Nghiên cứu sự biến đổi chỉ số hàm lượng diệp lục và prolin của một số giống đậu xanh trong điều kiện Stress muối

Khoá luận tốt nghiệp LỜI CẢM ƠN Trước hết em xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành sâu sắc đến cô giáo, Thạc sĩ Điêu Thị Mai Hoa - người tận tình hướng dẫn, tạo điều kiện tốt cho em suốt trình thực khoá luận Em xin chân thành cảm ơn thầy cô tổ Sinh lý thực vật, Ban chủ nhiệm khoa, phòng thí nghiệm, thư viện bạn khoa Sinh - KTNN động viên, giúp đỡ em hoàn thành tốt khố luận tốt nghiệp Sinh viên Trần Thị Thanh Huyền Trần Thị Thanh Huyền K29C Lớ p LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan kết nghiên cứu riêng tơi Các số liệu trình bày khố luận trung thực, khơng trùng lặp với cơng trình nghiên cứu khác cơng bố Xn Hồ, ngày tháng năm 2007 Tác giả Trần Thị Thanh Huyền MỤC LỤC MỞ ĐẦU CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1.Giới thiệu đậu xanh 1.2.Tác động muối tính chịu mặn trồng 1.2.1.Tác động mặn .9 1.2.2.Vai trò axit amin prolin tính chống chịu thực vật 10 CHƢƠNG 2: NGUYÊN LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .12 2.1.Vật liệu nghiên cứu 12 2.1.1.Nguyên liệu thực vật 12 2.1.2.Hoá chất máy móc 13 2.2.Phƣơng pháp nghiên cứu 13 CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 16 3.1.Hàm lƣợng axit amin prolin rễ số giống đậu xanh 16 3.2.Hàm lƣợng axit amin prolin số giống đậu xanh .21 3.3.Hàm lƣợng diệp lục số giống đậu xanh 26 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 31 TÀI LIỆU THAM KHẢO .32 MỞ ĐẦU Trong q trình sống thực vật ln chịu tác động nhân tố ngoại cảnh Trong số có nhân tố khơng thuận lợi cho hoạt động sống thực vật nhƣ: khô hạn, giá rét, đất chua, mặn, ngập úng, sâu bệnh v.v…Để tồn có thích ứng khác điều kiện không thuận lợi môi trƣờng Mức độ thích ứng đƣợc tác động khơng thuận lợi ngoại cảnh loài khác hay lồi, thời kì sinh trƣởng phát triển khác khác Một nhân tố bất lợi môi trƣờng đáng đƣợc quan tâm tác động muối Hàm lƣợng muối cao đất nguy lớn hạn chế xuất phẩm chất trồng nhiều nơi giới, đặc biệt nghiêm trọng nƣớc phát triển Hiện nay, có khoảng 230 triệu đất (sản xuất gần 50% sản lƣợng lƣơng thực giới) bị nhiễm mặn Riêng Việt Nam Đơng Nam Á ƣớc tính có khoảng 54 triệu đất bị nhiễm mặn Phần lớn diện tích đất mặn chƣa đuợc sử dụng Một số diện tích đất mặn đƣợc sử dụng song cho suất chƣa cao [1] Chính việc nghiên cứu khả chịu mặn trồng nói chung đậu xanh nói riêng có ý nghĩa thực tiễn đặc biệt quan trọng sản xuất nông nghiệp góp phần mở rộng diện tích canh tác, nâng cao suất trồng vùng nhiễm mặn Những nghiên cứu tác động mặn lên sinh trƣởng phát triển trồng cho thấy trồng có khả thích ứng giới hạn định với tác động mặn Cây trồng tích luỹ trì nồng độ cao chất hồ tan tế bào nhằm đảm bảo sức cạnh tranh với nƣớc, với mơi trƣờng nhiễm muối Nhóm hợp chất có khả tham gia điều chỉnh áp suất thẩm thấu tế bào thực vật bao gồm: axit amin (đáng ý prolin), nhóm hợp chất amon bậc (glycinebetain, prolinbetain, B-alaninbetain choline-oxy-sufate) nhóm hợp chất 3-dimethylsulfonipropionate (DMSP) Prolin đƣợc tích luỹ lá, thân rễ đặc biệt với hàm lƣợng prolin cao gặp hạn Có thể xem tích luỹ prolin biểu phản ứng thích nghi thực vật với điều kiện cung