2. Sự biến động của hàm l−ợng prolin trong điều kiện hạn sâu.
2.2 Sự biến động hàm l−ợng proli nở thời kì ra hoa:
Hàm l−ợng prolin ở thời kì ra hoa đ−ợc tình bày trong hình 5 và bảng 4
0 2 4 6 8 10 12 14 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 TN ra hoa ĐC ra hoa mg/l Lân đo
Pha hạn sâu Pha phục hồi
Hình 5: Sự biến động hàm l−ợng prolin ở thời kì ra hoa trong pha hạn sâu và pha phục hồi
Ra hoa là thời kì chuyển từ sinh tr−ởng sinh d−ỡng sang sinh tr−ởng sinh thực. Trong thời kì này, cây hình thành chồi hoa, nụ hoa, cành, lá, rễ vẫn tiếp tục phát triển mạnh do vậy cây tiêu thụ rất nhiều chất dinh d−ỡng và n−ớc. Thiếu n−ớc làm giảm năng suất, chất l−ợng sản phẩm. ở điều kiện thiếu n−ớc, trong cây diễn ra nhiều biến đổi sinh lí, sinh hoá.
Hàm l−ợng prolin trong lá đậu t−ơng biến đổi rõ rệt khi thiếu n−ớc. Trong ngày đo thứ 1, 2 hàm l−ợng prolin ở lô thí nghiệm tăng hơn so với lô đối chứng nh−ng ch−a đáng kể, đến ba ngày đo cuối của pha hạn sâu (lần đo thứ 3, 4, 5). Hàm l−ợng prolin ở hai lô chênh lệch đáng kể. ở lô đối chứng
(đ−ợc cung cấp đầy đủ n−ớc) có hàm l−ợng prolin gần nh− nhau và giao động trong khoảng 0,45 – 0,68 (mg/g), ở lô thí nghiệm, do sự thiếu n−ớc đã ảnh h−ởng đến sự tích luỹ prolin. Cây hạn càng nặng, hàm l−ợng prolin biến đổi càng lớn. Từ ngày đo thứ 3 đến ngày thứ 5 hàm l−ợng prolin tăng lên nhiều lần Xu h−ớng tăng hàm l−ợng prolin có thể nhìn thấy rõ nhất trên hình 5 về sự chênh lệch hàm l−ợng prolin giữa lô thí nghiệm và đối chứng. ở các ngày đo thứ 3 đến ngày đo thứ 5 cho thấy hạn càng nặng, hàm l−ợng prolin càng tăng càng mạnh.
Trong điều kiện thiếu n−ớc ở thời kì ra hoa hàm l−ợng prolin trong lá đậu t−ơng đ−ợc tích luỹ tăng c−ờng rõ rệt. Trong quá trình gây hạn hàm l−ợng prolin tăng dần. Sự tăng c−ờng tổng hợp prolin là một chỉ tiêu quan trọng phản ánh khả năng chống chịu của cây khi gặp điều kiện hạn hán, phản ứng này giúp cây duy trì đ−ợc áp lực thẩm thấu, cấu trúc thành tế bào và đảm bảo sự trao đổi n−ớc khi cây sống ở điều kiện thiếu n−ớc.
Pha phục hồi: ở lô thí nghiệm, hàm l−ợng prolin giảm dần đến một giá trị nhất định sau đó giữ ở mức t−ơng đối ổn định. Sự ổn định này có thể là do sau khi đ−ợc t−ới n−ớc trở lại, hàm l−ợng n−ớc tự do trong đất lớn, cây có thể hút n−ớc dễ dàng để bù đắp l−ợng n−ớc mất đi tr−ớc đó.
Kết quả cho thấy, trong ngày đo thứ 7 (lần đo thứ nhất của pha phục hồi) hàm l−ợng prolin giảm chút ít so với ngày cuối của pha hạn sâu (Từ 8,13 – 8,03 mg/g) đến lần đo thứ 7 hàm l−ợng prolin giảm rõ rệt.
