PHẢN ỨNG của một số GIỐNG đậu TƯƠNG CHỊU hạn KHÁC NHAU nảy mầm TRONG điều KIỆN THIẾU nước

MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Cây đậu tương (Glycine max L Merr) loại thuộc họ Đậu (Fabaceae) có giá trị kinh tế cao Hạt đậu tương chứa 38 - 40% protein, gấp lần protein gạo, ngơ Hạt đậu tương chứa số loại axit amin cần thiết cho thể như: xistin, metiơnin, lyzin Ngồi ra, chúng chứa thành phần dinh dưỡng khác như: lipit (12 - 25%), gluxit (10 - 15%), chất khoáng (Ca, Mg, Fe, P, K, Na, S), vitamin A, B1, B2 , C, D, E, K [2] Cây đậu tương nguồn nguyên liệu quan trọng cho nhiều ngành sản xuất công nghiệp thực phẩm, y tế phục vụ trực tiếp nhu cầu sử dụng người cho ngành chăn nuôi Sản phẩm từ đậu tương sử dụng trực tiếp dạng hạt thô hay dùng để chể biến thành dạng sản phẩm khác như: sữa đậu nành, bánh kẹo, đậu phụ, bột đậu,… Bên cạnh đó, đậu tương loại dễ canh tác, phù hợp với nhiều hệ sinh thái khác có khả cải tạo đất tốt hoạt động cộng sinh vi khuẩn Rhizobium nốt rễ Như vậy, phát triển đậu tương nước ta việc làm có ý nghĩa, mặt kinh tế, nhân văn môi trường Phát triển đậu tương yếu tố góp phần vào chiến lược phát triển bền vững đất nước Cây đậu tương có nguồn gốc khu vực Châu Á, trồng cách khoảng 5000 năm [2] Do có ý nghĩa mặt dinh dưỡng môi trường nên diện tích gieo trồng đậu tương ngày mở rộng toàn giới Hiện nay, đậu tương trồng 200 quốc gia Chủ yếu diện tích trồng đậu tương tập trung nước Hoa Kì (34%), Brazil (28%), Achentina (18%) Ở Việt Nam, đậu tương công nghiệp quan trọng sau lúa, ngô, lạc Đậu tương trồng Việt Nam sớm, tập quán canh tác nên đậu tương chưa phát triển diện tích suất So với bình quân chung giới, suất đậu tương Việt Nam 57% Vấn đề hạn chế suất đậu tương Việt Nam điều kiện khí hậu, đặc biệt hạn hán Việt Nam nước nằm khu vực nhiệt đới gió mùa, lượng mưa phân bố không vùng thời điểm năm nên hạn xảy nhiều vùng nhiều mùa khác ảnh hưởng đến sinh trưởng, phát triển trồng nói chung, đậu tương nói riêng Mặt khác, sở cho việc tạo giống trồng có đậu tương chủ yếu dựa kết nghiên cứu quan trọng nghiên cứu khả chống chịu chúng với điều kiện ngoại cảnh Do đó, để đáp ứng việc sản xuất đậu tương cần tiến hành cải tiến kỹ thuật, chọn tạo giống mới, đặc biệt giống có khả chịu hạn Điều đồng nghĩa với việc cần tiến hành thí nghiệm nghiên cứu phản ứng giống đậu tương điều kiện thiếu nước để tìm giống chống chịu tốt, cho suất cao Cây trồng có phản ứng với thiếu nước không giống Với loại có biến đổi hình thái phản ứng hoá sinh phù hợp Cây giai đoạn khác có khả chịu hạn khác nhau, thường lúc sinh trưởng mạnh tạo quan mới, chúng nhạy cảm với thiếu nước Giai đoạn nảy mầm thời điểm quan trọng chu trình sống thực vật nói chung, đậu tương nói riêng Quá trình nảy mầm ảnh hưởng đến sinh trưởng phát triển bình thường sau Thời kì này, mẫn cảm với thiếu nước Trên đối tượng đậu tương có số nhà khoa học tiến hành nghiên cứu như: A Hamid, Sheila A Blackman, Miquel Ribas - Carbo, Finnegan…[22], [23], [25] tìm hiểu ảnh hưởng thiếu nước đến trình quang hợp, hô hấp, sinh trưởng Ở Việt Nam, số tác giả