Cung cấp tài liệu về chu kì quang của thực vật, hoocmone ra hoa của thực vật, đặc điểm của cây ngày ngắn, cây ngày dài. Tài liệu dùng để báo cáo dùng trong môn sinh lý thực vật. Đã được thẩm định bởi giảng viên bộ môn sinh lý thực vật trường đại học sư phạm thành phố hồ chí minh
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA SINH HỌC ĐỀ TÀI CHU KỲ QUANG CỦA THỰC VẬT • • GVHD: Cô Ths Lương Thị Lệ Thơ Nhóm thực đề tài: Nguyễn Thị Thu Hiền Trần Thị Thu Thủy 1) Quang chu kì gì? a Thí nghiệm: - Năm 1920, hai nhà khoa học Garner Allard, Mỹ tìm thấy thuốc đột biến (cây thuốc Maryland Mammoth khổng lồ): • • Lớn cách khác thường (2m) Không hoa trồng đồng vào mùa hè thuốc bình • thường khác tuổi hoa Họ tiến hành nhân giống lên thấy chúng hoa nhà kính vào mùa đông Trong nhà kính vào mùa đông đồng vào mùa hè khác nhiệt độ, độ ẩm, cường độ ánh sáng, độ dài ngày, … Sau hàng loạt thí nghiệm loại dần yếu tố, cuối họ kết luận yếu tố kiểm soát hoa độ dài ngày Cây hoa điều kiện ngày ngắn đêm Ngược lại, ngày dài đêm không hoa b Định nghĩa - Quang chu kì xen kẽ thời gian sáng thời gian tối ngày - Phản ứng thực vật với độ dài ngày đêm gọi quang kì tính - Độ dài sáng tới hạn ( C ): số sáng cực ngày ngắn hoa ngược lại số sáng cực tiểu để ngày dài hoa Mỗi loài thực vật có thời gian chiếu sáng tới hạn định 2) Phân loại thực vật theo quang chu kì Tùy theo a Cây ngày ngắn - Cây ngày ngắn hoa điều kiện thời gian chiếu sáng ngắn độ dài sáng tới hạn - Lưu ý: khái niệm ngày ngắn nghĩa giai đoạn sáng ngắn 12 giờ, mà ngắn giá trị tới hạn C VD: phần lớn xứ nóng: đậu nành, thuốc lá, lúa, khoai lang, cúc, mía, thược dược, đậu xanh, cải bắp… - Để điều khiển hoa, người ta che tối lúc ban ngày b Cây ngày dài - Cây ngày dài (CND) hoa điều kiện thời gian chiếu sáng dài độ dài sáng tới hạn - Lưu ý: ngày dài có yêu cầu chiếu sáng ngắn ngày ngắn Thực tế, 11.5 chiếu sáng ngày giúp CND Jusquiame hoa, 14.5 chiếu sáng ngày khiến CNN Xanthium hoa Khái niệm ngày dài hay ngày ngắn cho ta biết cần độ dài chiếu sáng dài hay ngắn C Cây ngày dài thời gian chiếu sáng phải dài C, ngày ngắn ngược lại VD: yến mạch, cẩm chướng, cỏ lá, cà rốt, mù tạt, hành, sà lách, thuốc phiện, đậu - tằm… Để ngày dài hoa, cần đảm bảo đủ thời gian chiếu sáng Ngược lại, để ức chế hoa, ta che lại c Cây trung tính - Cây trung tính hoa điều kiện chiếu sáng nào, miễn thời gian chiếu sáng đủ cho quang hợp Giá trị tối thiểu gọi tối thiểu dinh dưỡng T, thường khoảng 4-5 ánh sáng vài trăm Wm-2 VD: dưa chuột, cà chua, cẩm chướng, nho, hướng dương,… d Các trường hợp đặc biệt - Trong thiên nhiên, loài có yêu cầu tuyệt đối quang chu kì, số loài khác lại không lệ thuộc chặt chẽ quang chu kì: chúng hoa nhanh chóng quang kỳ thích hợp; quang kì không thích hợp chúng hoa, chậm VD: thích ngày ngắn như: hoa Cosmos (hoa chuồn chuồn) hay vài loại cúc khác - thích ngày dài như: lúa mạch đen mùa xuân, lúa mì,… Một số có đồng thời hai giá trị tới hạn: Gồm có nhóm: • Nhóm 1: ngày ngắn-dài Đầu tiên phải trải qua ngày ngắn, sau ngày dài để hoa VD: cỏ hoa trắng • Nhóm 2: ngày dài ngắn Đầu tiên phải trải qua ngày dài, sau ngày ngắn để hoa VD: sống đời - Hiếm hơn, vài loài hoa tối liên tục hoa Huệ hương,… 3) Yêu cầu chu kì quang cảm ứng - Gọi “cảm ứng” trình hình thành hoa tiếp tục diễn sau trình xử lí quang kỳ hoàn thành không cần tiếp tục trì Quang kỳ cảm ứng có yêu cầu sau: • Số chu kì: nhiều, tùy theo loài VD: rau bina: chu kì, đậu nành : 2-4 chu kì, cúc: 8-30 chu kì • Cường độ chiếu sáng: Rất thấp, khoảng 0.05-0.1 Wm -2 (tức khoảng 5-10 lx) • Quang chu kỳ liên tục: có mặt quang kì nghịch trước quang kì cảm ứng hoàn thành ngăn cản trình hoa 4) Vai trò quan trọng giai đoạn tối - Thí nghiệm: Hammer Bonner (1938) làm thí nghiệm ngày ngắn Xanthium (C = 15,5 giờ) : • Nếu ngắt quãng thời gian tối thời gian chiếu sáng ngắn không • hoa Nếu ngắt quãng thời gian sáng thời gian tối ngắn không ảnh hưởng đến hoa chứng minh không đo chiều dài ngày, không đo chiều dài tương đối ngày đêm, mà đo chiều dài giai đoạn tối Kết luận: - giai đoạn tối quan trọng, yếu tố định hoa Sự gián đoạn đêm, cường độ chiếu sáng thấp, 7-9 sau bắt đầu giai đoạn tối (thời điểm nhạy cảm tối đa với gián đoạn đêm) đảo ngược phản ứng hoa Giai đoạn tối quang kỳ cần thiết phải liên tục - Tuy nhiên, dầu thừa nhận tầm quan trọng giai đoạn tối tính liên tục giai đoạn tối, hoàn toàn nghĩa ánh sáng, giai đoạn chiếu sáng vai trò cảm ứng hoa Thật sự, giai đoạn chiếu sáng diện chu kì cảm ứng, yêu cầu bắt buộc cảm ứng hoa 5) Cơ quan cảm thu quang chu kỳ - Thí nghiệm 1: • Trồng CNN điều kiện ngày dài: ko hoa • Trồng CNN điều kiện ngày dài, che sáng hết lá: hoa ⇒ Lá nơi nhận cảm ứng quang kỳ (đúng) => Sản xuất chất => Chất đưa đến chồi, kích thích hoa - Thí nghiệm 2: • Ghép hai khác A B • Chỉ để A quang kỳ ⇒ Cả hai A B hoa => có chất chuyển từ sang B qua vết ghép, làm B hoa - Như : Lá nơi nhận cảm ứng chồi nơi phản ứng hoa, phải có vận chuyển kích thích từ tới chồi Kích thích có chất hormon, nhà bác học người Nga Chailakhyan (1936) gọi florigen a) Flo b) rigen - Ở điều kiện quang kỳ thích hợp, florigen hormon chuyên biệt cho hoa, di - chuyển từ vào đỉnh sinh trưởng thân làm hoa Thí nghiệm 1958: • Cây 1: Trồng ngày ngắn điều kiện ngày dài: không hoa • Cây 2: Trồng ngày dài điều kiên ngày ngắn: không hoa Xử lý giberelin => hoa Ngược lại, ngày ngắn cần chất khác giberelin để hoa đặt tên anthesin => hoa ⇒ Florigen phức hợp hai thành phần tra hoa có đủ hai thành - phần • Giberelin tạo ta ngày dài • Anthesin tao ngày ngắn Ông chia hoa làm giai đoạn lớn: • Giai đoạn đầu: giai đoạn tượng hoa: xảy bên mô phân sinh giberelin đc hình thành nhiều có trao đổi gluxit tăng mạnh hàm lượng auxin chồi tăng • Giai đoạn kéo dài cuống hoa: anthesin đc hình thành, lúc có tăng trao đổi đạm, tăng cường độ hô hấp tăng hàm lượng axit - nucleic chồi Do thời gian chiếu sáng khác mà nhóm ngày ngắn hay ngày dài có hình thành Florigen khác c) Phytocrom - Thí nghiệm : Trong đêm tối cần có lóe sáng với cường độ yếu (3-5 lux) ức chế thực vật ngày ngắn hoa, không ảnh hưởng tới thực vật ngày dài => Phản ứng quang chu kỳ phụ thuộc trực tiếp vào trình quang hợp, - nghĩa không diệp lục mà phitocrom Phitocrom (thể mang sắc): phúc hợp protein diệp lục tố tìm thấy - nhân tế bào chất tế bào thực vật Trong cây, phytochrom phân bố rộng rãi, mô chưa phân hóa, chồi tăng trưởng, vùng ngọn, vùng mô phân sinh quan trữ: củ, hột - Phytochrom diện màng nguyên chất, nhân, ti thể, diệp lạp - cytosol Phytochrom diện hai dạng • P660: hấp thu ánh sáng đỏ (Pr), nhận ánh sáng độ dài sóng 660nm: tia đỏ: dạng • không hoạt động, tồn vào ban ngày P730: hấp thu ánh sáng đỏ xa (Pfr), nhận ánh sáng độ dài sóng 730nm: tia đỏ xa: dạng hoạt động, tồn vào ban đêm, gây hoạt động sinh lý: thúc hoa, nảy mầm Pr Ánh sáng đỏ Ánh sáng đỏ xa Pfr - Dạng Pr bền vững Trong tối, số Pfr trở