rụng trái xoài
Trong môi trƣờng dinh dƣỡng đƣợc lắc, cho tới 42 giờ, gần nhƣ chƣa có sự tách rời các khúc cắt vùng rụng. Từ 42-48 giờ, sự rụng gia tăng chậm, sau đó là giai đoạn tăng nhanh ở 48 - 90 giờ và giai đoạn tối đa kể từ 90 giờ. Từ đƣờng biểu diễn, t50 đƣợc xác định là 62 giờ 48 phút (62,8 giờ) (hình 3.5).
Hình 3.5: Tốc độ rụng của khúc cắt vùng rụng trái xoài Cát Hòa Lộc (Mangifera indica L.) 7 ngày tuổi theo thời gian.
28
3.3. Quan sát hình thái giải phẫu
3.3.1. Các biến đổi hình thái của phôi và vùng rụng tương ứng
Ở trái 7 ngày tuổi lát cắt dọc qua trái cho thấy xoài thuộc loại noãn đảo với lỗ noãn nằm gần cuống noãn. Phần phôi tâm dày, gồm nhiều tế bào bao lấy túi phôi. Trong noãn có bó mạch, đi dọc theo cuống noãn, không đi vào phôi tâm. Trong đa số trƣờng hợp (khoảng 96%), phôi tâm không phát triển hoặc có thể bị tiêu đi, tạo thành khoảng trống lớn bên trong phần nội quả bì. Hiện tƣợng này do phôi bị trụy và đƣợc thấy rõ lúc trái sắp rụng (ảnh 3.3).
Dƣới kính hiển vi, vùng rụng của các trái có phôi bị trụy, các tế bào vùng rụng chỉ dính nhau một cách lỏng lẻo (ảnh 3.3) so với vùng rụng của các trái có phôi phát triển tốt hơn (ảnh 3.1 và 3.2).
3.3.2. Cấu trúc vùng rụng
Sự rụng ở trái xoài chỉ xảy ra tại vùng rụng trái. Trên lát cắt ngang, phần ngoài cùng của vùng rụng là lớp biểu bì, kế là lớp nhu mô vỏ gồm nhiều tế bào tròn, vách mỏng, có ít cƣơng mô hơn so với vùng cuống ở phía trong vùng rụng (vùng gần). Bên trong lớp nhu mô là các tế bào nhỏ, dẹp (tầng sinh bột). Khi sự rụng xảy ra, sự tan rã đầu tiên của vách thƣờng xảy ra tại các lớp tế bào này. Cuối cùng là hệ thống ống tiết kích thƣớc lớn, nằm trong lớp nhu mô, và các bó mạch. Nhìn chung, cấu trúc tế bào vùng rụng cũng không khác nhiều so với vùng cuống ở hai bên vùng rụng (ảnh 3.4 , 3.5, 3.6).
Ảnh 3.1: Lát cắt dọc (x10) qua trái xoài Cát Hòa Lộc (Mangifera indica L.) 7 ngày tuổi và vùng rụng của trái này.
Chú ý: phần phôi dày và vùng rụng nguyên vẹn.
Ảnh 3.2 : Lát cắt dọc (x10) qua trái xoài Cát Hòa Lộc (Mangifera indica L.) 7 ngày tuổi và vùng rụng của trái này.
Chú ý: hệ thống mạch đi dọc cuống noãn và vùng rụng còn nguyên vẹn.
Ảnh 3.3 : Lát cắt dọc (x10) qua trái xoài Cát Hòa Lộc (Mangifera indica L.) 7 ngày tuổi và vùng rụng của trái này.
30
Ảnh 3.4: Lát cắt ngang vùng cuống (x10) ở phía trong vùng rụng của trái
xoài Cát Hòa Lộc (Mangifera indica L.) 7 ngày tuổi.
Ảnh 3.5: Lát cắt ngang vùng rụng (x10) của trái xoài Cát Hòa Lộc (Mangifera indica L.) 7 ngày tuổi.