cấp nƣớc khó khăn [8] Ngồi ra, muối có tác động kìm hãm tổng hợp chất hữu thực vật có hàm lƣợng diệp lục gặp điều kiện bất lợi Sự biến đổi hàm lƣợng diệp lục số quan trọng đánh giá khả chịu mặn thực vật nói chung đậu xanh nói riêng Đối tƣợng nghiên cứu đƣợc sử dụng đề tài đậu xanh, trồng có vai trò quan trọng đời sống ngƣời Đậu xanh có tên khoa học Vigna radiata, thuộc họ đậu (Fabaceae), có nguồn gốc từ Ấn Độ, Trung Á, đƣợc phân bố chủ yếu vùng nhiệt đới nhiệt đới [6] Thành phần dinh dƣỡng hạt đậu xanh phong phú Hàm lƣợng protein đạt tới 24% khối lƣợng khơ hạt Trung bình 100g bột đậu xanh chứa: 24,5g protein; 59,9g hidrat cacbon; 1,2g lipit; 7,5mg Ca; 405mg P; 8,5mg Fe; 49mg caroten; 0,72mg B1; 0,15mg B2 348Kcal [6] Protein đậu xanh có giá trị khơng hàm lƣợng mà chất lƣợng thành phần có chứa đầy đủ axit amin không thay nhƣ: lizin, methionin, triptophane Hạt đậu xanh nguyên liệu chế biến bánh kẹo, đồ uống, giá đỗ, xôi, chè Đặc biệt nhân bánh trƣng - ăn truyền thống mang đậm đà sắc văn hố ngƣời Việt Khơng thế, hạt đậu xanh đƣợc dùng số thuốc nam chữa chứng bệnh nhƣ phù thũng, sƣng quai hàm, hạ khí, giải nhiệt, giải độc [3] Giống nhƣ loại họ đậu khác, đậu xanh có vai trò quan trọng việc cải tạo đất, cộng sinh rễ vi khuẩn Rhizobium góp phần làm tăng lƣợng đạm cho đất mà không gây ô nhiễm môi trƣờng, gây chai cứng đất nhƣ loại phân bón hố học (lƣợng đạm khoảng từ 30 - 70 kgN/ha lên đến 100 kgN/ha) Tình hình sản xuất đậu xanh giới theo kết điều tra Trung tâm Nghiên cứu Phát triển rau Châu Á ( AVRDC) năm 1986, năm giới có 23 nƣớc sản xuất đậu xanh (Sureoh Chandrababu cty, 1988) Ở Việt Nam, đậu xanh đậu đỗ chính, đậu xanh đứng sau lạc đậu tƣơng Gần đây, thay đổi suất sản lƣợng lƣơng thực thực phẩm tăng lên, đậu xanh đƣợc phát triển rộng hệ thống trồng vùng sản xuất [2], [7] Tuy diện tích trồng đậu xanh từ năm 1983 đến tăng nhƣng suất sản lƣợng lại tăng chậm không liên tục Những yếu tố hạn chế suất đậu xanh là: đậu xanh đƣợc trồng chủ yếu đất xấu, thiếu giống phù hợp với vùng sinh thái, trình độ thâm canh đầu tƣ thấp [6] Gần đây, để đáp ứng nhu cầu sản xuất sử dụng đậu xanh ngày cao ngƣời, nhiều nhà khoa học đầu tƣ nghiên cứu chọn tạo giống biện pháp thâm canh, với quan tâm nhà nƣớc công tác nhập nội nguồn gen đậu xanh làm xuất nhiều giống đậu xanh có suất cao Tuy nhiên, để đƣa giống vào trồng vùng sinh thái khác nhau, vùng bị nhiễm mặn, nắng hạn gặp không khó khăn Vì vậy, để nâng cao xuất đậu xanh với cơng tác chọn tạo giống việc nghiên cứu, lựa chọn giống thích hợp với vùng sinh thái khác việc làm có ý nghĩa thực tiễn sâu sắc đặc biệt vùng bị nhiễm mặn đến chƣa đƣợc trồng phổ biến Xuất phát từ vấn đề lý luận thực tiễn nêu trên, tiến hành đề tài “Nghiên cứu số tiêu sinh lý, sinh hoá số giống đậu xanh điều kiện stress muối (NaCl)” với mục tiêu nội dung nhƣ sau: Mục tiêu nghiên cứu + Sự biến đổi hàm lƣợng axit amin prolin rễ đậu xanh số giống đậu xanh điều kiện stress muối so với đối chứng + Sự biến đổi hàm lƣợng diệp lục số giống đậu xanh điều kiện stress muối so với đối chứng + Góp phần khẳng định vai trò axit amin prolin khả chịu mặn thực vật nói chung đậu xanh nói riêng Nội dung nghiên cứu + Trồng đậu xanh xô nhựa với hai thí nghiệm: đối chứng gây stress muối NaCl, sau xem xét biến đổi hàm lƣợng diệp lục số giống đậu xanh + Tách chiết axit amin prolin rễ đậu xanh, so sánh biến đổi hàm lƣợng prolin hai thí nghiệm Phạm vi nghiên cứu Tiến hành nghiên cứu giống đậu xanh có giống mới: V123, KPS1, T135 Viện khoa học nông nghiệp Việt Nam (VKHNNVN) cung cấp giống địa phƣơng Tiêu Xuân Hoà Thời gian tiến hành từ 12/9 đến tháng 12 năm 2006 khu vƣờn thí nghiệm khoa Sinh – KTNN Ý nghĩa lí luận thực tiễn Nghiên cứu góp phần tìm hiểu sâu mối quan hệ trình sinh lý, sinh hoá khả chống chịu đậu xanh, đồng thời so sánh đặc điểm sinh lý tính chống chịu số giống đậu xanh quốc gia với giống địa phƣơng Tiêu Xn Hồ, từ rút kết luận khả chịu muối giúp định hƣớng gieo trồng vùng lâu chƣa sử dụng bị nhiễm mặn CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Giới thiệu đậu xanh Cây đậu xanh loại trồng cạn, thu hạt, rễ thuộc loại rễ cọc gồm: rễ rễ Rễ sâu khoảng 20 - 30cm, rễ thƣờng có độ 30 - 40 cái, dài 20 - 25cm tập chung chủ yếu lớp đất sâu 25cm Điểm giao rễ rễ nhánh thƣờng có nhiều nốt sần (30 - 40 nốt sần/cây) Thân thuộc loại thân thảo năm, cao 40 - 70cm, có lớp lơng mịn màu nâu sáng Trên thân đƣợc chia thành đốt, đốt gần mặt đất thƣờng phát sinh cành cấp 1, đốt phía vị trí hình thành chùm Lá kép mọc cách, chét có thuỳ với nhiều hình dạng nhƣ: van, thn dài, lƣỡi mác Hoa có màu tím vàng nhạt Khi có thứ nụ hoa đƣợc hình thành Hoa đậu xanh loại hoa lƣỡng tính, mọc thành chùm trục hoa, tự thụ phấn cao, tỷ lệ hoa nở thành từ 10 - 20% Quả chín có màu đen vàng nâu Mỗi có từ - 35 quả, có từ - 14 hạt [6], [2] Đậu xanh ngắn ngày, nhiệt độ tối ƣu cho sinh trƣởng phát triển 20 - 30 C Ở Việt Nam, Đậu xanh trồng vào vụ xuân hè, hè thu thu đông [2] 1.2 Tác động muối tính chịu mặn trồng 1.2.1 Tác động mặn Nồng độ chất hoà tan dung dịch cao tiềm hố học dung dịch thấp Điều có nghĩa khả khuếch tán nƣớc nhỏ nồng độ chất hoà tan dung dịch cao Nồng độ muối cao đất nên dịch đất có áp suất thẩm thấu cao, có đạt tới 300 - 400 atm, ảnh hƣởng rõ rệt đến hút nƣớc Mà nƣớc yếu tố giới hạn trồng, sản phẩm quan trọng khởi đầu, trung gian cuối q trình chuyển hố sinh hố, mơi trƣờng để phản ứng trao đổi chất xảy Nƣớc có ý nghĩa sinh thái, sinh lý định đời sống thực vật Ảnh hƣởng thiếu nƣớc trƣớc hết đến nƣớc tế bào mô Bất kỳ nƣớc dẫn đến vi phạm chế độ nƣớc hình thành độ thiếu hụt nƣớc tế bào Sự thiếu hụt nƣớc lớn ảnh hƣởng xấu Thiếu nƣớc nhẹ ảnh hƣởng đến trình sinh trƣởng Thiếu nƣớc nặng gây nên biến đổi hệ keo nguyên sinh chất, làm cho bị héo Khi bị khô, nguyên sinh chất bị đứt vỡ học dẫn đến tế bào mô bị tổn thƣơng chết Tác động thứ hai mặn liên quan đến tính gây độc ion có đất Các sản phẩm độc điamin: putreexin (trên đất giàu clo) caclaverin (trên đất giàu sulfat) gây rối loại trình trao đổi chất Những chất điều kiện đất nhiễm mặn không biến đổi thành alcaloit nguồn dự trữ nitơ mà bị oxy hố thành NH3 gây độc cho Bên cạnh đó, nồng độ cao Natri làm cản trở xâm nhập cation ++ + quan trọng khác vào tế bào nhƣ: Ca , K Những nghiên cứu tác động muối nên sinh trƣởng phát triển trồng nhƣ: lúa mạch ( Abdou CS, 1971), trao đổi ion lúa (Cho CS, 1996) cho thấy trồng có khả thích ứng giới hạn định với tác động muối, mức