Sau khi ngâm hạt lúa trong môi trường MS 1/2, hạt lúa tiếp tục gia tăng trọng lượng tươi. Đến 4,5 giờ sau hạt đạt trạng thái bão hòa (bảng 3.2).
Bảng 3.2. Sự thay đổi trọng lượng tươi của hạt lúa được ngâm trong môi trường MS 1/2.
Thời gian (giờ) Sự thay đổi trọng lượng hạt(g)
0 5,00 ± 0,02a 0,5 5,35 ± 0,04b 1 5,36 ± 0,01c 1,5 5,38 ± 0,03d 2 5,45 ± 0,01e 2,5 5,53 ± 0,01f 3 5,57 ± 0,02g 3,5 5,62 ± 0,02h 4 5,70 ± 0,03i 4,5 5,80 ± 0,02k 5 5,80 ± 0,02k 5,5 5,80 ± 0,02k
Các số trung bình theo cột với các mẫu tự khác nhau thì khác biệt có ý nghĩa ở mức p = 0,05
3.1.3. Sự nảy mầm và tăng trưởng in vitro của cây mầm lúa
Hạt lúa được cấy vào môi trường MS 1/2. Sau 1 ngày, hạt bắt đầu nảy mầm, xuất hiện sơ khởi chồi và rễ là phần hơi u ra ở phôi kích thước 1mm (ảnh 3.2). Tỉ lệ nảy mầm của các hạt lúa trên môi trường nuôi cấy đạt khoảng 98%. Cây mầm lúa nuôi cấy trên môi trường MS 1/2 có chiều dài phần khí sinh, chiều dài rễ, chiều dài phiến lá và bẹ lá tăng từ ngày 4 đến ngày 8 (bảng 3.3). Cây mầm ở ngày 4 xuất hiện lá mầm đầu tiên, lá này là lá giả và không tính vào số lá của cây lúa (ảnh 3.3). Cây mầm ở ngày 6 chỉ có 1 rễ và thân
thẳng, màu xanh (ảnh 3.4). Cây mầm ở ngày 8 xuất hiện lá thật đầu tiên và rễ phát triển nhiều hơn (ảnh 3.5).
Lát cắt ngang cực chồi và cực rễ cây mầm ở ngày 1 cho thấy có sự phân hóa các tế bào giúp phát triển chồi và rễ (ảnh 3.6 - 3.8).
Ảnh 3.8 cho thấy sơ khởi rễ bắt đầu xuất hiện, sau đó tiếp tục kéo dài (ảnh 3.9, 3.10) và tạo rễ mầm (ảnh 3.11).
Bảng 3.3. Sự tăng trưởng cây mầm lúa sau 8 ngày nuôi cấy
trên môi trường MS 1/2.
Chỉ tiêu tăng trưởng cây mầm Thời gian sau khi cấy (ngày)
4 6 8
Chiều cao phần khí sinh (mm) 6,00 ± 0,151 53,50± 2,042 172,50 ± 3,353
Chiều dài bẹ lá (mm) 0,00 ± 0,001 36,33 ± 2,012 109,33 ± 3,533
Chiều dài phiến lá (mm) 0,00 ± 0,001 17,17 ± 3,382 63,17 ± 3,003
Chiều dài rễ (mm) 10,22 ± 0,231 48,50 ± 2,722 71,83 ± 3,243
Số lá 0,00 ± 0,001 1,00 ± 0,002 1,00 ± 0,002
Số rễ 1,00 ± 0,001 1,33 ± 0,332 3,67 ± 0,213
Các số trung bình theo hàng với các số khác nhau thì khác biệt có ý nghĩa ở mức p = 0,05
Hình 3.1. Sự tăng trưởng cây mầm lúa sau 8 ngày nuôi cấy trên môi trường MS 1/2.
Ảnh 3.2. Cây mầm lúa sau 1 ngàynuôi cấy trên môi trường MS 1/2
(thanh ngang = 1 mm).
Ảnh 3.4. Cây mầm lúa sau 6 ngày
nuôi cấy trên môi trường MS 1/2.
Ảnh 3.5. Cây mầm lúa sau 8 ngày nuôi
cấy trên môi trường MS 1/2. Mũi tên chỉ lá thật đầu tiên.