Ảnh 3.6: Lát cắt ngang vùng cuống (x10) ở phía ngoài vùng rụng của trái xoài Cát Hòa Lộc (Mangifera
3.3.3. Các biến đổi hình thái trong quá trình rụng theo thời gian
Qua sinh trắc nghiệm các khúc cắt vùng rụng của trái xoài (7 ngày tuổi) cho thấy vách của các lớp tế bào dẹp ở vùng rụng gần nhƣ không thay đổi cho đến 42 giờ (ảnh 3.7-3.10). Từ 48 giờ, sự tan rã vách tế bào tại vùng rụng xảy ra, bắt đầu từ một phía (ảnh 3.11). Đến 66 giờ, vách các tế bào tan rã nhiều hơn, từ cả hai phía của vùng rụng (ảnh 3.12). Từ 72-90 giờ, hiện tƣợng tan rã vách càng rõ (ảnh 3.13, 3.14). Đến 96 giờ, sự tan rã vách gần nhƣ hoàn toàn, hai bên vùng rụng chỉ còn dính với nhau ở vài tế bào khá lỏng lẻo (ảnh 3.15).
3.3.4. Các biến đổi hình thái tế bào vùng rụng dưới tác dụng của các chất điều hòa sinh trưởng thực vật
Trong môi trƣờng MS dạng bán lỏng với thành phần đa lƣợng giảm 1/2, lát cắt ngang qua vùng rụng trái xoài 7 ngày tuổi cho thấy, tới 39 giờ (trƣớc t50) vách tế bào vùng rụng chƣa có sự thay đổi lớn (ảnh 3.16). ở thời điểm t50 (62,8 giờ), bắt đầu có sự tan rã vách của các tế bào nhu mô vỏ ở sâu bên trong và tầng sinh bột của vùng rụng (ảnh 3.17).
Trên môi trƣờng có bổ sung các chất điều hòa sinh trƣởng thực vật:
- Với AIA 2mg/l, sau 3 ngày xử lí, vách tế bào vùng rụng hầu nhƣ còn nguyên vẹn (ảnh 3.18);
- Với AAB 1mg/l, chỉ sau 2 ngày xử lí, vách tế bào vùng rụng đã trở nên kém bắt màu với đỏ acetocarmin (ảnh 3.19);
- Với GA3 20 mg/1, vách tế bào chỉ bắt đầu thể hiện sự không bắt màu sau 3 ngày xử lí (ảnh 3.20).
- Với BA 1mg/l các tế bào hầu nhƣ còn nguyên vẹn ở ngày 3 (ảnh 3.21). Dựa vào t50 trong trƣờng hợp chuẩn, các quan sát trên cho thấy MA, BA và cả GA3 đều cản sự tan rã vách tế bào vùng rụng, trong khi AAB kích thích quá trình này.
32
Ảnh 3.7: Lát cắt dọc qua vùng rụng (x10) trái non xoài Cát Hòa Lộc (Mangifera indica L.) 7 ngày tuổi (sinh trắc
nghiệm với môi trường MS với thành phần đa lượng giảm 1/2) lúc 0 giờ.
Chú ý: tế bào vùng rụng còn nguyên vẹn.
Ảnh 3.8: Lát cắt dọc qua vùng rụng (x10) trái non xoài Cát Hòa Lộc (Mangifera indica L.) 7 ngày tuổi (sinh trắc
nghiệm với môi trường MS với thành phần đa lượng giảm 1/2) lúc 18 giờ.
Chú ý: tế bào vùng rụng chưa biểu lộ sự thay đổi nào.
Ảnh 3.9: Lát cắt dọc qua vùng rụng (x10) trái non xoài Cát Hòa Lộc (Mangifera indica L.) 7 ngày tuổi (sinh trắc
nghiệm với môi trường MS với thành phần đa lượng giảm 1/2) lúc 24 giờ.