độ phụ thuộc vào kiểu gen đối tƣợng nghiên cứu [1] 1.2.2.Vai trò axit amin prolin tính chống chịu thực vật Axit amin prolin (gọi tắt prolin) đƣợc tổng hợp từ glutamine ezym chìa khố deltal-pyrroline-5-carboxylate synthetase [12] Prolin hay α pirolidin cacboxilic có cơng thức cấu tạo là: COO H2N CỏH H2C CH2 - CH2 Trong phân tử axit amin prolin có mạch bên hydrocacbua Nhƣng khác với axit amin khác prolin có kết hợp nhóm amin bậc với Cα với mạch bên tạo thành vòng pirolidin Do đó, prolin axit amin chứa nhóm amin bậc 2, gọi axit imino Sự tích luỹ prolin phản ứng thông thƣờng thực vật bậc cao tới thiếu hụt nƣớc áp lực muối vấn đề đƣợc nghiên cứu nhiều suốt 20 năm gần (Stewart Larher 1980; Thompson 1980; Stewart 1981; )[14] Các nghiên cứu rằng, prolin bảo vệ màng tế bào, chống lại ảnh hƣởng bất lợi tập trung cao ion vô nhiệt độ cực [17] Prolin đƣợc xem nhƣ chất điều hoà áp suất thẩm thấu trế bào thực vật Hiện tƣợng đƣợc tìm thấy tảo thực vật bậc cao dƣới điều kiện bất lợi môi trƣờng [12] Nhiều nghiên cứu cho thấy: tăng cƣờng nồng độ prolin chịu áp lực thẩm thấu có liên quan đến ức chế oxi hoá phân huỷ prolin tăng cƣờng khả tổng hợp prolin nhanh chóng thực vật (Brunett Naylor 1966, Morissetla 1969) [10] nƣớc toàn nội bào, kết xác định hàm lƣợng aixt amin chúng tồn mức độ dƣ thừa 129mM; tế bào chất nồng độ prolin đạt tới 200mM [9] Tƣơng tự nhƣ vậy, tập trung prolin nội bào tế bào Pistichspicata điều kiện stress muối (xử lí nồng độ 200mM NaCl) ƣớc tính tới 230mM [15] Qua lần đo thời điểm 30 ngày tuổi thời điểm 40 ngày tuổi cho thấy hàm lƣợng prolin có khác giống hai thời điểm đo Lần đo thời điểm 30 ngày, hàm lƣợng prolin giảm so với đối chứng, lô TN-100 giảm nhiều so với lô TN-50 Lần đo thời điểm 40 ngày, hàm lƣợng prolin tăng lô đối chứng lơ thí nghiệm so với thời điểm 30 ngày tuổi Trong lơ đối chứng hay lơ thí nghiệm hàm lƣợng prolin rễ lần đo thứ hai cao so với lần đo thứ Việc xác định hàm lƣợng prolin đƣợc tiếp tục tiến hành để lần khẳng định vai trò prolin khả chống chịu thực vật nói chung đậu xanh nói riêng 3.2 Hàm lƣợng axit amin prolin số giống đậu xanh Kết xác định hàm lƣợng prolin đƣợc trình bày bảng 3.2 hình 3.2 Thao tác tiến hành thí nghiệm tƣơng tự nhƣ rễ Chúng tơi tiến hành thí nghiệm hai thời điểm 30 ngày tuổi 40 ngày tuổi Bảng 3.2 Hàm lƣợng axit amin prolin đậu xanh (mg/g mẫu) Sau 30 ngày Sau 40 ngà y Lơ thí nghiệm Lơ đối chứng Giống T135 0,586 ± 0,056 V123 KPS1 Tiêu Xn Hồ Lơ 50 % so với ĐC Lô 100 Lô th % so Lô đối Lô 50 với ĐC % so với ĐC 0,355 ± 0,056a 60,56 0,605 ± 0,025c 103,37 4,917 ± 0,343a 5,036 ± 0,490a 102,42 0,653 ± 0,017b 0,349 ± 0,006b 53,43 0,442 ± 0,025b 67,66 3,718 ± 0,975b 4,205 ± 0,572b 113,11 0,493 ± 0,087a 0,400 ± 0,028b 81,13 0,417 ± 0,079a 84,56 1,718 ± 0,293c 3,940 ± 0,633c 229,34 0,856 ± 0,084c 0,555 ± 0, c 093 64,79 0,442 ± 0,065ab 51,63 2,867 ± 0,327d a 3,275± 0,487d Ghi chú: TN (thí nghiệm); ĐC (đối chứng); Trong cột, số liệu kèm theo chữ giống thể sai khác khơng có ý nghĩa thống kê, chữ khác thể sai khác có ý nghĩa thống kê với độ tin cậy > 95% 114,25 300 282,33 250 229, 34 200 150 135,47 102, 42 103, 37 100 60,5 50 53,4 81,1 67,6 84,5 64,7 109,57 110,68 113,11 L« 50 L« 100 114,25 51,6 T135 