nghiên cứu đậu tương như: Nguyễn Huy Hồng, Trần Đình Long, Nguyễn Văn Mã, Trần Thị Phương Liên… [3], [4], [5], [7], [9], [11], [16] với vấn đề đánh giá khả chịu hạn, quang hợp, chất lượng hạt, nâng cao khả chịu hạn, chọn tạo giống Tuy nhiên, việc nghiên cứu cách có hệ thống biến đổi sinh lý, hoá sinh đậu tương gặp hạn chưa đầy đủ Xuất phát từ lý trên, tiến hành nghiên cứu đề tài: “Phản ứng số giống đậu tương chịu hạn khác nảy mầm điều kiện thiếu nước” Mục tiêu nhiệm vụ nghiên cứu 2.1 Mục tiêu nghiên cứu - Xác định số tiêu sinh lý đậu tương giai đoạn nảy mầm - Nghiên cứu ảnh hưởng thiếu nước đến hàm lượng prolin hoạt độ số enzym mầm đậu tương 2.2 Nhiệm vụ nghiên cứu - Xác định tỷ lệ nảy mầm - Xác định chiều dài mầm, khối lượng tươi, khối lượng khô mầm - Xác định hàm lượng prolin mầm đậu tương - Xác định hoạt độ enzym protease, lipase amylase mầm đậu tương Ý nghĩa lý luận thực tiễn - Bổ sung nguồn tài liệu việc nghiên cứu hàm lượng prolin, hoạt độ số enzym mầm đậu tương số tiêu khác điều kiện thiếu nước - Xác định khả chống chịu với môi trường số giống đậu tương CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Sự nảy mầm hạt đậu tương Nảy mầm giai đoạn quan trọng chu trình sinh trưởng phát triển thực vật nói chung đậu tương nói riêng Q trình nảy mầm diễn mạnh mẽ tạo sở thuận lợi cho sinh trưởng phát triển sau Quá trình nảy mầm diễn với nhiều biến đổi sinh lý, sinh hóa hạt với tốc độ cao để chuẩn bị cho hình thành non Đậu tương thuộc Hai mầm nên nảy mầm đậu tương gồm pha nảy mầm Hai mầm, là: + Pha trương hạt + Pha hình thành hoạt hóa enzym + Pha tích lũy chất dinh dưỡng + Pha động viên chất dinh dưỡng xây dựng chất hữu đặc trưng cho thể giai đoạn nảy mầm Sự nảy mầm bắt đầu hấp thụ nước nhờ chế hút trương hạt làm hạt trương lên Sau kết thúc ngủ nghỉ, hạt bắt đầu tăng tính thủy hóa keo ngun sinh chất, giảm tính ưa mỡ độ nhớt keo dẫn đến biến đổi sâu sắc đột ngột trình trao đổi chất hạt liên quan đến nảy mầm Đặc trưng tăng mạnh mẽ hoạt tính enzym thủy phân phân giải polixacarit, protein chất phức tạp khác thành chất đơn giản, dẫn đến thay đổi hoạt động thẩm thấu Các sản phẩm thủy phân dùng làm ngun liệu cho q trình hơ hấp tăng lên mạnh mẽ phôi hạt, vừa làm tăng áp suất thẩm thấu hạt giúp cho trình hút nước vào hạt nhanh chóng Sự tăng hoạt tính enzym dẫn đến biến đổi chất dự trữ mức độ hoạt hóa enzym riêng biệt phụ thuộc vào tính chất đặc trưng thành phần hố học hạt Đối với đậu tương, hạt dự trữ chủ yếu protein hoạt tính enzym protease tăng lên mạnh mẽ enzym khác Sự tăng hoạt tính enzym có lẽ q trình tổng hợp enzym lớp alơron trình hoạt hóa enzym cũ vốn có hạt 1.2 Ảnh hưởng thiếu nước đến đậu tương giai đoạn nảy mầm Nước điều kiện quan trọng cho nảy mầm Nước tham gia vào q trình trao đổi chất, phản ứng hố sinh tế bào, nguyên liệu phản ứng Nước đảm bảo thống thể với môi trường Hạt khơ có hàm lượng nước từ 10 – 14% khơng nảy mầm Nhờ lực hút trương keo mà hạt giống hút nước hàm lượng nước 50 – 70% khối lượng hạt hoạt động sống tăng cường lên mạnh mẽ phôi phát động sinh trưởng hay nảy mầm Hạn tổ hợp điều kiện khí hậu gây nên tượng thiếu nước thực vật làm ảnh hưởng đến sinh trưởng, phát triển Người ta chia hạn làm hai nhóm: + Hạn đất: yếu tố làm cho đất không cung cấp nước cho đất thiếu nước hoàn toàn hàm lượng muối đất cao nên áp suất giữ nước hệ keo đất lớn, vượt áp suất rễ Vì vậy, khơng thể lấy nước + Hạn khơng khí: độ ẩm khơng khí q thấp độ ẩm thấp kết hợp với gió mạnh Sự thiếu nước thường làm cho tế bào thiếu nước, tế bào sức căng, đỉnh sinh trưởng bị héo trình sinh lý diễn khơng bình thường Do hạn làm màng tế bào bị biến tính làm tăng khả thấm ion từ tế bào chất Khi gặp hạn, hoạt động enzym thủy phân thường diễn nhanh enzym tổng hợp dẫn đến tế bào chất dinh dưỡng Hạn hán gây ảnh hưởng trầm trọng đến q trình hơ hấp Khi thiếu nước, cường độ hô hấp tăng hiệu lượng bị giảm sút Thiếu nước gây ảnh hưởng xấu đến sinh trưởng, phát triển cuối ảnh hưởng đến suất, phẩm chất chúng 1.3 Phản ứng chịu hạn đậu tương Cũng loài trồng khác, giống đậu tương có khả chống lại hạn chế nước biến đổi hình thái phản ứng hố sinh phù hợp Biến đổi hình thái ý tới nhiều rễ Bộ rễ khoẻ điều kiện tăng tính chịu hạn Bên cạnh giảm diện tích đậu tương gặp hạn nhằm giảm thoát nước [20] Các thay đổi hoá sinh thường liên quan đến chế chống nước nhằm sinh tổng hợp chất bảo vệ nhanh chóng bù lại thiếu hụt nước Điều chỉnh áp suất thẩm thấu nội bào thơng qua tích lũy chất hòa tan, protein axit amin như: prolin, enzym thủy phân…là chế giúp tế bào trì lượng nước tối thiểu [17] Trong điều kiện thiếu nước, phản ứng hóa sinh diễn nhằm khử độc sản phẩm tạo nên trình phân giải hợp chất cao phân tử, xúc tiến phục hồi cấu trúc sinh học bị tổn thương Sau hạn ngừng tác động, q trình phục hồi diễn nhanh chóng gen bảo tồn điều kiện hạn hán Nhờ có tham gia protein đặc hiệu mà ADN bị biến đổi điều kiện hạn nặng kéo dài Ngồi ra, có thay đổi phản ứng sinh lý như: hô hấp, cường độ quang hợp, cường độ thoát nước cho phù hợp với điều kiện gặp hạn [23] 1.4 Tình hình nghiên cứu tính chịu hạn đậu tương Nghiên cứu tính chịu hạn thực vật điều kiện bất lợi môi trường yêu cầu thiết Việc nghiên cứu tính chịu hạn tiến hành nhiều nước giới với nhiều loại trồng khác nhau, có đậu tương Các nghiên cứu tìm hiểu chất khả chịu hạn trồng nói chung, họ Đậu đậu tương nói riêng ngày mở rộng Những năm gần đây, nhờ trang thiết bị đại, nhà khoa học có điều kiện sâu, tìm hiểu chế sinh lý liên quan đến tính chịu hạn thực vật như: ảnh hưởng thiếu nước đến phát triển hạt [25], đến trình quang hợp [23] hơ hấp [22]…Một số chế hố sinh sinh học phân tử nghiên cứu như: xác định vị trí gen liên quan đến điều chỉnh áp suất thẩm thấu (Maitra N, Cushman J, C 1994…), gen tổng hợp số chất hình thành tích luỹ nhiều hạn hán: prolin, nhóm amin bậc 4, số đường, [15], [17], [25] Sheila A Blackman cộng (1992) [25] nghiên cứu protein sốc nhiệt (HSP - heat shock protein) phôi mầm hạt đậu tương chín điều kiện bình thường áp suất thẩm thấu cao Kết nghiên cứu khẳng định HSP tăng lên trình hình thành hạt giảm hạt nảy mầm HSP hỗ trợ bảo vệ tế bào vào thời điểm oligosacarit chưa tổng hợp