TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.2. TÍNH CHỊU HẠN CỦA THỰC VẬT, TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VỪNG VÀ TÍNH CHỊU HẠN CỦA CÂY VỪNG
1.2.3. Tình hình nghiên cứu vừng và tính chịu hạn của cây vừng
Cõy vừng ủược trồng nhiều ở hầu hết cỏc nước trờn thế giới, tập trung chủ yếu ở cỏc nước ủang phỏt triển. Vừng là cõy trồng cú nhiều lợi thế vỡ cú thể trồng ở ủiều kiện nhiệt ủộ tương ủối cao, lượng nước thấp [91].
Vừng ủược ủỏnh giỏ là cõy trồng cạn, cú khả năng chịu hạn khỏ hơn so với nhiều cõy trồng khỏc. ðể ủảm bảo cho sự sinh trưởng và phỏt triển ủược bình thường thì trong cả chu kỳ sinh trưởng, cây vừng cần có lượng mưa khoảng 500-600 mm/năm, tốt nhất là từ 500-1000mm. Trong ủiều kiện khụ hạn, với lượng mưa < 600 mm/năm, nhiều cây trồng khó có khả năng sinh trưởng, ra hoa và kết quả, nhưng vừng vẫn cú thể cho thu hoạch. ðiều ủú cho thấy vừng là một cõy trồng chịu hạn cần ủược khai thỏc và phỏt triển ủể làm tăng thu nhập cho nụng dõn cỏc vựng nhiệt ủới bỏn khụ hạn [39], [41].
Hàm lượng lipit, protein, axit amin, các axit béo no, chưa no, các hợp chất chống oxy hóa cao (sesamol, sesamin, α-tocopherol) có trong hạt vừng và vai trũ của những hợp chất ủú cũng ủó ủược ủề cập trong rất nhiều nghiờn cứu trên thế giới [64], [75], [119], [144], [211].
Gần ủõy người ta ủó tỡm thấy trong hạt giống vừng, cỏc chất gõy dị ứng thuộc loại protein dự trữ, giống như các chất gây dị ứng thực phẩm phổ biến.
ðây là một nguyên nhân chủ yếu gây nên các phản ứng dị ứng của trẻ sơ sinh và trẻ nhỏ ở Israel và một phụ nữ trẻ ở í [78], [79]. ðiều này ủó gõy ra sự ngạc nhiờn vỡ dầu vừng vốn ủược sử dụng rất rộng rói trong cụng nghiệp mỹ phẩm và dược phẩm vỡ nú ủược cho là cú khả năng khỏng nguyờn thấp [129].
Bởi vậy, việc kiểm soát hàm lượng protein trong hạt vừng là rất quan trọng.
Tuy nhiên, do những nghiên cứu về các thành phần hóa học và hóa sinh trong cỏc hạt vừng nảy mầm vẫn chưa ủược hoàn thiện nờn lợi ớch hay bất lợi của việc sử dụng hạt vừng nảy mầm ủối với con người cũng chưa ủược tỡm hiểu một cỏch triệt ủể. ðể giữ lại cỏc thành phần mong muốn trong hạt vừng cú ý nghĩa về mặt thương mại. Tae-Shik Hahm và cs (2009) ủó chỉ ra ủược những thay ủổi về cỏc thành phần húa học của hạt vừng trong và sau quỏ trỡnh nảy mầm như: protein tổng số, các axit béo không no (axit stearic, oleic, linoleic), các chất khoáng, sesamol và tocopherol [207].
Trong quá trình phát triển của hạt vừng ở phía Nam Hàn Quốc, Thổ Nhĩ Kỳ, phía Tây Châu Phi, Nigeria, hàm lượng protein, lipit, ARN và các axit bộo khụng no tăng lờn ủỏng kể, ủặc biệt là sự gia tăng của 2 axit bộo không no có giá trị dinh dưỡng cao cho sức khỏe con người như: linoleic, oleic. ðiều này ủó làm tăng giỏ trị của dầu vừng lờn rất nhiều so với cỏc loài dầu thực vật khác [75], [119], [211].
