ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC CHẤT ĐIỀU HÒA TĂNG TRƯỞNG THỰC VẬT TRONG SỰ NẢY MẦM VÀ TĂNG TRƯỞNG SỚM CỦA CÂY MẦM TỪ HẠT Ở CÂY LÚA ORYZA SATIVA L. GIỐNG NÀNG HƯƠNG

Header Page of 162 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP HỒ CHÍ MINH Nguyễn Thị Thanh Phượng ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC CHẤT ĐIỀU HÒA TĂNG TRƯỞNG THỰC VẬT TRONG SỰ NẢY MẦM VÀ TĂNG TRƯỞNG SỚM CỦA CÂY MẦM TỪ HẠT Ở CÂY LÚA ORYZA SATIVA L GIỐNG NÀNG HƯƠNG LUẬN VĂN THẠC SĨ SINH HỌC Thành phố Hồ Chí Minh - 2013 Footer Page of 162 Header Page of 162 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP HỒ CHÍ MINH Nguyễn Thị Thanh Phượng ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC CHẤT ĐIỀU HÒA TĂNG TRƯỞNG THỰC VẬT TRONG SỰ NẢY MẦM VÀ TĂNG TRƯỞNG SỚM CỦA CÂY MẦM TỪ HẠT Ở CÂY LÚA ORYZA SATIVA L GIỐNG NÀNG HƯƠNG 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 - 2013 Footer Page of 162 Header Page of 162 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 Tp Hồ Chí Minh, ngày 26 tháng 10 năm 2013 TÁC GIẢ Nguyễn Thị Thanh Phượng Footer Page of 162 Header Page of 162 LỜI CẢM ƠN Em chân thành bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến: Thầy PGS TS Bùi Trang Việt tận tình hướng dẫn, giảng dạy, bồi dưỡng kiến thức tạo điều kiện tốt để em hoàn thành luận văn Cô TS Lê Thị Trung giảng dạy, tận tình hướng dẫn, truyền đạt kinh nghiệm động viên giúp đỡ em trình học tập, làm luận văn Cô TS Dương Thị Bạch Tuyết, cô TS Nguyễn Thị Mong, cô TS Trần Thanh Hương, thầy PGS TS Bùi Văn Lệ, thầy TS Đỗ Minh Sĩ, cô TS Trần Lê Bảo Hà, thầy TS Chung Anh Dũng, cô PGS TS BS Vũ Thị Nhung giảng dạy cho em kiến thức bổ ích Ban Giám hiệu, Phòng Đào tạo Sau đại học, Khoa Sinh học môn Sinh lý Thực vật trường ĐH Sư phạm Tp HCM trường ĐH Khoa học Tự nhiên - ĐH Quốc gia Tp HCM tạo điều kiện thuận lợi cho em suốt thời gian học tập làm luận văn trường Các Thầy, Cô hội đồng dành thời gian đọc đóng góp nhiều ý kiến cho luận văn em Em Hồ Thị Mỹ Linh giúp đỡ cho mượn dụng cụ, hoá chất để thực thí nghiệm Các cô, làm việc Viện Khoa học Nông nghiệp miền Nam Việt Nam cho em vật liệu để thực đề tài Các anh chị chuyên ngành sinh học thực nghiệm khóa 21, anh Bùi Trọng Duy, bạn khóa 22 em học viên phòng môn Sinh lý Thực vật động viên, giúp đỡ thời gian học tập, làm luận văn Ban Giám hiệu tập thể giáo viên tổ Sinh học trường THPT chuyên Hùng Vương giúp đỡ có thời gian hoàn thành chương trình học Cuối cùng, xin chân thành cảm ơn ba mẹ anh chị em hai bên gia đình yêu thương, tạo điều kiện cho học tập Em cảm ơn anh bên cạnh chia sẻ vui buồn sống Nguyễn Thị Thanh Phượng Footer Page of 162 Header Page of 162 MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN LỜI CẢM ƠN MỤC LỤC DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT MỞ ĐẦU CHƯƠNG TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Giới thiệu lúa 1.1.1 Nguồn gốc lúa 1.1.2 Vị trí phân loại .8 1.1.3 Đặc điểm hình thái lúa 1.2 Sự nảy mầm 11 1.2.1 Sự nảy mầm hạt lúa 11 1.2.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến nảy mầm 11 1.2.3 Sinh lý nảy mầm 12 1.3 Sự tăng trưởng sớm mầm 13 1.4 Vai trò chất điều hòa tăng trưởng thực vật nảy mầm tăng trưởng sớm mầm 13 1.4.1 Vai trò chất điều hòa tăng trưởng thực vật nảy mầm 13 1.4.2 Các chất điều hòa tăng trưởng thực vật tăng trưởng sớm mầm 15 1.5 Tình hình sản xuất lúa gạo 17 1.6 Tình hình nghiên cứu lúa .18 CHƯƠNG 2: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP 20 2.1 Vật liệu 20 2.1.1 Vật liệu dùng nuôi cấy 20 2.1.2 Vật liệu dùng sinh trắc nghiệm: 20 2.2 Phương pháp 20 2.2.1 Đánh giá tính sống hạt 20 2.2.2 Khảo sát nảy mầm hạt 20 2.2.3 Khảo sát giai đoạn tăng trưởng sớm mầm lúa 23 2.2.4 Quan sát hình thái giải phẫu 24 2.2.5 Đo cường độ hô hấp, cường độ quang hợp 26 2.2.6 Đo hoạt tính chất điều hòa tăng trưởng thực vật 26 Footer Page of 162 Header Page of 162 2.2.7 Áp dụng chất điều hòa tăng trưởng thực vật lên nảy mầm tăng trưởng sớm in vitro lúa 30 2.2.8 Áp dụng chất điều hòa tăng trưởng thực vật lên nảy mầm tăng trưởng sớm lúa vườn ươm 32 2.2.9 Xử lý thống kê .32 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ - THẢO LUẬN 34 3.1 Kết 34 3.1.1 Đánh giá tính sống hạt 34 3.1.2 Khảo sát nảy mầm hạt 34 3.1.3 Giai đoạn tăng trưởng