Ngoài ra trong giai đoạn này bên trong hạt còn có một số biến đổi sinh lý khác như: Hoạt động chống oxi hóa tăng cường [17-19]; Các gen và protein liên quan đến vận chuyển nước, biến đ[r]
(1)BỘ GIÁO DỤC VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ ĐÀO TẠO VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM
HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ
-
Nguyễn Võ Kỳ Duyên
NGHIÊN CỨU TẠO NƯỚC HOẠT HÓA PLASMA VÀ ỨNG DỤNG NÂNG CAO TỶ LỆ NẢY MẦM HẠT VÀ TĂNG
TRƯỞNG CỦA XÀ LÁCH XOĂN (LACTUCA CAPITATA)
LUẬN VĂN THẠC SĨ: SINH HỌC THỰC NGHIỆM
(2)BỘ GIÁO DỤC VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ ĐÀO TẠO VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM
HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ
-
Nguyễn Võ Kỳ Duyên
NGHIÊN CỨU TẠO NƯỚC HOẠT HÓA PLASMA VÀ ỨNG DỤNG NÂNG CAO TỶ LỆ NẢY MẦM HẠT VÀ TĂNG
TRƯỞNG CỦA XÀ LÁCH XOĂN (LACTUCA CAPITATA)
Chuyên ngành: Sinh học thực nghiệm
Mã số: 8 42 01 14
LUẬN VĂN THẠC SĨ SINH HỌC THỰC NGHIỆM
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
Hướng dẫn 1: TS Phạm Hữu Thiện Hướng dẫn 2: TS Nguyễn Hoàng Dũng
(3)Lời cam đoan
Tôi xin cam đoan đề tài luận văn thạc sĩ: “Nghiên cứu tạo nước hoạt hóa plasma ứng dụng nâng cao tỷ lệ nảy mầm hạt tăng trưởng xà lách
xoăn (Lactuca capitata)” thực với đồng ý hướng dẫn nhiệt
tình thầy TS Phạm Hữu Thiện thầy TS Nguyễn Hồng Dũng Đây khơng phải chép cá nhân, tổ chức Các kết thực nghiệm, số liệu, nguồn thông tin luận văn tiến hành, trích dẫn, tính tốn đánh giá
Tơi xin chịu hồn tồn trách nhiệm nội dung mà tơi trình bày luận văn
TP Hồ Chí Minh, ngày 20 tháng 10 năm 2020 Người cam đoan
(4)Lời cảm ơn
Em chân thành bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến:
Thầy TS Phạm Hữu Thiệnđã tận tình hướng dẫn, bồi dưỡng kiến thức
và tạo điều kiện tốt để em hoàn thành luận văn
Thầy TS Nguyễn Hồng Dũngđã giảng dạy, tận tình hướng dẫn, truyền
đạt kinh nghiệm động viên giúp đỡ em trình học tập, làm luận văn
Giáo sư Ahmed KHACEF - Đại học Orleans Th.S Thân Quốc An Hạ - Phó phịng Kỹ thuật Vật lý thuộc Viện Khoa học Vật liệu Ứng dụng hỗ trợ rất nhiều mặt chuyên môn thiết bị thí nghiệm cho em hồn thành luận văn
Học viện Khoa học Công nghệ, đặc biệt Phịng Đào tạo, Khoa Cơng nghệ Sinh học tạo điều kiện thuận lợi cho em suốt thời gian học tập làm luận văn
Các Thầy, Cô hội đồngđã dành thời gian đọc đóng góp nhiều ý
kiến hữu ích cho luận văn em
Ban lãnh đạo Viện Khoa học Vật liệu Ứng dụng Viện Sinh học Nhiệt đới giúp em có điều kiện sở vật chất thời gian để thực các thí nghiệm luận văn
Các anh chị bạn chuyên ngành Sinh học thực nghiệm khóa 2018B, anh chị em đồng nghiệp nhóm nghiên cứu plasma nơng nghiệp phòng Kỹ thuật Vật Lý - Viện Khoa học Vật liệu Ứng dụng động viên, giúp đỡ thời gian học tập, làm luận văn
Cuối cùng, xin chân thành cảm ơn ba mẹ em Hạnh Duyênđã
yêu thương, tạo điều kiện cho học tập
(5)Mục lục
Trang
Lời cam đoan i
Lời cảm ơn ii