25µm
Ảnh 3.6. Phẫu thức cắt ngang cực chồi và cực rễ cây mầm lúa sau 1 ngày
nuôi cấy trên môi trường MS 1/2. (A): cực chồi, (B): cực rễ
Ảnh 3.7. Phẫu thức cắt ngang cực chồi cây mầm lúa sau 1 ngày nuôi cấy trên
môi trường MS 1/2.
25µm
A
25µm
Ảnh 3.8. Phẫu thức cắt ngang cực rễ cây mầm lúa sau 1 ngày nuôi cấy trên
môi trường MS 1/2 (thanh ngang = 25µm) (mũi tên chỉ hướng phát sinh rễ).
Ảnh 3.9. Phẫu thức cắt ngang rễ cây mầm lúa sau 2 ngày nuôi cấy trên môi
1mm
Ảnh 3.10. Phẫu thức cắt ngang rễ cây mầm lúa sau 3 ngày nuôi cấy trên môi
trường MS 1/2 (thanh ngang = 50µm).
Ảnh 3.11. Phẫu thức cắt ngang rễ cây mầm lúa sau 4 ngày nuôi cấy trên môi
3.1.4. Thời điểm gây stress ngập úng in vitro ảnh hưởng đến sự tăng
trưởng của cây mầm
* Chiều cao phần khí sinh của cây mầm lúa
Chiều cao phần khí sinh cây mầm lúa sau 4 ngày nuôi cấy trong các môi trường được gây ngập úng ở các thời điểm khác nhau (0 giờ, 5 giờ, 10 giờ, 15 giờ, 24 giờ) đều thấp hơn so với đối chứng. Gây ngập úng thời điểm 24 giờ sau khi cấy, chiều cao phần khí sinh cây mầm cao hơn ở các thời điểm trước 24 giờ (bảng 3.4).
Bảng 3.4. Sự thay đổi chiều cao phần khí sinh cây mầm lúa và ảnh hưởng của
chiều cao cột nước đối với cây mầm sau 4 ngày nuôi cấy trong các môi trường ngập úng ở các thời điểm gây ngập úng khác nhau.
Chiều cao cột
nước (mm)
Chiều cao phần khí sinh cây mầm lúa (mm) Thời điểm gây stress sau khi cấy(giờ)
0 5 10 15 24 0 6,00 ± 0,391b 6,00± 0,391b 6,00 ± 0,391b 6,00 ± 0,391b 6,00 ± 0,391b 1 3,33 ± 0,331a 3,42 ± 0,361a 3,54 ± 0,341a 3,92 ± 0,451a 5,00 ± 0,322a 15 3,79 ± 0,291a 3,37 ± 0,241a 3,59 ± 0,371a 3,83 ± 0,651a 5,39 ± 0,592ab 30 3,83 ± 0,361a 3,80 ± 0,511a 3,86 ± 0,371a 3,89 ± 0,231a 5,33 ± 0,322ab
Các số trung bình theo hàng với các số khác nhau thì khác biệt có ý nghĩa ở mức p = 0,05
* Chiều dài rễ mầm lúa
Trong mỗi điều kiện ngập úng nước, vào các thời điểm gây stress khác nhau (5 giờ, 10 giờ, 24 giờ sau khi cấy), chiều dài rễ của cây mầm lúa đều ngắn hơn so với đối chứng (0 giờ) (ảnh 3.12).
Thời điểm thích hợp để gây stress ngập úng cây mầm lúa được sử dụng cho các thí nghiệm tiếp theo là sau khi cấy 24 giờ.
Bảng 3.5. Sự thay đổi chiều dài rễ cây mầm lúa đối với chiều cao cột nước
qua 4 ngày nuôi cấy trong các môi trường ngập úng ở các thời điểm gây stress khác nhau.