sớm 46 3.1.4 Quan sát hình thái giải phẫu 49 3.1.5 Cường độ hô hấp, cường độ quang hợp 58 3.1.6 Hoạt tính chất điều hòa tăng trưởng thực vật 60 3.1.7 Áp dụng chất điều hòa tăng trưởng thực vật lên nảy mầm tăng trưởng sớm lúa điều kiện in vitro 62 3.1.8 Áp dụng chất điều hòa tăng trưởng thực vật lên nảy mầm tăng trưởng sớm lúa vườn ươm 71 3.2 Thảo luận 73 3.2.1 Sự nảy mầm hạt lúa 73 3.2.2 Sự tăng trưởng sớm mầm lúa 77 3.2.3 Tác động chất điều hòa tăng trưởng thực vật lên nảy mầm tăng trưởng sớm mầm từ hạt lúa vườn ươm .78 CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 80 4.1 Kết luận .80 4.2 Đề nghị 80 TÀI LIỆU THAM KHẢO 81 PHỤ LỤC 88 Footer Page of 162 Header Page of 162 DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT ABA : Abcisic acid IAA : Indol - - acetic acid BA : Benzyl adenine GA3 : Gibberellic acid MS : Murashige & Skoog FAA : Formadehid alcol acid acetic ARN : Acid ribonucleic Footer Page of 162 Header Page of 162 MỞ ĐẦU Ở Việt Nam, lúa loại lương thực quan trọng Hàng năm, ngành sản xuất lúa gạo không đáp ứng cho nhu cầu lương thực nước mà xuất đem lại lợi ích lớn cho kinh tế quốc gia Cùng với phát triển ngành khoa học kỹ thuật nông nghiệp, lúa vào ổn định tiếp tục phát triển theo chiều sâu vừa bảo đảm giữ vững tăng suất, vừa cải thiện chất lượng hạt gạo để mở rộng thị trường tiêu thụ gạo Việt Nam giới Giống trồng nói chung hạt giống nói riêng điều kiện thiếu trồng trọt Giống lúa Nàng Hương số loại gạo thơm ngon thuộc lúa cổ truyền hay gọi lúa mùa người tiêu dùng ngày ưa chuộng Việc áp dụng tiến khoa học kỹ thuật góp phần làm tăng suất lúa mùa người trồng lúa quan tâm sâu sắc Ngoài việc tìm phương pháp phơi sấy bảo quản hạt giống, yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng hạt giống thời gian sinh trưởng, thời gian thu hoạch, trọng lượng hạt, tỉ lệ nảy mầm hạt thời gian tồn trữ sau thu hoạch quan tâm Sự nảy mầm hạt tiêu chuẩn quan trọng để đánh giá chất lượng hiệu kinh tế mà trồng đem lại Chu trình sống sinh vật trải qua ba giai đoạn bản: non trẻ, trưởng thành già cỗi Ở lúa, giai đoạn non trẻ giai đoạn mạ Chăm sóc tốt giai đoạn mạ có sức sống mạnh mẽ, để cấy ruộng, sinh trưởng phát triển thành lúa tốt, ruộng lúa tốt Với suy nghĩ trên, chọn đề tài: “Ảnh hưởng chất điều hòa tăng trưởng thực vật nảy mầm tăng trưởng sớm mầm từ hạt lúa Oryza sativa L giống Nàng Hương” nhằm mục đích tìm hiểu thêm ảnh hưởng chất điều hòa tăng trưởng thực vật nảy mầm hạt lúa tăng trưởng sớm mầm lúa, với mong muốn tìm cách rút ngắn thời gian nảy mầm hạt lúa tự nhiên • Nội dung đề tài Khảo sát nảy mầm tăng trưởng sớm mầm in vitro từ hạt lúa số điều kiện khác Footer Page of 162 Header Page of 162 Khảo sát ảnh hưởng chất điều hòa tăng trưởng thực vật lên giai đoạn nảy mầm giai đoạn tăng trưởng sớm mầm lúa in vitro Sử dụng chất điều hòa tăng trưởng thực vật nuôi cấy in vitro để kích thích nảy mầm hạt lúa • Giới hạn – Phạm vi nghiên cứu Nghiên cứu thay đổi sinh lý hạt giai đoạn nảy mầm tăng trưởng sớm (7 ngày tuổi) mầm lúa • Ý nghĩa đề tài Khoa học: tìm hiểu nảy mầm hạt giai đoạn tăng trưởng sớm mầm lúa ảnh hưởng chất điều hòa tăng trưởng thực vật nhằm bổ sung kiến thức phục vụ công tác nghiên cứu mầm, lúa trồng Thực tiễn: bổ sung kiến thức cho việc giảng dạy Footer Page of 162 Header Page 10 of 162 CHƯƠNG TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Giới thiệu lúa 1.1.1 Nguồn gốc lúa Lúa (Oryza sativa L.) năm loại lương thực giới, với ngô (Zea mays L.), lúa mì (Triticum sp.), sắn (Manihot esculenta Crantz.) khoai tây (Solanum tuberosum L.) Lúa trồng gồm hai loài (Oryza sativa L Oryza glaberrima Steud.) họ Poacae, có nguồn gốc vùng nhiệt đới cận nhiệt đới khu vực Đông nam châu Á châu Phi (Nguyễn Ngọc Đệ, 2009) 1.1.2 Vị trí phân loại Theo phân loại học Thực vật, lúa thuộc: Giới: Plantae Ngành: Magnoliophyta Lớp: Liliopsida Bộ: Poales Họ: Poaceae Loài: Oryza sativa L (Võ Văn Chi, 2007) 1.1.3 Đặc điểm hình thái lúa Lúa loài thực vật sống năm, cao tới - 1,8 m, cao hơn, với mỏng dài 50 - 100 cm Các hoa nhỏ tự thụ phấn mọc thành cụm hoa phân nhánh cong hay rủ xuống, dài 30 - 50 cm Hạt loại thóc (hạt nhỏ, cứng loại ngũ cốc) dài - 12 mm dày - mm (Trần Văn Đạt, 2010) Cây lúa non gọi mạ Sau ngâm ủ, hạt thóc nảy mầm gieo vào ruộng cày, bừa kỹ để tạo mạ Sau đó, mạ nhổ để cấy lại ruộng lúa Bông lúa chín xay xát để thu hoạch gạo Gạo nguồn lương thực chủ yếu nửa dân số giới (chủ yếu châu Á châu Mỹ La tinh), điều làm cho gạo trở thành loại lương thực người tiêu thụ nhiều (Nguyễn Thị Lang Bùi Chí Bửu, 2011) Đối với giống Nàng Hương thời gian sinh truởng dài từ 147 đến 155 ngày, có tính cảm quang, trổ vào tháng 11 tháng 12 tùy theo quần thể Chiều cao 164 cm, có Footer Page 10 of 162 Header Page 77 of 162 Sự hấp thu nước khởi tạo số hoạt động sinh hóa cần thiết cho hạt nảy mầm Enzyme tiết từ lớp aleurone phân giải chất dinh dưỡng tích lũy hạt giống thành phân tử hòa tan vận chuyển đến phôi để nuôi dưỡng phôi phát triển thành mầm mầm thực chức quang hợp Thuẫn cung cấp nguồn lượng cần thiết giai đoạn đầu nội nhũ tiếp tục cung cấp lượng cho giai đoạn phát triển Nảy mầm xem hoàn thành rễ mầm phá vỡ bao rễ mầm (coleorhiza) kéo dài từ hạt (Bewley, 1997) Ảnh hưởng ánh sáng lên nảy mầm hạt lúa Ánh sáng xem yếu tố kiểm soát nảy mầm, vừa có hoạt động cảm ứng ngủ vừa tháo gỡ ngủ hạt Số loài thực vật có nảy mầm bị ức chế ánh sáng thường không nhiều Cơ chế việc ánh sáng tác động kích thích hay ức chế nảy mầm hạt phản ứng phytochrome Hạt ẩm đặt ánh sáng đỏ (660 - 760 nm) biến phytochrome Pr thành phytochrome Pfr kích thích hạt nảy mầm Ngược lại, đặt hạt ẩm ánh sáng đỏ xa (760 - 800 nm) Pfr đổi thành Pr ức chế nảy mầm (Contreras cs., 2009; Taylorson, 1982) Hạt nảy mầm nhanh đặt ánh sáng đỏ (so với hạt nảy mầm ánh sáng đỏ xa ánh sáng trắng) giải thích làm giảm hàm lượng acid abscisic hạt (Contreras cs., 2008) Trong thí nghiệm chúng tôi, hạt lúa bóc vỏ trấu đặt tối nảy mầm nhanh cao so với hạt chiếu sáng (bảng 3.3) Ảnh hưởng nhiệt độ lên nảy mầm hạt lúa Nhiều phương pháp xử lý nhiệt độ nghiên cứu nảy mầm hạt xử lý nhiệt khô (Lee cs., 2002 ), hay ủ hạt giống nước với nhiệt độ khác để rút ngắn thời gian nảy mầm hạt lúa (Uneo Miyoshi, 2005) Chúng áp dụng phương pháp xử lý nhiệt độ cách đặt hạt tủ ấm với nhiệt độ điều chỉnh ổn định suốt thời gian xử lý hay đặt hạt vào nước ấm trì nhiệt độ ổn định kết hai cách xử lý có kết khác biệt không đáng kể (bảng 3.6) Khi xử lý nhiệt độ 40 oC liên tục vào thời điểm hạt lúa bóc vỏ trấu ngâm nước giờ, tỉ lệ nảy mầm hạt sau 28 cao vượt trội (82,22 %) so với thời điểm xử lý nhiệt độ giai đoạn từ đến với nhiệt độ khác (bảng 3.4, bảng 3.5) Trong nghiên cứu Farooq cs (2004), hạt lúa giống indica xử lý nhiệt độ 40 oC 72 cho kết tăng sức sống, hạt lúa giống japonica cải thiện tỉ lệ nảy mầm sức sống mầm Hạt giống làm lạnh -20 oC 24 Footer Page 77 of 162 75 Header Page 78 of 162 giờ, sau xử lý nhiệt khô 40 oC 24 đem gieo 25 oC cho tỉ lệ nảy mầm cao (70 ± %), rút ngắn thời gian nảy mầm hạt (Yari cs., 2012) Nhiệt độ ảnh hưởng đến hoạt động enzyme, trao đổi chất, chuyển hóa lượng, tương quan thuận với tổng số đường tỉ lệ nảy mầm hạt lúa (Lee Kim, 2000) Hoạt động α - amylase phụ thuộc vào nhiệt độ, độ ẩm điều kiện môi trường nảy mầm (Moongngarm, 2011) Ảnh hưởng vỏ trấu lên nảy mầm hạt lúa Hoạt tính acid abscisic vỏ trấu cao (bảng 3.13), nên hạt nguyên vỏ trấu có thời gian nảy mầm chậm so với hạt bóc vỏ trấu (bảng 3.7) Vỏ trấu không thấm oxygen, chứa acid abscisic, hợp chất allelopathic, có vai trò bảo vệ hạt, trì trạng thái ngủ ức chế nảy mầm hạt (Kayode Ayeni, 2009; Hu cs., 2010) Ảnh hưởng chất điều hòa tăng trưởng thực vật lên nảy mầm hạt lúa Hoạt tính chất điều hòa tăng trưởng thực vật nội sinh hạt lúa giai đoạn nảy mầm có thay đổi đáng kể Acid abscisic có hoạt tính giảm mạnh sáu đầu giai đoạn thu nước Ngược lại, hoạt tính gibberellin giai đoạn lại tăng mạnh mẽ, hoạt tính cytokinin zeatin tăng nhẹ (bảng 3.14) khởi đầu cho việc nảy mầm hạt Hạt lúa 20 có hoạt tính auxin, gibberellin cytokinin tăng cao, chuẩn bị cho kéo dài rễ vượt khỏi phôi lúc 28 (bảng 3.14) Gibberellin có hoạt tính cao vào thời điểm 28 giờ, điều kiện tối, nhiệt độ 27 ± oC Đây thời điểm hạt nảy mầm (rễ kéo dài mm) Hoạt tính acid abscisic tiếp tục giảm mạnh không còn, rễ mầm chồi mầm kéo dài 48 (bảng 3.14) Sự đối kháng acid abscisic gibberellin đóng vai trò quan trọng việc kiểm soát hạt nảy mầm Sự cân hai hormone nguyên nhân để phá ngủ hạt giống Acid abscisic điều chỉnh giảm sản xuất protein hoạt động gibberellin dẫn đến biểu gen cần thiết cho