Mục lục iii
Danh mục ký hiệu chữ viết tắt v
Danh mục hình vẽ, đồ thị vi
MỞ ĐẦU
CHƯƠNG TỔNG QUAN
1.1 TỔNG QUAN VỀ XÀ LÁCH XOĂN VÀ SỰ NẢY MẦM VÀ TĂNG TRƯỞNG HẠT
1.1.1 Xà lách xoăn
1.1.2 Sự nảy mầm hạt
1.1.3 Sự tăng trưởng giai đoạn đầu hạt 10
1.2 TỔNG QUAN VỀ NƯỚC HOẠT HÓA PLASMA 11
1.2.1 Giới thiệu chung plasma nước hoạt hóa plasma 11
1.2.2 Chế tạo nước hoạt hóa plasma 11
1.2.3 Sự tạo thành các chất có chứa gốc oxy tự (ROS) chất có chứa gốc nitơ tự (RNS) có nước hoạt hóa plasma 12
1.2.4 Vai trò nước hoạt hóa plasma nảy mầm hạt 14
1.2.5 Vai trị nước hoạt hóa plasma tăng trưởng giai đoạn đầu hạt 19
1.2.6 Tình hình nghiên cứu nước 19
CHƯƠNG VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP 22
(6)2.2 NGUYÊN VẬT LIỆU 22
2.3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 23
2.3.1 Điều chế xác định tính chất lý hóa nước hoạt hóa plasma 23
2.3.2 Sự ảnh hưởng nước hoạt hóa plasma đến trình nảy mầm hạt 24 2.3.3 Sự ảnh hưởng nước hoạt hóa plasma đến q trình tăng trưởng sớm của hạt 26
2.3.4 Phương pháp xử lý số liệu 27
CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 28
3.1 TÍNH CHẤT LÝ HĨA CỦA NƯỚC HOẠT HÓA PLASMA 28
3.2 SỰ ẢNH HƯỞNG CỦA NƯỚC HOẠT HĨA PLASMA ĐẾN Q TRÌNH NẢY MẦM HẠT 33
3.2.1 Kết chụp SEM 33
3.2.2 Trọng lượng nghìn hạt 35
3.2.3 Tỷ lệ nảy mầm hạt 36
3.3 SỰ ẢNH HƯỞNG CỦA NƯỚC HOẠT HĨA PLASMA ĐẾN Q TRÌNH TĂNG TRƯỞNG TRONG GIAI ĐOẠN SỚM CỦA HẠT 39
3.3.1 Chiều cao thân, chiều dài rễ 39
3.3.2 Trọng lượng khô/ trọng lượng tươi 43
3.3.3 Diện tích 44
3.3.4 Nồng độ chlorophyll 45
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 47
(7)Danh mục ký hiệu chữ viết tắt
ABA: Abscisic acid Axit abxixic
DBD: Dielectric barrier discharge Phóng điện qua lớp điện môi
DNA: Deoxyribonucleic acid Axit deoxyribonucleic
GA: Gibberellic acid Axit gibberellic
PAW: Plasma activated water Nước hoạt hóa plasma
RNA: Ribonucleic acid Axit ribonucleic
RNS : Reactive nitrogen species Các chất chứa ni-tơ có hoạt tính
ROS : Reactive oxygen species Các chất chứa oxy có hoạt tính
(8)Danh mục hình vẽ, đồ thị
Trang
Hình 1.1 Hình ảnh minh họa hình dáng rễ (s), thân (b), (c) hoa (d) xà
lách xoăn
Hình 1.2 Sự hình thành phân giải NO thực vật 14
Hình 1.3 Quá trình đồng hóa Nitơ thực vật 16
Hình 2.1: Hoa chứa hạt xà lách xoăn ……… 21
Hình 2.2: Sơ đồ chế tạo PAW (trái) hình vẽ minh họa sơ đồ (phải) 22
Hình 2.3: Các bước tiến hành theo dõi ảnh hưởng PAW nảy mầm tăng trưởng hạt xà lách xoăn 27
Hình 3.1: Sự thay đổi nồng độ NO3-, H2O2, O3- nước thay đổi thời gian hoạt hóa plasma ……… ………27
Hình 3.2: Sự thay đổi độ dẫn điện nước tăng thời gian hoạt hóa plasma 31
Hình 3.3: Sự thay đổi pH nước tăng thời gian hoạt hóa plasma 32
Hình 3.4: pH PAW 60 phút hoạt hóa plasma……… ………32
Hình 3.5: Ảnh SEM bề mặt hạt sau ngâm với mẫu nước khác nhau 34
Hình 3.6: Trọng lượng nghìn hạt mẫu sau ngâm với nước cất các mẫu nước hoạt hóa plasma thời gian khác 35
Hình 3.7: Tỷ lệ nảy mầm hạt (Rg) ngày đầu………36