V123 KPS1 Tiªu XH T135 V123 30 ngày KPS1 Tiªu XH 40 ngày Hình 3.2 Biểu đồ so sánh hàm lượng axit amin prolin số giống đậu xanh lần đo * Đo thời điểm 30 ngày tuổi Lô đối chứng, hàm lƣợng prolin giống khác Giống Tiêu Xuân Hồ có hàm lƣợng prolin cao hẳn so với giống lại đạt 0,856 mg/g, kết lại ngƣợc với kết đo hàm lƣợng prolin rễ Điều chứng tỏ dƣờng nhƣ khơng có tƣơng quan cụ thể hàm lƣợng prolin rễ Giống KPS1 có hàm lƣợng prolin thấp đạt 0,493 mg/g Lô TN-50, hàm lƣợng prolin số giống đậu xanh dao động từ 0,349 - 0,555 mg/g giảm so với đối chứng Trong giống nghiên cứu, V123 có hàm lƣợng prolin giảm nhiều so với đối chứng (chiếm 53,43% so với đối chứng), tiếp T135 (chiếm 60,56% so với đối chứng) Lô TN-100, hàm lƣợng prolin số giống đậu xanh dao động từ 0,417-0,605 mg/g giảm so với đối chứng (trừ giống T135) Hàm lƣợng prolin giảm nhiều Tiêu Xuân Hoà (chiếm 51,63% so với đối chứng) Hai giống V123 KPS1 có giảm nhƣng không nhiều Thời điểm 30 ngày tuổi, kết cho thấy hàm lƣợng prolin số giống đậu xanh giảm so với đối chứng mức giảm lô TN-50 nhiều lô TN-100 so với đối chứng (trừ Tiêu Xuân Hoà) Sự giảm hàm lƣợng prolin số giống đậu xanh đƣợc giải thích tƣơng tự nhƣ giảm prolin rễ * Đo thời điểm 40 ngày tuổi Lô đối chứng, hàm lƣợng prolin số giống đậu xanh tăng nhiều so với đo thời điểm 30 ngày tuổi dao động từ 1,718-4,917 mg/g Trong đó, T135 có hàm lƣợng prolin tăng mạnh nhất, tiếp V123 Hàm lƣợng prolin tăng KPS1 Lô TN-50 lô TN-100, hàm lƣợng prolin số giống đậu xanh tăng nhiều so với lô đối chứng so với lần đo thời điểm 30 ngày tuổi Trong giống nghiên cứu, KPS1 có hàm lƣợng prolin tăng mạnh lơ thí nghiệm, tiếp Tiêu Xn Hồ Ở lơ TN-50, KPS1 chiếm 229,34%, Tiêu Xuân Hoà chiếm 114,25% so với đối chứng Ở lơ TN100, KPS1 chiếm 282,33%, Tiêu Xn Hồ chiếm 135,47% so với đối chứng Hai giống lại có tăng nhƣng không nhiều Thời điểm 40 ngày tuổi ta nhận thấy hàm lƣợng prolin giống đậu xanh lơ thí nghiệm tăng so với đối chứng so với đo thời điểm 30 ngày tuổi Trong lô đối chứng hay lô thí nghiệm hàm lƣợng prolin lần đo thứ hai cao lần đo thứ Theo Barret (1966), Stewart (1974) Briens (1982) axit amin prolin có khả hồ tan mạnh nƣớc đƣợc tích luỹ nhiều thực vật bậc cao ƣa mặn Prolin đƣợc tích luỹ mơ lá, mơ phân sinh chóp rễ thực vật đƣợc rèn luyệ stress nƣớc; tích luỹ hạt phấn bị khơ; tích luỹ vùng chóp rễ sinh trƣởng nơi nƣớc thấp tế bào thực vật ni cấy mơi trƣờng huyền phù thích nghi với stress nƣớc hay stress muối NaCl [8], [11] Qua hai lần đo thời điểm 30 ngày tuổi thời điểm 40 ngày tuổi cho thấy hàm lƣợng prolin có sai khác giống Trong lơ đối chứng hay lơ thí nghiệm hàm lƣợng prolin đo thời điểm 40 ngày cao nhiều so với đo thời điểm 30 ngày tuổi Lần đo thời điểm 30 ngày tuổi, hàm lƣợng prolin lơ thí nghiệm giảm so với lô đối chứng lô TN-50 giảm nhiều lô TN-100 Lần đo thời điểm 40 ngày tuổi tăng lơ đối chứng lơ thí nghiệm so với lần đo thời điểm 30 ngày tuổi Nhƣ vậy, qua kết xác định hàm lƣợng prolin rễ giống đậu xanh ta nhận thấy hàm lƣợng prolin giảm so với đối chứng thời điểm đo 30 ngày tuổi tăng thời điểm 40 ngày tuổi Nhƣng tiếp tục phun muối đậu xanh có tƣợng héo chết Có thể lí giải giai đoạn từ lúc gieo 30 ngày tuổi ảnh hƣởng muối rõ rệt, đậu xanh