CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ BÀN LUẬN
3.1.2. Hàm lượng proline trong các giống đậu xanh nghiên cứu
Proline là một axit amin ưa nước, được tổng hợp từ glutamine bởi enzyme chìa khoá là 1–pyrroline–5-carboxylate synthetase. Hàm lượng proline trong lá, rễ cây sống trong điều kiện khô hạn hay mô nuôi cấy trong môi trường có áp suất thẩm thấu cao tăng lên nhiều lần so với cây sống trong điều kiện thường [56]. Do vậy, việc xác định hàm lượng proline trong điều
kiện gây hạn được xem như là một phương pháp đánh giá khả năng chịu hạn của cây trồng. Do đó, chúng tôi tiến hành xác định hàm lượng proline trong các giống đậu xanh nghiên cứu ở giai đoạn nảy mầm và giai đoạn cây con.
3.1.2.1. Ảnh hưởng của hạn đến hàm lượng proline trong mầm đậu xanh
Hàm lượng proline trong mầm đậu xanh được trình bày trong bảng 3.3.
Bảng 3.3. Hàm lượng proline trong các giống đậu xanh nghiên cứu ở giai đoạn nảy mầm (µmol/g khối lượng tươi)
Giống CTTN
Hàm lượng proline (µmol/g khối lượng tươi)
Sau 3 ngày % so ĐC Sau 5 ngày % so ĐC Sau 7 ngày % so ĐC ĐX 208 ĐC 3,12±0,05 100,00 3,32±0,05 100,00 3,78±0,03 100,00 TN 4,85±0,09 155,45 7,63±0,09 229,82 10,86±0,06 287,3 ĐX 14 ĐC 3,19±0,02 100,00 3,47±0,04 100,00 4,02±0,03 100,00 TN 5,47±0,05 171,47 8,15 ± 0,04 234,87 11,83±0,02 294,28
Số liệu bảng 3.3 cho thấy có sự biến động khá rõ rệt về hàm lượng proline trong mầm đậu xanh ở các giống nghiên cứu và tăng mạnh khi gây hạn bởi ASTT 9 atm ở giai đoạn 3, 5, 7 ngày so với đối chứng. Cụ thể, ở giai đoạn 3 ngày hạn, ở công thức thí nghiệm, giống ĐX 208 có hàm lượng proline cao hơn so với đối chứng là 55,45%, hàm lượng proline trong giống ĐX 14 cao hơn so với đối chứng là 71,47%. Ở giai đoạn 5 ngày hạn, giống ĐX 208 có hàm lượng proline cao so với đối chứng là 129,82%, hàm lượng proline trong giống ĐX 14 cao hơn so với đối chứng là 134,87%. Ở giai đoạn 7 ngày hạn, giống ĐX 208 có hàm lượng proline cao so với đối chứng là 187,3%, hàm lượng proline trong giống ĐX 14 cao hơn so với đối chứng là 194,28%. Như vậy, khi xử lý ASTT 9 atm thì hàm lượng proline của 2 giống ĐX 208 và ĐX 14 đều tăng hơn so với đối chứng. Trong đó, giống có hàm lượng proline tăng nhiều hơn có thể chịu hạn tốt hơn.
Ở điều kiện ASTT 9 atm, hàm lượng proline trong giống ĐX 14 cao hơn so với giống ĐX 208, cụ thể là cao hơn 0,62 µmol (giai đoạn 3 ngày hạn); 0,52 µmol (giai đoạn 5 ngày hạn); 0,97 µmol (giai đoạn 7 ngày hạn).
Trong cùng một giống, qua các ngày nghiên cứu (3, 5, 7 ngày hạn) thì hàm lượng proline tăng dần. Cụ thể ở ASTT 9 atm, giai đoạn 3 ngày hạn đến 5 ngày hạn, hàm lượng proline trong giống ĐX 208 tăng 2,78 µmol, giống ĐX 14 tăng 2,68 µmol ; giai đoạn 5 ngày hạn đến 7 ngày hạn, hàm lượng proline trong giống ĐX 208 tăng 3,23 µmol, giống ĐX 14 tăng 3,68 µmol.
Như vậy, sự tăng tổng hợp proline là một chỉ tiêu quan trọng để đánh giá sự chống chịu của đậu xanh khi gặp điều kiện áp suất thẩm thấu cao. Phản ứng này giúp cây duy trì ASTT, cấu trúc thành tế bào và đảm bảo sự trao đổi nước khi hạt đậu xanh ở môi trường bất lợi. Hàm lượng proline trong giống ĐX 14 luôn cao hơn so với giống ĐX 208 chứng tỏ có thể giống ĐX 14 có khả năng chống chịu tốt hơn so với giống ĐX 208 trong điều kiện thiếu nước. Kết quả nghiên cứu của chúng tôi về hàm lượng proline cũng phù hợp với những nghiên cứu trước đây về hàm lượng proline trên các đối tượng lúa, cà chua, đậu tương chịu hạn [05].