Hình 3.8: Các số nảy mầm hạt vào ngày thứ 38
Hình 3.9: Sự hình thành từ hạt ngâm với P15 sau (a) (b), giờ (c) 24 (d)……… 39
Hình 3.10: Chiều dài phơi sau 24 theo dõi 40
(9)Hình 3.12: Hình ảnh mẫu sau ngày theo dõi 42
Hình 3.13 : Hình dạng rễ P5 (trái) P30 (phải) sau ngày theo dõi 42
Hình 3.14: Tỷ lệ trọng lượng khơ trọng lượng tươi sau ngày theo dõi ……… 43
Hình 3.15: Diện tích sau ngày theo dõi 44
Hình 3.16: Ảnh chụp mẫu sau ngày theo dõi ……… 44
(10)MỞ ĐẦU
1. Đặt vấn đề
Hiện nay, nhà khoa học nghiên cứu nhiều cách để kích thích hạt nảy mầm nhanh sử dụng từ trường [1], xử lý siêu âm [2] sử dụng ô-zôn, tia UV hay plasma nguội hay nước hoạt hóa plasma (Plasma activated water – PAW) [3] Ở phương pháp có ưu, nhược điểm khác Tuy nhiên, nước hoạt hóa plasma (PAW) có nhiều ưu điểm thân thiện với môi trường, thời gian xử lí ngắn, tiết kiệm lượng, khơng gây hại cho hạt, thực vật sức khỏe người Chính mà những năm gần việc áp dụng PAW nông nghiệp, cụ thể kích thích nảy mầm vầ tăng trưởng trở thành xu hướng nghiên cứu nhà khoa học thể giới Mặt khác, hiệu kích thích nảy mầm tăng trưởng thực vật PAW phụ thuộc vào thành phần nồng độ chất có PAW, việc nghiên cứu chế tạo PAW để ứng dụng tăng trưởng thực vật hướng nghiên cứu theo kịp xu hướng giới
Xà lách xoăn (Lactuca capitata) được chọn đối tượng nghiên cứu
là loại thực vật có: độ nhạy hạt giống cao, tốc độ mầm nhanh, tăng trưởng tuyến tính, khơng nhạy cảm với khác biệt pH phạm vi rộng [4] Ngoài ra, xà lách xoăn cịn loại rau ăn sống có giá trị kinh tế cao
Chính luận điểm mà đề tài “Nghiên cứu tạo nước hoạt hoá plasma ứng dụng nâng cao tỷ lệ nảy mầm hạt tăng trưởng xà lách
xoăn (Lactuca capitata)” hứa hẹn có hiệu kinh tế mà đảm bảo an
toàn cho trồng, người, vật nuôi, môi trường áp dụng vào thực tiễn với quy mô lớn
2. Mục tiêu đề tài
Tối ưu hóa điều kiện chế tạo nước hoạt hóa plasma đánh giá hoạt tính của nước hoạt hóa plasma nâng cao tỷ lệ nảy mầm hạt tăng trưởng
trong giai đoạn sớm xà lách xoăn (Lactuca capitata)
3. Đối tượng phạm vi nghiên cứu
(11)Phạm vi nghiên cứu: Các mẫu nước plasma chế tạo phương pháp plasma nguội phịng thí nghiệm Plasma nơng nghiệp thuộc phịng Kỹ thuật Vật lý - Viện Khoa học Vật liệu Ứng dụng
4. Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài
Ý nghĩa khoa học: Xác định vai trị nước hoạt hóa plasma đối
với nảy mầm tăng trưởng xà lách xoăn (Lactuca capitata)
Ý nghĩa thực tiễn: Tìm kỹ thuật để ứng dụng kích thích nảy
(12)CHƯƠNG TỔNG QUAN
1.1. TỔNG QUAN VỀ XÀ LÁCH XOĂN VÀ SỰ NẢY MẦM VÀ TĂNG
TRƯỞNG HẠT
1.1.1 Xà lách xoăn
Xà lách xoăn (Lactuca savita var capitata L.) thuộc họ hoa cúc, lồi
Lactuca, có lồi mang cặp nhiễm sắc thể, có lồi mang 17 cặp nhiễm
sắc thể, tên khoa học Lactuca sativa, thực vật bậc cao, lớp mầm, có lồi
là năm, có lồi năm
Xà lách thực vật thượng đẳng có đơn vị phân loại sau:
Ngành hạt kín : Angiospermatophyta
Lớp hai mầm : Dicotyledoneae
Bộ cúc : Alerales
Họ cúc : Compositae
