Số liệu thu được từ các thí nghiệm được xử lý bằng phần mềm SPSS phiên bản 16.5 cho Window. Sự khác biệt có ý nghĩa ở mức xác xuất 0,05 với các giá trị được thể hiện bởi các chứ cái khác nhau kèm theo.
- Số lần lặp lại của mỗi nghiệm thức: 3 - Thời gian thực hiện đề tài: 3/2012 -3/2013.
- Địa điểm thực hiện đề tài: Phòng thí nghiệm Sinh lí thực vật trường Đại học Sư phạm Thành Phố Hồ Chí Minh, phòng thí nghiệm Sinh lí thực vật trường Đại học Khoa Học Tự Nhiên – Đại học Quốc Gia Thành Phố Hồ Chí Minh.
Chương 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1. Kết quả
3.1.1. Thời điểm bão hòa nước của hạt lúa
4 giờ đầu sau khi ngâm, trọng lượng tăng nhanh, sau đó tăng ít dần cho đến khi trọng lượng không đổi sau 5 giờ. Đó chính là thời điểm bão hòa nước (bảng 3.1, hình 3.1).
Quan sát hình thái bên ngoài của hạt trước khi ngâm hạt cho thấy phôi và phôi nhũ nhỏ, hạt cứng (ảnh 3.1). Lát cắt ngang cho thấy có sự hiển diện của sơ khởi rễ và sơ khởi chồi (ảnh 3.2). Hạt lúa ở thời điểm bão hòa nước ngoài tự nhiên cũng như trong in vitro đều trương phồng lên, phôi và phôi nhũ lớn hơn (ảnh 3.3, 3.4).
Khi giải phẫu lát cắt ngang cho thấy có sự kéo dài sơ khởi rễ và sơ khởi chồi (ảnh 3.5), đặc biệt là sự phân chia mạnh của nhóm tế bào sơ khởi rễ ở đầu chóp rễ (ảnh 3.6).
Bảng 3.1: Thời điểm bão hòa nước của hạt lúa
Thời gian Khối lượng (g)
0 5,00 ± 0,000a 1 5,14 ± 0,007b 2 5,28 ± 0,012c 3 5,39 ± 0,010d 4 5,46 ± 0,009e 5 5,55 ± 0,003f 6 5,57 ± 0,003f 7 5,57 ± 0,005f
Các giá trị trung bình trong cột với các mẫu tự khác nhau khác biệt có ý nghĩa ở mức p = 0,05
Hình 3.1. Thời điểm bão hòa nước của hạt lúa
Ảnh 3.2. Cấu trúc phôi lúa cắt dọc trước khi ngâm nước 1: sơ khởi rễ, 2: sơ khởi chồi
Ảnh 3.4. Hạt lúa sau 5 giờ, khi hạt bão hòa nước trong môi trường MS1/2
Ảnh 3.5. Cấu trúc phôi lúa cắt dọc lúc bão hòa nước (sau 5 giờ ngoài tự nhiên) 1: sơ khởi rễ, 2: sơ khởi chồi, 3: nhóm tế bào sơ khởi rễ phân chia mạnh
Ảnh 3.6. Sự kéo dài của sơ khởi rễ sau khi bão hòa nước sau 5 giờ trong môi trường MS1/2
Mũi tên chỉ nhóm tế bào sơ khởi rễ đang phân chia mạnh
3.1.2. Sự tăng trưởng cây mầm lúa in vitro
Trong bốn môi trường MS1/2, MS1/5, MS1/10, MS (đối chứng) cho thấy hạt lúa nảy mầm với tỉ lệ cao hơn trên môi trường MS1/2, chiều dài rễ và chiều dài chồi phát triển tốt hơn trong các môi trường còn lại (bảng 3.2, 3.3).
Khi quan sát hình thái bên ngoài hạt lúa một ngày tuổi cho thấy hạt lúa trên môi trường MS1/2 đã có mầm lú ra dài hơn (ảnh 3.7, 3.8). Cây mầm lúa trên môi trường MS1/2 3 ngày tuổi, 5 ngày và 7 ngày tuổi đều phát triển tốt nhất trên cả hai chỉ tiêu chiều dài rễ và chiều dài chồi. Môi trường MS cây mầm phát triển chậm nhất (ảnh 3.9, 3.10, 3.11). Quan sát hình thái giải phẫu ở trên mô phân sinh chồi đã thấy xuất hiện các sơ khởi lá (ảnh 3.12).