đủ lượng để thực chức Nhiều nghiên cứu khẳng định có mối liên quan tích luỹ ABA với tăng hàm lượng chất điều chỉnh áp suất thẩm thấu gặp hạn, chất (thường protein axit amin) tổng hợp gen RAB (responsive to abscisic acid) Bên cạnh đó, số chất có khả điều chỉnh áp suất thẩm thấu không liên quan đến tích luỹ ABA, tăng hàm lượng chúng độc lập với tích luỹ ABA Ở Việt Nam, năm qua, có nhiều cơng trình nghiên cứu tính chịu hạn đậu tương Chẳng hạn: nghiên cứu đặc điểm di truyền khả chịu hạn lai đậu tương F1 (Nguyễn Huy Hồng) [3], nghiên cứu mối quan hệ tính chịu hạn với thành phần điện di protein hạt đậu tương (Trần Thị Phương Liên, Nông Văn Hải,…) [9], nghiên cứu khả cộng sinh cố định đạm số dòng vi khuẩn đậu tương (Nguyễn Huy Hồng, Nguyễn Văn Mã, Ngơ Đức Dương) [5] Kết nghiên cứu ứng dụng sản xuất chọn tạo nhiều giống đậu tương có suất cao, phẩm chất tốt, phù hợp với điều kiện khí hậu, canh tác Việt Nam Tại Trung tâm Nghiên cứu thực nghiệm đậu đỗ, Viện Khoa học kỹ thuật Nông nghiệp Việt Nam, nhiều giống đậu tương nhập nội giống địa phương đánh giá khả chịu hạn, chịu nóng số phương pháp: cho hạt nảy mầm dung dịch đường sacarozơ, phương pháp dùng nhiệt độ cao [3], [4] Kết từ 1000 mẫu giống nhập nội phân lập 68 mẫu giống chịu hạn tổng hợp, 14 mẫu giống vừa chịu nóng, chịu hạn tốt vừa có đặc tính kinh tế quan trọng… Các nghiên cứu huỳnh quang diệp lục, cường độ quang hợp cho phép đánh giá nhanh khả chịu hạn [11], [16] CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Đối tượng nghiên cứu - Đối tượng nghiên cứu đậu tương thuộc giống: DT84, VX9-3 AK03 Viện Khoa học kỹ thuật Nông nghiệp Việt Nam cung cấp - Nguồn gốc giống thí nghiệm: + VX9-3: Hạt có dạng hình bầu dục, màu vàng nhạt Rốn hạt có màu nâu nhạt Khối lượng 1000 hạt 140 - 150g Năng suất 12 - 15 tạ/ha Thời gian sinh trưởng 90 - 95 ngày Giống chọn lọc cá thể từ giống nhập nội Philippin Được công nhận giống năm 1990 Giống có khả chịu hạn trung bình + AK03: Giống tạo cách chọn lọc cá thể từ giống đậu tương nội nhập G 2261 Được công nhận giống năm 1990 Dạng hạt bầu dục, màu vàng nhạt Khối lượng 1000 hạt 125 - 130g Năng suất trung bình 13 - 15 tạ/ha Thời gian sinh trưởng 80 - 85 ngày Giống có khả chịu hạn trung bình + DT84: Giống tạo cách xử lý đột biến dòng 33 - (tổ hợp lai DT80 × ĐH4) tia gama C060 /18 Kr Được công nhận giống năm 1995 Hạt to, màu vàng sáng Khối lượng 1000 hạt 150 - 160g Năng suất trung bình 13 18 tạ/ha Thời gian sinh trưởng 85 - 95 ngày Giống có khả chịu hạn 2.2 Phương pháp nghiên cứu 2.2.1 Phương pháp bố trí thí nghiệm - Chúng tơi tiến hành thí nghiệm Trung tâm Hỗ trợ nghiên cứu khoa học chuyển giao công nghệ - Trường ĐHSP Hà Nội - Để xác định tiêu nghiên cứu, tiến hành thí nghiệm gieo hạt dung dịch đường theo phương pháp xác định khả chịu hạn Volcova [26]: chọn hạt giống đều, khỏe, có phơi sáng, khơng sâu mọt, khơng nấm mốc Khử trùng khay đựng, bình, tay… cồn; giấy lọc phải sấy 1300C vòng giờ; hạt khử trùng dung dịch KMnO 1% phút Hạt đậu tương nảy mầm dung dịch saccarozơs với áp suất thẩm thấu 9atm Hạt sinh trưởng dung dịch