Chi : Lactuca
Giống xà lách : Lactuca sativa L
Đặc điểm thực vật
Rễ: rễ xà lách thuộc loại rễ chùm, phân bố chủ yếu tầng đất – 20cm Tuy nhiên rễ nhìn rõ thấy phần: rễ rễ thẳng phát triển làm nhiệm vụ giữ cây, bám vào đất hơn, ngồi cịn làm nhiệm vụ hút nước và dinh dưỡng cho Từ rễ mọc nhiều rễ phụ để hỗ trợ bám đất, hút nước khoáng chất [5]
Thân: thuộc loại thân thảo, mềm, ngắn, không phân nhánh, phát sinh các mọc sít Thân nơi kết nối rễ lá, vận chuyển chất khoáng, chất hữu rễ hút lên đến tổng hợp nuôi [5]
(13)hoặc trắng ngà Các phía mềm, chứa nhiều chất dinh dưỡng phía ngồi Bề mặt lồi lõm, gấp khúc [5]
Hoa: Chùm hoa dạng đầu, chứa số lượng lớn hoa nhỏ kết chặt với nhau đế hoa Hoa có đài, nhị noãn, hoa tự thụ, hạt phấn và nỗn có độ hữu thụ cao Hoa nở từ lúc có ánh sáng mặt trời đến trưa, thụ phấn tốt lúc 9- 10 sáng [5]
Quả: Loại bế, hạt khơng có nội nhũ [5]
Hình 1.1 Hình ảnh minh họa hình dáng rễ (s), thân (b), (c) hoa (d)
xà lách xoăn
Thành phần hóa học:
Thành phần hóa học xà lách xoăn (Lactuca capitata): 100 gam
(14)Bảng 1: Giá trị dinh dưỡng 100g xà lách xoăn
Dược tính
Chống oxy hóa: Hoạt tính chống oxy hóa xà lách xoăn kiểm chứng điều kiện in vitro in vivo Trong điều kiện in vitro cho thấy hoạt tính chống lại gốc tự DPPH với tỷ lệ phần trăm ức chế 40–80% nồng độ dịch chiết xà lách xoăn khác [6,7]; hoạt động chống oxy hóa chiết xuất chống lại q trình peroxy hóa axit linoleic [8] ức chế tổn
thương oxy hóa xạ UV gây Salmonella typhi [18] Với in vivo
mơ hình chuột chiết xuất methanol làm tăng mức độ biểu hai enzym chống oxy hóa, catalase superoxide dismutase (SOD) máu não chuột bạch tạng đực làm giảm hình thành malondialdehyde (MDA) máu não chuột [9]
Kháng khuẩn, kháng nấm, kháng vi-rút: Chiết xuất methanol xà lách
xoăn có khả kháng loại khuẩn S aureus, Streptococcus pyogenes,
B subtillis, P aeruginosa, E coli, S aureus, S pyogenes [6] Các hợp chất xà lách xoăn có hoạt tính làm thay đổi thành phần tế bào chất nấm men, gây tổn thương đến thành tế bào chúng Các hoạt động kháng vi-rút
chiết xuất L capitata chứng minh vi-rút cytomegalovirus người
[10]
Nguồn: Từ USDA (U.S Department of Agriculture)
Thành phần Lượng Đơn vị Thành phần Lượng Đơn vị
Calo(kcal) 14 K.cal Protein 1.4 g
Lipid 0,2 g Vitamin A 7.405 IU
Cholesterol mg Canxi 36 mg
Natri 28 mg Vitamin D IU
Kali 194 mg Vitamin C mg
Cacbohydrat 2.9 g Sắt 0.9 mg
Chất xơ 1.3 g Vitamin B6 0.1 mg
(15)Chống ung thư: chiết xuất xà lách xoăn ức chế phát triển tế bào bệnh bạch cầu HL-60 tế bào ung thư vú MCF-7 cách kích hoạt kinase điểm kiểm tra 2, tạo chất ức chế khối u p21 điều hòa giảm proto-oncogene cyclin D1; ức chế chết tế bào HL-60 cách acetyl hóa alpha-tubulin [11]
Xà lách xoăn cịn có số hoạt tính sinh học khác như: giảm đau
chống viêm L sativa [12,13]; Chống đông máu mạnh ngang với aspirin
[12]; Chống độc chúng [14],…
Ngồi ra, xà lách xoăn cịn loại rau ăn sống quan trọng phổ biến Xà lách xoăn thường thường sử dụng ăn salat, bánh mì kẹp, hăm-bơ-gơ,…
