3. Nhiệm vụ nghiên cứu
3.2.Hàm lượng prolin của lá đậu tương khi gây hạn
Một số kết quả nghiên cứu đã chỉ ra rằng axit amin prolin có vai trò to lớn đối với tính chịu hạn của cây [14], [17], [19]. Theo nghiên cứu của Đinh Thị Phòng trên đối tượng cây lúa. Với 3 giống lúa dùng để đánh giá mức độ chuẩn xác của phương pháp thí nghiệm này là CR 203, CH133 và NN8 đều đã phản ánh
tương đối chính xác với thực tế là giống có khả năng chịu hạn tốt thì có sự gia tăng hàm lượng prolin cao và ngược lại. Ngoài ra, prolin có vai trò trực tiếp bảo vệ thành tế bào thực vật và ảnh hưởng gián tiếp đến sự tích luỹ chất hoà tan làm tăng áp lực thấm thẩu của tế bào. Nhìn chung, khi tế bào bị mất nước dần dần các chất hoà tan sẽ được tích luỹ trong tế bào chất nhằm chống lại việc giảm tiềm năng nước và tăng khả năng giữ nước của nguyên sinh chất. Trong đó, prolin có ảnh hưởng gián tiếp lên sự tích luỹ các chất hoà tan làm tăng thế năng thẩm thấu tế bào. Trong nghiên cứu của chúng tôi, kết quả xác định hàm lượng axit amin prolin ở các giống khác nhau có sự sai khác đáng kể. Kết quả nghiên cứu hàm lượng axit amin prolin của chúng tôi được trình bày ở bảng 3.2
Chú thích:
(*) : Mức ý nghĩa 0,01 (**): Mức ý nghĩa 0,05 (***): Mức ý nghĩa 0,002 (****): Mức ý nghĩa 0,001 * Thời điểm ra hoa
Hàm lượng prolin ở một số giống khi bị hạn tăng lên rõ rệt đạt từ 213 - 288% so với đối chứng. Điều này cũng phù hợp với nghiên cứu trước đây của Nabors, Kishor, Zheng Yi - Zhi và Litian [18], [19], [20]. Theo các tác giả này thì prolin có chức năng liên quan đến khả năng chịu đựng áp suất thẩm thấu, nó như một nhân tố chính đảm bảo cấu trúc thành tế bào trong quá trình phát sinh hình thái của thực vật. Khi bị tác động của áp suất thẩm thấu thì sự tích lũy prolin có thể tăng từ 10 - 100 lần. Theo các tác giả này thì có sự gia tăng hàm lượng prolin ở những cây bị hạn so với những cây đủ nước. Mức độ tăng cường hàm lượng prolin của các giống cây bị thiếu nước so với cây đủ nước mạnh nhất ở các giống DT90 (288%), Đ2501 (287%) và giảm dần ở các giống QX số 1 (267%), AK06 (213%). Sự tăng cường tổng hợp prolin là một chỉ tiêu quan trọng phản ánh khả năng chống chịu của cây khi gặp điều kiện hạn hán, giúp cây duy trì được áp suất thẩm thấu, cấu trúc thành tế bào và đảm bảo sự trao đổi nước bình thường khi cây sống ở môi trường khô hạn, tạo điều kiện thuận lợi cho sự hoạt động bình thường của cây.
Bên cạnh 4 giống có sự gia tăng về hàm lượng prolin thì có 2 giống DVN5, DT96 lại có sự giảm sút về hàm lượng này so với công thức đối chứng. Mức độ giảm sút hàm lượng prolin của 2 giống cây bị thiếu nước so với cây đủ nước mạnh nhất ở giống DT96 (30%) và thấp hơn ở giống DVN5 (46%). Nguyên nhân của sự giảm sút hàm lượng prolin hiện nay vẫn chưa được làm rõ. Ngoài 6 giống có sự biến động hàm lượng prolin trên, 10 giống còn lại sự thay đổi hàm lượng này so với giống đối chứng là rất nhỏ hoặc không đáng tin cậy vì vậy không có ý nghĩa về mặt thống kê. 0.32 0.46 0.68 3.17 1.1 0.36 0.94 0.65 1.07 0.99 0.78 1.1 0.42 0.64 0.24 0.79 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 DT96 DVN5 V74 DT90 DT96 DVN5 V74 DT90
Thời điểm ra hoa Thời điểm quả non Lô gây hạn Lô đối chứng
Hình 3.2. Hàm lượng prolin trong lá cây đậu tương * Thời điểm quả non
Thời điểm này nhìn chung hàm lượng prolin ở cây bị hạn và cây đối chứng cao hơn hẳn so với thời điểm ra hoa.