Bảng 3.2. Sự tăng trưởng chiều dài rễ của cây mầm lúa theo thời gian trên các môi trường MS khác nhau
Nghiệm thức Chiều dài rễ (cm) theo thời gian
3 ngày 5 ngày 7 ngày
MS1/2 2,70 ± 0,12c 6,58 ± 0,01c 7,35 ± 0,08d MS1/5 2,27 ± 0,07b 6,05 ± 0,03b 6,89 ± 0,05c MS1/10 2,13 ± 0,09a 5,80 ± 0,06a 6,58 ± 0,04b MS (đối chứng) 1,97 ± 0,09a 5,67 ± 0,09a 6,25 ± 0,08a
Các giá trị trung bình trong cột với các mẫu tự khác nhau khác biệt có ý nghĩa ở mức p = 0,05
Bảng 3.3. Sự tăng trưởng chiều dài chồi của cây mầm lúa theo thời gian trên các môi trường MS khác nhau
Nghiệm thức Chiều dài chồi (cm) theo thời gian
3 ngày 5 ngày 7 ngày
MS1/2 0,93 ± 0,01c 5,71 ± 0,05c 14,67 ± 0,14d MS1/5 0,87 ± 0,02b 5,47 ± 0,03b 12,70 ± 0,08bc MS1/10 0,81 ± 0,01a 5,93 ± 0,06b 12,48± 0,04ab MS (đối chứng) 0,73 ± 0,02a 5,20 ± 0,06a 12,23 ± 0,04a
Các giá trị trung bình trong cột với các mẫu tự khác nhau khác biệt có ý nghĩa ở mức p = 0,05 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Ảnh 3.7. Hạt lúa in vitro sau 1 ngày nuôi cấy trên các môi trường A: MS1/2, B: MS1/5, C: MS1/10, D: MS
Ảnh 3.8. Phôi lúa in vitro sau 1 ngày nuôi cấy trên môi trường MS1/2
Ảnh 3.9. Cây lúa in vitro sau 3 ngày nuôi cấy trên các môi trường A: MS1/2, B: MS1/5, C: MS1/10, D: MS
Ảnh 3.10. Cây lúa in vitro sau 5 ngày nuôi cấy trên các môi trường A: MS1/2, B: MS1/5, C: MS1/10, D: MS
Ảnh 3.11. Cây lúa in vitro sau 7 ngày nuôi cấy trên các môi trường A: MS1/2, B: MS1/5, C: MS1/10, D: MS
3.1.3. Sự tăng trưởng của cây mầm lúa trong môi trường MS1/2 với các nồng độ đường khác nhau
3.1.3.1. Với nồng độ saccharose khác nhau
Sau 3 ngày nuôi cấy đã có sự khác biệt cơ bản giữa các môi trường có nồng độ saccharose cao (từ 1% tới 3%) so với nồng độ saccharose thấp (< 1% ), chiều dài rễ cây mầm lúa phát triển mạnh, nhanh hơn chồi (ảnh 3.13). Chiều dài rễ có sự khác biệt rõ ở môi trường MS1/2 với nồng độ đường thấp dưới 1,5% so với đối chứng (bảng 3.4). Cây mầm lúa đạt 7 ngày có sự khác biệt rõ ràng từ môi trường có nồng độ saccharose (< 2%) so với đối chứng (bảng 3.5). Chiều dài chồi tăng nhanh ở ngày thứ 5 và ngày thứ 7, trong khi đó tốc độ tăng trưởng của rễ từ ngày thứ 5 đến ngày thứ 7 không đáng kể.
Trên môi trường MS1/2 bổ sung nồng độ saccharose 3% cây mầm phát triển tốt nhất, môi trường MS1/2 không có sacccharose cây mầm phát triển chậm nhất (ảnh 3.14, 3.15).
Môi trường MS1/2 có bổ sung saccharose 3% được lựa chọn để thực hiện các nghiệm thức tiếp theo.