lại thành Pr số bị tiêu hủy enzyme Đây sở để thực vật nhận biết độ dài ngày đêm Tốc độ biến đổi từ P730 thành - P660 hay ngược lại xem sinh lí thực vật Ngoài ra, chu kỳ quang mà chất lượng ánh sáng có tính chất định • • • Với ánh sáng đỏ: thúc đẩy hoa ngày dài Với ánh sáng xanh tím: thúc đẩy hoa ngày ngắn Nếu PFr nhiều => gây rối loạn cho Nên nhờ enzim phân hủy Pfr để điều chỉnh 6) Ứng dụng quang chu kỳ thực tế - Trong thực tế, ta áp dụng quang kỳ nhân tạo để thúc đẩy hay làm chậm - hoa trồng Sự chiếu sáng (ở cường độ yếu) kéo dài hay gián đoạn đêm, tạo nên điều kiện ngày dài; Ngược lại, che tối thực vật ngày cho phép tạo ngày ngắn - nhân tạo Một số ví dụ ứng dụng thực tế bật: • Ứng dụng chiếu sáng nhằm tăng xuất Thanh long (Cây ngày dài) Mục đích: thức đẩy trình hoa tạo Thanh Long Cách thực hiện: Lắp hệ thống đèn chiếu sáng vào ban đêm nhằm kéo dài thời gian chiếu sáng (Bóng đèn treo trụ làm thành hàng, cách mặt đất từ 0.7-1.2m Câu điện thắp sáng luân phiên cho phía để nhận ánh sáng đồng Thắp sáng từ 8-10 giờ/đêm liên tục từ 15 đến 20 ngày tùy theo mùa điều kiện thời tiết Kết quả: Sau ngừng thắp đèn 3-5 ngày, nụ hoa bắt đầu xuất • Ứng dụng quang kỳ để giúp hoa hoa Cúc dịp lễ, tết Mục đích: tính toán, điều khiển hoa hoa Cúc dịp lễ tết Cách thực hiện: Người ta thắp bóng đèn vườn Cúc để kìm hãm hoa hoa Cúc chưa tới dịp lễ, tết Ngược lại, để kích thích hoa Cúc người ta sử dụng biện pháp che tối chậu Cúc cho phép tạo ngày ngắn nhân tạo Kết quả: Cúc hoa vào dịp lễ tết, đảm bảo hiệu kinh tế • Ứng dụng quang kỳ chậm hoa mía (Cây ngày ngắn) Mục đích: làm chậm hoa (trổ cờ) Cách thực hiện: Người ta dùng trực thăng có đèn pha bay đêm đồng mía, chiếu sáng cho đồng mía Kết quả: Cây mía trì trạng thái dinh dưỡng cho (giúp đường tích tụ thân mía) Cây mía đạt giá trị kinh tế [...]...- Trong thực tế, ta có thể áp dụng quang kỳ nhân tạo để thúc đẩy hay làm chậm sự ra - hoa của cây trồng Sự chiếu sáng (ở cường độ yếu) có thể kéo dài hay gián đoạn đêm, tạo nên các điều kiện ngày dài; Ngược lại, sự che tối thực vật trong ngày cho phép tạo các ngày ngắn - nhân tạo Một số ví dụ ứng dụng trong thực tế nổi bật: • Ứng dụng chiếu sáng nhằm tăng năng xuất của cây Thanh long (Cây... đèn 3-5 ngày, nụ hoa sẽ bắt đầu xuất hiện • Ứng dụng quang kỳ để giúp sự ra hoa của hoa Cúc đúng dịp lễ, tết Mục đích: có thể tính toán, điều khiển sự ra hoa của cây hoa Cúc đúng dịp lễ tết Cách thực hiện: Người ta thắp những bóng đèn ở vườn Cúc để kìm hãm sự ra hoa của cây hoa Cúc khi chưa tới dịp lễ, tết Ngược lại, để kích thích sự ra hoa của Cúc người ta sử dụng biện pháp che tối các chậu Cúc... năng xuất của cây Thanh long (Cây ngày dài) Mục đích: thức đẩy quá trình ra hoa tạo quả của cây Thanh Long Cách thực hiện: Lắp hệ thống đèn chiếu sáng vào ban đêm nhằm kéo dài thời gian chiếu sáng (Bóng đèn được treo giữa 2 trụ làm thành hàng, cách mặt đất từ 0.7-1.2m Câu điện thắp sáng luân phiên cho các phía của cây để nhận được ánh sáng đồng đều Thắp sáng từ 8-10 giờ/đêm và liên tục từ 15 đến 20... dụng biện pháp che tối các chậu Cúc cho phép tạo các ngày ngắn nhân tạo Kết quả: Cúc ra hoa vào đúng dịp lễ tết, đảm bảo hiệu quả kinh tế • Ứng dụng quang kỳ chậm sự ra hoa ở cây mía (Cây ngày ngắn) Mục đích: làm chậm sự ra hoa (trổ cờ) Cách thực hiện: Người ta dùng trực thăng có đèn pha bay trong đêm trên đồng mía, chiếu sáng cho đồng mía Kết quả: Cây mía duy trì được trạng thái dinh dưỡng