Ảnh 3.10: Lát cắt dọc qua vùng rụng (x10) trái non xoài Cát Hòa Lộc (Mangifera indica L.) 7 ngày tuổi (sinh trắc
nghiệm với môi trường MS với thành phần đa lượng giảm 1/2) lức 42 giờ.
Chú ý: tế bào vùng rụng chưa biểu lộ sự thay đổi nào.
Ảnh 3.11: Lát cắt dọc qua vùng rụng (x10) trái non xoài Cát Hòa Lộc (Mangifera indica L.) 7 ngày tuổi (sinh trắc
nghiệm với môi trường MS với thành phần đa lượng giảm 1/2) lúc 48 giờ.
Chú ý: sự tan rã vách tế bào xảy ra ở một bên vùng rụng.
Ảnh 3.12: Lát cắt dọc qua vùng rụng (x10) trái non xoài Cát Hòa Lộc (Mangifera indica L.) 7 ngày tuổi (sinh trắc
nghiệm với môi trường MS với thành phần đa lượng giảm 1/2) lức 66 giờ.
34
Ảnh 3.13: Lát cắt dọc qua vùng rụng (x10) trái non xoài Cát Hòa Lộc (Mangifera indica L.) 7 ngày tuổi (sinh trắc nghiệm với môi trường MS với thành phần đa lượng giảm
1/2) lức 72 giờ.
Chú ý: sự tan rã vách tế bào xảy ra rất mạnh.
Ảnh 3.14: Lát cắt dọc qua vùng rụng (x10) trái non xoài Cát Hòa Lộc (Mangifera indica L.) 7 ngày tuổi (sinh trắc nghiệm với môi trường MS với thành phần đa lượng giảm
1/2) lúc 90 giờ.
Chú ý: sự tan rã vách tế bào xảy ra rất mạnh
Ảnh 3.15: Lát cắt dọc qua vùng rụng (x10) trái non xoài Cát Hòa Lộc (Mangifera indica L.) 7 ngày tuổi (sinh trắc nghiệm với môi trường MS với thành phần đa lượng giảm
1/2) lúc 96 giờ.
Chú ý: sự tan rã vách tế bào hầu như hoàn tất, trừ một số
Ảnh 3.16: Lát cắt ngang qua vùng rụng (x10) của trái xoài Cát Hòa Lộc (Mangifera indica L.) 7 ngày tuổi ở 39 giờ ( trong sinh trắc nghiệm với môi trường MS 1/2
bán lỏng).
Chú ý: các tế bào vùng rụng hầu như còn nguyên vẹn.
Ảnh 3.17: Lát cắt ngang qua vùng rụng (x10) của trái xoài Cát Hòa Lộc (Mangifera indica L.) 7 ngày tuổi tại thời điểm tso (62,8 giờ) (trong sinh trắc nghiệm với môi
trường MS 1/2 bán lỏng).
Chú ý: sự tan rã vách tế bào nhu mô và tầng sinh bột.
Ảnh 3.18: Lát cắt vùng rụng (x10) của trái xoài Cát Hòa Lộc (Mangifera indica L.) 7 ngày tuổi trong sinh trắc nghiệm với môi trường MS 1/2 bán lỏng chứa MA
2mg/l sau 3 ngày xử lí.
36
Ảnh 3.19: Lát cắt vùng rụng (x40) của trái xoài Cát Hòa Lộc (Mangifera indica L.) 7 ngày tuổi trong sinh trắc nghiệm với môi trường MS 1/2 bán lỏng chứa AAB 1mg/l
sau 2 ngày xử lí.
Chú ý: sự kém bắt màu với đỏ acetocarmin của tế bào
vùng rụng (vùng nhu mô và tầng sinh bột).