Bảng 3.4. Chiều dài rễ của cây mầm lúa trên môi trường MS1/2 có nồng độ saccharose thay đổi
Nồng độ saccharose (%)
Chiều dài rễ (cm) theo thời gian
3 ngày 5 ngày 7 ngày
0 2,43 ± 0,02d 5,03 ± 0,03d 5,77 ± 0,01d 0,5 2,47 ± 0,01c 5,30 ± 0,15c 5,87 ± 0,15d 1 2,53 ± 0,02b 5,60 ± 0,09b 6,33 ± 0,09c 1,5 2,56 ± 0,02ab 5,83 ± 0,09ab 6,65 ± 0,09b 2 2,64 ± 0,01a 6,37 ± 0,06a 7,20 ± 0,03a 2,5 2,68 ± 0,01a 6,52 ± 0,02a 7,28 ± 0,02a 3 (ĐC) 2,70 ± 0,01a 6,58 ± 0,01a 7,36 ± 0,02a
Các giá trị trung bình trong cột với các mẫu tự khác nhau khác biệt có ý nghĩa ở mức p = 0,05
Bảng 3.5. Chiều dài chồi của cây mầm lúa trên môi trường MS1/2 có nồng độ saccharose thay đổi
Nồng độ saccharose (%)
Chiều dài chồi (cm) theo thời gian
3 ngày 5 ngày 7 ngày
0 0,81 ± 0,01e 4,80 ± 0,06e 10,23 ± 0,15f 0,5 0,82 ± 0,01d 4,90 ± 0,03d 11,57 ± 0,03e 1 0,86 ± 0,03c 5,02 ± 0,02cd 12,67 ± 0,17d 1,5 0,87 ± 0,02b 5,10 ± 0,06c 13,40 ± 0,10c 2 0,90 ± 0,01a 5,27 ± 0,03b 13,97 ± 0,02b 2,5 0,92 ± 0,01a 5,59 ± 0,05a 14,53 ± 0,03a 3 (ĐC) 0,93 ± 0,01a 5,71 ± 0,01a 14,67 ± 0,03a
Các giá trị trung bình trong cột với các mẫu tự khác nhau khác biệt có ý nghĩa ở mức p = 0,05
Ảnh 3.13. Cây mầm lúa in vitro sau 3 ngày nuôi cấy trên môi trường MS1/2 có hoặc không có bổ sung saccharose
Ảnh 3.14. Cây mầm lúa in vitrosau 5 ngày nuôi cấy trên môi trường MS1/2 có bổ sung saccharose với nồng độ khác nhau
Từ trái qua phải: A: Sac 3%, B: Sac 2,5%, C: Sac 2%, D: Sac 1,5%, E: Sac 1%, F: Sac 0,5%, G: Sac 0% (loại Sac ra khỏi môi trường)
Ảnh 3.15. Cây mầm lúa in vitro sau 7 ngày nuôi cấy trên môi trường MS1/2 có hoặc không có bổ sung saccharose
3.1.3.2 Với nồng độ mannitol khác nhau
Sau 3 ngày nuôi cấy, chiều dài rễ có sự khác biệt giữa các môi trường MS1/2 có bổ sung mannitol (1% đến 3%) so với đối chứng (ảnh 3.16, 3.17). Môi trường MS 1/2 có bổ sung mannitol ( < 1%) không có sự khác biệt so với đối chứng. Khi bổ sung mannitol 1% đã có sự tác động khác biệt trên chiều dài rễ (bảng 3.6), trong khi phải bổ sung mannitol cao hơn 1,5%, chiều dài chồi mới có sự tăng trưởng khác biệt (bảng 3.7).
Sau 5 ngày, 7 ngày nuôi cấy sự tăng trưởng của cây mầm rõ ràng hơn. Ở môi trường MS1/2 có bổ sung mannitol 1% không còn thấy sự khác biệt gì so với đối chứng mà phải dùng từ 1,5% đến 2% trở lên mới thấy tác dụng (ảnh 3.18).
Quan sát hình thái giải phẫu mô phân sinh chồi 5 ngày tuổi trên môi trường MS1/2 (đối chứng) đã hình thành các sơ khởi rễ nhánh ở vòng rễ thứ hai và kéo dài rễ nhánh (ảnh 3.19, 3.20). Trên môi trường MS1/2 có bổ sung mannitol 3% các sơ khởi rễ bên ở vòng rễ thứ hai chưa có hoặc mới hình thành , sự kéo dài rễ bên chậm hơn (ảnh 3.21, 3.22) (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Môi trường MS1/2 bổ sung mannitol 3% cho thấy sự tác động rõ nhất, dễ quan sát nhất.
