4. Bố cục của luận văn
3.2.2.1. Sự biến động hoạt độ enzyme peroxidase của lá đậu xanh trong
trình gây hạn và phục hồi ở giai đoạn cây non
Bảng 3.16. Hoạt độ enzyme peroxidase trong lá cây đậu xanh ở giai đoạn cây non (ĐVHĐ)
Giống
Hoạt độ enzyme peroxidase( ĐVHĐ)
Gây hạn Phục hồi
1 ngày 3 ngày 5 ngày 1 ngày 3 ngày 5 ngày
NTB.02 ĐC 1,18±0,025 1,21±0,021 1,25±0,017 1,26±0,015 1,28±0,017 1,29±0,017 TN 1,37±0,01 1,53±0,015 1,96±0,031 1,65±0,025 1,56±0,012 1,47±0,012 % ĐC 116,10% 126,45% 156,80% 130,95% 121,88% 113,95% ĐX 208 ĐC 1,21±0,012 1,34±0,01 1,41±0,015 1,42±0,02 1,44±0,012 1,45±0,01 TN 1,46±0,012 1,87±0,02 2,28±0,01 2,06±0,01 1,76±0,012 1,59±0,015 % ĐC 120,66% 139,55% 161,70% 145,07% 122,22% 109,66% ĐX 044 ĐC 1,43±0,012 1,53±0,015 1,73±0,012 1,74±0,01 1,76±0,012 1,78±0,015 TN 1,83±0,01 2,21±0,01 2,81±0,012 2,47±0,01 2,16±0,012 1,86±0,015 % ĐC 127,97% 144,44% 162,43% 141,95% 122,73% 104,49%
Qua bảng số liệu 3.16, chúng tôi thấy rằng ở lô thí nghiệm hoạt độ enzyme peroxidase tăng dần qua các ngày gây hạn, hoạt độ peroxidase tăng cao nhất ở mỗi giống đều thể hiện rõ nhất sau 5 ngày gây hạn. Cụ thể, sau 1 ngày gây hạn, hoạt độ peroxidase ở giống NTB.02 tăng 16,1% so với đối chứng, tỷ lệ này ở giống ĐX 208 là 20,66% và ở giống ĐX 044 là 27,97%. Sau 3 ngày gây hạn, hoạt độ peroxidase ở giống NTB.02 tăng 26,45% so với đối chứng, giống ĐX 208 là 39,55% và ở giống ĐX 044 có hoạt độ peroxidase tăng nhiều nhất, tăng 44,44% so với đối chứng. Sau 5 ngày gây hạn, hoạt độ peroxidase ở giống NTB.02 tăng 56,8% so với đối chứng, giống ĐX 208 là 61,7% và giống ĐX 044 vẫn là giống có hoạt độ enzyme peroxidase tăng nhiều nhất, tăng 62,43% so với đối chứng.
Trong giai đoạn phục hồi, hoạt độ enzyme peroxidase ở các lô thí nghiệm có dấu hiệu giảm dần qua các ngày phục hồi và có xu hướng gần tương đương đối chứng. Hoạt độ peroxidase trong lá vẫn còn rất cao sau 1 ngày phục hồi. Sau 5 ngày phục hồi, hoạt độ enzyme peroxidase trong các mẫu thí nghiệm trở lại trạng thái ban đầu như các lô đối chứng. Sự suy giảm hoạt độ enzyme peroxidase được thể hiện rõ nhất sau 5 ngày tưới nước trở lại ở tất cả các giống đậu xanh.
Giống NTB.02 có hoạt độ enzyme peroxidase giảm xuống 1,65 ĐVHĐ (sau 1 ngày phục hồi) xuống còn 1,56 ĐVHĐ (sau 3 ngày), giống ĐX 208 giảm từ 2,06 ĐVHĐ (sau 1 ngày) xuống còn 1,76 ĐVHĐ (sau 3 ngày), giống ĐX 044 giảm từ 2,47 ĐVHĐ (sau 1 ngày) xuống còn 2,16 ĐVHĐ (sau 3 ngày). Sau 5 ngày tưới nước trở lại, hoạt độ enzyme peroxidase trong lá giảm xuống rất mạnh, giống NTB.02 còn 1,47 ĐVHĐ, ĐX 208 còn 1,59 ĐVHĐ, giống ĐX 044 giảm còn 1,86 ĐVHĐ .
