Phần 2 Tổng quan tài liệu
2.5. Khả năng chịu hạ nở đậu xanh
2.5.2. Cơ chế chống chịu hạn của đậu xanh
Khô hạn là một yếu tố hạn chế lớn đến năng suất đậu xanh, nó có thể làm giảm năng suất từ 20 - 40% thậm chí cịn cao hơn nữa (Rahim et al., 2014). Khả năng chịu hạn của đậu xanh là một vấn đề phức tạp đã được nhìn nhận dưới nhiều quan điểm khác nhau, song quan điểm về quá trình sinh tổng hợp axít abcixic (ABA – abscisic acid) và vai trị sinh lý của nó trước mơi trường khô hạn được xem là những hiểu biết mới nhất về cơ chế chịu hạn ở loài cây trồng này (Parent et al., 2009).
ABA là một sản phẩm tự nhiên liên quan đến nhiều quá trình ức chế hay kích thích sinh trưởng, phát triển, tích lũy protein và đặc biệt là tham gia vào quá
trình chống chịu hạn (Ye et al., 2011). Axít abcixic (ABA) là một
sesquiterpenoid 15 carbon của 3 đơn vị isoprene được sản sinh cục bộ trong lục lạp và những bào quan khác theo chu trình mevalonic acid. Sự ức chế của ABA có thể được hình thành theo hai con đường khác nhau: Nó có thể được biến đổi thành abscisyl-β-D-glucosepyranoside của một phản ứng thuận nghịch hoặc nó có thể biến đổi khơng thuận nghịch thành 6’- hydroxymethyl ABA, phaseic acid hoặc 4’- dihydrophaseic acid.
Trong điều kiện khơ hạn, vai trị của ABA được thể hiện trong cơ chế đóng mở khí khổng, điều chỉnh sự bốc thốt hơi nước mặt lá, bảo tồn đặc tính
của keo nguyên sinh chất và giải độc cho tế bào. Khi đó ABA chính là một chất cảm ứng với stress khơ hạn. Trong điều kiện stress do thiếu nước, ABA có thể gia tăng đến 20 lần so với trong điều kiện bình thường. Khi bị stress do thiếu nước, cây đậu xanh sẽ sản sinh ABA ở vùng rễ rồi chuyển đến vùng lá và tồn bộ cây để làm khí khổng đóng lại. Khi cây bị stress sẽ làm cho K+ đi ra khỏi tế bào bảo vệ trong khi H+ và các a xit hữu cơ đi vào làm cho khí khổng đóng lại. ABA ngăn cản sự đóng mở khí khổng trong điều kiện có ánh sáng bằng cách cản trở quá trình trên cho đến khi bị chuyển hóa hồn tồn. Việc xử lý ABA ngoại sinh lên cây có thể làm tăng tính chống chịu hạn cho cây đậu xanh (Zhang
et al., 2012).
Khi nghiên cứu khả năng chịu hạn của cây đậu xanh, các nhà khoa học Việt Nam thấy rằng, trong điều kiện bị khô hạn, hàm lượng prolin trong mầm và lá tăng lên. Axit amin prolin có vai trị làm tăng áp suất thẩm thấu của tế bào khi cây bị thiếu nước (Điêu Thị Mai Hoa và cs., 2005). Một số chất có khả năng tạo áp suất thẩm thấu cao trong tế bào như ABA, đường, axit amin prolin, thông qua khả năng giữ nước, lấy nước vào tế bào, ngăn chặn sự xâm nhập của ion Na+
(Điêu Thị Mai Hoa và Trần Thị Thanh Huyền, 2007). Kết quả nghiên cứu trên 4 giống đậu xanh (vàng Phú Thọ, tiêu Hải Dương, ĐX14, V123) của Điêu Thị Mai Hoa và cs. (2011) cho thấy rằng, giống vàng Phú Thọ, khi nảy mầm trong điều kiện áp suất thẩm thấu cao có hàm lượng axit amin prolin tăng mạnh.
Theo Vũ Ngọc Thắng và cs. (2011) hai giống đậu xanh ĐX22 và VN5 được xem là có khả năng chịu hạn cao hơn các giống khác trong 10 giống triển vọng tham gia thử nghiệm ở giai đoạn nảy mầm. Tác nhân gây hạn nhân tạo là polyethylene glycol (PEG-6000). So với các giống khác tham gia thí nghiệm, 2 giống này ln đạt trị số cao ở các chỉ tiêu: tỷ lệ mọc mầm, khối lượng cây mầm, rễ mầm, mầm và chiều dài mầm. Kết quả nghiên cứu của Nguyễn Văn Chương và cs. (2013) cho thấy, trong điều kiện nước trời trên nền đất bazan tại Trảng Bom (Đồng Nai), 2 giống đậu xanh HLĐX6 và HLĐX7 thể hiện chín rất tập trung (82-85%), kháng bệnh tốt, cứng cây, ít đổ ngã, năng suất đạt 1,31 và 1,27 tấn/ha, vượt đối chứng từ 17-22%.
Tại Ấn Độ, Baroowa and Gogoi (2015) đã được đánh giá khả năng chịu hạn thông qua gây hạn nhân tạo trên hai giống đậu xanh (Pratap và SG21-5) bằng cách ngừng tưới nước 15 ngày liên tục. Kết quả là giống Pratap có khả năng chịu hạn cao hơn SG21-5 thể hiện ở các chỉ tiêu theo dõi (LAI, chiều cao cây, tích lũy chất khơ, hàm lượng các chất prolin, flavonoid tổng số, anthocyanin, tỷ lệ chất diệp lục) đều cao hơn, chất lượng tốt hơn.