3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
1.2.2. Đặc tính chịu hạn và nghiên cứu khả năng chịu hạn của ngô
Hạn là một trong những stress phi sinh học ảnh hưởng nghiêm trọng đến sinh trưởng và phát triển của thực vật nói chung và của cây ngô nói riêng. Những cây trồng có khả năng duy trì sự phát triển, cho năng suất ổn định
trong điều kiện khô hạn được gọi là cây chịu hạn và khả năng của thực vật có thể làm giảm thiểu mức độ tổn thương do mức độ thiếu hụt nước gây ra gọi là tính chịu hạn.
Theo Paroda (1989) khả năng chịu hạn của thực vật liên quan đến một số đặc trưng về hình thái như: chín sớm, màu lá, diện tích lá, sự phát triển của hệ rễ, sự phát triển lông hút, màu sắc thân và mật độ lông bao phủ trên thân lá,…ngoài ra khả năng chịu hạn còn liên quan đến sinh lý như khả năng đóng mở khí khổng, quá trình quang hợp, hô hấp, điều chỉnh áp suất thẩm thấu, nhiệt độ tán cây,….
Cơ chế chống chịu hạn của thực vật có mối quan hệ mật thiết với những biến đổi về thành phần sinh hoá các chất trong tế bào như giảm tổng hợp protein và các acid amin, giảm cố định CO2, tăng nồng độ các chất hoà tan, tăng hàm lượng proline... Phản ứng của cây đối với hạn là sự đóng khí khổng, giảm tỷ lệ thoát hơi nước của mô, giảm quang hợp và làm tăng tích lũy abscisic acid (ABA), proline, manitol, sorbitol, sự tạo thành ascorbate, glutathione, α-tocopherol,... và sự tổng hợp protein mới [42].
Khi gặp hạn, abscisic acid (ABA) được sinh ra chủ yếu ở phần rễ rồi chuyển hoá lên lá, gây hiện tượng héo lá, đóng khí khổng và đẩy nhanh tốc độ già hoá bộ lá. Khi hàm lượng ABA được chuyển hoá tới hạt, làm hạt bị lép trong quá trình đẫy hạt. Trong điều kiện hạn nặng, tế bào không phân chia, không phát triển, thậm chí sau đó được tưới nước trở lại, các bộ phận vẫn bị ảnh hưởng, dẫn đến bộ lá không phát triển được, râu ngô ngừng sinh trưởng, không phun râu và khi mức độ hạn trở nên nghiêm trọng, bộ rễ không phát triển được. Sự điều chỉnh áp suất thẩm thấu khi hạn biểu hiện rất rõ ở cao lương, lúa mì, lúa nước (tăng từ - 1 lên - 1,7 MPa) nhưng ở ngô thì tăng ít hơn từ - 0,3 lên - 0,5 MPa (Bolanos and Edmeades, 1991) [23]. Sự tích luỹ proline tăng, quan sát được trong điều kiện hạn nặng, proline như một chất điều hoà
áp suất thẩm thấu và như một protein bảo vệ cấu trúc khi sức trương của cây bị giảm mạnh.