Theo chandler về cơ sở, tốc độ phân giải prolin tuỳ thuộc vào mức độ giải phóng stress [18] theo đó, mức độ giảm hàm l−ợng prolin trong pha này phản ánh khả năng hút n−ớc phục hồi sức tr−ơng của tế bào. Giống có hàm l−ợng prolin giảm nhiều hơn, tốc độ giảm nhanh hơn thì khả năng phục hồi sẽ tốt hơn và ng−ợc lại giống có hàm l−ợng prolin giảm ít hơn khả năng phục hồi sẽ yếu hơn.
2.3. Sự biến đổi hàm l−ợng prolin thời kì quả non.
Hàm l−ợng prolin thời kì quả non đ−ợc trình bày trong hình6 và bảng 4
0 2 4 6 8 10 12 14 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 TN quả non TN quả non mg/g Lần đo
Pha hạn sâu Pha phục hồi
Hình 6: Sự biến động hàm l−ợng prolin ở thời kì quả non trong pha hạn sâu và pha phục hồi
Thời kì ra quả là thời kì cây bắt đầu tích luỹ chất khô vào hạt. Do đó khô hạn xảy ra trong thời kì này ảnh h−ởng đến năng suất của đậu t−ơng. Kết quả nghiên cứu cho thấy:
ở lô đối chứng hàm l−ợng prolin dao động không đáng kể
ở lô thí nghiệm hàm l−ợng prolin tăng dần từ ngày đo thứ 1 đến ngày đo thứ 6 (0,54 – 11,04 mg/g)
Pha phục hồi: hàm l−ợng axit amin prolin còn ở mức khá cao ở ngày đo thứ 6 sau đó hàm l−ợng axit amin này giảm dần đến ngày đo thứ 10 hàm l−ợng prolin chỉ còn lại 0,54 mg/g đạt giá trị t−ơng ứng với đối chứng.
2.4. Sự biến đổi hàm l−ợng prolin ở thời kì quả chắc.
Hàm l−ợng prolin ở thời kì quả chắc đ−ợc trình bày trong hình 7 và bảng 4
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 TN quả chắc ĐC quả chắc mg/g Lần đo
Pha hạn sâu Pha phục hồi
Hình 7: Sự biến động hàm l−ợng prolin ở thời kì quả chắc trong pha hạn sâu và pha phục hồi
Thời kì quả chắc là thời kì quan trọng nhất trong đời sống cây đậu t−ơng. Khô hạn xảy ra trong thời kì này không những làm giảm trọng l−ợng hạt mà còn ảnh h−ởng đến cả số hạt trong một quả [3].
ở lô đối chứng hàm l−ợng prolin biến đổi trong điều kiện môi tr−ờng không ổn định. Dao động trong khoảng 0,51 - 0,68 mg/g.
ở lô thí nghiệm hàm l−ợng prolin tăng dần từ ngày đo thứ nhất đến lần đo thứ 5 và giảm dần từ ngày đo thứ 6 đến lần đo thứ 10.
ở pha gây hạn: hàm l−ợng prolin tăng mạnh nhất ở lần đo cuối của pha gây hạn, tăng gấp 582% so với đối chứng
ở pha phục hồi: hàm l−ợng prolin giảm dần từ ngày đo thứ 6 đến ngày đo thứ 8 sau đó có tăng lên chút ít nh−ng không đáng kể.
Nhìn chung trong cả 4 thời kì này, hàm l−ợng prolin ở lô thí nghiệm luôn cao hơn ở lô đối chứng. Điều này khẳng định vai trò của prolin trong việc tăng c−ờng khả năng hút n−ớc của cây trong điều kiện thiếu n−ớc. Tuy nhiên ở các thời kì sinh tr−ởng khác nhau thì phản ứng của cây với yếu tố n−ớc cũng
khác nhau. Do đó mức độ tích luỹ prolin ở các thời kì khác nhau cũng không giống nhau trong cùng một giống.
Trong bốn thời kì cây non, ra hoa, quả non, quả chắc thì hàm l−ợng prolin ở giai đoạn quả non biến đổi rõ rệt nhất, tiếp theo là sự biến động ở giai đoạn ra hoa và quả chắc. Còn ở giai đoạn cây non hàm l−ợng prolin có tăng nh−ng không nhiều khi bị hạn.