1.1.2 Sự nảy mầm hạt
1.1.2.1 Nguyên lý nảy mầm hạt
Hạt sản phẩm hình thành sau thụ tinh kép, gồm thành phần: Phôi; Chất dinh dưỡng dự trữ; Vỏ hạt: phát triển từ vỏ noãn
Sự nảy mầm hạt xem bắt đầu trình sinh trưởng, phát triển Từ hạt ngủ nghỉ chuyển sang trạng thái nảy mầm quá trình biến đổi sâu sắc nhanh chóng hố sinh sinh lí xảy hạt
Sự biến đổi hóa sinh
Đặc trưng biến đổi hóa sinh nảy mầm tăng đột ngột hoạt động thủy phân xảy hạt Các hợp chất dự trữ dạng các polymer tinh bột, protein, lipit… bị phân giải thành chất monomer như đường đơn, axit amin, axit béo,… phục vụ cho nảy mầm Chính vậy mà enzym thủy phân hoạt hóa nhanh Mức độ hoạt hóa các enzym thủy phân hạt phụ thuộc vào tính chất đặc trưng thành phần hóa học hạt
(16)phân thành đường làm nguyên liệu cho hô hấp tăng áp suất thẩm thấu hạt
Các hạt có thành phần trữ chủ yếu protein hạt đậu đỗ hoạt tính enzym protease tăng lên mạnh mẽ enzym khác Protein bị phân hủy thành axit amin, axit amin sử dụng để tổng hợp các protein thứ cấp cấu tạo nên chất nguyên sinh mầm non sinh
trưởng Với hạt nảy mầm tối axit amin kết hợp với NH3 để
tạo nên amit (asparagine, glutamin)
Với hạt chứa nhiều lipit hạt lạc, vừng, hướng dương, cọ dầu …thì có hoạt tính lipase ưu Lipit phân hủy thành axit béo phục vụ cho việc khai thác lượng xây dựng tế bào
Sự tăng hoạt tính enzym thủy phân có lẽ chủ yếu enzym này tổng hợp lớp tế bào aleuron hạt hoạt hóa enzym có sẵn
Sau giai đoạn nảy mầm, cối xuất hoạt động tổng hợp chất cấu tạo nên tế bào xảy mạnh mẽ Đó tổng hợp protein, axit nucleic, phospholipid, pectin, xenlulose…
Sự biến đổi sinh lý
Hô hấp: Biến đổi sinh lý đặc trưng trình nảy mầm hô hấp Ngay sau hạt hút nước hoạt tính enzym hố hấp tăng lên mạnh, làm cường độ hô hấp hạt tăng lên nhanh [15] Hô hấp giúp có đủ lượng nguyên liệu cần thiết cho nảy mầm
Cân hooc-môn: Trong q trình nảy mần, cân hooc-mơn trạng thái ngủ nghỉ nảy mầm bị thay đổi [16] Sự cân hooc-mơn điều chỉnh q trình nảy mầm cân GA/ABA Khi hạt ngủ nghỉ hàm lượng ABA cao GA khơng đáng kể Nhưng ta ngâm hạt, phôi phát động sinh trưởng phơi tăng cường tổng hợp giberelin nên làm hàm lượng của chúng tăng nhanh, ngược lại, hàm lượng ABA giảm dần
(17)có thể xử lý nhiệt độ thấp cho hạt để giảm hàm lượng ABA tăng hàm lượng GA phôi hạt Khi cân hooc-môn nghiêng phía GA hạt nảy mầm
Ngoài giai đoạn bên hạt cịn có số biến đổi sinh lý khác như: Hoạt động chống oxi hóa tăng cường [17-19]; Các gen protein liên quan đến vận chuyển nước, biến đổi thành tế bào, tổ chức khung tế bào phân chia tế bào, khả tổng hợp protein, khả xử lý sau dịch mã trình phân giải protein mục tiêu liên quan đến nảy mầm tăng nhanh [20,21]
1.1.2.2 Diễn diến trình nảy mầm