Đồ thị 3.16. Sự biến động hoạt độ enzyme peroxidase của lá đậu xanh trong quá trình gây hạn và phục hồi ở giai đoạn cây non
3.2.2.2. Sự biến động hoạt độ enzyme peroxidase của lá đậu xanh trong quá trình gây hạn và phục hồi ở giai đoạn cây ra hoa trình gây hạn và phục hồi ở giai đoạn cây ra hoa
Kết quả ở bảng 3.17 cho thấy ở điều kiện bình thường, hoạt độ enzyme peroxidase trong lá đậu xanh ở các giống khác nhau không nhiều trong suốt quá trình thí nghiệm, như giống NTB.02 dao động trong khoảng 1,11-1,22 ĐVHĐ; ĐX 208 dao động trong khoảng 1,14-1,38 ĐVHĐ; ĐX 044 dao động trong khoảng 1,36-1,71 ĐVHĐ.
Trong điều kiện gây hạn nhân tạo, tương tự như giai đoạn cây non, hoạt độ enzyme peroxidase trong lá ở giai đoạn ra hoa tăng rõ rệt ở các lô thí nghiệm so với đối chứng. Chẳng hạn: Ở giống NTB.02, hoạt độ enzyme peroxidase ở lô thí nghiệm tăng hơn so với lô đối chứng sau 1 ngày là 39,37% sau 3 ngày là 54,19% và sau 5 ngày là 65,96%. Ở giống ĐX 208, sau 1 ngày, hoạt độ peroxidase tăng là 25,99%, sau 3 ngày là 53,36% và sau 5 ngày là 65,17%. Ở giống ĐX 044, sau 1 ngày hoạt độ enzyme peroxidase tăng là 36,53%, sau 3 ngày là 54,64% và sau 5 ngày tăng 72,21%.
.000 .500 1.000 1.500 2.000 2.500 3.000
1 ngày 3 ngày 5 ngày 1 ngày 3 ngày 5 ngày
Gây hạn Phục hồi HO ẠT ĐÔ NTB.02 ĐC NTB.02 TN ĐX.208 ĐC ĐX.208 TN ĐX.044 ĐC ĐX.044 TN
Bảng 3.17. Hoạt độ enzyme peroxidase trong lá đậu xanh ở giai đoạn cây ra hoa trong quá trình gây hạn và phục hồi (ĐVHĐ)
Giống
Hoạt độ enzyme peroxidase( ĐVHĐ)
Gây hạn Phục hồi
1 ngày 3 ngày 5 ngày 1 ngày 3 ngày 5 ngày
NTB.02 ĐC 1,11±0,015 1,14±0,01 1,18±0,006 1,19±0,01 1,21±0,006 1,22±0,01 TN 1,54±0,012 1,75±0,015 1,95±0,031 1,58±0,012 1,49±0,02 1,25±0,012 % ĐC 139,37% 154,19% 165,96% 132,91% 123,24% 102,88% ĐX 208 ĐC 1,14±0,01 1,27±0,015 1,34±0,01 1,35±0,01 1,37±0,015 1,38±0,015 TN 1,43±0,026 1,94±0,021 2,21±0,015 1,99±0,017 1,69±0,015 1,41±0,015 % ĐC 125,99% 153,36% 165,17% 147,58% 123,44% 102,55% ĐX 044 ĐC 1,36±0,01 1,46±0,006 1,66±0,01 1,67±0,01 1,69±0,015 1,71±0,006 TN 1,85±0,006 2,25±0,01 2,85±0,021 2,49±0,015 2,06±0,01 1,73±0,006 % ĐC 136,53% 154,64% 172,21% 149,55% 122,26% 101,47%
Như vậy trong thời gian gây hạn từ 1 đến 5 ngày, thời gian gây hạn càng lâu thì hoạt độ enzyme peroxidase càng tăng, đặc biệt là đối với giống ĐX 044. Hoạt độ enzyme peroxidase trong lá của giống ĐX 044 tăng cao nhất sau 5 ngày gây hạn đạt 2,85 ĐVHĐ, hoạt độ enzyme peroxidase giảm dần từ ĐX 208 đến NTB. 02 theo thứ tự lần lượt là 2,21 ĐVHĐ và 1,95 ĐVHĐ.