Sự biến động hàm lượng proline được biểu diễn ở đồ thị 3.3
3.1.2.2. Hàm lượng proline trong cây đậu xanh ở giai đoạn cây con
Một trong những phản ứng thích nghi tích cực trước các yếu tố bất lợi là sự biến đổi mạnh một số chất liên quan đến sự gia tăng ASTT như đường tan, glycinebetain, các axit amin tự do,…Trong đó proline là một axit amin có khả năng hòa tan mạnh trong nước, giữ nước và lấy nước cho tế bào. Do đó proline được xem như một cơ chế chống hạn cho thực vật [26], [38].
Hàm lượng proline trong cây con đậu xanh được trình bày trong bảng 3.4.
Bảng 3.4. Hàm lượng proline trong các giống đậu xanh nghiên cứu ở giai đoạn cây con (µmol/g khối lượng tươi)
Giống CTTN
Hàm lượng proline (µmol/g khối lượng tươi) Sau 3 ngày % so ĐC Sau 5 ngày % so ĐC Sau 7 ngày % so ĐC ĐX 208 ĐC 0,48±0,02 100,00 0,92±0,03 100,00 1,63±0,03 100,00 TN 1,66±0,02 345,83 3,60±0,03 391,30 7,37±0,04 452,15 ĐX 14 ĐC 0,51±0,03 100,00 1,01±0,03 100,00 1,72±0,03 100,00 TN 1,81±0,04 354,90 3,97±0,05 393,07 8,00±0,03 465,12
Bảng số liệu 3.4 cho thấy có sự khác nhau về hàm lượng proline của các giống đậu xanh. Hàm lượng proline trong lá đậu xanh sống trong điều kiện khô hạn tăng lên gấp nhiều lần so với sống trong điều kiện bình thường. Cụ thể, ở giai đoạn 3 ngày hạn, ở công thức thí nghiệm, giống ĐX 208 có hàm lượng proline cao so với đối chứng là 245,83 %, hàm lượng proline trong giống ĐX 14 cao hơn so với đối chứng là 254,90 %. Ở giai đoạn 5 ngày hạn, giống ĐX 208 có hàm lượng proline cao so với đối chứng là 291,30 %, hàm lượng proline trong giống ĐX 14 cao hơn so với đối chứng là 293,07 %. Ở giai đoạn 7 ngày hạn, giống ĐX 208 có hàm lượng proline cao so với đối chứng là 352,15 %, hàm lượng proline trong giống ĐX 14 cao hơn so với đối
chứng là 365,12 %. Như vậy, khi xử lý hạn thì hàm lượng proline của 2 giống ĐX 208 và ĐX 14 đều tăng hơn so với đối chứng.
Trong điều kiện hạn thì giống ĐX 14 luôn có hàm lượng proline cao hơn so với giống ĐX 208, cụ thể là cao hơn 0,15 µmol (giai đoạn 3 ngày); 0,37µmol (giai đoạn 5 ngày); 0,63 µmol (giai đoạn 7 ngày).
Trong cùng một giống, qua các ngày nghiên cứu (3, 5, 7 ngày hạn) thì hàm lượng proline tăng dần, đặc biệt là giai đoạn từ 5 ngày hạn đến 7 ngày hạn. Giai đoạn 3 ngày hạn đến 5 ngày hạn, hàm lượng proline trong giống ĐX 208 tăng 1,94 µmol, giống ĐX 14 tăng 2,16 µmol; giai đoạn 5 ngày hạn đến 7 ngày hạn, hàm lượng proline trong giống ĐX 208 tăng 3,77 µmol, giống ĐX 14 tăng 4,03 µmol. Qua đó, chúng tôi thấy những giống có khả năng chịu hạn tốt hơn thì sẽ tăng hàm lượng proline nhanh hơn những giống có tính chịu hạn kém hơn.
Sự biến động hàm lượng proline trong cây đậu xanh giai đoạn cây con được biểu diễn qua đồ thị 3.4.
Đồ thị 3.4. Sự biến động hàm lượng proline của đậu xanh giai đoạn cây con
Proline là một axit amin, được tổng hợp và tích lũy với số lượng lớn ở cây trồng khi gặp điều kiện bất lợi là mặn và thiếu nước. Nó đóng vai trò quan trọng như chất thẩm thấu ở dạng trung tính để làm ổn định protein và màng tế bào cũng như bảo tồn năng lượng khi thực vật tiếp xúc với stress phi sinh học
Nhiều công trình nghiên cứu trên đậu xanh và các loài thực vật khác như đậu tương, ngô, lúa mì, cà chua cho thấy rằng sự tích lũy proline trong cây dưới tác động của hạn đã làm tăng khả năng sinh trưởng, phát triển của thực vật. Như vậy, sự tích lũy proline trong lá của cây trồng bị stress hạn có thể đây là phản ứng chống lại sự thiếu nước.