nảy mầm, quy định tăng sản xuất nhiều loại protein protein proteasome, S - adenylmethionine synthetase, protein gắn glycine giàu ARN, ABI3 - tương tác protein I, β - Glu adenosylmocysteinase có tầm quan trọng đặc biệt nảy mầm hạt giống lúa (Leubner - Metzger, 2003; Kucera cs., 2005) Dựa kết khảo sát thay đổi hoạt tính chất điều hòa tăng trưởng thực vật nội sinh giai đoạn nảy mầm, bổ sung chất điều hòa tăng trưởng ngoại sinh riêng rẽ acid indol - acetic (IAA), acid gibberellic (GA3), benzyladenin (BA) acid abscisic (ABA) với nồng độ khác Hiệu tỉ lệ nảy mầm hạt cao Footer Page 78 of 162 76 Header Page 79 of 162 môi trường có bổ sung GA3 20 mg/l hay BA 10 mg/l (bảng 3.16) IAA 0,5 mg/l có tác động thúc đẩy nảy mầm (bảng 3.17), IAA nồng độ thấp kích thích kéo dài rễ (Kucera cs., 2005) Cytokinin kích thích phân chia tế bào kéo dài rễ mầm (Shyamali cs., 1983; Kucera cs., 2005; Yuan cs., 2008) Sử dụng kết hợp GA3 20 mg/l với BA 10 mg/l hay có thêm IAA 0,5 mg/l tối nhiệt độ phòng nuôi tỉ lệ nảy mầm tương đương (bảng 3.19) Tuy nhiên, thí nghiệm tối nhiệt độ phòng, kết hợp GA3 20 mg/l với BA 10 mg/l IAA 0,5 mg/l đạt hiệu cao so với kết hợp khác (bảng 3.18) 3.2.2 Sự tăng trưởng sớm mầm lúa Ảnh hưởng môi trường nuôi cấy in vitro Khi khảo sát môi trường MS (Murashige Skoog, 1962) để nuôi cấy mầm lúa in vitro ghi nhận phát triển mầm sau ngày môi trường MS 1/10 (có thành phần khoáng đa lượng giảm 1/10) thể tiêu sinh lý vượt trội số lượng rễ, chiều dài chiều cao thân khí sinh (bảng 3.8, hình 3.12, hình 3.13) Sự thay đổi sinh lý hình thái mầm lúa Giai đoạn tăng trưởng sớm mầm lúa tính từ hạt nảy mầm có rễ dài khoảng mm chồi cao khoảng mm Phát sinh hình thái mầm rõ rệt với xuất rễ ngày phát triển thật vào ngày (bảng 3.10) Sự kéo dài rễ mầm gene QHB biểu tế bào trung tâm mô phân sinh đỉnh rễ gene OsSCR nội bì (Kamiya cs., 2003b) Hệ thống rễ sơ cấp lúa bắt nguồn từ tế bào trung trụ bao quanh bó mạch gốc thân Các tế bào ban đầu biệt hóa dần tạo thành mô khác nhau, chẳng hạn lớp biểu bì, nội bì, trung trụ chóp rễ, để hình thành tổ chức hoàn chỉnh mô phân sinh đỉnh gốc thân (Itoh cs., 2005; Kamiya cs., 2003a) Khi mầm tăng trưởng, chưa hoàn chỉnh, tồn khoảng sáu ngày chết Đến ngày 5, mầm in vitro (trong điều kiện chiếu sáng 2500 ± 200 lux nhiệt độ 27 ± oC) thật với đủ phận có kích thước nhỏ Lá trưởng thành tăng kích thước có gân (lá thật thứ 2), đồng thời cường độ quang hợp mầm tăng dần phát triển, diện tích phiến tỉ lệ thuận với hấp thu ánh sáng cường độ quang hợp (bảng 3.12) Bó mạch hình thành gốc thân liên kết với bẹ Footer Page 79 of 162 77 Header Page 80 of 162 thứ 2,3 tạo thành hệ thống mạch xuyên suốt cho thân mầm, lúc thân lúa thân giả (Itoh cs., 2005) Ảnh hưởng chất điều hòa tăng trưởng thực vật lên tăng trưởng sớm mầm lúa Hoạt tính chất điều hòa tăng trưởng thực vật giai đoạn tăng trưởng sớm mầm lúa có thay đổi rõ rệt ngày 2, 5, (bảng 3.15) Hoạt tính auxin giảm nhẹ ngày tăng nhanh ngày 5, số rễ mầm tăng nhanh ngày so với ngày Auxin kích thích tạo rễ thứ cấp mầm (Hochholdinger, 2000; Paula, 2010) Gibberellin tăng liên tục từ ngày đến ngày 7, chiều cao thân khí sinh mầm tăng nhanh ngày ngày (hình 3.35) Gibberellin kích thích dãn dài nhanh lóng, thân lúa (Taiz Zeiger 2010) Hoạt tính cytokinin giảm nhẹ ngày tăng lên ngày với auxin tiếp tục tăng ngày 7, phiến mầm ngày kéo dài tăng rộng so với ngày (hình 3.15) Cytokinin khởi động dãn dài mầm, kích thích phân chia tế bào với điều kiện có auxin (Bùi Trang Việt, 2000; Taiz Zeiger 2010), gia tăng kích thước tế bào trưởng thành, tăng rộng tế bào, tạo rễ bên, tín hiệu dinh dưỡng cho thúc đẩy trưởng thành diêp lạp (Argueso cs 2009; Kucera, 2005; Taiz Zeiger, 2010; Bùi Trang Việt, 2000) Acid abscisic có hoạt tính giảm dần từ ngày đến ngày Khi mầm phát triển đầy đủ (có bốn thật) sang giai đoạn hoạt tính acid abscisic tăng nhẹ trở lại (Kucera cs., 2005) Tác động GA3 20 mg/l giúp chiều cao thân tăng nhanh, số lượng rễ bên chiều dài rễ tăng không đáng kể Dùng BA 10 mg/l số lượng rễ chiều dài rễ tăng nhanh so với đối chứng thấp sử dụng IAA 0,5 mg/l, nhiên chiều cao thân khác biệt không đáng kể so với đối chứng Sự kết hợp tốt cho tăng nhanh chiều cao thân số lượng rễ dùng IAA 0,5 mg/l với GA3 20 mg/l, để tăng nhanh chiều dài rễ kết hợp IAA 0,5 