Ở Việt Nam, cũng ủó cú một số nghiờn cứu về hàm lượng cỏc chất (lipit, protein, axit amin…), chỉ số hóa sinh trong hạt vừng [44], [48].
Khả năng chịu hạn của vừng cũng là một vấn ủề ủó ủược cỏc nhà khoa học trên thế giới quan tâm nghiên cứu.
Là cây trồng thích hợp với các vùng khí hậu ấm và khô cằn nên cây vừng luụn luụn phải ủối mặt với sự thiếu nước [111]. Trờn thế giới ủó cú một số cụng trỡnh nghiờn cứu về ảnh hưởng của hạn ủến sự nảy mầm, hàm lượng protein, lipit, các enzym oxy hóa trong hạt vừng; hàm lượng nước liên kết và hàm lượng diệp lục trong lá vừng; quá trình sinh trưởng, phát triển và năng suất của cây vừng [96], [111], [152].
Bằng nhiều cỏch gõy hạn khỏc nhau, cỏc nhà nghiờn cứu ủó chứng minh ủược rằng: ủiều kiện hạn ủó ảnh hưởng nhiều ủến cỏc chỉ tiờu sinh lý, húa sinh trong cỏc giai ủoạn nảy mầm, sinh trưởng, phỏt triển của cõy vừng và ảnh hưởng lớn ủến năng suất thu hoạch. Mặt khỏc, trong ủiều kiện thiếu nước cũng ủó thấy xuất hiện cỏc protein mới (ủược coi là protein sốc nhiệt), cỏc gen liờn quan ủến tớnh chịu hạn…
Fazeli và cs. (2007) ủó làm thớ nghiệm với 2 giống vừng Darab 14 và Yekta (Iran) bằng cỏch trồng trờn cỏc loại ủất cú hàm lượng nước khỏc nhau.
Kết quả thớ nghiệm ủó cho thấy: khối lượng tươi, khụ của lỏ, rễ ; hàm lượng protein tổng số trong lỏ và rễ vừng giảm ủi dưới tỏc ủộng của ủiều kiện hạn.
Bờn cạnh ủú, cú sự xuất hiện cỏc protein mới; hoạt tớnh của cỏc enzym oxy
hóa lipit, catalase, peroxidase, polyphenol oxidase trong rễ và lá tăng lên [96].
Dựa trờn sự biến ủổi của cỏc chỉ tiờu nghiờn cứu, tỏc giả ủó nhận ủịnh rằng:
giống vừng Yekta có khả năng chịu hạn tốt hơn so với giống vừng Darab 14.
Năng suất cõy trồng bị giảm hoặc mất trong ủiều kiện hạn là vấn ủề quan trọng mà các nhà chọn giống thực vật phải quan tâm. Họ có mong muốn cải thiện năng suất cõy trồng trong những ủiều kiện ủú, nhưng sự khỏc nhau trong tiềm năng về năng suất lại có mối quan hệ tương thích với các nhân tố stress. Vỡ vậy, những chỉ số về khả năng chịu hạn thường ủược sử dụng ủể xỏc ủịnh kiểu gen chịu hạn.
Trong nghiờn cứu của mỡnh, Hassanzadeh M và cs (2009) ủó ủỏnh giỏ khả năng chịu hạn, năng suất của 27 giống vừng ủược trồng trong ủiều kiện hạn ở vựng Moghan, Iran. Kết quả nghiờn cứu ủó tỡm ra ủược mối liờn quan về năng suất vừng trồng trong ủiều kiện hạn và ủiều kiện thường với cỏc chỉ số chịu hạn nhằm chọn ra cỏc kiểu gen cú thể cho năng suất cao và ổn ủịnh trong ủiều kiện sinh thỏi ở vựng Moghan, Iran [110].