đường dễ nhiễm nấm nên cần cho thêm kháng sinh nistatin 1/2 viên 1/2 lit Sau đó, chia hạt thành phần gieo khay có giấy thấm: phần tưới nước cất (lô đối chứng), phần tưới dung dịch đường (lơ thí nghiệm) Hàng ngày, bổ sung lượng nước dung dịch đường 50 ml/khay 2.2.2 Phương pháp xác định tiêu nghiên cứu 2.2.2.1 Xác định tỷ lệ nảy mầm hạt Những hạt nảy mầm hạt có chiều dài rễ mầm đạt từ 3mm trở lên [26 ], tỷ lệ nảy mầm tính theo cơng thức sau: P= a ×100 b Trong đó: P: Khả nảy mầm hạt a: Số hạt nảy mầm lơ thí nghiệm b: Số hạt nảy mầm lô đối chứng 2.2.2.2 Sinh trưởng mầm đậu tương - Chiều dài mầm (mm) Dùng thước chia đến milimet để đo Thời gian đo: ngày thứ 2, thứ thứ sau gieo - Khối lượng tươi mầm (mg/mầm) Cân khối lượng tươi mầm sau thí nghiệm xong (ngày thứ 8) - Khối lượng khô mầm (mg/mầm) Rửa mầm nước cất, sau sấy nhiệt độ 105 oC Xác định khối lượng khô sau thí nghiệm xong (ngày thứ 8) 10 Hình 6: Hàm lượng prolin mầm đậu tương thiếu nước Như vậy, tăng cường tổng hợp prolin tiêu quan trọng phản ánh khả chống chịu gặp điều kiện hạn hán Phản ứng giúp trì áp lực thẩm thấu, cấu trúc thành tế bào đảm bảo trao đổi nước sống môi trường khô hạn, tạo điều kiện cho hoạt động bình thường 3.4 Hoạt độ enzym phân giải chất dự trữ mầm đậu tương 3.4.1 Hoạt độ enzym protease Kết nghiên cứu hoạt độ protease trình bày bảng 6, hình 7, hình hình Chất dự trữ hạt đậu tương chủ yếu protein nên enzym protease hoạt động chủ đạo q trình biến đổi hố sinh hạt nảy mầm, tạo nguồn nguyên liệu cho hô hấp, cung cấp lượng chất trung gian cho trình tổng hợp chất cần thiết cho nảy mầm sinh trưởng 22 Bảng 6: Hoạt độ protease mầm đậu tương (mg/g) Giống Ngày Ngày Ngày ĐC TN % so ĐC ĐC TN % so ĐC ĐC TN % so ĐC VX9-3 1,61 ± 0,04 1,72 ± 0,04 106,83 1,77 ± 0,03 1,85 ± 0,04 104,52 1,93 ± 0,05 2,04 ± 0,05 105,70 AK03 0,68 ± 0,02 0.90 ± 0,02 132,35 0,95 ± 0,02 1,70 ± 0,03 178,95 1,14 ± 0,01 1,29 ± 0,02 113,16 DT84 2,22 ± 0,04 2,93 ± 0,06 131,98 1,56 ± 0,02 2,58 ± 0,06 165,38 1,40 ± 0,01 2,73 ± 0,09 195,00 Kết phân tích cho thấy: lơ đối chứng, hoạt độ protease hai giống AK03 VX9-3 tăng dần qua ngày thí nghiệm; riêng DT84 lại giảm dần từ ngày thứ đến ngày thứ thứ Hình cho thấy, hoạt độ protease DT84 cao sau gieo Đây điều kiện thuận lợi thúc đẩy phân giải protein diễn nhanh chóng, cung cấp nguyên liệu sơ cấp lượng cho hạt nảy mầm Hoạt độ protease AK03 thấp Khi thiếu nước, hoạt độ protease có biến đổi khác so với đối chứng Giống VX9-3 hoạt độ protease tăng dần qua ngày thí nghiệm Giống AK03 ngày thứ tăng so với ngày thứ 2, đến ngày thứ lại giảm hoạt độ cao ngày thứ DT84 ngày thứ giảm so với ngày thứ đến ngày thứ lại tăng Điều thể khả chống chịu vốn có giống đậu tương khác 23 Hoạt độ protease (mg/g) ĐC TN Ngày VX9-3 Hoạt protease (mg/g) Hoạt độ protease (mg/g) 3 2 1 Ngày Ngày AK03 DT84 Hình 7: Sự biến đổi hoạt độ protease mầm giống đậu tương 24 Hoạt độ protease (mg/g) DT84 AK03 VX 9-3 Ngày Hình 8: Sự biến đổi hoạt độ protease mầm đậu tương đủ nước Hoạt độ protease (mg/g) DT84 AK03 VX 9-3 2 Ngày Hình 9: Sự biến đổi hoạt độ protease mầm đậu tương