Hạn hán gây ra sự ức chế cho các bộ phận của cây theo trình tự lá- thân- rễ [7]. Như vậy khi cây bị hạn, ngoài lá thì rễ cũng là cơ quan chịu ảnh hưởng. Kết quả nghiên cứu hàm lượng proline ở rễ đậu Hà Lan trong thời kỳ cây con được trình bày trong bảng 3.2 và hình 3.2.
Bảng 3.2. Hàm lượng proline ở rễ đậu Hà Lan khi gây hạn ở thời kỳ cây con Đơn vị: μg/g Giai
Gây hạn 1 4,167 0,014 a 4,179 0,012 a 100,27 2 4,138 0,009 a 4,262 0,011 b 103,01* 3 4,151 0,007 a 4,353 0,007 c 104,86* 4 4,174 0,003 a 4,453 0,011 d 106,68* 5 4,149 0,013 a 4,577 0,006 e 110,33* Hồi phục 6 4,156 0,009 a 4,566 0,010 e 109,87* 7 4,158 0,014 a 4,430 0,031 d 106,54* 8 4,167 0,005 a 4,305 0,012 c 103,32* 9 4,138 0,007 a 4,217 0,007 b 102,92* 10 4,133 0,005 a 4,172 0,009 a 100,92
Tương tự như ở lá, trong điều kiện cung cấp đủ nước hàm lượng proline ở rễ có mức biến động không rõ rệt. Sự sai khác này không có ý nghĩa thống kê. ở lô thí nghiệm, hầu như trong tất cả các ngày gây hạn proline trong rễ đều cao hơn so với đối chứng. Sự khác biệt thể hiện rõ từ ngày gây hạn thứ 2, lúc này hàm lượng proline đo được là 4,262μg/g, đạt 103,01% so với đối chứng. Sang đến ngày gây hạn thứ 3, 4, 5 mức độ biến động proline so với ngày gây hạn thứ 2 và giữa các ngày với nhau là khá lớn, hàm lượng proline có sự thay đổi rõ rệt trong từng ngày, tương ứng là 104,86%, 106,68% và 110,33% so với đối chứng. Như vậy trong toàn bộ quá trình gây hạn hàm lượng proline ở rễ có sự thay đổi lớn, biên độ dao động từ 4,179μg/g đến 4,577μg/g. Khi có hạn thì có sự gia tăng hàm lượng proline. Điều đó cho thấy proline góp phần làm tăng áp suất thẩm thấu giúp cho tế bào rễ cạnh tranh để lấy được những phân tử nước còn lại trong đất. Như vậy chất hoà tan proline được tích lũy trong tế bào rễ đã cải thiện đáng kể khả năng hút nước của cây, từ đó tế bào rễ vẫn đảm bảo khả năng cung cấp nước cho các cơ quan trên mặt đất, đảm bảo cho các hoạt động sống diễn ra bình thường.
Hình 3.2. Hàm lượng proline ở rễ đậu Hà Lan khi gây hạn ở thời kỳ cây con Khi thấy dấu hiệu lá cuối cùng của cây có triệu chứng héo thì quá trình gây hạn kết thúc, cây được tưới nước trở lại. Trong ngày đầu tiên được cung cấp nước trở lại (ngày thứ 6) hàm lượng proline có sự suy giảm nhưng không đáng kể (đạt 109,87% so với đối chứng). Sang đến ngày thứ 7, 8, 9 hàm lượng proline đã giảm nhiều (đạt 106,54%; 103,32% và 102,92% so với đối chứng). Đến ngày thứ 10 hàm lượng proline trở về giá trị gần như lúc ban đầu và không tiếp tục giảm hơn nữa. Kết quả này cho thấy rằng khi không còn gặp phải stress nước, proline sẽ được phân giải dần để hạ thấp hàm lượng trong cây.
Nghiên cứu proline trong lá và rễ đậu Hà Lan ở thời kỳ cây con cho thấy có mối tương quan thuận giữa hàm lượng proline với quá trình gây hạn. Kết quả này khẳng định nhận xét của Levitt (1980) [57], McKesie và Leshem (1994) [59] về tính chống chịu với các điều kiện bất lợi ở cây trồng có mối tương quan thuận.
Hình 3.3. So sánh hàm lượng proline ở lá và rễ thí nghiệm khi gây hạn ở thời kỳ cây con.
Trong điều kiện thiếu nước sự hình thành, tích luỹ và phân giải proline ở lá và rễ đã phản ánh khả năng chịu hạn của cây. Khi sự thiếu nước diễn ra càng mạnh thì hàm lượng proline càng tăng. Hàm lượng proline được hình thành cao nhất trong quá trình gây hạn khi lá dưới cùng của cây héo.
ở thời kỳ cây con, hàm lượng proline trong cả lá và rễ khi gây hạn đều có tốc độ gia tăng nhanh hơn so với tốc độ phân giải proline trong giai đoạn hồi phục. Hàm lượng proline ở rễ thí nghiệm luôn cao hơn lá thí nghiệm, điều này cho thấy rễ có phản ứng tăng cường tổng hợp proline cao hơn nên có khả năng chống chịu với hạn tốt hơn lá. Nhưng xét về tốc độ biến động proline ở lá và rễ trong 2 giai đoạn gây hạn và hồi phục thì giá trị proline ở lá có biên độ dao động lớn hơn rễ, điều này chứng tỏ là là cơ quan mẫn cảm hơn với hạn.