Sự biến động về hàm lượng prolin ở thời điểm này biều hiện ở 5 giống V74, DT96, ĐT26, D912, DVN5. Trong đó có 4 giống biểu hiện gia tăng hàm lượng prolin ở cây bị hạn so với cây đối chứng. Mức độ gia tăng cao nhất ở giống V74 (391%) và giảm dần ở các giống DT96 (262%), DT26 (208%), D912 (162%). Sự gia tăng hàm lượng prolin có thể do ở thời điểm này vẫn còn chịu ảnh hưởng của việc gây hạn từ thời điểm ra hoa trước đó. Sự tăng cường hàm lượng prolin của các cây bị hạn giúp cây duy trì được áp suất thẩm thấu, đảm bảo sự trao đổi nước bình thường của cây khi gặp điều kiện hạn hán, tạo điều kiện thuận lợi cho sự hoạt động bình thường của cây. Bên cạnh 4 giống có sự gia tăng hàm lượng prolin ở cây bị hạn thì có duy nhất 1 giống DVN5 (56%) là có biểu hiện suy giảm hàm lượng này ở cây bị hạn so với cây đối chứng.
Từ kết quả nghiên cứu sự thay đổi hàm lượng prolin ở 16 giống đậu tương, thấy được việc gây hạn đã làm tăng hàm lượng prolin trong lá của một số giống đậu tương ở cả thời điểm ra hoa và thời điểm quả non là không giống nhau. ở thời điểm ra hoa khi gây hạn hàm lượng prolin gia tăng ở các giống DT90, Đ2501, QX số 1, AK06. Sang thời điểm quả non hàm lượng prolin gia tăng ở công thức thí nghiệm so với công thức đối chứng biểu hiện ở các giống V74, DT96, ĐT26, D912.
Bên cạnh sự gia tăng hàm lượng prolin thì việc gây hạn ở thời điểm ra hoa còn làm giảm sút hàm lượng này ở công thức thí nghiệm so với công thức đối chứng biểu hiện ở giống DVN5, DT96. Sang thời điểm quả non cũng có 1 giống DVN5 giảm sút hàm lượng prolin ở công thức thí nghiệm so với công thức đối chứng. Như vậy giống DVN5 có biểu hiện giảm sút hàm lượng prolin ở cả hai thời điểm ra hoa và quả non.
Nhìn chung việc gây hạn không làm biến động lớn đến hàm lượng prolin của tất cả các giống ở cả hai thời điểm ra hoa và quả non. Đa số các giống ở cả hai thời điểm hàm lượng prolin là không thay đổi hoặc thay đổi nhỏ không có ý nghĩa về mặt thống kê.
kết luận
Cây đậu tương là một trong những cây họ Đậu có giá trị về dinh dưỡng và mang giá trị kinh tế cao. Hiện nay, cây đậu tương được gieo trồng ở Việt Nam với diện tích khá lớn, nó cũng là một loại cây lương thực, thực phẩm nhiệt đới được trồng ở nhiều quốc gia trên thế giới nhất là các nước đang phát triển.
Qua kết quả nghiên cứu và đánh giá sự biến đổi hàm lượng diệp lục tổng số và hàm lượng prolin trong lá của 16 giống đậu tương khi bị hạn, chúng tôi rút ra kết luận như sau:
Việc gây hạn không làm ảnh hưởng rõ rệt đến hàm lượng diệp lục tổng số của tất cả 16 giống đậu tương ở hai thời điểm ra hoa và quả non. Gây hạn chỉ làm biến động hàm lượng này trên 4 giống ở thời điểm ra hoa trong đó có 3 giống ĐT26, VX92, D140 hàm lượng diệp lục tổng số tăng. Có duy nhất giống QX số 1 hàm lượng diệp lục tổng số giảm. Sang thời kỳ quả non hàm lượng diệp lục tổng số biến động ở 4 giống trong đó có 3 giống VX92, DT90, MA97 hàm lượng diệp lục tăng. Duy nhất giống D140 hàm lượng này lại giảm. Nhìn chung đa số các giống ở cả hai thời điểm ra hoa và quả non có hàm lượng diệp lục không biến động hoặc biến động nhỏ không đáng kể. Chứng tỏ những giống này có thể chịu đựng khá tốt trong điều kiện thiếu nước.