Trong cùng một giai đoạn xử lý hạn, giống có khả năng chịu hạn tốt hơn sẽ có hoạt độ enzyme peroxidase tăng nhiều hơn. Sự khác biệt giữa mẫu đối chứng và thí nghiệm của giống ĐX 044 cho thấy mức độ phản ứng trước điều kiện thiếu nước cao hơn so với 2 giống còn lại.
Sau khi tưới nước trở lại, hoạt độ peroxidase có sự biến động qua các ngày phục hồi. Cụ thể, giống NTB.02, sau 1 ngày phục hồi, hoạt độ peroxidase có trong mẫu thí nghiệm cao hơn đối chứng là 32,91%, sau 3 ngày cao hơn 23,24% và cao hơn 2,88% sau 5 ngày. Giống ĐX 208, sự khác biệt
giữa hoạt độ peroxidase có trong lá giữa lô đối chứng và lô thí nghiệm sau 1 ngày, 3 ngày và 5 ngày lần lượt là 47,58%, 23,44% và 2,55%. Giống ĐX 044, sự khác biệt này cũng có sự biến đổi qua từng ngày phục hồi. Sau 1 ngày phục hồi, sự khác biệt đạt 49,55%. Sau 3 ngày và 5 ngày, sự khác biệt giảm dần lần lượt xuống còn 22,26% và 1,47%.
Sự biến động hoạt độ enzyme peroxidase trong quá trình gây hạn và phục hồi ở giai đoạn cây ra hoa được trình bày ở đồ thị 3.17.
Đồ thị 3.17. Sự biến động hoạt độ enzym peroxidase trong quá trình gây hạn và phục hồi ở giai đoạn cây ra hoa
3.2.2.3.Sự biến động hoạt độ enzyme peroxidase của lá đậu xanh trong quá trình gây hạn và phục hồi ở giai đoạn cây tạo quả
Kết quả ở bảng 3.18 cho thấy trong điều kiện nghiên cứu, thời gian gây hạn càng lâu thì hoạt độ enzyme peroxidase tăng càng cao, ở giai đoạn 5 ngày gây hạn hoạt độ enzyme peroxidase tăng lên rõ rệt so với giai đoạn 1 ngày và 3 ngày gây hạn. .000 .500 1.000 1.500 2.000 2.500 3.000
1 ngày 3 ngày 5 ngày 1 ngày 3 ngày 5 ngày
Gây hạn Phục hồi HO ẠT ĐỘ NTB.02 ĐC NTB.02 TN ĐX.208 ĐC ĐX.208 TN ĐX.044 ĐC ĐX.044 TN
Bảng 3.18. Hoạt độ enzyme peroxidase trong lá đậu xanh ở giai đoạn cây tạo quả (ĐVHĐ)
Giống
Hoạt độ enzyme peroxidase (ĐVHĐ)
Gây hạn Phục hồi
1 ngày 3 ngày 5 ngày 1 ngày 3 ngày 5 ngày
NTB.02 ĐC 1±0,01 1,03±0,015 1,07±0,01 1,08±0,015 1,1±0,01 1,11±0,015 TN 1,23±0,015 1,54±0,04 1,74±0,021 1,47±0,015 1,38±0,017 1,14±0,015 % ĐC 123,62% 150,24% 163,38% 136,28% 125,57% 103,17% ĐX 208 ĐC 1,03±0,015 1,16±0,012 1,23±0,01 1,24±0,02 1,26±0,025 1,27±0,012 TN 1,25±0,01 1,83±0,02 2,06±0,012 1,88±0,01 1,58±0,015 1,3±0,015 % ĐC 121,95% 158,44% 168,16% 151,82% 125,50% 102,77% ĐX 044 ĐC 1,25±0,01 1,35±0,012 1,55±0,015 1,56±0,031 1,58±0,015 1,6±0,012 TN 1,74±0,02 2,14±0,012 2,71±0,015 2,38±0,02 1,95±0,015 1,65±0,012 % ĐC 139,76% 159,11% 175,40% 153,05% 123,81% 103,45%