Ảnh 3.20: Lát cắt vùng rụng (x10) của trái xoài Cát Hòa Lộc (Mangifera indica L.) 7 ngày tuổi ương sinh trắc nghiệm với môi trường MS 1/2 bán lỏng chứa GA3 20
mg/l sau 3 ngày xử lí.
Chú ý: sự kém bắt màu với đỏ acetocarmin của tế bào
vừng rụng (vùng nhu mô ở sâu bên trong và tầng sinh
bột).
Ảnh 3.21: Lát cắt vùng rụng (x10) của trái xoài Cát Hòa Lộc (Mangifera indica L.) 7 ngày tuổi trong sinh trắc nghiệm với môi trường MS 1/2 bán lỏng chứa BA 1mg/l
sau 3 ngày xử lí.
3.4. Một số biến đổi sinh lí hóa học xảy ra tại vùng rụng
3.4.1. Thay đổi cường độ hô hấp và sự thoát khí etilen tại vùng rụng
Khi cô lập khúc cắt vùng rụng, cho tới 39 giờ, cƣờng độ hô hấp giảm nhƣng sau đó tăng dần cho tới một đỉnh ở thời điểm t50 (62,8 giờ). Trong khi đó lƣợng khí etilen thoát ra tại vùng rụng tăng nhanh ngay sau sự cắt cô lập vùng rụng (t=0) và đạt tới đỉnh ở 39 giờ (trƣớc t50). Tại thời điểm t50, lƣợng khí etilen giảm và tiếp tục giảm sau đó. ở 86 giờ, khi sự sản xuất etilen giảm mạnh thì cƣờng độ hô hấp vẫn còn ở mức tƣơng đối cao (hình 3.6).
Hình 3.6: Cường độ hô hấp và sự thoát khí etilen của khúc cắt vùng rụng trái xoài Cát Hòa Lộc (Mangifera indica L.) 7 ngày tuổi theo thời gian.
3.4.2. Hàm lượng RNA và protein tổng số
Sau sự cắt cô lập khúc cắt vùng rụng xoài và nuôi trong môi trƣờng MS lỏng với thành phần đa lƣợng giảm 1/2, hàm lƣợng RNA gia tăng cho tới thời rụng (t50) và giảm nhanh sau đó. Trái lại, lƣợng protein lúc đầu giảm, tăng nhanh ở thời điểm t50 (62,8 giờ), và giảm đi khi sự rụng xảy ra (bảng 3.4).
38
Bảng 3.4: Sự thay đổi hàm lượng RNA và protein tổng số (đơn vị: mg/g trọng lượng tươi) trong các khúc cắt vùng rụng trái non xoài (Mangifera indica L.) 7 ngày tuổi.
Chất trích Thời điểm (giờ)
0 39 62,8 86
RNA 0,61 ±0,01 0,83 ± 0,02 1,38 ±0,01 0,49 ±0,01 Protein 5,31 ±0,11 3,21 ±0,20 7,32 ±0,16 3,17 ±0,12
3.4.3. Kiểm chứng tính nguyên vẹn của DNA trong quá trình rụng
Sau sự điện di trên gel agaroz 1,5%, DNA từ khúc cắt vùng rụng trái non xoài 7 ngày tuổi xuất hiện rõ trong một băng ở gần mực gốc, ở to hay t50 (62,8 giờ) (trƣờng hợp không có xử lí Hind III).
Khi xử lí bằng enzym giới hạn Hind III, DNA của tế bào vùng rụng bị cắt để cho ba băng khác nhau. Cả ba băng này đều có vị trí tƣơng ứng giống nhau ở to và t50 (ảnh 3.22).
3.4.4. Biến đổi hàm lượng diệp lục tố xảy ra tại vùng rụng
Diệp lục tố a liên tục giảm từ 0 - 86 giờ, trái lại, diệp lục tố b giảm tại thời rụng (62,8 giờ) nhƣng lại tăng nhẹ sau đó. Tuy nhiên, hàm lƣợng diệp lục tố tổng số lại giảm đều trong suốt quá trình rụng (bảng 3.5).