Bước nảy mầm giai đoạn thu nước (6 - 12 tùy loại hạt), giai đoạn I, hạt khơ hấp thu nước nhanh chóng hạt hoàn toàn ngậm nước Đến giai đoạn II hấp thu nước bị hạn chế, hạt giống khơng hoạt động chết giai đoạn không thay đổi Giai đoạn nảy mầm kéo dài khoảng 12 - 48 giờ, giai đoạn hấp thụ nước hạt gia tăng liên tục Sự nảy mầm rễ mầm lú khỏi vỏ hạt bắt đầu giai đoạn tăng trưởng mầm đến mầm tự dưỡng nảy mầm kết thúc [22] Trong giai đoạn I II, hạt giống có thay đổi chuyển hóa lớn chuẩn bị cho phát triển kéo dài rễ mầm [23]
Trong giai đoạn nảy mầm, tế bào to lên làm trọng lượng tươi tăng dần, tế bào biểu mô kéo dài tế bào xếp dày đặc khơng có khoảng gian bào [24] Trong giai đoạn hấp thu nước, mạng lưới nội chất bắt đầu xuất tất tế bào, số lượng ty thể, lục lạp, máy Golgi… tăng lên chứng minh tế bào biểu mô lớp vỏ chuyển từ trạng thái ngủ sang trạng thái hoạt động [25]
Các RNA lưu trữ phôi trưởng thành hoạt động thời
gian nảy mầm Ở Arabidopsis, hoạt động tổng hợp protein thấp
đầu tiên giai đoạn hấp thu nước, sau tăng mạnh đạt mức tối đa thời gian từ đến 24 [2]
(18)đang ngủ nghỉ, hàm lượng ABA cao GA không đáng kể Nhưng ngâm hạt, phôi phát động sinh trưởng nên tăng cường tổng hợp giberelin làm hàm lượng chúng tăng nhanh hạt ngược lại, hàm lượng ABA giảm dần Vì vậy, thực tiễn sản xuất, để phá ngủ nghỉ hạt làm cho chúng nảy mầm để gieo phải xử lí GA
1.1.2.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến nảy mầm hạt
Sự nảy mầm hạt giống phụ thuộc vào điều kiện bên lẫn bên ngoài Những nhân tố bên quan trọng bao gồm nhiệt độ, nước, ôxy, và nhu cầu ánh sáng [26] Nhiều loài cần điều kiện khác nhau để nảy mầm hiệu Điều thường phụ thuộc vào đa dạng của hạt giống có liên kết chặt chẽ với điều kiện sinh thái nơi sống tự nhiên
Nước
Độ ẩm điều kiện quan trọng cho nảy mầm Nước làm mềm vỏ hạt nên hạt dễ thấm oxygen carbon dioxide, đồng thời nước làm tan chất dự trữ giúp chúng vào phản ứng biến thối Nước lơi chất ức chế nảy mầm khỏi hạt [27] Ngồi ra, nước cịn dung mơi cho phản ứng hoá sinh hạt nảy mầm điều kiện cần thiết cho hô hấp hạt Hạt khơ khơng khí có độ ẩm 10 - 14% ngủ nghỉ Khi hạt hút nước đạt hàm lượng 50 - 70% hạt bắt đầu phát động sinh trưởng nảy mầm Riêng với xà lách xoăn loại ưa ẩm nên độ ẩm đồng ruộng thích hợp 70 - 80% độ ẩm khơng khí 65% - 75% [27]
Nhiệt độ
Nhiệt độ cho hạt xà lách xoăn giống nảy mầm 25 ± 2oC Nhiệt độ ảnh
hưởng hoạt tính enzym Ở nhiệt độ thấp, có thủy phân protein thành axit amin amid, thuận lợi cho việc hấp thu nước Mặt khác, nhiệt độ ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng hố sinh diễn q trình nảy mầm hô hấp hạt Khi mầm xuất nhiệt độ ảnh hưởng đến sinh trưởng mầm
(19)Nảy mầm trình thu nhiệt tiêu thụ nhiều lượng Ngoại trừ số lồi, điều kiện kị khí ức chế nảy mầm, oxygen tuyệt đối cần thiết Lượng oxygen cần thiết cho hạt nảy mầm để hạt hơ hấp hiếu khí, tạo lượng, đồng thời oxy hóa chất ức chế phơi tăng trưởng [28]
Yếu tố khác
Ánh sáng: Với số lồi khác ánh sáng kích thích nảy mầm hạt số khác lại gây cản trở Ví dụ với tia sáng đỏ (bước sóng 580 - 660 nm) kích thích sản xuất gibberellin nảy mầm hạt thuốc xà lách xoăn [29].