mg/l với BA 10 mg/l (bảng 3.22) 3.2.3 Tác động chất điều hòa tăng trưởng thực vật lên nảy mầm tăng trưởng sớm mầm từ hạt lúa vườn ươm Nhiệt độ nảy mầm tối ưu hạt nguyên vỏ trấu hạt gạo bóc vỏ khác trình phát triển giống, mức độ ức chế nảy mầm cách loại bỏ vỏ trấu phụ thuộc vào nhiệt độ ủ (Uneo Miyoshi, 2005) Bổ sung GA3 20 mg/l, BA 10 mg/l IAA 0,5 mg/l vào môi trường gieo hạt lúa nguyên vỏ trấu, xử lý hạt liên tục với Footer Page 80 of 162 78 Header Page 81 of 162 nhiệt độ 45 oC cho tỉ lệ nảy mầm hạt cao 82,22 % (bảng 3.23) Đối với hạt bóc vỏ trấu, nhiệt độ phù hợp cho nảy mầm 40 oC (bảng 3.5) Tuy nhiên, vỏ trấu có tính bảo vệ hạt hạn chế hấp thu chất, xử lý nhiệt độ lên hạt vỏ trấu cho kết tốt Khi gieo hạt nguyên vỏ trấu qua xử lý nảy mầm sau 48 (được xem ngày 0) vào môi trường đất tự nhiên có nước ngập cm, lúa phát triển tốt sau ba tuần, lóng kéo dài, tăng số lượng rễ, phát triển dài rộng so với đối chứng lúa từ hạt giống không qua xử lý (hình 3.41) Tóm lại, kết hợp chất điều hòa tăng trưởng thực vật ngoại sinh GA3 20 mg/l, BA 10 mg/l IAA 0,5 mg/l với nhiệt độ theo thời điểm xử lý khác rút ngắn thời gian tăng tỉ lệ nảy mầm hạt giống lúa Nàng Hương Footer Page 81 of 162 79 Header Page 82 of 162 CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 4.1 Kết luận Từ kết đạt được, rút số kết luận sau: • Hạt lúa Nàng Hương bóc vỏ trấu đặt tối nảy mầm nhanh cao so với hạt chiếu sáng Vỏ trấu chứa nhiều acid abscisic • Nhiệt độ phòng nuôi 27 ± oC chọn cho việc khảo sát nảy mầm • Xử lý nhiệt độ tủ ấm hay nước ấm cho tỉ lệ nảy mầm khác biệt không đáng kể Sau 28 giờ, hạt lúa bóc vỏ trấu xử lý nhiệt độ 40 oC liên tục thời điểm cho tỉ lệ nảy mầm cao • Môi trường MS 1/10 phù hợp để nuôi cấy in vitro mầm lúa Nàng Hương • Thời điểm hạt lúa Nàng Hương nảy mầm (28 giờ) có hoạt tính gibberellin cao Hoạt tính chất điều hòa tăng trưởng thực vật nội sinh auxin, gibberellin cytokinin tăng dần, ngược với acid abscisic giảm dần đến không giai đoạn nảy mầm tăng trưởng sớm mầm • Để tăng nhanh chiều cao thân số lượng rễ dùng GA3 20 mg/l IAA 0,5 mg/l Tăng nhanh chiều dài rễ dùng BA 10 mg/l IAA 0,5 mg/l • Xử lý nhiệt độ lên vỏ trấu cho tỉ lệ nảy mầm tốt hơn: kết hợp GA3 20 mg/l, BA 10 mg/l IAA 0,5 mg/l xử lý hạt 45 oC liên tục thời điểm sau ngâm nước, cho tỉ lệ nảy mầm cao (82,22 %) 4.2 Đề nghị Chúng tiếp tục nghiên cứu thời điểm để tác động chất điều hòa tăng trưởng thực vật ngoại sinh lên mầm lúa Nàng Hương nhằm giúp mầm tăng trưởng nhanh hơn, hiệu suất cao Footer Page 82 of 162 80 Header Page 83 of 162 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Võ Văn Chi (2007), Sách tra cứu tên cỏ Việt Nam, Nxb Giáo Dục, Hà Nội Bùi Chí Bửu Nguyễn Thị Lang (2003), Cơ sở di truyền tính chống chịu thiệt hại môi trường lúa, Nxb Nông Nghiệp, Tp HCM Trần Văn Đạt (2010), Lịch sử trồng lúa Việt Nam, Nxb Nông nghiệp, Hà Nội Nguyễn Ngọc Đệ (2009), Giáo trình lúa, Nxb Đại học Quốc gia Tp HCM, Tp HCM Vũ Văn Hiển Nguyễn Văn Hoan (1999), Trồng trọt, Nxb Giáo dục, Hà Nội Nguyễn Văn Hoan (2008), Kỹ thuật thâm canh mạ, Nxb Nông nghiệp, Hà Nội Nguyễn Như Khanh (1994), “Hoạt tính auxin cytokinin mạ lúa NN8 ảnh hưởng nhiệt độ thấp GA3”, Tạp chí Sinh học, 16(3), tr 35-37 Nguyễn Như Khanh (2007), Giáo trình chất điều hòa sinh trưởng thực vật, Nxb Giáo dục Việt Nam, Tp HCM Nguyễn Thị Lang Bùi Chí Bửu (2011), Khoa học lúa, Di truyền chọn giống, Nxb Nông Nghiệp, Tp HCM 10 Đinh Văn Lữ (1978), Giáo trình lúa, Nxb Nông nghiệp, Hà Nội 11 Mai Trần Ngọc Tiếng (2001), Thực vật cấp cao, Nxb Đại học Quốc gia Tp HCM, Tp HCM 12 Trần Thị Bích Trinh, Phan Ngô Hoang Bùi Trang Việt (2000), “Nuôi cấy tế bào lúa (Oryza sativa L.) dòng Bằng Ngọc” Tạp chí Phát triển Khoa học Công nghệ Đại học Quốc gia Tp HCM 3, tr.92-97 13 Lê Thị Trung (2003), Luận án tiến sĩ “Tìm hiểu áp dụng chất điều hòa sinh trưởng thực vật để kiểm soát tượng rụng trái non xoài (Mangifera indica L.)” Trường Đại học Khoa học Tự nhiên Tp HCM 14 Bùi Trang Việt (1992), “Tìm hiểu hoạt động chất điều hòa sinh trưởng thực vật thiên nhiên tượng rụng “bông” “trái non” Tiêu (Piper nigrum L.)”, Tập san Khoa học Đại học tổng hợp Tp HCM 1, tr.155-165 15 Bùi Trang Việt (2000), Sinh lý thực vật đại cương, Phần II - Phát triển Nxb Đại học Quốc gia Tp HCM, Tp HCM Footer Page 