Cũng trờn ủối tượng nghiờn cứu là 27 giống vừng như trờn, trong một nghiờn cứu khỏc, Hassanzadeh M và cs (2009) ủó ủỏnh giỏ ủược sự thay ủổi về hàm lượng diệp lục a, diệp lục b, diệp lục tổng số và hàm lượng nước liên kết trong ủiều kiện ủất khụ cằn và bỏn khụ cằn ở vựng Moghan, Iran.
ðối với các loại cây trồng cạn nói chung và cây vừng nói riêng, hạn ảnh hưởng nhiều và rừ nhất là giai ủoạn nảy mầm của hạt. Tại thời ủiểm này, hạt rất cần nước ủể hoạt húa cỏc enzym, phõn giải cỏc chất dự trữ, cung cấp năng lượng cho sự phát triển của mầm. Chính vì vậy, sự thiếu nước trong giai ủoạn này sẽ ảnh hưởng khụng nhỏ ủến tỷ lệ nảy mầm của hạt, ủến sự sinh trưởng, phát triển và năng suất của cây sau này.
Mensah và cs (2006) ủó sử dụng cỏc dung dịch thấm lọc (polyethylen glycol, glucose, natriclorua) ủể tạo thế nước thấp trong thớ nghiệm của mỡnh
ủối với một số giống vừng cú nguồn gốc từ Nigờria. Kết quả thớ nghiệm ủó cho thấy, tác dụng làm giảm tỷ lệ nảy mầm và sự phát triển của cây vừng của 3 loại dung dịch ủú ủược xếp theo thứ tự là: polyethylen glycol ˂ glucose ˂ natriclorua. Thớ nghiệm cũn cho thấy: hạn ủó làm cho cõy vừng cũi cọc, chậm phát triển, làm giảm khối lượng khô của thân và rễ, số lá/cây, diện tích lá và làm giảm khối lượng 1000 hạt [152].
Trong các yếu tố bất lợi của môi trường gây nên sự mất nước ở thực vật ngoài hạn hỏn thỡ ủộ mặn cũng là ủiều kiện khụng thuận lợi cho sự sinh trưởng, phát triển của cây trồng nói chung và cây vừng nói riêng.
Ảnh hưởng của việc tăng nồng ủộ NaCl ủến cỏc chỉ tiờu sinh trưởng và chỉ tiờu húa sinh ủó ủược Hulusi và cs (2007) nghiờn cứu trờn 2 giống vừng CV. Orhangari và CV. Cumhuriyet. Cỏc kết quả ủó chỉ ra rằng: sự khỏc nhau về cỏc chỉ số sinh trưởng, hoạt ủộ của enzym oxy húa lipit, cỏc enzym oxy húa khử và sự tớch lũy prolin thể hiện khả năng chống chịu khỏc nhau với ủiều kiện mặn. Tuy nhiờn, ở giống vừng CV. Cumhuriyet, sự thay ủổi về cỏc chỉ số sinh trưởng, hoạt ủộ của enzym oxy húa lipit, sự tớch lũy prolin, ủó thể hiện khả năng chịu mặn của giống này tốt hơn giống còn lại [152].
Mặc dù các kết quả nghiên cứu về khả năng chịu hạn của vừng còn hạn chế, song cỏc quả thu ủược ủó phần nào chỉ ra ủược mối liờn quan giữa tớnh chịu hạn của cây trồng nói chung và cây vừng nói riêng với các chỉ tiêu sinh lý, húa sinh, từ ủú làm tiền ủề cho những nghiờn cứu tiếp sau, ủi sõu nghiờn cứu về cơ chế chịu hạn của cây trồng, cây vừng.
Ở Việt Nam, cho ủến nay, hướng nghiờn cứu về vừng cũn rất hạn chế, chưa cú cụng trỡnh nghiờn cứu nào ủi sõu về cơ chế, bản chất chịu hạn của cõy vừng. 1.3. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TÍNH ðA DẠNG DI TRUYỀN CỦA
CÂY VỪNG