Hàm lượng prolin ở thời điểm ra hoa cao hơn thời điểm quả non. Hạn hán chỉ làm biến động hàm lượng prolin ở một số giống đậu tương. Sự biến động hàm lượng này trong hai thời điểm ra hoa và quả non là không đồng nhất. ở thời điểm ra hoa có sự gia tăng hàm lượng prolin ở các giống DT90, Đ2501, QX số 1, AK06. Bên cạnh sự gia tăng ở các giống trên có hai giống lại biểu hiện suy giảm đó là DVN5, DT96. Các giống còn lại sự thay đổi hàm lượng prolin là rất nhỏ. Sang thời điểm quả non sự gia tăng hàm lượng prolin so với đối chứng biểu hiện ở 4 giống cao nhất là V74 và giảm dần ở các giống DT96, ĐT26, D912. Bên cạnh
những giống có sự gia tăng hàm lượng prolin thì có một giống DVN5 lại biểu hiện suy giảm hàm lượng này giống như ở thời điểm ra hoa. Các giống còn lại sự biến động hàm lượng prolin là rất nhỏ không có ý nghĩa về mặt thống kê.
tài liệu tham khảo Tiếng việt
1. Trương Đích, (2002), 265 giống cây trồng mới, NXB Nông nghiệp Hà
Nội, trang 217 - 222.
2. Điêu Thị Mai Hoa, Nguyễn Văn Mã, (1995), ảnh hưởng của phân vi lượng tới khả năng chịu hạn và hoạt động quang hợp ở các thời kỳ sinh trưởng và
phát triển khác nhau của cây đậu xanh, Tạp chí Sinh học, T17, số 3, trang 28 -
30.
3. Nguyễn Huy Hoàng, Trần Đình Long, Viện KHKTNN Việt Nam, (1992),
Đánh giá khả năng chịu hạn của tập đoàn đậu tương nhập nội, Tạp chí Nông nghiệp và công nghiệp thực phẩm, Số 4, trang 138 - 140.
4. Nguyễn Huy Hoàng, Viện KHKTNN Việt Nam ,(1992), Nghiên cứu khả năng chịu hạn của các giống đậu tương nhập nội ở miền Bắc Việt Nam, Luận án
PTS.
5. Nguyễn Văn Mã, Phan Hồng Quân, (2000), Nghiên cứu một số chỉ tiêu
sinh lý, sinh hoá của cây đậu tương trong điều kiện gây hạn, Tạp chí Sinh học, số (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
2, trang 47 - 52.
6. Nguyễn Văn Mã, (2001), Nghiên cứu khả năng chịu hạn của cây đậu
xanh trong điều kiện gây hạn, Thông báo khoa học Trường Đại học sư phạm Hà Nội 2.
7. Chu Hoàng Mậu, (2001), Sử dụng phương pháp đột biến thực nghiệm để tạo các dòng đậu tương, đậu xanh thích hợp cho miền núi Đông Bắc Việt Nam, Viện công nghệ sinh học, Luận án tiến sĩ Sinh học Hà Nội, 125 trang.
8. Nguyễn Danh Ngôn, (1983), Trồng đậu tương, NXB Nông nghiệp 1995, 83 trang.
9. Đinh Thị Phòng, (2001), Nghiên cứu khả năng chịu hạn và chọn dòng chịu hạn ở lúa bằng công nghệ tế bào thực vật, Luận án tiến sĩ Sinh học, Hà Nội,
trang 11 - 106.
10. Vũ Minh Thứ, Nguyễn Như Khanh, (1998), ảnh hưởng của NaCl và KClO3 đến hàm lượng diệp lục và huỳnh quang diệp lục của giống lúa TH82, Tạp chí Sinh học, 20 (4), trang 52 -55.
11. Nguyễn Văn Thiều, (1999), Kỹ thuật trồng đậu tương, NXB Nông
nghiệp Hà Nội, 108 trang. Tiếng Anh
12. Anat.W, Chinechest A, Picluspon S, Nakeeraks P, Ratana T and thararasook C, VC1628A, A new promising mungbean lines, Proceeding of mungbean meeting 90, tropical agricultural research center, Japan, Bangkok 1991, page 107 - 116.
13. Bokari. U. G and Trent J.D (1985), proline concentrations in water, Stressed grasses, Journal of range Management, page 37 - 38.
14. Chandler. P. M, Walker Summons M, King. R. W, Crouch M, Close T.J (1988), Expression of ABA induceble genes in water stressed cereal reedlings, J. cell, Biochem 12c (suppl) page 43 - 146.