Sự tăng c−ờng 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 đ−ợc áp lực thẩm thấu, cấu trúc thành tế bào và đảm bảo sự trao đổi n−ớc bình th−ờng khi cây sống ở môi tr−ờng khô hạn, tạo điều kiện thuận lợi cho sự hoạt động bình th−ờng của cây.
KếT LUậ N
Qúa trình nghiên cứu sự biến động huỳnh quang diệp lục và hàm l−ợng prolin của lá đậu t−ơng trong pha hạn sâu, chúng tôi rút ra một số kết luận sau:
* Về động thái huỳnh quang diệp lục.
- Giá trị F0 trong pha hạn sâu tăng cao hơn so với đối chứng ở cùng thời điểm nghiên cứu. Pha phục hồi, huỳnh quang ổn định th−ờng thấp hơn pha hạn sâu và biến động nhẹ theo thời gian.
- Giá trị Fm trong pha hạn sâu và pha phục hồi không có sự biến đổi rõ rệt so với đối chứng và theo thời gian.
- Giá trị Fv/m trong pha hạn sâu th−ờng giảm sút so với đối chứng. Trong pha phục hồi, hiệu suất huỳnh quang biến đổi tăng lên không nhiều khi ra hoa.
* Về hàm l−ợng prolin.
- Trong pha hạn sâu, hàm l−ợng prolin tăng cao hơn so với đối chứng ở cùng thời điểm nghiên cứu và tăng dần trong quá trình gây hạn. Trong pha phục hồi, hàm l−ợng prolin giảm dần theo thời gian.
- Prolin th−ờng tăng lên ở thời kì ra hoa và quả non khi thiếu n−ớc, trong đó ở thời kì ra hoa tăng rõ rệt hơn.
KHUYếN NGHị
Kết quả nghiên cứu cho thấy có thể sử dụng các chỉ tiêu hàm l−ợng prolin và huỳnh quang diệp lục nh− một chỉ tiêu để đánh giá khả năng chịu hạn của các giống đậu t−ợng nói riêng và các cây trồng nói chung.
tμi liệu tham khảo * Tài liệu tiếng việt.
1. Phạm Văn Biên, Hà Hữu Tiến, Phạm Ngọc Quy, Trần Minh Tâm, Bùi Việt Nữ (1996), Cây đậu nành (đậu t−ơng), Nxb Nông nghiệp. Bùi Việt Nữ (1996), Cây đậu nành (đậu t−ơng), Nxb Nông nghiệp.
2. . Nguyễn Hữu C−ờng, Nguyễn Thị Kim Anh, Đinh Thị Phòng, Lê Thị Muội, Lê Trần Bình (2003), Mối t−ơng quan giữa hàm l−ợng Prolin và tính chống chịu ở cây lúa, Tạp chí công nghệ Sinh học, tập 1, Số 1, tr 85 - 93.
3. Đ−ờng Hồng Dật (2007), Cây đậu t−ơng - thâm canh tăng năng suất đẩy mạnh phát triển, Nxb nông nghiệp , tr 48.
4. Nguyễn Danh Đông (1983), Trồng đậu t−ơng, Nxb Nông nghiệp. 5. Điêu Thị Mai Hoa, Nguyễn Thị Thu H−ơng, Bùi Văn Thắng (2005), Sự biến đổi hàm l−ợng axit amin Prolin trong mầm và trong lá đậu xanh, Báo cáo khoa học, hội nghị toàn quốc 2005, Nxb Khoa học và Kĩ thuật, tr 531 - 533.
6. Nguyễn Huy Hoàng, Trần Đình Long (1992), Đánh giá khả năng chịu hạn của tập đoàn đậu t−ơng nhập nội, Tạp chí Nông nghiệp và Công nghiệp thực phẩm, Số 4, tr 138 – 140.
7. Đặng Diễm Hồng, Vênediktov P.S, Chemeric YU.K. (1996), Bản chất sự mất hoạt tính của quang hệ II (PSII) của tế bào chlirella ở trong tối và nhiệt độ cao”, Tạp chí Sinh học, Tập 18, số 2, tr 21 – 28.
