... mùi hương, như alkyl-pyridine và pyrrole (De Maria et al.,199 4), điều này giải thích l i ích của chương trình nhân giống để tăng hàm l ợng trigonelline trong hạt cà phê vối (Ky et al., 200 1) Trái ngược với caffeine, trigonelline được tổng hợp trong tất cả các thành phần của cây cà phê nhưng tích l y mức độ cao hơn trong các mô non như l và nụ hoa, cũng như trong vỏ trái và hạt Trigonelline được tổng... Sự hiện diện của những trái hái quá xanh hoặc quá chín l m thay đổi nồng độ các alkaloid có trong hạt cà phê như caffeine và chlorogenic (CGA) l m thức uống tăng vị đắng (Leloup et al.,199 5) từ đó l m giảm chất l ợng sản phẩm Để tránh điều này, người nông dân phải thu gom cà phê bằng tay, chia ra nhiều l n thu hoạch hoặc l a chọn l i sau thu hoạch, điều này l m chi phí tăng l n do phải thuê nhân công...  4 glucose + 12 H 2 O + 24 CO 2 (Prescott, 187 8) Sự thủy phân các hợp chất thành đường sẽ l m cho trái cây có vị ngọt, giảm vị chua  Biến đổi của các alkaloid Alkaloid l các hợp chất chứa Nitơ và có hoạt tính dược học đối với người và động vật Ở cà phê có 2 alkaloid quan trọng nhất đó l caffeine và trigonelline Caffeine: Caffeine phát hiện ở mức độ thấp trong xylem của cây cà phê (C arabica) , cho... cà phê chè ra 3-4 đợt hoa vào tháng 2-3 dương l ch dẫn đền trái chín không đồng đều chia ra thành 4 đợt thu hoạch vào tháng 11-12 dương l ch Sự chín trái không đồng đều gây ra khó khăn đối với quản l và sản xuất cà phê Những hợp chất tích l y trong hạt của trái cà phê ở những giai đoạn khác nhau đóng vai trò quan trọng trong chất l ợng của cà phê sau chế biến Trái cà phê chín đỏ sẽ cho hạt có chất l ợng... Đối với trái tươi thì các hợp chất carbohydrate l thành phần luôn có những biến đổi to l n và mạnh mẽ nhất trong quá trình hình thành và chín trái Ở giai đoạn đầu của quá trình phát triển, khi trái đang tượng hình, hàm l ợng tinh bột tăng nhanh, nhưng trong quá trình trái chín, hàm l ợng tinh bột giảm và hàm l ợng đường khử tăng l n do quá trình đường hoá Nguyên nhân l m giảm tinh bột và tăng l ợng