83 of 162 81 Header Page 84 of 162 16 Vũ Văn Vụ (chủ biên), Vũ Thành Tâm Hoàng Minh Tấn (2008), Sinh lý học thực vật, Nxb Giáo Dục, Hà Nội Tiếng Anh 17 Antônio R.V., Maria D.V., Antônio C.F., João O and Custódio S (2002), “Action of gibberellic acid (GA3) on dormancy and activity of α -amylase in rice seeds”, Revista Brasileira de Sementes, 24 (2), pp.43-48 18 Argueso T., Ferreira F.J., and Kieber J (2009), “Environmental perception avenues: The interaction of cytokinin and environmental response pathways”, Plant Cell Environmental 32, pp.1147-1160 19 Barthole G., Lepiniec L., Rogowsky P.M and Baud S (2012), “Controlling lipid accumulation in cereal grains”, Plant Science 185, pp.33-39 20 Bethke P.C., Swanson S.J., Hillmer S and Jones R.L (1998), “From Storage Compartment to Lytic organelle: The metamorphosis of the aleurone protein storage vacuole”, Annals of Botany 82, pp.399-412 21 Bewley J.D (1997), “Seed germination and Dormancy”, The Plant cell 9, pp.10551066 22 Birgit K., Marc A.C and Gerhard L (2005), “Plant hormone interactions during seed dormancy release and germination”, Seed Science Research 15, pp.281-307 23 Breviario D., Giani S., Di Vietri P and Coraggio I (1992), “Auxin and growth regulation of rice coleoptile segments: molecular analysis”, Plant Physiology, 98(2), pp.488-495 24 Contreras S., Bennett M.A., Tay D and Metzger D (2008), “Maternal light inveronment during seed development affects lecture seed weight, germinability and storability”, Hort Science 43, pp.845-852 25 Contreras S., Bennett M.A., Tay D., Metzger D and Nerson H (2009), “Red to far - red ratio during seed development affects lecture seed germinability and longevity ”, Hort Science, 44(1), pp.130-134 26 Daussant J., Miyata S., Mitsui T and Akazawa T (1982), “Enzymic mechanism of starch breakdown in germinating rice seeds”, Plant physiology 71, pp.88-95 27 Evelyn P.P and Bienvenido O.J (1972), “Biochemical Changes in the Rice Grain during Germination”, Plant Physiology 49, pp.751-756 Footer Page 84 of 162 82 Header Page 85 of 162 28 Evers T and Millar S (2002), “Cereal Grain Structure and development: Some implications for quality”, Journal of Cereal Science 36, pp.261-284 29 Farooq M., Basra S.M.A., Hafeez K and Warriach E.A (2004), “Influence of high and low temperature treatments on seed germination and seedling vigor of coare and fine rice”, International rice research notes 29, pp.69-71 30 Georgre Lakon (1940), “Tetrazolium testing handbook”, Contribution 29, Germany 31 Grodzinxki A.M and Grodzinxki D.M (1981), Sách tra cứu tóm tắt sinh lý thực vật, Nguyễn Ngọc Tân Nguyễn Đình Huyên dịch, Nxb Khoa học Kỹ thuật Hà Nội, Hà Nội 32 Hochholdinger F., Wulff D., Reuter K., Park J and Feix G (2000), “Tissue-specific expression of AUX1 in maize roots”, Plant Physiology 157, pp.315-319 33 Holdsworth M.J., Bentsink L and Soppe W.J.J (2008), “Post - genomics dissection of seed dormancy and germination”, Trends in plant science 13, pp.7-13 34 Hu B., Wan X., Liu X., Guo D and Li L (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, pp.15781586 35 Hueros G., Gomez E., Cheikh N., Edwards J., Weldon M., Salamini F and Thompson R (1999), “Identification of a promoter sequence from the BETL1 hene cluster able to confer transfer - cel - specific expression in transgenic maze”, Plant physiology 121, pp.1143-1152 36 Itoh J.I., Nomomura K.I., Ikeda K., Yamaki S., Inukai Y., Yamagishi H., Kinato H and Nagato Y (2005), “Rice plant development: from zygote to spikelet”, Plant Cell physiology, 46(1), pp.23-47 37 Jacobsen J.V., Gubler F., Kalla R and Roberts J.K (1995), “Gibberellin -regulated expression of a myb gene in barley aleurone cells: evidence for Myb transactivation of a high - pI alpha - amylase gene promoter”, Plant Cell, 7(11), pp.1879-1891 38 Jerkovic A., Kriegel A.M., Bradner J.R., Atwell B.J., Roberts T.H and Willows R.D (2010), “Strategic distribution of protective proteins within bran layers of wheat protects the nutrient - rich endosperm”, Plant physiology 152, pp.1459-1470 39 Jiméner - López S., Mancera - Martinez E., Donayre - Tores A., Rangel C., Uribe L., March S., Jiméner - Sánchez G and Jiméner - Sánchez E (2011), “Expression Footer Page 85 of 162 83 Header Page 86 of 