Cụ thể, giống NTB.02 có hoạt độ enzyme peroxidase tăng 23,63% so đối chứng (sau 1 ngày), tăng 50,24% (sau 3 ngày) và tăng 63,38% (sau 5 ngày). Giống ĐX 208 tăng 21,95% sau 1 ngày, tăng 58,44% sau 3 ngày và tăng 68,16% sau 5 ngày. Giống ĐX 044 tăng 39,76% sau 1 ngày, tăng 59,11% sau 3 ngày và tăng 75,4% sau 5 ngày. Như vậy, khi xử lý hạn ở giai đoạn cây tạo quả, hoạt độ enzyme peroxidase trong cùng một giống có sự tăng dần qua các ngày xử lý hạn. Sự khác biệt giữa mẫu đối chứng và thí nghiệm của giống ĐX 044 vẫn cho thấy được mức độ phản ứng trước stress hạn là cao hơn so với ĐX 208 và NTB.02.
Sau khi tưới nước phục hồi, hoạt độ peroxidase ở trong lá giảm dần qua 5 ngày phục hồi và có sự khác biệt giữa các lô đối chứng và lô thí nghiệm. Cụ thể: Ở giống NTB.02, sau 1 ngày và 3 ngày phục hồi, hoạt độ enzym peroxidase ở lô thí nghiệm cao hơn lô đối chứng lần lượt là 36,28 % và 25,57%. Qua 5 ngày phục hồi, hoạt độ enzym peroxidase ở mẫu thí nghiệm
phục hồi, hoạt độ enzym peroxidase ở lô thí nghiệm cao hơn lô đối chứng lần lượt là 51,82% và 25,5%. Qua 5 ngày phục hồi, hoạt độ enzym peroxidase ở mẫu thí nghiệm cao hơn mẫu đối chứng là 2,77%. Ở giống ĐX 044, hoạt độ enzym peroxidase có trong mẫu thí nghiệm sau 1 ngày phục hồi cao hơn so với mẫu đối chứng là 53,05%. Tuy nhiên, sự khác biệt này đã giảm dần qua các ngày tiếp theo, chỉ còn cao hơn đối chứng là 23,81% và 3,45% tương ứng sau 3 ngày và 5 ngày phục hồi.
Đồ thị 3.18. Sự biến động hoạt độ enzym peroxidase của lá đậu xanh trong quá trình gây hạn và phục hồi ở giai đoạn tạo quả
Hoạt độ enzyme peroxidase tăng lên trong điều kiện hạn và giảm xuống trong điều kiện tưới nước phục hồi cho thấy hoạt độ enzym peroxidase trong lá đậu xanh có mối quan hệ qua lại với điều kiện thiếu nước, thể hiện được vai trò của enzym peroxidase trong cơ chế chịu hạn của thực vật nói chung và đậu xanh nói riêng.Vì thế chỉ tiêu peroxidase là một trong những chỉ tiêu quan trọng để đánh giá khả năng chịu hạn của giống cây trồng.
Kết quả nghiên cứu của chúng tôi khá phù hợp với kết quả nghiên cứu trước đây. Lum M.S. (2014) nghiên cứu trên lúa cho thấy hạn đã làm tăng hoạt độ của các enzyme chống oxy hóa trong đó có peroxidase [38].
.000 .500 1.000 1.500 2.000 2.500 3.000
1 ngày 3 ngày 5 ngày 1 ngày 3 ngày 5 ngày
Gây hạn Phục hồi HOẠT Đ Ộ NTB.02 ĐC NTB.02 TN ĐX.208 ĐC ĐX.208 TN ĐX.044 ĐC ĐX.044 TN
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 1. KẾT LUẬN
1.1. Ba giống đậu xanh ĐX 044, ĐX 208 và NTB.02 phản ứng với điều kiện thiếu nước bằng cách tăng hàm lượng một số chất có hoạt tính thẩm thấu như đường khử, proline và glycine betaine. Trong điều kiện nghiên cứu, thời gian gây hạn càng lâu thì hàm lượng các chất này càng tăng và giảm dần trong quá trình phục hồi, thể hiện ở tất cả các giai đoạn phát triển.
