3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
1.3.3. Các chất đường và vai trò của đường trong cơ chế chống chịu
Các chất đường có vai trò quan trọng trong cơ thể sống như vai trò cấu trúc, cung cấp năng lượng cho cơ thể, đặc biệt đường đóng vai trò quan trọng trong việc điều chỉnh áp suất thẩm thấu của dịch bào. Nhiều nghiên cứu đã cho thấy, trong các điều kiện bất lợi như nóng, lạnh, hạn,... hàm lượng đường có xu hướng gia tăng. Các chất đường này bao gồm glucose, sucrose, fructan, manitol, pinitol…
Glucose, fructose tăng lên một lượng lớn trong tế bào khi gặp yếu tố cực đoan. Chúng tương tác với màng tế bào, hình thành cầu nối hydro giữa gốc hydroxyl của đường với nhóm phospholipid. Bằng cách này chúng thay thế vị trí nước trong màng tế bào. Sự có mặt của chúng trong nguyên sinh chất còn có khả năng bảo vệ các phức enzyme khác. Chức năng chính của chúng là ngăn chặn sự thay đổi và tăng cường áp suất thẩm thấu, ổn định pH cho tế bào. Trong các loại polysaccharide, glucan (tinh bột) có khả năng chống chịu yếu nhất, fructan (polyfructose) trung bình, họ rafinose là có khả năng tốt nhất. Khi gặp hạn, các polysaccharide nhanh chóng thủy phân thành monosaccharide, góp phần điều chỉnh áp suất thẩm thấu. Sau đó, các monosaccharide lại chuyển về trạng thái polysaccharide [12].
Đường khử bao gồm các loại monosaccarit như fructose, glucose, galactose, xylose… cũng ảnh hưởng đến khả năng giữ nước của tế bào. Trong đó fructose là một chất giữ nước tuyệt vời trong một thời gian dài, kể cả khi độ ẩm tương đối thấp. Vì vậy, hàm lượng đường khử trong cây cũng là một chỉ tiêu phản ánh khả năng giữ nước của tế bào do nó có vai trò trong điều chỉnh áp suất thẩm thấu trong dịch bào. Đường khử thuộc các chất có hoạt tính thẩm thấu, giúp tăng cường khả năng giữ nước cho tế bào, tăng khả năng chống chịu của cây đối với các điều kiện bất lợi của môi trường. Vì thế sự tổng hợp và tích lũy đường là một trong những phản ứng của cây với điều kiện ngoại cảnh bất lợi. Theo nghiên cứu của nhiều tác giả cho biết, hàm lượng đường tan trong cây liên quan trực tiếp đến khả năng chống chịu như chịu hạn, chịu lạnh,...(Nguyễn Hoàng Lộc và cộng sự, 2002) [15].
Một số nghiên cứu trên các đối tượng như lạc, lúa, đậu xanh, đậu tương...cho thấy có mối tương quan thuận giữa hàm lượng đường tan và hoạt độ α-amylase. Đường tan là một trong những chất tham gia điều chỉnh áp suất
thẩm thấu trong tế bào. Sự tăng hoạt độ α-amylase sẽ làm tăng hàm lượng đường tan do đó làm tăng ASTT và tăng khả năng chịu hạn của cây trồng.
Theo Chu Hoàng Mậu và Hà Tiến Sỹ, khi nghiên cứu ở các giống đậu tương chịu hạn trên địa bàn tỉnh Cao Bằng cho thấy hàm lượng đường khử trong hạt nảy mầm tăng từ giai đoạn 1 đến 7 ngày tuổi và bắt đầu giảm ở 9 ngày tuổi [18]. Như vậy nghiên cứu sự biến động của hàm lượng đường khử là cần thiết nhằm tìm ra mối liên quan với khả năng chống chịu của cây trồng.
Hà Tiến Sĩ (2007) [23] khi nghiên cứu về các giống đậu tương địa phương của tỉnh Cao Bằng đã rút ra nhận xét: Hoạt động của enzyme α – amylase và hàm lượng đường tan có mối quan hệ thuận chặt chẽ liên quan đến khả năng nảy mầm của hạt và sự sinh trưởng mầm. Giữa các giống có sự thay đổi về hoạt độ của enzyme α – amylase và hàm lượng đường tan khác nhau liên quan đến khả năng phản ứng đối với hạn của từng giống.