162 profile of maize (Zea mays L.) embryonic axes during germination: translational regulation of ribosomal ptrotein mRNAs”, Plant & Cell physiology 52, pp.17191733 40 Kamiya N., Nagasaki H., Morikami A., Sato Y and Matsuoka M (2003a), “Isolation and characterization of a rice WUSCHEL - type homeobox gene that is specefically expressed in the central cells of a quiescent center in the root apical meristem”, Plant Journal, 35(4), pp.429-441 41 Kamiya N., Nagasaki H., Morikami A., Sato Y and Matsuoka M (2003b), “The SCARECROW gene's role in asymmetric cell divisions in rice plants”, Plant Journal, 36(1), pp.45-54 42 Kayode J and Ayeni J.M (2009), “Allelopathic effects of some crop residues on the germination and growth of cowpea (Vigna unguiculata L Walp)”, Ethnobotanical leaflets 13, pp.343-350 43 Kende H., Van Der Knaap E and Cho H.T (1998), “Deepwater rice: A model plant to study stem elongation”, Plant physiology, 118(4), pp.1105-1110 44 Kimura M and Nambara E (2010), “Stored and neosynthesized mRNA in Arabidopsis seeds: effects of cycloheximide and controlled deterioration treatment on the resumption of transcription during imbition”, Plant molecular biology 73, pp.119129 45 Koornneef M., Bentsink L and Hilhorst H (2002), “Seed dormancy and germination”, Plant Biology 5, pp.33-36 46 Kucera B., Cohn M.A and Leubner - Metzger G (2005), “Plant hormone interactions during seed dormancy release and germination”, Seed science research 15, pp.281307 47 Lee S.S and Kim J.H (2000), “Total sugars, α - amylase activity and germination after priming of normal and aged rice seeds”, Korean Journal of Crop Science 45, pp.108-111 48 Lee S.Y., Lee J.H and Kwon T.O (2002), “Varietal differences in seed germination and seedling vigor of Korean rice varieties following dry heat treatments”, Seed science technology 30, pp.311-321 Footer Page 86 of 162 84 Header Page 87 of 162 49 Leubner – Metzger G (2003), “Functions and regulation of β - 1,3 -glucanase during seed germination, dormancy release and, after - ripening”, Seed Science Research 13, pp.17-34 50 Ley B., Keford N.D and J.A (1963), “Kinetin activity from plant extracts”, Austement journal biology science 16, pp.395-415 51 Lincoln Taiz et al., (2006), Plant physiology 3, The Benzamin/Cummings Publysing Company 52 Linkies A., Muller K., Morris K., Tureckova V., Wenk M., Cadman C.S.C., Corbineau F., Strnad M., Lynn J.R and Leubner - Metzger G (2009), “Ethylene interacts with abscisic acid to regulate endosperm rupture during germination: a comparative approach using Lepidium sativum and Arabidopsis thaliana”, The plant cell 21, pp.3803-3822 53 Loveys B.R and Van Dijk H.M (1988), “Improved extraction of abscisic acid from plant tissue”, Austement journal plant physiology 15, pp.421-427 54 McDonald M and Copeland L (1985), Principles of seed, Science and Technology Macmillan Publishing company 55 Meiner H (1984), Class experiments in plant physiology, Geogre Allen & Unwin (Publishers) Ltd London, Boston, Sydney, pp.51-52 56 Miché L and Balandreau J (2001), “Effects of rice seed surface sterilization with hypochloride on inoculated Burkholderia vietnamiensis”, Applied and Environmental microbiology, 67(7), pp.3046-3052 57 Moongngarm A (2011), “Influence of germination conditions on starch, physicochemical properties and microscopic structure of rice flour”, International conference on biology Enviroment anh chemistry 58 Murashge T and Skoog F (1962), “A revised method for rapid growth and bioassays with tobaco tissue culture”, Physiology plant 15, pp.473-497 59 Narsai R., Law S., Carrie C and Xu L (2011), “In - depth temporal transcriptome profiling reveals a crucial developmental switch with roles for RNA processing and organelle metabolism that are essential for”, Plant physiology 157, pp.1342-1362 60 Nogogaki H., Bassel G.W and Bewley J.D (2010), “Germination - still a mystery”, Plant science, Elsevier 179, pp.574-581 Footer Page 87 of 162 85 Header Page 88 of 162 61 Olsen O.A (2001), “Endosperm development: Cellularization and cell fate specification”, Plant physiology and plant molecular biology 52, pp.233-267 62 Paula M (2010), Auxin and Monocot Development, Cold Spring Harbor Laboratory Press 63 Shyamali S., Nagar P