thiếu nước 25 3.4.2 Hoạt độ enzym lipase Kết nghiên cứu hoạt độ lipase trình bày bảng 7, hình 10, hình 11 hình 12 Bảng 7: Hoạt độ enzym lipase mầm đậu tương (UI) Giống Ngày Ngày Ngày ĐC TN % so ĐC ĐC TN % so ĐC ĐC TN % so ĐC VX9-3 23,67±0,29 28,20±0,12 119,14 23,00±0,20 27,53±0,29 119,70 21,60±0,42 25,87±0,13 119,77 AK03 22,33±0,29 29,40±0,23 131,66 20,00±0,53 28,93±0,37 144,65 15,87±0,44 22,38±0,18 141,02 DT84 21,60±0,35 27,60±0,50 127,78 20,73±0,35 25,40±0,42 122,53 17,40±0,42 23,53±0,24 135,23 Kết phân tích cho thấy: hàm lượng lipase giống lơ thí nghiệm đối chứng có xu hướng giảm dần từ ngày thứ đến ngày thứ ngày thứ sau gieo Tuy nhiên, hàm lượng lipase giống ngày thứ giảm nhẹ so với ngày thứ Điều chứng tỏ, ngày đầu lượng lipit dự trữ phân giải mạnh tác động lipase, đạt cực đại vào ngày thứ 3, giảm ngày thứ lượng lipit dự trữ cạn kiệt Khi thiếu nước, hoạt độ lipase tăng cao đủ nước Điều thể hoạt độ lipase mầm đậu tương lơ thí nghiệm ln cao so với lơ đối chứng (119,14 - 144,65%) Giống AK03 có hoạt độ lipase lô đối chứng thấp so với giống lại gặp điều kiện thiếu nước lại tăng lên nhiều so với đối chứng từ 131,66 - 144,65% 26 Hoạt độ lipase (UI) 30 ĐC TN 20 10 Ngày VX9-3 Hoạt độ lipase (UI) Hoạt độ lipase (UI) 30 30 20 20 10 10 Ngày Ngày AK03 DT84 Hình 10: Sự biến đổi hoạt độ lipase mầm giống đậu tương 27 Hoạt độ lipase (UI) 30 DT84 AK03 20 VX 9-3 10 Ngày Hình 11: Sự biến đổi hoạt độ lipase mầm đậu tương đủ nước Hoạt độ lipase (UI) 30 Hình 12: Sự biến đổi hoạt độ lipase mầm đậu tương thiếu nước 3.4.3 Hoạt độ enzym amylase DT84 Kết 20 nghiên cứu trình bày bảng 8, hình 13, hình 14 hình 15 AK03 Bảng 8: Hoạt độ enzym amylase mầm đậu tương (UI) Giống 10 Ngày Ngày Ngày ĐC TN % so ĐC ĐC TN % so ĐC ĐC TN % so ĐC VX9-3 0,70±0,03 0,45±0,02 64,29 0,70±0,04 0,57±0,01 81,43 0,75±0,01 0,63±0,03 84,00 28 AK03 0,66±0,06 0,57±0,01 86,36 0,69±0,05 0,57±0,03 82,61 0,82±0,01 0,71±0,00 86,59 VX 9-3 DT84 0,56±0,01 0,56±0,04 100,00 0,62±0,01 Ngày 0,66±0,05 106,45 0,68±0,06 0,76±0,02 111,76 Kết phân tích cho thấy: hoạt độ amylase tăng dần lô đối chứng thí nghiệm qua ngày từ thứ đến ngày thứ 5, ngày thứ Ở hai giống AK03 VX9-3 hoạt độ amylase lơ thí nghiệm thấp lô đối chứng (64,29 - 86,59%) Riêng DT84, hoạt độ amylase lơ thí nghiệm cao lơ đối chứng (100 - 111,76%) Ngày thứ 3: VX9-3 lơ thí nghiệm có hoạt độ amylase thấp (0,45 UI) DT84 lơ đối chứng thí nghiệm khơng có biến động Ngày thứ 5: lô đối chứng, VX9-3 hoạt độ amylase lại khơng có biến động so với ngày thứ 3; AK03 DT84 có tăng nhẹ so với ngày thứ Lơ thí nghiệm, DT84 có hoạt độ amylase cao nhất, tăng so với ngày thứ AK03 VX9-3 khơng có chênh lệch với Ngày thứ 7: lô đối chứng AK03 có hoạt độ amylase cao 0,82 UI) Lơ thí nghiệm, DT84 có hoạt độ amylase cao (0,76 UI) Hoạt độ amylase (UI) 1,00 ĐC TN 0,75 0,50 0,25 Ngày VX9-3 29 Hoạt độ amylase (UI) Hoạt độ amylase (UI) 1,00 1,00 0,75 0,75 0,50 0,50 0,25 0,25 Ngày Ngày AK03 DT84 Hình 13: Sự biến đổi hoạt độ amylase mầm giống đậu tương Hoạt độ amylase (UI) 1,0 DT84 0,8 AK03 0,6 VX 9-3 0,4 0,2 Ngày Hình 14: Sự biến