8. Nguyễn Nh− Khanh, Mã Ngọc Cảm (1997), “Huỳnh quang diệp lục của lá một số giống cà chua trong điều kiện mùa hè Hà Nội, “Tạp chí Di truyền học và ứng dụng số 1, tr 29 – 32.
9. Nguyễn Văn Mã, Nguyễn Minh Điệu (2006), “Sử dụng huỳnh quang diệp lục trong nghiên cứu khả năng chịu hạn của cây lạc”, Tạp chí Khoa học và Công nghệ, tập 44, số 6, tr 61 - 66.
10. Nguyễn Văn Mã (1990), Khả năng chịu hạn của đậu t−ơng năng suất cao trên đất bạc màu, Báo cáo tổng kết đề tài KHCN cấp bộ, Mã số B 96 - 41 - 01, tr 6 - 15.
11. Nguyễn Tiến Mạnh, Nguyễn Đình Long, Nguyễn Hữu Tiến (1985), Kinh tế cây có dầu, Nxb Nông nghiệp.
12. Định Thị Phòng, Đặng Diễm Hồng, Lê Trần Bình, Lê Thị Muội (2004), “Đánh giá khả năng chịu hạn bằng ph−ơng pháp đo huỳnh quang diệp lục ở lúa”, Tạp chí Khoa học và Công nghệ, tập 42, số 1, tr 59 - 63.
13. Tr−ơng Thị Bích Ph−ợng, Hồ Thị Kim Khánh, Nguyễn Hữu Đồng (2003), ảnh h−ởng của Mannitol đến tích luỹ Prolin và glucozơ liên quan đến khả năng điều chỉnh thẩm thấu trong nuôi cấy Callus cà chua, Tạp chí di truyền học và ứng dụng, Số 1.
14. Phạm Văn Thiều (1999), Kỹ thuật trồng đậu t−ơng, Nxb Nông nghiệp.
15. Nguyễn Quốc Thông, Lê Thị Oanh, Nguyễn Văn Thiết (2002),
“Nghiên cứu tác động của khô hạn lên cây nhãn bằng ph−ơng pháp đo huỳnh quang diệp lục”, Tạp chí Sinh học, tập 22, số 3, tr 59 - 63.
16. Võ Minh Thứ, Nguyễn Nh− Khanh (1998), “ảnh h−ởng của NaCl, KcLO3 đến hàm l−ợng và huỳnh quang diệp lục của giống lúa TH85”, Tạp chí Sinh học, tập 10, số 4, tr 52 - 55.
* Tài liệu tiếng Anh.
17. Bates L.S (1973). Rapid determination of free Protein for water - stress studies, Plant and soil, 39.pp 205 – 207.
18. Chandler. P.M, Walker summens M, king.R.W. Crouch m, close T.J (1988). Expression of ABA induceble genes in water stressed crereal
readings, J.cell.Biochem 12C (suppl) page 43 - 146.
hort.purdue.edu/rhodcv/hort640c/proline/pr00001.htm.
19. D. D. Hong, T. H. Kim, M. S. Hwang, I. K. Chung, C. H. Lee - J Finish sci tech.(1998) 122 – 128.
20. Delanney A.J, Verma DPS. (1993). Proline biosynthesis and osmoregulation in plants. Plant f, 4, 215 – 223.
21. Kishor P.B.K, Hong Z, Miao G.H, Hu CAA and Verma D.P.S (1995). Overexpression of pyrroline – 5 – carboxylate synthetase increase Proline production and confers osmotolerace in transgenic plants. Plant physion, 108.pp 138 – 139.
22. Proline, ornithine and arginine metabolism, Role of Proline in plant adaptation to environmental stress –
http:www.hort.purdue.edu/shodcv/horrt640c/prolin/proool.htm.
PH影 L影C
ảnh 1: Máy đo c−ờng độ ánh sáng, nhiệt độ, độ ẩm
ảnh 2: máy Chlorphill fluoromrter OS
ảnh 3: Đo huỳnh quang diệp lục thời kì quả chắc.
ảnh 4: Đậu t−ơng giai đoạn ra hoa