Ảnh 3.22: Chất trích DNA từ vùng rụng trái non xoài Cát Hòa Lộc (Mangifera indica L.) được điện di trên gel agaroz.
Bảng 3.5: Hàm lượng diệp lục tố (đơn vị: Mg/ml) trong khúc cắt vùng rụng trái non xoài Cát Hòa Lộc (Mangifera indica L.) 7 ngày tuổi theo thời gian.
Diệp lục tố
Thời điểm (giờ)
0 39 62,8 86
a 3,59 + 0,51 3,42 ±0,12 1,70 ±0,07 1,46 ±0,24
b 2,89 ±0,12 2,34 ± 0,05 0,49 ± 0,04 0,87 ±0,17 a+b 6,77 ± 0,42 5,76 ± 0,07 3,18 ±0,09 2,33 ±0,21
40
3.5. Hàm lượng của các chất điều hòa tăng trưởng thực vật
Hàm lượng của auxin trong trái ở các ngày tuổi khác nhau
Chất trích từ trái 0 ngày tuổi sau khi sắc kí và sinh trắc nghiệm cho thấy hàm lƣợng cao của MA (chất trích từ Rf 0,82-0,85) và auxin tổng số. Hàm lƣợng auxin giảm mạnh ở trái 3 và 7 ngày tuổi, sau đó tăng trở lại ở trái 10 ngày tuổi (hình 3.7).
Hàm lượng của chất cản trong trái ở các ngày tuổi khác nhau
ở các trái 3, 7 hay 10 ngày tuổi đều có hàm lƣợng AAB (chất trích từ Rf 0,95-0,98) và chất cản tổng cộng tăng cao so với trái 0 ngày tuổi. Hàm lƣợng này đặc biệt cao ở trái 3, 7 ngày tuổi và sau đó giảm dần cho tới trái 10 ngày tuổi (hình 3.8).
Hàm lượng của giberelin trong trái ở các ngày tuổi khác nhau
Hàm lƣợng giberelin ở vị trí GA3 (Rf 0,45-0,49) và giberelin tổng số cao ở trái 0 ngày tuổi, sau đó giảm mạnh ở trái 3, 7 và 10 ngày tuổi (hình 3.9).
Tuồi trái (ngày)
Hình 3.8: Sự thay đối hàm lượng chất cản trong trái non xoài Cát Hòa Lộc (Mangifera indica L.) theo tuổi trái.
Tuổi trái (ngày)
Hình 3.9: Sự thay đổi hàm lượng giberelin trong trái non xoài Cát Hòa Lộc (Mangifera indica L.) theo tuổi trái.
Hàm lượng của citokinin trong trái ở các ngày tuổi khác nhau
Tƣơng tự trƣờng hợp của auxin hoặc giberelin, hàm lƣợng của zeatin (chất trích từ Rf 0,66-0,69) và citokinin tổng số tăng cao ở trái 0 ngày tuổi, sau đó giảm mạnh ở trái 3 và 7 ngày tuổi, và tăng nhẹ ở trái 10 ngày tuổi (hình 3.10).
42
Hình 3.10: Sự thay đổi hàm lượng citokinin trong trái non xoài Cát Hòa Lộc (Mangifera indica L.) theo tuổi trái.
Để so sánh sự thay đổi hàm lƣợng của các chất điều hòa tăng trƣởng thực vật trong trái ở các ngày tuổi khác nhau, sau khi sắc kí, các kết quả đƣợc tóm tắt trong bảng 3.6.