1.2. Khi bị hạn, hàm lượng đường khử của 3 giống đậu xanh biến động mạnh ở giai đoạn ra hoa, đặc biệt tăng nhiều nhất ở giống ĐX 044 (tăng 45,5%); hàm lượng proline của 3 giống cũng tăng nhiều ở giai đoạn ra hoa và đạt giá trị cao nhất ở giống ĐX 044 (1,58 µg/g sau 5 ngày gây hạn); hàm lượng glycine betaine cũng tăng nhiều nhất ở giống ĐX 044.
1.3. Hạn làm giảm sút hàm lượng protein tổng số của 3 giống đậu xanh nghiên cứu, thể hiện rõ nhất ở giai đoạn cây ra hoa và giảm nhiếu nhất ở giống NTB 02 (giảm 40,36% ). Hàm lượng protein tăng trở lại theo quá trình phục hồi.
1.4. Hạn làm giảm sút hoạt độ enzyme catalase so với đối chứng, trong đó giống NTB.02 giảm nhiều nhất, giảm 18,79% (giai đoạn tạo quả), hoạt độ catalase tăng dần trong quá trình phục hồi.
1.5. Trong điều kiện thiếu nước, hoạt độ enzyme peroxidase tăng dần qua các ngày gây hạn. Hoạt độ peroxidase của giống ĐX 044 tăng nhiều hơn so với ĐX 208 và NTB.02.
2. ĐỀ NGHỊ
2.1. Tiếp tục nghiên cứu trên nhiều giống đậu xanh để tìm ra quy luật biến động về hàm lượng các chất thẩm thấu và enzyme chống oxy hóa trong lá đậu xanh trong quá trình gây hạn và phục hồi.
2.2. Trên cơ sở đó có thể sử dụng các chỉ tiêu hàm lượng proline, hàm lượng đường khử, hàm lượng glycine betaine, hàm lượng protein tổng số và hoạt độ enzyme catalase, peroxidase để đánh giá khả năng chịu hạn của các giống đậu xanh nói riêng và cây trồng nói chung.
TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Tài liệu tiếng Việt
1.Lê Trần Bình, Lê Thị Muội (1998), Phân lập gen và chọn dòng chốngchịu ngoại cảnh bất lợi ở cây lúa, NXB Đại học Quốc gia Hà Nội.
2.Nguyễn Hữu Cường, Nguyễn Thị Kim Anh, Đinh Thị Phòng, Lê Thị Muội, Lê Trần Bình (2003), “Mối tương quan giữa hàm lượng proline và tính chống chịu của cây lúa”, Tạp chí Công nghệ sinh học
3.Phạm Thị Trân Châu, Nguyễn Thị Hiền, Phùng Gia Tường (1998), Thực hành hóa sinh học, NXB Giáo dục.
4.Phan Thị Thu Hiền (2017) “Nghiên cứu một số biện pháp kỹ thuật nhằm nâng cao khả năng chịu hạn cho cây đậu xanh vụ Hè Thu trên vùng đất cát ven biển Nghệ An”,LUẬN ÁN TIẾN SĨ, Học viện Nông nghiệp Việt Nam.
5.Điêu Thị Mai Hoa, Lê Trần Bình (2005) Nghiên cứu tính đa hình di truyền của 57 giống đậu xanh (Vigna radiata L.) bằng kỹ thuật RAPD, Tạp chí Công nghệ sinh học,Tập 3, số 1, tr 57-66
6.Trần Thị Thanh Huyền, Nguyễn Như Khanh (2011). Nghiên cứu một số chỉ tiêu trao đổi nước liên quan đến tính chịu hạn của 20 giống vừng (Sesamum indicum L.), Tạp chí khoa học Đại học Quốc gia Hà Nội, khoa Khoa học tự nhiên và Công nghệ, 27, tr 179-189.