phải hình thành phản ứng thích nghi với điều kiện áp suất thẩm thấu cao đất nên q trình tích luỹ prolin chƣa nhiều Đến ngƣỡng trình tổng hợp prolin lại tăng Điều giải thích đo thời điểm 40 ngày tuổi hàm lƣợng prolin rễ tăng Việc tiếp tục phun muối làm cho áp suất thẩm thấu tăng liên tục vƣợt “ngƣỡng” chịu đựng rễ làm cho ngừng hút nƣớc dẫn tới héo chết So sánh kết tăng cƣờng tổng hợp prolin rễ giống đậu xanh thời điểm 40 ngày tuổi, ta nhận thấy hàm lƣợng prolin rễ tăng mạnh Điều có ý nghĩa quan trọng, tăng mạnh prolin rễ tạo cho áp suất thẩm thấu cao rễ giúp lôi kéo phân tử nƣớc ỏi từ ngồi mơi trƣờng để cung cấp cho Sự tăng cƣờng tổng hợp prolin rễ tiêu quan trọng phản ánh khả chống chịu gặp điều kiện thiếu nƣớc, giúp trì đƣợc áp lực thẩm thấu, bảo vệ cấu trúc thành tế bào, đảm bảo trao đổi nƣớc bình thƣờng sống điều kiện mơI trƣờng có áp lực thẩm thấu cao Có thể xem axit amin prolin nhƣ chất thị khả chịu hạn thực vật hay tích luỹ prolin biểu phản ứng thích nghi thực vật với điều kiện cung cấp nƣớc khó khăn muối Hàm lƣợng diệp lục bị ảnh hƣởng tác động việc phun muối Nghiên cứu thay đổi hàm lƣợng diệp lục số quan trọng để đánh giá khả chịu mặn thực vật nói chung đậu xanh nói riêng 3.3 Hàm lƣợng diệp lục số giống đậu xanh Diệp lục nhóm sắc tố giữ vai trò quan trọng trình quang hợp, sắc tố hấp thụ lƣợng ánh sáng mặt trời biến lƣợng hấp thụ thành lƣợng hoá học dƣới dạng hợp chất hữu Trong đó, sắc tố khác không làm đƣợc chức cách đầy đủ trực tiếp Hàm lƣợng diệp lục đƣợc xác định máy CCM-200 thông qua số CCI (chlorophyl content index) Kết xác định hàm lƣợng diệp lục số giống đậu xanh đƣợc trình bày bảng 3.3 hình 3.3 Bảng 3.3 Hàm lƣợng diệp lục đậu xanh (mg/cm ) 30 ngày tuổi 40 ngày tuổ Lô thí nghiệm Lơ đối Giống chứng T135 22,60 ± 0,64 V123 KPS1 Tiêu Xn Hồ % so Lơ TN-50 a với ĐC Lô th % so Lô TN-100 Lô đối % so Lô TN-50 với ĐC a 86,58 14,33 ± 1,72 a 63,42 30,77 ± 0,49 20,87 ± 0,74 a 67,82 40,17 ± 5,04b 15,47 ± 1,02b 38,51 12,57 ± 0,93b 31,29 31,50 ± 1,15b 13,17 ± 1,37b 41,86 36,43 ± 1,23c 15,93 ± 0,76c 43,73 13,87 ± 0,93c 38,06 34,27 ± 0,46c 19,036 ± 1,09c 55,54 30,70 ± 1,47d 24,47 ± 0,84d 80,56 18,10 ± 0,87d 58,96 37,43 ± 1,30d 20,50 ± 0,46d 54,76 19,57 ± 1,57 a với ĐC Ghi chú: TN (thí nghiệm); ĐC (đối chứng); Trong cột, số liệu kèm theo chữ khác thể sai khác có ý nghĩa thống kê với độ tin cậy > 95% 90 86,58, 80,56 80 67,8 63,42 58,9 6 56,1 43,7 38,5 54,59 42,6 41,8 38,0 54,76 55,5 L« 50 L« 100 36,0 31,2 10 T135 V123 KPS1 Tiªu XH T135 V123 30 ngày KPS1 Tiªu XH 40 ngày Hình 3.3 Biểu đồ so sánh hàm lượng diệp lục giống đậu xanh lần đo * Đo thời điểm 30 ngày tuổi Ở lô đối chứng, hàm lƣợng diệp lục số giống đậu xanh dao động từ 30,7 - 40,17 mg/cm Trong giống nghiên cứu, V123 có hàm lƣợng diệp lục cao (40,17 mg/cm ), tiếp KPS1 Tiêu Xn Hồ có hàm lƣợng diệp lục thấp (30,7 mg/cm ) Cả lơ thí nghiệm, hàm lƣợng diệp lục số giống đậu xanh giảm so với đối chứng với mức độ giảm khác Trong giống nghiên cứu, V123 có hàm lƣợng diệp lục giảm nhiều so với đối chứng lơ thí nghiệm lần đo, tiếp đến KPS1, giảm T135 * Đo thời điểm 40 ngày tuổi Ở lô đối chứng, hàm lƣợng diệp lục dao động từ 30,77 - 37,43 mg/cm Trong giống nghiên cứu, Tiêu Xn Hồ có hàm lƣợng