Chiều cao cột nước (mm)
Chiều dài rễ cây mầm lúa (mm) Thời điểm gây stress sau khi cấy (giờ)
0 5 10 15 24 0 10,22 ± 0,651c 10,22 ± 0,651c 10,22 ± 0,651c 10,22 ± 0,651c 10,22 ± 0,651c 1 2,04 ± 0,391b 2,08 ± 1,071b 2,20 ± 0,901b 2,40 ± 0,091b 2,88 ± 0,261b 15 0,00 ± 0,001a 0,00 ± 0,001a 0,00 ± 0,001a 0,00 ± 0,001a 0,00 ± 0,001a 30 0,00 ± 0,001a 0,10 ± 0,001a 0,00 ± 0,001a 0,00 ± 0,001a 0,00 ± 0,001a
Các số trung bình theo hàng với các số khác nhau thì khác biệt có ý nghĩa ở mức p = 0,05
Ảnh 3.12 cho thấy sự tăng trưởng của cây mầm sau 4 ngày nuôi cấy trong môi trường xử lý ngập 15 mm sau khi cấy 24h cao hơn các cây mầm còn lại.
Ảnh 3.12. Tăng trưởng cây mầm lúa sau 4 ngày nuôi cấytrong môi trường ngập úng 15 mm ở các thời điểm gây stress khác nhau. Từ trái qua, cây mầm lúa ở môi trường: A: đối chứng (không gây ngập); B: gây ngập 15mm; C: gây ngập 15mm sau khi cấy 5 giờ; D: gây ngập 15mm sau khi cấy 10 giờ; E: gây ngập 15mm sau khi cấy 15 giờ; F: gây ngập sau khi cấy 24 giờ.
3.1.5. Ảnh hưởng của mực nước ngập úng in vitro đến sự tăng
trưởng của cây mầm lúa
Sau 4 ngày được nuôi cấy trong môi trường MS1/2 ngập 1mm nước, chiều cao phần khí sinh và chiều dài rễ cây mầm lúa bắt đầu đáp ứng với ngập úng là tăng trưởng chậm hơn so với đối chứng. Sự đáp ứng thấy rõ ở cây ngập 15 mm (bảng 3.6).
Mực nước thích hợp để gây stress ngập úng cây mầm lúa sử dụng cho các thí nghiệm tiếp theo là 15 mm.
A C D E F
1mm
Bảng 3.6. Tăng trưởng cây mầm lúa trong các môi trường ngập úng qua 4
ngày nuôi cấy.
Chiều cao cột nước (mm) Chiều cao phần khí sinh (cm) Chiều dài rễ (cm)
0 6,00 ± 0,32b 10,22 ± 0,23d 0,5 6,10± 0,45b 10,34 ± 0,89d 1 5,00 ± 0,32ab 2,88 ± 0,26c 3 5,86 ± 0,15ab 1,00 ± 0,76b 15 5,39 ± 0,59a 0,00 ± 0,00a 30 5,33 ± 0,32a 0,00 ± 0,00a 75 5,35 ± 0,56a 0,00 ± 0,00a 120 5,40 ± 0,89a 0,00 ± 0,00a
Các số trung bình theo cột với các mẫu tự khác nhau thì khác biệt có ý nghĩa ở mức p = 0,05
3.1.6. Sự nảy mầm và tăng trưởng của cây mầm lúa trong điều kiện
ngập úng in vitro
Hạt lúa được cấy vào môi trường MS 1/2, sau 24 giờ được bổ sung 15mm nước. Sau 2 ngày nuôi cấy, hạt bắt đầu nảy mầm (ảnh 3.13). Tỉ lệ nảy mầm đạt khoảng 80%. Cây mầm qua 8 ngày nuôi cấy có chiều cao phần khí sinh tăng trưởng chậm, rễ chậm phát triển, chưa xuất hiện lá (bảng 3.7).
Cây mầm sau 4 ngày nuôi cấy đã phát triển chồi nhưng chưa xuất hiện rễ (ảnh 3.14). Đến ngày thứ 6 chiều cao phần khí sinh tiếp tục tăng trưởng, thân có màu trắng cong và mảnh, rễ vẫn chưa phát triển (ảnh 3.15). Đến ngày thứ 8, thân tiếp tục tăng trưởng, rễ đã xuất hiện nhưng rất ngắn và tăng trưởng chậm, chưa xuất hiện lá (ảnh 3.16).
Phẫu thức cắt dọc chồi cây mầm lúa sau 4 ngày nuôi cấy trong môi trường ngập 15mm nước cho thấy phần mô phân sinh kéo dài hơn so với mô phân sinh chồi của cây mầm lúa sau 4 ngày được nuôi cấy trong điều kiện không ngập nước (ảnh 3.17, 3.18).