7.Trần Thị Thanh Huyền (2011). Nghiên cứu một số chỉ tiêu sinh lý, hóa sinh liên quan đến tính chịu hạn, năng suất và phẩm chất hạt của một số giống vừng trồng ở khu vực Hà Nội. Luận án Tiến sĩ Sinh học, Trường Đại học Sư phạm Hà Nội.
8.Nguyễn Như Khanh, Cao Phi Bằng (2008), Sinh lý học thực vật, NXB Giaó Dục, Hà Nội.
9.Lê Thị Kim Lành (2013). Nghiên cứu ảnh hưởng của dinh dưỡng khoáng đến quá trình sinh trưởng phát triển cây đậu xanh (Vigna vadiata) trong điều kiện sinh thái đất nhiễm mặn tại xã Cẩm Thanh, thành phố Hội An, tỉnh Quảng Nam (Doctoral dissertation).
10.Trần Thị Phương Liên (1999), Nghiên cứu đặc tính hoá sinh và sinh học phân tử của một số giống đậu tương có khả năng chịu nóng, chịu hạn ở Việt Nam, Luận án tiến sỹ sinh học, Viện công nghệ sinh học, Hà Nội. 11.Trần Đình Long, Lê Khả Tường (1998), Cây đậu xanh, NXB. Nông
nghiệp, Hà Nội, tr 5-53.
12.Nguyễn Hoàng Lộc (1992), “Chọn dòng chịu muối và chịu mất nước ở thuốc lá bằng kỹ thuật nuôi cấy mô - tế bào”, Luận án Phó tiến sĩ Sinh học, Viện sinh vật học, Hà Nội.
13.Nguyễn Văn Mã (2000): “Đánh giá khả năng chịu nóng của một số mẫu giống đậu xanh”, Thông báo khoa học, Trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2, số 1/2001, tr.273.
14.Chu Hoàng Mậu (2001), Sử dụng phương pháp đột biến thực nghiệm để tạo các dòng đậu tương và đậu xanh đột biến thích hợp cho vùng đông bắc Việt Nam. Luận án Tiến sĩ Sinh học. Viện Công nghệ Sinh học. Hà Nội,tr 107 .
15.Chu Hoàng Mậu và Hà Tiến Sỹ (2007), “Khả năng chịu hạn của một số giống đậu tương (Glycine max (L.) Merrill) địa phương của tỉnh Cao Bằng”, Tạp chí Khoa học và Công nghệ, số 3(43), tr. 13-19.
16.Chu Hoàng Mậu, Đinh Thị Ngọc, Bùi Thị Tuyết và Phạm Thị Thanh Nhàn (2008) Nghiên cứu khả năng chịu hạn và tách dòng gen Chaperonin của một số giống đậu tương (Glycine Max L. Merrill) địa phương ở vùng Tây Nguyên. Tạp chí Công nghệ Sinh học. 6(1): 81-90.
17. Phan Tuấn Nghĩa, Giáo trình Hóa sinh học thực nghiệm, NXB Giáo dục
18. 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.
19. Hoàng Minh Tấn (2006) Giaó trình sinh lý thực vật, NXB Đại học sư phạm (2006), trang 322, 323
20.Nguyễn Vũ Thanh Thanh, Phạm Thị Vân, Phan Trọng Hoàng, Chu Hoàng Mậu và Lê Trần Bình (2006). Tách dòng và xác định trình tự gen LEA ở 4 giống đậu xanh (Vigna radiata (L). Wilczek) KP11, MN93, 263 và KPS1. Tạp chí Công nghệ sinh học. 4 (3). tr. 343-352.
21.Nguyễn Vũ Thanh Thanh và Chu Hoàng Mậu (2010).Characteristics of the cystatin gene in some Vietnamese mungbean cultivars (Vigna radiata (L.) Wilczek). Tạp chí Khoa học và Công nghệ. 78(2). tr. 79-86.
22.Nguyễn Vũ Thanh Thanh, Phạm Thị Oanh và Chu Hoàng Mậu (2011). Tách dòng và so sánh trình tự gen mã hóa LTP liên quan đến khả năng