Bảng 3.6. Chiều dài rễ của cây mầm lúa trên môi trường MS1/2 có bổ sung nồng độ mannitol với các nồng độ khác nhau
Nồng độ mannitol (%)
Chiều dài rễ (cm) theo thời gian
3 ngày 5 ngày 7 ngày
0 (ĐC) 2,70 ± 0,00a 6,58 ± 0,01a 7,36 ± 0,01a 0,5 2,69 ± 0,01a 6,41 ± 0,31a 7,34 ± 0,01a 1 2,61 ± 0,01b 6,19 ± 0,01ab 7,31 ± 0,01a 1,5 2,60 ± 0,02bc 5,80 ± 0,01bc 7,13 ± 0,07b 2 2,59 ± 0,02bc 5,43 ± 0,03c 6,80 ± 0,01c 2,5 2,55 ± 0,03c 4,73 ± 0,03d 6,50 ± 0,01d 3 2,45 ± 0,03d 4,43 ± 0,03d 6,20 ± 0,10e
Các giá trị trung bình trong cột với các mẫu tự khác nhau khác biệt có ý nghĩa ở mức p = 0,05
Bảng 3.7. Chiều dài chồi của cây mầm lúa trên môi trường MS1/2 có bổ sung nồng độ mannitol khác nhau
Nồng độ mannitol (%)
Chiều dài rễ (cm) theo thời gian
3 ngày 5 ngày 7 ngày
0 (ĐC) 0,93 ± 0,01a 5,71 ± 0,01a 14,67 ± 0,01a 0,5 0,92 ± 0,01a 5,63 ± 0,02a 14,43 ± 0,04a 1 0,90 ± 0,00ab 5,47 ± 0,49ab 14,07 ± 0,07a 1,5 0,88 ± 0,01b 5,23 ± 0,12b 13,57 ± 0,14b 2 0,83 ± 0,01c 4,90 ± 0,10b 12,91 ± 0,09c 2,5 0,78 ± 002d 4,63 ± 0,09c 12,40 ± 0,10d 3 0,76 ± 0,01d 4,47 ± 0,09d 11,67 ± 0,17d
Các giá trị trung bình trong cột với các mẫu tự khác nhau khác biệt có ý nghĩa ở mức p = 0,05
Ảnh 3.16. Cây mầm lúa in vitro3 ngày nuôi cấy trên môi trường MS1/2
Ảnh 3.17. Cây mầm lúa in vitro sau 3 ngày nuôi cấy trên môi trường MS1/2 có bổ sung mannitol 3%
Ảnh 3.18. Cây mầm lúa in vitrosau 5 ngày trên môi trường MS1/2 có bổ sung mannitol có nồng độ tăng dần
Từ trái qua A: Man 0%, B: Man 0,5%, C: Man 1%, D: Man 1,5%, E: Man 2%, F: Man 2,5%, G: Man 3%
Ảnh 3.19. Cấu trúc cắt dọc chồi cây mầm lúa in vitrotrong môi trường MS1/2 sau 5 ngày nuôi cấy
1, 2 sơ khởi rễ nhánh
Ảnh 3.20. Sơ khởi rễ nhánh kéo dài của cây mầm lúa in vitrotrong môi trường MS1/2 sau 5 ngày nuôi cấy
Ảnh 3.21. Cấu trúc cắt dọc chồi cây mầm lúa in vitrotrong môi trường MS1/2 có bổ sung mannitol 3% sau 5 ngày nuôi cấy
Ảnh 3.22.Cấu trúc cắt dọc chồi của cây mầm lúa in vitrotrong môi trường MS1/2 có bổ sung mannitol 3% sau 5 ngày nuôi cấy
3.1.3.3. Với nồng độ mannitol và saccharose khác nhau
Ở các môi trường giảm nồng độ saccharose, tăng nồng độ mannitol, sự tăng trưởng của cây mầm lúa giảm dần và giảm mạnh khi xử lí hoàn toàn bằng mannitol 3% mà không có saccharose (bảng 3.8, 3.9).
Sau 3 ngày nuôi cấy ở trên chiều dài rễ có sự khác biệt giữa các môi trường MS1/2 có bổ sung saccharose (< 1,5%) kết hợp với mannitol (<1,5%) so với đối chứng (bảng 3.8). Trên chiều dài chồi, nếu tác dụng riêng rẽ thì phải bổ sung mannitol cao hơn 1,5% mới có sự khác biệt, nhưng nếu kết hợp với saccharose chỉ cần dùng mannitol 1% đã có sự khác biệt (bảng 3.8, 3.9). Cây mầm lúa 5 ngày tuổi, 7 ngày tuổi trên môi trường MS1/2 bổ sung saccharose 2%, mannitol 1% có sự khác biệt so với đối chứng (ảnh 3.23).
Môi trường MS1/2 (saccharose 3%) kết hợp mannitol 3% có sự tác động lên sự tăng trưởng cây mầm lúa đồng thời đảm bảo nguồn năng lượng cho cây phát triển. Môi trường MS1/2 (saccharose 3%) kết hợp mannitol 3% được dùng để thực hiện các nghiệm thức tiếp theo.