Khi giải phẫu cắt ngang rễ cây mầm lúa sau 6 ngày nuôi cấy trong môi trường ngập nước, thấy được các mô khí bên trong lớp tế bào vỏ rễ (ảnh 3.19, 3.20).
Bảng 3.7. Sự tăng trưởng cây mầm lúa sau 8 ngày nuôi cấy trong môi trường
ngập úng 15 mm.
Các số trung bình theo hàng với các số khác nhau thì khác biệt có ý nghĩa ở mức p = 0,05 Các số trung bình theo cột với các mẫu tự khác nhau thì khác biệt có ý nghĩa p = 0,05
Chỉ tiêu tăng trưởng
Môi trường
Thời gian (ngày)
4 6 8 Chiều cao phần khí sinh (mm) ĐC 6,00 ± 0,151a 53,50± 2,042b 172,50 ± 3,353b 15mm 5,39 ± 0,181a 12,50 ± 0,282a 22,13 ± 0,133a Chiều dài rễ chính (mm) ĐC 10,22 ± 0,231b 48,50 ± 2,722b 71,83 ± 3,243b 15mm 0,00 ± 0,001a 0,00 ± 0,001a 1,60 ±0,112a Số rễ ĐC 1,00 ± 0,001b 1,33 ± 0,332b 3,67 ± 0,212b 15mm 0,00± 0,001a 0,00± 0,001a 1,00± 0,002a Số lá ĐC 0,00 ± 0,001a 1,00 ± 0,002b 1,00 ± 0,002b 15mm 0,00± 0,001a 0,00± 0,001a 0,00± 0,001a
Ảnh 3.13. Cây mầm lúa sau 2 ngày nuôi cấy trong môi trường ngập 15 mm.
Ảnh 3.14. Cây mầm lúa sau 4 ngày nuôi cấy trong môi trường ngập 15mm
(thanh ngang 2 mm).
Ảnh 3.15. Cây mầm lúa 6 ngày nuôi cấy trong môi trường ngập 15 mm
(thanh ngang = 2 mm).
Ảnh 3.16. Cây mầm lúa 8 ngày nuôi
cấy trong môi trường ngập 15 mm (thanh ngang = 4 mm).
25µm 25µm
Ảnh 3.17. Phẫu thức cắt dọc chồi cây mầm lúa sau 4 ngày nuôi cấy trong
điều kiện không ngập úng (ĐC).
Ảnh 3.18. Phẫu thức cắt dọc chồi cây mầm lúa sau 4 ngày nuôi cấy trong môi
Ảnh 3.19.Phẫu thức cắt ngang rễ cây mầm lúa sau 6 ngày nuôi cấy trong môi trường ngập úng 15mm (thanh ngang = 20 µm).
Ảnh 3.20. Phẫu thức cắt ngang trung trụ rễ cây mầm lúa sau 6 ngày nuôi cấy trong môi trường ngập úng 15mm (thanh ngang = 50 µm).
3.1.7. Ảnh hưởng của thời gian xử lý nhiệt độ đến sự tăng trưởng
của cây mầm lúa trong điều kiện ngập úng in vitro
* Chiều cao phần khí sinh
Sau khi xử lý nhiệt độ 450
C (15 mm - 450C) với các thời gian xử lý khác nhau cho thấy: Với thời gian xử lý 30 phút hoặc 120 phút, phần khí sinh tăng trưởng tốt hơn khi chỉ bị ngập (0 phút) nhưng lại tăng trưởng kém hơn khi không xử lý (0 mm, 0 phút). Tuy vậy, kết quả vẫn cho thấy hoạt động của nhiệt độ đã giúp cây mầm lúa kháng ngập (bảng 3.8).
Bảng 3.8. Sự thay đổi chiều cao phần khí sinh cây mầm lúa sau 6 ngày nuôi cấy
trong môi trường ngập úng kèm xử lý nhiệt độ với thời gian xử lý khác nhau.