Chất dự trữ hạt: Chất dự trữ nguồn dinh dưỡng để nuôi mầm Nội nhũ hạt lúa đủ lớn, chứa đủ chất dinh dưỡng dự trữ phơi chuyển thành mầm khỏe mạnh [30]
Nồng độ dung dịch đất: Khi ta gieo hạt vào đất có nồng độ muối cao sự nảy mầm bị ức chế áp suất thẩm thấu đất cao áp suất thẩm thấu hạt, hạt không hút nước dẫn đến trình nảy mầm bị cản trở
1.1.3 Sự tăng trưởng giai đoạn đầu hạt
Khi hạt nảy mầm rễ mầm (radicle) xuất trước, sau đến thân mầm Thân mầm bao bọc bao mầm (diệp tiêu), dài khoảng cm Kế đó, xuất hiện, gọi thứ hay khơng hồn tồn Sau đó đến thứ hai, có đầy đủ phiến bẹ lá.
Trong giai đoạn có biến đổi bên như: hoạt tính biến dưỡng mầm tăng mạnh, hoạt tính biến dưỡng mơ dự trữ giảm mạnh; Con đường glyco giải chu trình axit citric hoạt động mức độ khác nhau tùy hạt điều kiện bên ngồi; Chu trình glyoxilic hoạt động chuyển hóa lipid thành glucid
(20)vậy, để có kết luận tồn diện vai trị PAW nảy mầm hạt thì cần phải theo dõi phát triển ngày đầu
1.2. TỔNG QUAN VỀ NƯỚC HOẠT HÓA PLASMA
1.2.1. Giới thiệu chung plasma nước hoạt hóa plasma
Plasma trạng thái thứ tư vật chất rắn, lỏng, khí Khi phân tử nguyên tử thể khí sử dụng electron chứa lượng từ phóng điện một chiều (DC) xoay chiều (AC) (tần số đến 100 kHz), phóng điện tần số vô tuyến (tần số dao động từ 100 kHz đến 100 MHz) Sản phẩm q trình phóng điện hỗn điện tử tự do, ion hạt trung tính (nguyên tử và phân tử trạng thái trạng thái kích thích) Plasma nguội một phần plasma, khí bị ion hố trạng thái khơng cân bằng, đặc trưng lượng electron cao nhiệt độ dịng khí nhiệt độ thấp [31]
Plasma chia làm hai loại plasma nóng plasma nguội Plasma nóng có phân tử, nguyên tử, ion electron nhiệt độ nhau, nhiệt độ cao
(5 x 103 – 20 x 103 K) Plasma nguội (plasma không nhiệt, plasma lạnh) có
ion hạt trung hịa có nhiệt độ thấp nhiều so với nhiệt độ electron [31] Vì điều kiện thí nghiệm plasma nguội nhiệt độ thấp
(không cao nhiều so với nhiệt độ phịng – khoảng 600C) nên thí nghiệm
có thể thiết kế thực hạt giống Ngoài ra, hệ thống plasma nguội thường có phí bảo trì thấp có chi phí lượng thấp
Trong mơi trường khơng khí, plasma tồn phần tử như: UV, O2-°,
O°, HO
2°, N°, H°, O2+, N2+ , OH°, O3, NOx…
1.2.2. Chế tạo nước hoạt hóa plasma
nhiệt độ, nước, ôxy, [26].