Bảng 3.6: So sánh hàm lượng các chất điều hòa tăng trưởng thực vật (sau khi sắc kí) trong trái xoài Cát Hòa Lộc (Mangifera indica L.) ở các ngày tuổi khác nhau
Tuổi trái ( ngày) 0 3 7 10 AIA Auxin tổng AAB Chất cản tổng Giberelin Giberelin tổng Citokinin Citokinin tổng
tƣơng đƣơng (tăng giảm không đáng kể) tăng
giảm
Đối với các chất điều hòa tăng trƣởng thực vật của trái đƣợc tính từ các băng sắc kí tƣơng ứng, nhìn chung, nếu hàm lƣợng auxin, giberelin và citokinin thấp ở ngày 7 (khi trái dễ rụng), thì hàm lƣợng acid abcisic rất cao ở ngày này so với ở các ngày 0 và 3 trƣớc đó (khi trái rất ít rụng) (bảng 3.6).
3.6. Sự thay đổi hoạt tính enzym cellulaz
Sự thay đổi đƣờng kính vòng phân hủy carboxymetilcelluloz cho thấy hoạt tính của cellulaz ở các khúc cắt vùng rụng trái xoài (trong sinh trắc nghiệm với môi trƣờng MS 1/2) gia tăng ở thời rụng (62,8 giờ) so với thời điểm 0 giờ (bảng 3.7, ảnh 3.23).
Bảng 3.7: Đường kính vòng phân hủy carboxymetilcelluloz từ chất trích của khúc cắt vùng rụng trái xoài Cát Hòa Lộc (Mangifera indica L.) 7 ngày tuổi.
Chất trích cellulaz Đƣờng kính vòng phân hủy (cm)
Chuẩn (0,5%) 3,5 ± 0,0
t0 2,7 ± 0,0
44
Ảnh 3.23: Sự gia tăng hoạt tính cellulaz tại vùng rụng của trái xoài Cát Hòa Lộc (Mangifera indica L.) 7 ngày tuổi.
1/ Hoạt tính cellulaz tại vùng rụng ở thời điểm to
2/ Hoạt tính cellulaz tại vùng rụng ở thời điểm t50 (62,8 giờ) 3/ Hoạt tính cellulaz chuẩn (0,5%)
3.7. Ảnh hưởng của các chất trích từ trái xoài trên sự rụng của khúc cắt vùng rụng lá đậu (Dolichos sp.)
Chất trích thô từ trái xoài ở các ngày tuổi khác nhau (gộp chung pha acid và pha trung tính sau khi trích, không qua sắc kí), pha acid và pha trung tính riêng rẽ đƣợc dùng trong sinh trắc nghiệm trên khúc cắt vùng rụng lá đậu (Dolichos sp.). Sai biệt t50 so với chuẩn cho thấy, cả 3 dạng chất trích ở các trái xoài 0 ngày tuổi đều cản mạnh sự rụng của khúc cắt vùng rụng lá đậu; hiệu ứng cản của trái 3 ngày tuổi chỉ có ở pha trung tính. Tƣơng tự, chỉ có pha acid của trái 7 ngày tuổi cản sự rụng. Chất trích từ trái 10 kích thích sự rụng, (hình 3.11).
Hình 3.11: Sai biệt t50 của khúc cắt vùng rụng lá đậu (Dolichos sp.) do xử lý chất trích thô, pha acid và pha trung tính từ trái xoài Cát Hòa Lộc (Mangifera indica L.) ở các ngày tuổi khác nhau.
3.8.Ảnh hưởng các chất điều hòa tăng trưởng thực vật tinh khiết trên sự rụng của khúc cắt vùng rụng trái xoài
Trong sinh trắc nghiệm khúc cắt vùng rụng trái xoài 7 ngày tuổi, môi trƣờng MS 1/2 dạng lỏng có bổ sung MA 2 mg/l, AIA 5 mg/l, Zeatin 10 mg/l hoặc AIA 5 mg/l kết hợp với Zeatin 10 mg/l đều có tác dụng kéo dài thời rụng (cản sự rụng), trong khi GA3 20 mg/l, ethrel 1000 mg/l và ABA 1 mg/l kích thích sự rụng (Hình 3.12).