đổi hoạt độ amylase mầm đậu tương đủ nước 30 Hoạt độ amylase (UI) 1,0 0,8 DT84 AK03 0,6 VX 9-3 0,4 0,2 Ngày Hình 15: Sự biến đổi hoạt độ amylase mầm đậu tương thiếu nước Khi nảy mầm, phân giải chất dự trữ hạt diễn tăng dần, từ hạt bắt đầu hút nước mạnh đến chất dự trữ động viên tối đa sở xây dựng thành phần quan lớn Sau q trình giảm dần với giảm lượng chất dự trữ có hạt, mầm bớt dần lệ thuộc vào chất dự trữ để bắt đầu sống tự dưỡng 31 KẾT LUẬN Từ kết nghiên cứu số phản ứng sinh lý, hoá sinh giống đậu tương: VX9-3, AK03, DT84 điều kiện thiếu nước, rút số kết luận sau: - Ở giai đoạn nảy mầm, điều kiện thiếu nước làm giảm khả nảy mầm tốc độ sinh trưởng mầm đậu tương, biểu giảm tỷ lệ nảy mầm, sinh trưởng chiều dài mầm, khối lượng tươi mầm giảm tích luỹ chất khơ mầm Các giống khác có suy giảm tiêu khơng giống tuỳ thuộc vào khả hút nước hạt DT84 có tỷ lệ nảy mầm cao AK03 VX9-3 32 - Có gia tăng hàm lượng prolin sinh trưởng điều kiện thiếu nước Sự tích luỹ cao hàm lượng prolin mầm giúp tăng khă thẩm thấu tế bào, đảm bảo trao đổi nước sống môi trường thiếu nước DT84 tăng hàm lượng prolin mầm cao thiếu nước - Các enzym phân giải chất dự trữ có hoạt độ biến đổi q trình nảy mầm hạt đậu tương: lipase có xu hướng giảm dần, amylase tăng dần trình nảy mầm điều kiện dung dịch đường có áp suất thẩm thấu cao Giống DT84 tăng hoạt tính amylase, AK03 tăng hoạt tính lipase TÀI LIỆU THAM KHẢO Phạm Thị Trân Châu (chủ biên), Nguyễn Thị Hiền, Phùng Gia Tường (1997) Thực hành Hóa sinh học, Nxb Giáo dục, Hà Nội Đường Hồng Dật (2007) Cây đậu tương thâm canh tăng suất, đẩy mạnh phát triển, Nxb Nông nghiệp, Hà Nội Nguyễn Huy Hoàng (1992) Nghiên cứu đánh giá khả chịu hạn số giống đậu tương nhập nội miền Bắc Việt Nam, Luận án Phó Tiến sĩ, Hà Nội 33 Nguyễn Huy Hồng, Trần Đình Long (1995) Đánh giá khả chịu nóng tập đồn đậu tương nhập nội miền Bắc Việt Nam, Tạp chí Sinh học 17 (3), tr.45 - 48 Nguyễn Huy Hồng Nguyễn Văn Mã, Ngơ Đức Dương (1995) Nghiên cứu so sánh động thái hình thành nốt sần số giống, dòng đậu tương chịu hạn điều kiện miền Bắc Việt Nam, Tạp chí Sinh học 17 (3), tr 62 - 64 Phạm Thị Ánh Hồng (2003) Kỹ thuật sinh hóa, Nxb Đại học Quốc Gia, Thành phố Hồ Chí Minh Trần Thị Phương Liên (1999) Nghiên cứu đặc tính hóa sinh sinh học phân tử số giống đậu tương có khả chịu nóng, chịu hạn Việt Nam, Luận án Tiến sĩ sinh học, Hà Nội Trần Thị Phương Liên, Nông Văn Hải, Lê Thị Muội (2003) Protein số giống đậu tương có khả chịu nóng, chịu hạn khác nhau, Tạp chí Công nghệ Sinh học (1), tr 95 - 100 Trần Thị Phương Liên, Ngô Thị Thu Hiền, Nguyễn Huy Hồng, Nơng Văn Hải, Lê Thị Muội (1999) Hàm lượng protein, lipit thành phần axit amin hạt số giống đậu tương có khả chịu nóng hạn, Tạp chí sinh học 21 (2), tr 17 - 20 10 Nguyễn Văn Mã (1995) Khả chịu hạn đậu tương xử lý phân vi lượng thời điểm sinh trưởng khác nhau, Tạp chí sinh học tập 17 (3), tr 100 - 102 11 Nguyễn Văn Mã, Phan Hồng Quân (2000) Nghiên cứu số tiêu sinh lý, sinh hoá đậu tương điều kiện gây hạn, Tạp chí Sinh học 22 (4), tr 47 - 52 34 12 Chu Hoàng Mậu (2000) Sử dụng phương