Điều kiện xử
lý
Chiều cao phần khí sinh (mm) Thời gian xử lý 450
C sau khi gây stress nước (phút)
0 30 60 120 0mm 53,60 ± 3,394b 46,00 ± 4,553b 34,00 ± 2,28 2b 20,20 ± 3,891a 15mm- 450C 12,50 ± 0,28 2a 14,00 ± 0,673a 10,25 ± 0,331a 30,00 ± 0,324b
Các số trung bình theo hàng với các số khác nhau thì khác biệt có ý nghĩa ở mức p = 0,05
Các số trung bình theo cột với các mẫu tự khác nhau thì khác biệt có ý nghĩa ở mức p = 0,05
* Chiều dài rễ
Với chiều dài rễ, khi hạt lúa được xử lý ngập 15 mm kèm 450
C dù trong thời gian nào cũng không xuất hiện rễ (bảng 3.9).
Ảnh 3.21 cho thấy cây mầm sau 6 ngày nuôi cấy trong môi trường ngập 15 mm được xử lý 450C trong 120 phút (E) tăng trưởng tốt hơn so với cây mầm còn lại.
Thời gian xử lý 450C cho cây mầm có khả năng kháng ngập tốt là trong 120 phút.
Bảng 3.9. Sự thay đổi chiều dài rễ cây mầm lúa sau 6 ngày nuôi cấy trong
môi trường ngập úng kèm xử lý 450C với thời gian xử lý khác nhau.
Điều kiện xử lý
Chiều dài rễ (mm) Thời gian xử lý 450 C (phút) 0 30 60 120 0mm 28,39 ± 0,932b 25,40± 2,231b 25,80 ± 2,281b 27,00 ± 2,1712b 15mm- 45oC 00,00 ± 0,00 1a 00,00 ± 0,001a 00,00± 0,001a 00,00 ± 0,001a
Các số trung bình theo hàng với các số khác nhau thì khác biệt có ý nghĩa ở mức p = 0,05
Các số trung bình theo cột với các mẫu tự khác nhau thì khác biệt có ý nghĩa ở mức p = 0,05
Ảnh 3.21.Sự tăng trưởng cây mầm lúa sau 6 ngày nuôi cấy trong các môi
trường ngập úng kèm xử lý nhiệt độ với các thời gian xử lý khác nhau. Từ trái qua phải, cây mầm lúa ở môi trường: A: đối chứng (không ngập nước, không xử lý 450C, B: ngập 15 mm, C: ngập 15 mm - 450
C trong 30 phút, D: ngập 15 mm - 450C trong 60 phút, E: ngập 15 mm - 450
3.1.8. Sự thay đổi trọng lượng tươi và trọng lượng khô của cây mầm lúa trong các điều kiện xử lý khác nhau lúa trong các điều kiện xử lý khác nhau
* Trọng lượng tươi:
Trong môi trường chỉ bị ngập và không xử lý nhiệt độ, cây mầm lúa có trọng lượng tươi thấp hơn so với 2 môi trường còn lại (bảng 3.10). Đến ngày thứ 8 sau khi cấy, trọng lượng tươi của cây mầm trong các môi trường đều tăng (không gây ngập, chỉ gây ngập không xử lý 450C và gây ngập kèm xử lý 450C), tuy nhiên, cây mầm khi chỉ bị ngập vẫn cho trọng lượng tươi thấp hơn (bảng 3.10).
Bảng 3.10. Sự thay đổi trọng lượng tươi cây mầm lúa trong các điều kiện xử
lý khác nhau. Điều kiện
xử lý
Sự thay đổi trọng lượng tươi (mg)
Thời gian sau khi cấy (ngày)
4 6 8
0mm 19,03 ± 0,011c 76,03 ± 0,102c 89,91 ± 0,573c
15mm 10,10 ± 0,031a 36,57 ± 0,052a 50,53 ± 0,403a
15mm-450C 14,35 ± 0,511b 43,34 ± 0,062ab 60,23 ± 0,323b
Các số trung bình theo hàng với các số khác nhau thì khác biệt có ý nghĩa ở mức p = 0,05 Các số trung bình theo cột với các mẫu tự khác nhau thì khác biệt có ý nghĩa ở mức p = 0,05
* Tương tự như trọng lượng tươi, trọng lượng khô của cây mầm lúa khi