and Sircar P (1983), “Changes in cytokinin activity during seed germination in Rice (Oryza sativa L.)”, Annals of Botany, 54(1), pp.1-5 64 Raijou L., Duval M., Gallardo K., Catusse J., Bally J., Job C and Job D (2011), “Seed germination and vigor”, Plant biology, pp.175-181 65 Taiz L and Zeiger E (2010) Plant Physiology, The Benjamin/Cummings Publyshing Company, Inc 66 Taylorson R.B (1982), “Interaction of phytohormone and other factors in seed germination”, The physiology and biochemistry of seed development, dormancy and germination, pp.323-346 67 Tobe K., Li X and Omasa K (2000), “Seed germination and radicle growth of halophyte Kalidum capsicum (Chenopediaceae)”, Annals of Botany, 85(3), pp.391396 68 Toyomasu T., Kawaide H., Mitsuhashi W., Inoue Y and Kamiya Y (1998), “Phytocrome regulates gibberellin biosynthesis during germination of photoblastic lettuce seeds”, Plant Physiology 118, pp.1517-1523 69 Uneo K and Miyoshi K (2005), “Diference of optimum germination temperature of seeds of intact and dehusked japonica rice during seed development”, Journal Euphytica, 143(3), pp.271-275 70 USDA (2012), “Forcecasts global rice production”, Department of agriculture, pp.2933 71 Wang H.H., Wang Z., Wang F., Gu Y.J and Liu Z (2012), “Development of basal endosperm transfer cells in Sorghum bicolor L Moench and its relationship with caryopsis growth”, Protoplasma, 249(2), pp.309-321 72 Weitbrecht K., Muler K and Leubner - Metzger G (2011), “First of the mark: early seed germination”, Journal of Experimental Botany, 62(10), pp.3289-3309 73 Yamaguchi S., Kamiya Y and Sun T.P (2001), “Distinct cell-specific expresstion pattern of early and late gibberellin biosynthetic genes during Arapidopsis seed germination”, The Plant Journal 28, pp.443-453 Footer Page 88 of 162 86 Header Page 89 of 162 74 Yari L., Zareyan A., Sheidaie S and Khazaei F (2012), “Influence of high and low temperature treatments on seed germination and seedling vigor of rice (Oryza sativa L.)”, World Applied Sciences Journal, 16(7), pp.1015 - 1018 75 Yokota T., Murofushi N and Takahashi N (1980), “Extraction, purification, and identification Hormonal regulation of development I Molecular aspects of plant hormones”, Encyclopedia of plant physiology 9, pp.113-201 76 Yuan J., Chen D., Ren Y., Zhang X and Zhao J (2008), “Characteristic and expression analysis of a metallothionein gene, OsMT2b, down-regulated by cytokinin suggests functions in root development and seed embryo germination of rice”, Plant Physiology, 146(4), pp.1637-1650 77 Zhang X.G (1990), “Physiochemical treatments to break dormancy in rice”, International rice research newsletter 15 78 Zhu G., Ye N and Zhang J (2009), “Cause delays Glucose germination of rice mediated by the suppression of ABA catabolism rather than enhance a process plant ABA”, Biosynthesis and Physiology 50, pp.644-651 Footer Page 89 of 162 87 Header Page 90 of 162 PHỤ LỤC Thành phần môi trường nuôi cấy MS (Murashige Skoog, 1962) Khoáng đa lượng Nồng độ (mg/l) NH4NO3 1650 KNO3 1900 CaCl2.2H2O 440 MgSO4.7H2O 370 KH2PO4 170 Khoáng vi lượng Nồng độ (mg/l) H3BO3 6,2 MnSO4.2H2O 22,3 ZnSO4.4H2O 8,6 KI 0,83 Na2MoO4.2H2O 0,25 CuSO4.5H2O 0,025 CoCl2.6H2O 0,025 Nồng độ (mg/l) Dung dịch Fe – EDTA FeSO4.7H2O 27,8 Na2EDTA 37,3 Nồng độ (mg/l) Vitamin MS Glycine Acid nicotinic 0,5 Pyrydoxin HCl 0,5 Thiamin HCl Đường 30 Agar 6,3 Ph 5,7 ± 0,1  Dung dịch cố định mẫu FAA  lần thể tích cồn 70o Footer Page 90 of 162 : 40ml 88 Header Page 91 of 162  lần thể tích formaldehid : ml  lần thể tích acid acetic : 5ml Dung dịch giữ lâu nhiệt độ 10 oC Ngâm mẫu 24 giờ, sau giữ mẫu cồn 70o Footer Page 91 of 162 89 ... Ảnh hưởng chất điều hòa tăng trưởng thực vật nảy mầm tăng trưởng sớm mầm từ hạt lúa Oryza sativa L giống Nàng Hương nhằm mục đích tìm hiểu thêm ảnh hưởng chất điều hòa tăng trưởng thực vật nảy. .. trò chất điều hòa tăng trưởng thực vật nảy mầm tăng trưởng sớm mầm 1.4.1 Vai trò chất điều hòa tăng trưởng thực vật nảy mầm Các chất điều hòa tăng trưởng thực vật đóng vai trò quan trọng việc điều. .. hoạt tính chất điều hòa tăng trưởng thực vật Để tìm hiểu hoạt tính chất điều hòa tăng trưởng thực vật nảy mầm hạt lúa giai đoạn tăng trưởng sớm mầm Hoạt tính chất điều hòa tăng trưởng thực vật khảo