pháp đột biến thực nghiệm để tạo dòng đậu tương đậu xanh thích hợp cho miền núi Đông Bắc Việt Nam, Luận án Tiến sĩ sinh học, Hà Nội 13 Nguyễn Duy Minh, Nguyễn Như Khanh (1982) Thực hành Sinh lý thực vật, Nxb Giáo dục, Hà Nội 14 Nguyễn Văn Mùi (2001) Thực hành Hóa sinh học, Nxb Đại học Quốc gia, Hà Nội 15 Đinh Thị Phòng (2001) Nghiên cứu chọn dòng tế bào thực vật cơng nghệ tế bào thực vật, Luận án Tiến sĩ sinh học, Hà Nội 16 Nguyễn Thị Hồng Thắm, Nguyễn Văn Mã (1998) Khả chịu hạn số giống đậu tương triển vọng, Thông báo khoa học trường ĐHSP Hà Nội 2, số 1, tr 187 - 196 17 Andreas J Karamanos (1995) The involvement of proline and some metabolites in water stress and their importance as drought resistance indicators, Bulg J Plant Physiology 21 (2 - 3), p 98 - 110 18 Bates L.S (1973) Rapid determination of free protein for water – stress studies, Plant and soil 39, p 205 - 207 19 Proline, ornithine and arginine metabolism, Roles of proline in plant adaptation to envivonmental stress - http://www.hort.purdue.edu/rhodcv/hort640c/proline/pr00001.htm 20 James A Bunce (2006) Leaf elongation in relation to leaf water potential in soybean, Journal of Experimental Botany 28 (1), p 156 - 161 21 Kishor P.B.K., Hong Z., Miao G., Hu C., Verma D.P.S (1995) Overexperssion of pyrroline - - carboxylate synthetase increase proline production and confers osmotolarance in transgenic plants, Plants Physiol 108, p 138 - 1394 35 22 Miquel Ribas - Carbo, Nicolas L, Taylor, Larry Giles, Silvia Busquets, Patrick M, Finnegan, David A (2005) Effects of Water Stress on Respiration in Soybean Leaves, Plant Physiology 139, p 466 - 473 23 M.R.B Siddique, A Hamid, M.S.Islam (1999) Drought stress effects on photosynthetic rate and leaf gas exchange of wheat, Botanical Bulletin of Academia Sinica 40, p 141 - 145 24 Nanjo T., Kobayashi M, Yoshiba Y, Sanada Y, Wada K, Tsukaya H, Kakubarl Y, Yamaguchi – Shinozaki K, Shinozaki K Biological functions of proline in morphogenesis and osmotolerance revealed in antisense transgenic Arabidopsis thaliana – http://www.soygentics.org/articles/sgu2000-011.htm 25 Sheila A Blackman, Ralph L Obendorf, A Carl Leopold (1992) Maturation proteins and sugars in desiccation tolerance of developing soybean seeds, Plant Physiology 100, p 225 - 230 26 Volcova A M (1984) Xác định tính chịu hạn chịu nóng tương đối mẫu giống ngũ cốc cách gieo hạt dung dịch sacaroza xử lý nhiệt, Nxb Lêningrat (Bản dịch từ tiếng Nga) 36 ... đề tài: Phản ứng số giống đậu tương chịu hạn khác nảy mầm điều kiện thiếu nước Mục tiêu nhiệm vụ nghiên cứu 2.1 Mục tiêu nghiên cứu - Xác định số tiêu sinh lý đậu tương giai đoạn nảy mầm - Nghiên... nghiên cứu phản ứng giống đậu tương điều kiện thiếu nước để tìm giống chống chịu tốt, cho suất cao Cây trồng có phản ứng với thiếu nước không giống Với loại có biến đổi hình thái phản ứng hố sinh... đậu tương số tiêu khác điều kiện thiếu nước - Xác định khả chống chịu với môi trường số giống đậu tương CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Sự nảy mầm hạt đậu tương Nảy mầm giai