15. Delaunay A.J, verma D.P.S (1993), prolin biosynthesis and osmoregulation in plant, plant J, PP 215 - 223.
16. Hort Metabolic Plant Physiology, prolin, Ornithine and arginine metabolism Roles of prolin in plant adaptation to environmental stress.
http: // www.hort.purdue.edu/rhoder/hort640c/prolin/prooo1.htm
17. Karin Wisiol, Clepping of water stressed blue grama affecs proline accumulation anh productivity.
http: www.hort.purdure.edu/rhodcv/hort 640c/proline/ proool.htm
18. Kishor P.B.K, HongZ, Miao G, Hu C, Verma D.P.S (1995), Over expresssion of pyrroline - 5 - cacboxylate - synthelase in crease proline production & confers ostolerance intrangsgenic plants, J plant physiol, 108, page 1387 - 1394.
http: www.chem.qmul.ac.uk/iu.bmm/euzyme/reaction/aminoacid/pro.html
19. Nabor M.W (1996), Environmental stess ressitance in plant cell line selection, pix P.J (eds), VCH verlagsesells chaft.
http: www.hort.purdue.edu/rhodcv/hort640c/proline/proool.htm
20. Zheng Yi - Zhi and LiTian, Changes of prolin Levels and Abscisic Acid Content in Tolerant/ Sensitve Cultirars of Soybean under Osmotic Conditions.
http: // www.Soy genetics.org/articles/sgu2000 - 011.htm
Bảng 3.1: ảnh hưởng của điều kiện gây hạn đến hàm lượng diệp lục trong lá cây đậu tương (mg/cm2)
Stt Thời điểm
Giống
Ra hoa Quả non
Lô gây hạn Xm Lô đối chứng Xm % so với đối chứng d t Lô gây hạn Xm Lô đối chứng Xm đối chứng 1 DT84 21,901,60 23,800,50 92 1,13 40,853,85 41,003,50 2 DT90 21,650,75 22,301,30 97 0,43 46,401,00 39,800,40 3 DT96 20,850,15 20,700,40 101 0,35 38,950,05 40,603,40 4 VX92 27,050,05 22,100,70 122 ** 7,05 37,901,20 30,500,60 5 DVN5 29,950,75 26,950,75 111 2,83 42,700,20 48,251,75 6 DVN6 23,800,60 23,901,70 100 0,06 32,300,40 34,601,60 7 V74 28,750,75 28,751,75 100 0,00 50,501,80 40,601,90
8 MA97 20,450,45 18,700,40 109 4,10 38,500,00 34,050,15 113 **** 9 D140 22,750,25 20,050,15 113 ** 9,26 34,050,15 37,000,20 10 D912 22,351,05 22,051,15 101 0,19 33,352,85 30,550,65 11 AK06 25,250,65 22,601,20 111 1,94 39,800,80 41,505,40 12 ĐT12 27,300,75 26,400,20 103 2,50 44,351,25 47,301,60 13 ĐT 22 - 4 26,751,55 23,301,10 115 1,82 38,950,85 46,801,90 14 ĐT26 35,500,70 24,500,10 145 * 15.56 36,100,20 37,051,95 15 ĐT2501 23,250,05 21,602,60 108 0,63 26,453,35 31,350,35 16 QX số 1 25,850,45 29,650,75 87 * 4,34 49,401,20 42,852,45 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Bảng 3.2: ảnh hưởng của điều kiện gây hạn đến hàm lượng prolin trong lá cây đậu tương (mg/g)
Stt Thời điểm
Giống
Ra hoa Quả non
Lô gây hạn Xm Lô đối chứng Xm % so với đối chứng d t Lô gây hạn Xm Lô đối chứng Xm đối 1 DT84 0,990,07 0,840,08 118 1,61 1,040,26 0,810,02 2 Dt90 3,170,32 1,100,16 288 * 5,87 0,650,01 0,790,04 3 DT96 0,320,05 1,070,03 30 ** 13,33 1,100,02 0,420,03 4 VX92 0,350,03 0,790,17 44 2,55 0,300,00 0,650,14 5 DVN5 0,460,03 0,990,10 46 * 5,00 0,360,00 0,640,02 6 DVN6 0,870,05 0,830,12 105 0,32 0,480,09 0,410,09 7 V74 0,680,03 0,780,17 87 0,61 0,940,09 0,240,02 8 MA97 0,810,02 0,830,09 98 0,22 0,770,01 0,570,10 9 D140 1,270,22 0,490,03 259 3,55 0,360,06 0,500,06 10 D912 0,780,04 0,670,09 116 1,22 0,600,01 0,370,00 11 AK06 3,070,08 1,440,14 213 ** 10,11 1,12003 0,760,11
12 ĐT12 0,720,04 0,990,08 73 3,15 0,560,09 0,600,09
13 ĐT22 - 4 1,470,40 1,230,06 120 0,59 0,460,14 0,350,06
14 ĐT26 2,140,13 1,400,13 153 4,19 0,790,07 0,380,06
15 Đ2501 1,120,12 0,390,10 287 * 4,76 0,380,07 0,330,03