diệp lục cao nhất, tiếp KPS1 T135 có hàm lƣợng diệp lục thấp Cả lơ thí nghiệm, hàm lƣợng diệp lục giảm so với lô đối chứng Trong giống nghiên cứu, V123 có hàm lƣợng diệp lục giảm nhiều so với lô đối chứng lơ thí nghiệm, tiếp đến KPS1 T135 có hàm lƣợng diệp lục giảm so với lơ đối chứng lơ thí nghiệm Nhƣ vậy, qua lần đo hàm lƣợng diệp lục thời điểm 30 ngày tuổi 40 ngày tuổi hàm lƣợng diệp lục giảm so với đối chứng giống đậu xanh mức giảm lô TN-100 nhiều lô TN-50 Điều đƣợc giải thích, phun muối làm cho nồng độ chất tan môi trƣờng đất tăng gây cản trở tới trình hút nƣớc đậu xanh Khi thiếu nƣớc, hàm lƣợng nƣớc tế bào, mô bị giảm dẫn tới ức chế trình tổng hợp diệp lục, phá vỡ cấu trúc tinh thể diệp lục, diệp lục bị phân huỷ Quá trình hút nƣớc giảm dẫn tới hút khoáng giảm làm cho bị thiếu ion khoáng tham gia vào trình tổng hợp sắc tố ++ có ion Mg Giống T135 có giảm hàm lƣợng diệp lục thấp phức hệ diệp lục protein chúng có độ bền vững cao So sánh hàm lƣợng prolin hàm lƣợng diệp lục ta thấy T135 có hàm lƣợng prolin tăng thời điểm 40 ngày tuổi nhƣng hàm lƣợng diệp lục tƣơng đối cao biến đổi KPS1 có hàm lƣợng prolin tăng mạnh thời điểm 40 ngày tuổi nhƣng hàm lƣợng diệp lục lại giảm nhiều so với đối chứng Có thể thấy hàm lƣợng diệp lục hàm lƣợng prolin có mối quan hệ định để tăng khả chống chịu cho Khi hàm lƣợng diệp lục giảm nhiều khả tích luỹ prolin lại tăng ngƣợc lại (trừ Tiêu Xuân Hoà V123) Nhận thấy Tiêu Xn Hồ, khả tích luỹ prolin tƣơng đối cao (sau KPS1) thời điểm 40 ngày tuổi hàm lƣợng diệp lục tƣơng đối ổn định (đứng sau T135) Có thể Tiêu Xn Hồ giống có khả chịu hạn tốt nên khả tích luỹ prolin hàm lƣợng diệp lục tƣơng đối ổn định điều kiện thiếu nƣớc muối KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ I Kết luận Qua kết nghiên cứu đánh giá hàm lƣợng prolin rễ, hàm lƣợng diệp lục số giống đậu xanh, rút kết luận sau: Có khác hàm lƣợng prolin giống đậu xanh điều kiện không phun muối Ở thời điểm đo 30 ngày tuổi, hàm lƣợng prolin rễ bị giảm so với lô đối chứng (trừ T135 tăng hàm lƣợng prolin so đối chứng lô TN-100) điều kiện gây stress muối Ở thời điểm đo 40 ngày tuổi, hàm lƣợng prolin rễ tăng lên so với lô đối chứng so với thời điểm đo 30 ngày tuổi Trong giống nghiên cứu, Tiêu Xuân Hoà có hàm lƣợng prolin hàm lƣợng diệp lục tƣơng đối cao ổn định Trong điều kiện gây stress muối, hàm lƣợng diệp lục giống bị giảm so với lô đối chứng lơ thí nghiệm đặc biệt giống V123 KPS1 II.Đề nghị Cần tiếp tục mở rộng thử nghiệm đối tƣợng đậu xanh đối tƣợng trồng khác; kết hợp với tiêu sinh lý khác để có kết luận đầy đủ sâu sắc khả chịu muối giống đậu xanh Trên sở xem việc xác định hàm lƣợng prolin hàm lƣợng diệp lục trong tiêu đánh giá khả chịu mặn nhƣ khả chịu hạn đậu xanh Kho¸ ln tèt nghiƯp TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt PGS.PTS Lê Trần Bình, PGS.PTS Lê Thị Muội (1998), Phân lập gen chọn dòng chống chịu ngoại cảnh bất lợi lúa, Nhà xuất Đại Học Quốc Gia Hà Nội Trần Đình Long, Lê Khả Tƣờng (1998), Cây đậu xanh, Nhà xuất Nông nghiệp Đỗ Tất Lợi (1979), Những thuốc Việt Nam, Nhà xuất Y học Điêu Thị Mai Hoa, Nguyễn Thị Thu Hƣơng, Nguyễn Đạt Kiên Bùi Văn Thắng (2005), “Những vấn đề nghiên cứu khoa học sống”, Báo cáo khoa học