Bảng 3.8. Chiều dài rễ của cây mầm lúa trên môi trường MS1/2 có sự kết hợp saccharose và mannitol với nồng độ khác nhau
Nghiệm thức Chiều dài rễ (cm) theo thời gian Nồng độ
saccharose (%)
Nồng độ (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
mannitol (%) 3 ngày 5 ngày 7 ngày
3 0 2,70 ± 0,02a 6,58 ± 0,01a 7,36 ± 0,03a 2,5 0,5 2,69 ± 0,01a 6,45 ± 0,03a 7,28 ± 0,01ab 2 1 2,67 ± 0,01ab 6,19 ± 0,02b 7,16 ± 0,02b 1,5 1,5 2,57 ± 0,03bc 5,67 ± 0,09c 6,63 ± 0,09c 1 2 2,53 ± 0,01c 5,27 ± 0,03d 6,33 ± 0,09d 0,5 2,5 2,46 ± 0,02d 4,70 ± 0,06e 5,76 ± 0,07e 0 3 2,42 ± 0,02d 4,20 ± 0,06f 5,57 ± 0,03f
Các giá trị trung bình trong cột với các mẫu tự khác nhau khác biệt có ý nghĩa ở mức p = 0,05
Bảng 3.9. Chiều dài chồi của cây mầm lúa trên môi trường MS1/2 có sự kết hợp saccharose và mannitol với nồng độ khác nhau
Nghiệm thức Chiều dài chồi (cm) theo thời gian Nồng độ
saccharose (%)
Nồng độ
mannitol (%) 3 ngày 5 ngày 7 ngày
3 0 0,93 ± 0,01a 5,71 ± 0,02a 14,61 ± 0,17a 2,5 0,5 0,91 ± 0,01a 5,65 ± 0,01a 14,50 ± 0,04a 2 1 0,89 ± 0,01b 5,26 ± 0,04b 13,85 ± 0,03b 1,5 1,5 0,86 ± 0,05c 5,05 ± 0,03c 13,13 ± 0,07c 1 2 0,84 ± 0,04d 4,79 ± 0,06d 12,50 ± 0,02d 0,5 2,5 0,80 ± 0,03e 4,36 ± 0,03e 11,23 ± 0,15e 0 3 0,75 ± 0,02f 4,12 ± 0,04f 10,69 ± 0,11f
Các giá trị trung bình trong cột với các mẫu tự khác nhau khác biệt có ý nghĩa ở mức p = 0,05
Ảnh 3.23. Cây mầm lúa in vitro sau 7 ngày nuôi cấy trên môi trường MS1/2 bổ sung saccharose và mannitol kết hợp với nồng độ khác nhau
Từ trái qua A: Sac 3% (ĐC); B: Sac 2,5%; C: Sac 2%; D: Sac 1,5%; E: Sac 1%; F: Sac 0,5%; G: Sac 0% (mannitol 3%)
3.1.4. Sự tăng trưởng rễ nhánh cây mầm lúa trên môi trường MS1/2 bổ sung saccharose riêng rẽ hoặc kết hợp saccharose riêng rẽ hoặc kết hợp
Sau 3 ngày nuôi cấy, cây mầm lúa trên cả 3 môi trường đều chưa xuất hiện rễ nhánh. Sau 5 ngày, 7 ngày, cây mầm lúa trên cả ba môi trường đều xuất hiện rễ nhánh (bảng 3.10).
Quan sát số rễ nhánh, ở ngày 5 và ngày ngày 7 hạt lúa trên môi trường MS1/2 có bổ sung mannitol 3% cho nhiều rễ nhánh hơn so với hai môi trường còn lại. Trên môi trường MS1/2 không có saccharose và có bổ sung mannitol 3% không có sự khác biệt so với đối chứng.
Quan sát chiều dài rễ nhánh, ở ngày 5, cây mầm lúa trên môi trường MS1/2 (đối chứng) có rễ dài hơn rễ cây mầm lúa của hai môi trường còn lại. Ở ngày thứ 7, chiều dài rễ nhánh của cây mầm lúa trên môi trường MS1/2 (loại saccharose) bổ sung mannitol 3% ngắn nhất.
Bảng 3.10. Số rễ nhánh và kích thước rễ nhánh của cây mầm lúa trên các môi trường có hoặc không có bổ sung mannitol và sacharose với nồng độ khác
nhau
Nghiệm thức Thời gian
Nồng độ saccharose (%) Nồng độ mannitol (%)
5 ngày 7 ngày 5 ngày 7 ngày
Số rễ nhánh Chiều dài rễ nhánh (cm)