hội, nghị toàn quốc 2005 nghiên cứu khoa học sống, Nhà xuất Khoa học kỹ thuật, trang 531- 534 Đinh Thị Phòng (2001), Nghiên cứu khả chịu hạn chọn dòng chịu hạn lúa cơng nghệ tế bào thực vật, Luận án tiến sỹ Sinh Học, Viện Công nghệ sinh học Phạm Văn Thiều (2002), Cây đậu xanh - kỹ thuật trồng chế biến sản phẩm, Nhà xuất Nông nghiệp Lê Khả Tƣờng (1998), Đánh giá tuyển chọn số giông đậu xanh có khả thích ứng với điều kiện vụ đơng đồng Bắc Bộ, Luận án tiến sỹ, Viện Khoa học kỹ thuật nông nghiệp Việt Nam Tiếng Anh Barnett NM, Naylor AW (1966), “Amino aicd and protein metabolism in Bermuda during water stress”, Plant Physiol, 41: 1222-1230 Trần Thị Thanh Huyền 33 Lớp K29C Binzel ML, Hansegawa PM, Rhodes P, Handa S, Bresan RA (1987), “Sulute accumulation in tobacco cells adapted to NaCl”, Plant Physiol, 84: 14081415 10 Bokhari UG and Trent JD (1985), “Proline concentratios in Water stressed Grasses”, Journal of range management, 38: 37-38 11 Briens M, Larher F (1982), “Osmoregulation in halophytic higher plants a comparative study of soluble carbohydrates, polyols, betaines and free proline”, Plant, Cell & Environ, 5: 287-292 12 Delauney AJ, Verma DPS (1993), “Proline biosynthesis and osmoregulation in plants”, Plant J, 4:215-223 13 Hort Metabolic Plant Physiology, “Proline ornithine and arginine metabolison Roles of proline in plant adaptation to environmental stress” http://www.soygenestic.org/articeles/sgu200-011.htm 14 Hort Metabilic Plant Physiology, “Proline ornithine and arginine metabolison Roles of proline in plant adaptation to environmental stress” http://www.hort.purdue.edu/ahoda/hort640c/proline/prool.htm 15 Ketchum REB, Warren RC, Klima LJ, Lopez-Gutierrezf, Nabors MW (1991), “The mechanison and regulateon of praline accumulation in suspension cultures of the halophyic grass Distichlis spicata L.J”, Plant Physiol, 137: 368-374 16 Kishor PBK, Hong Z, Miao G, Verma DPS (1995), “Overex pression of prroline-5-carboxylate synthatase increase proline production and confers osmotelerance in transgenic plants”, Plant Physiol 17 Paleg LG, Stewart GR, Bradbeer TW (1984), “Proline and glycinebetaine influenece protein salvation”, Plant Physiol, 75: 974-978 18 Shabina Syeed and Khan NA (2004), “Activites of carbonic anhydrase, catalase and ACC oxidasa of mung bean (Vigna radiata) are differentially affected by salinity stress”, Food, Agriculture & Ecivionment, Vol 2: 241-249 19 Zheng Yi-Zhi and Li Tian, Changes of protein Levels and Abicisic aicd contert in Tolerant http://www.soygenestic.org/articeles/sgu200-011.htm ... tiêu nghiên cứu + Sự biến đổi hàm lƣợng axit amin prolin rễ đậu xanh số giống đậu xanh điều kiện stress muối so với đối chứng + Sự biến đổi hàm lƣợng diệp lục số giống đậu xanh điều kiện stress muối. .. THẢO LUẬN 16 3.1 .Hàm lƣợng axit amin prolin rễ số giống đậu xanh 16 3.2 .Hàm lƣợng axit amin prolin số giống đậu xanh .21 3.3 .Hàm lƣợng diệp lục số giống đậu xanh 26 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ ... lƣợng diệp lục số giống đậu xanh + Tách chiết axit amin prolin rễ đậu xanh, so sánh biến đổi hàm lƣợng prolin hai thí nghiệm Phạm vi nghiên cứu Tiến hành nghiên cứu giống đậu xanh có giống mới: