Kích thích phát triển chồi
Auxin phối hợp với cytokinin giúp sự tăng trưởng chồi non và khởi phát sự tạo mơ phân sinh ngọn chồi từ nhu mơ. Tuy nhiên, ở nồng độ cao, auxin ngăn cản sự phát triển của phát thể chồi vừa thành lập hay chồi nách, các chồi bây giờ vào trạng thái tiềm sinh.
Auxin gây hiện tượng ưu thế ngọn. Hiện tượng ưu thế ngọn là hiện tượng phổ biến trong câỵ Khi chồi ngọn hoặc rễ chính sinh trưởng sẽ ức chế sinh trưởng của chồi bên và rễ bên. Ðây là một sự ức chế tương quan vì khi loại trừ ưu thế ngọn bằng cách cắt bỏ chồi ngọn hoặc rễ chính thì cành bên hoặc rễ bên được thốt khỏi ức chế và lập tức sinh trưởng. Nguyên nhân: auxin được tổng hợp chủ yếu ở ngọn chính và vận chuyển xuống dưới làm cho các chồi bên tích luỹ nhiều auxin nên bị ức chế sinh trưởng. Khi cắt ngọn chính, lượng auxin tích luỹ trong chồi bên giảm sẽ kích thích chồi bên sinh trưởng.
Kích thích phát triển rễ
Auxin ở nồng độ cao kích thích sự tạo sơ khởi rễ (phát thể non của rễ), nhưng cản sự tăng trưởng của các sơ khởi nàỵ Đặc tính này được ứng dụng phổ biến trong giâm cành. Sự hình thành rễ phụ trong giâm cành cĩ thể chia làm 3 giai đoạn: giai đoạn đầu phản phân hố tế bào trước tầng phát sinh, tiếp theo xuất hiện mầm rễ và cuối cùng mầm rễ sinh trưởng thành rễ phụ chọc thủng vỏ ra ngồị Giai đoạn đầu cần hàm lượng auxin cao, giai đoạn rễ sinh trưởng cần ít auxin và cĩ khi khơng cần cĩ auxin.
Kích thích sự hình thành, sự sinh trưởng của quả và tạo quả khơng hạt Tế bào trứng sau khi thụ tinh tạo nên hợp tử và phát triển thành phơị Phơi hạt là nơi tổng hợp auxin nội sinh quan trọng sẽ khuyếch tán vào bầu, kích thích sự sinh trưởng của bầu để hình thành quả. Việc xử lý auxin ngoại sinh cho hoa sẽ thay thế được nguồn auxin nội sinh vốn được hình thành trong phơi và do đĩ khơng cần quá trình thụ phấn thụ tinh nhưng bầu vẫn lớn lên thành quả. Trong trường hợp này quả khơng qua thụ tinh và do đĩ khơng cĩ hạt.
Kìm hãm sự rụng lá, hoa, quả của câỵ
Auxin ức chế sự hình thành tầng rời ở cuống lá, hoa, quả vốn được cảm ứng bởi các chất ức chế sinh trưởng. Vì vậy cung cấp auxin ngoại sinh cĩ thể giảm sự rụng lá, tăng sự đậu quả và hạn chế rụng nụ, quả non làm tăng năng suất [11], [18], [26].
1.3. Tổng quan về cây đậu Cơve 1.3.1. Phân loại Giới : Plantae Ngành : Magnoliophyta Lớp : Magnoliopsida Bộ : Fabales Họ : Fabaceae Chi : Phaseolus
Lồi : Phaseolus vulgaris. L
1.3.2. Nguồn gốc và phân bố
Cây đậu Cơve cĩ nguồn gốc từ Châu Mỹ, vùng Mêhicơ, Pêru và Cơlơmbia, cách đây 8000 năm về trước. Đây là cây rất cổ xưa của thế giới nhưng về sau lại là cây trồng chính ở Châu Âu và Châu Phị Ngày nay đậu này được trồng rộng rãi ở các vùng nhiệt đới và cận nhiệt đớị Đậu Cơve đã trở thành thực phẩm chủ yếu ở Châu Mỹ và Châu Phi và cũng là cây đậu quý hiếm ở Ấn Độ và hầu hết các nước Châu Á nhiệt đớị
1.3.3. Một số đặc điểm sinh vật học của đậu Cơve
Cây đậu Cơve thân thảo hàng năm, hoặc thân leo, thân bụị Ở dạng thân bụi, cây thấp, chỉ cao 50 - 60cm, ít đốt, sinh trưởng hữu hạn.
Hệ rễ gồm rễ chính ăn sâu khoảng 25 - 40 cm và nhiều rễ phụ phân bố chủ yếu ở tầng mặt 20 - 30 cm, trong phạm vi bán kính 50 - 70 cm. Trên rễ đậu Cơve cĩ vi khuẩn nốt sần cố định đạm (Rhizobium bacteria), gĩp phần cung cấp thêm chất đạm cho cây và tăng độ màu mỡ cho đất.
Lá thật thuộc loại lá kép gồm 3 lá chét. Chiều dài cuốn lá bằng độ dài phiến lá, gân lá phân bố đều trên các thùy lá, lá mọc cách trên thân, màu xanh hoặc xanh vàng, phiến lá phẳng và hơi nhám.
Hoa đậu Cơve thuộc hoa cánh bướm, mọc thành chùm, hoa lưỡng tính gồm 10 nhị đực, trong đĩ cĩ 9 nhị bao quanh nhụy cái, 1 nhị riêng rẽ ở vị trí cao hơn. Khi hoa nở là quá trình thụ tinh đã kết thúc. Màu sắc hoa cĩ thể là trắng, hồng, đỏ hoặc tím tùy giống. Hoa chủ yếu tự thụ phấn.
Quả dài từ 8 - 20 cm màu xanh hoặc vàng tùy theo giống, quả thẳng, quả bĩng (quả non cĩ thể cĩ lơng), mỗi quả cĩ 4 - 8 hạt, hạt hình trứng, hơi trịn, chiều dài 5 - 8 mm, rộng 4 - 5 mm, nặng 0,3 - 0,5g. Vỏ hạt màu trắng ngà hoặc màu vàng nhạt, một số giống hạt cĩ hỗn hợp nhiều màu trắng, đen, nâu, cà phê sữa,… . Hạt đậu Cơve chứa lượng protein khá cao, khoảng trên 20%.
Thời gian sinh trưởng của các giống đậu lùn từ 80 - 100 ngày, đậu leo từ 100 - 120 ngày, năng suất quả tươi trung bình 15 - 20 tấn/ha [3].
Đậu Cơve chủ yếu được dùng làm rau ăn, cĩ giá trị dinh dưỡng caọ Trong quả non chứa 2,5% đạm, 0,5% chất béo, 7% chất đường bột, nhiều chất khống (Ca, Fe, P,…), nhiều loại vitamin ( đặc biệt là vitamin A, B1, B2, C) [3].
1.3.4. Yêu cầu sinh thái của cây đậu Cơve
- Khí hậu: đậu Cơve thích hợp khí hậu ấm áp, ơn hịa, khơng thích hợp nhiệt độ cao; khả năng chịu rét kém.
- Nhiệt độ: hạt đậu cĩ thể nảy mầm ở nhiệt độ khoảng 100C, thích hợp nhất từ 25 - 300C. Cây sinh trưởng, phát triển trong phạm vi 15 - 250C. Khi nhiệt độ cao trên 300C thường gây rụng nụ, rụng hoạ Ở giai đoạn quả hình thành và phát triển, nhiệt độ thích hợp khoảng 20 - 270C.
- Ánh sáng: thiếu ánh sáng năng suất đậu thường bị giảm. Đậu Cơve dạng cây bụi cĩ khả năng chịu bĩng hơn dạng leọ Lá đậu Cơve cĩ đặc tính xoay chuyển để tăng khả năng sử dụng ánh sáng hoặc tránh sánh sáng cĩ cường độ caọ
- Lượng nước: đậu Cơve cĩ khả năng chịu hạn và chịu úng kém, trừ một số giống đậu lùn cĩ khả năng chịu hạn khá. Khi thiếu nước cây sinh trưởng kém, hoa rụng nhiều, quả nhỏ và nhiều xơ.
- Độ ẩm đất: thích hợp cho cây đậu Cơve từ 70 - 80%. Giai đoạn cây cĩ 2 - 3 lá thật và khi ra hoa kết quả rất cần đủ độ ẩm.
- Đất đai: cây đậu Cơve cĩ thể trồng trên nhiều loại đất nhưng tốt nhất là trồng trên loại đất thịt nhẹ, đất thịt pha cát, tơi xốp và thốt nước tốt. Độ pH thích hợp của đất trồng là 6,0 - 6,5.
- Dinh dưỡng: nhu cầu của cây đậu Cơve khá lớn, ngồi các đa lượng như đạm, lân, kali …, cịn cần các nguyên tố trung vi lượng như : Calxi, Mangan, Kẽm, Sắt,…[3].
1.4. Tình hình nghiên cứu 1.4.1. Nghiên cứu trong nước 1.4.1. Nghiên cứu trong nước
Năm 2003, Phạm Việt Cường và cộng sự (Viện Cơng nghệ Sinh học) đã nghiên cứu về khả năng tạo IAA của một số chủng vi khuẩn chi Bacillus. Kết quả cho thấy khả năng tổng hợp IAA của các chủng nghiên cứu thay đổi tùy theo chủng giống, mơi trường nuơi cấy và một số nhân tố khác [4].
Vũ Thúy Nga và cộng sự tại Viện KHKT Nơng nghiệp Việt Nam (2003), nghiên cứu ảnh hưởng của mật độ vi khuẩn và mơi trường nuơi cấy đến khả năng tổng hợp IAA của vi khuẩn Bradyrhizobium. Nhĩm tác giả kết luận: “ Khả năng tổng hợp IAA của vi khuẩn Bradyrhizobium khơng phụ thuộc vào mật độ vi khuẩn mà phụ thuộc vào chủng giống vi khuẩn, mơi trường nuơi cấy, hàm lượng tryptophan. Mức độ phân giải phosphat vơ cơ của Bradyrhizobium phụ thuộc vào thời gian nuơi cấy”[16].
Năm 2003, Phạm Bích Hiên và Phạm Văn Toản (Viện KHKT Nơng nghiệp Việt Nam) đã nghiên cứu và tuyển chọn được một số chủng Azotobacter đa hoạt tính, cĩ khả năng sinh IAA sử dụng làm phân vi sinh chức năng. Hầu hết các chủng Azotobacter chroococcum thử nghiệm đều cĩ khả năng sinh trưởng, phát triển tốt ở nhiệt độ 25 - 300C, pH: 5,5 - 8,0 và trong mơi trường cĩ nguồn đường thay thế là rỉ đường [10].
Tại Trung tâm Giống Nơng nghiệp cây trồng, Thành phố Cần Thơ, Lăng Ngọc Dậu (2003) nghiên cứu khả năng tổng hợp IAA của vi khuẩn Azospirillum lipoferum. Trong điều kiện cĩ tryptophan, sau 2 ngày nuơi, một số chủng tổng hợp được nhiều IAA ( > 10ppm) [5].
Năm 2003, Phạm Văn Toản (Viện KHKT Nơng nghiệp Việt Nam), nghiên cứu hiệu quả sử dụng phân bĩn chứa hỗn hợp vi sinh vật cĩ khả năng sinh chất kích thích sinh trưởng đối với cà chua, khoai tây, đậu phộng [22].
Năm 2008, Nguyễn Kim Anh và Phạm Thị Ngọc Anh (Trường Đại học Sư phạm Đà Nẵng), đã phân lập và tuyển chọn được 08 chủng vi khuẩn thuộc chi
Azotobacter cĩ khả năng cố định đạm và sinh tổng hợp IAA từ 30 mẫu đất của thơn Bình Kỳ- Hịa Quý - Ngũ Hành Sơn - thành phố Đà Nẵng [1].
Năm 2010, Cao Bình đã phân lập 23 chủng vi khuẩn cĩ khả năng sinh IAA từ đất trồng và rễ cây đậu phộng, đậu tương, đậu Cơve và ngơ. Sau khi đánh giá khả năng sinh IAA của các chủng đã chọn được 11 chủng vi khuẩn. Thời gian nuơi cấy thích hợp để các chủng vi khuẩn sinh IAA mạnh nhất trong mơi trường Nfb với nồng độ tryptophan phù hợp là khác nhau giữa các chủng khác nhau [2].
1.4.2. Nghiên cứu trên thế giới
Trên thế giới cĩ rất nhiều nghiên cứu về các chủng vi khuẩn cĩ khả năng sinh IAA, từ vi khuẩn sống cộng sinh ở nốt sần của rễ cây đến vi khuẩn sống tự do trong đất như: Rhizobium, Azotobacter, Azospirrillum, Bradyrhizobium,… [41], [42], [46], [48], [49], [52], [55], [57], [62].
Năm 1986, Paola Barbieri và Tiziano Zanelli (Ytalia), nghiên cứu ảnh hưởng của vi khuẩn Azospirillum brasilense Sp6 lên lúa mì. Khi lúa mì được nhiễm chủng vi khuẩn Azospirillum brasilense Sp6, số lượng và chiều dài rễ bên tăng lên đáng kể: 15,67 rễ bên và 18,80 cm so với đối chứng khơng nhiễm vi khuẩn: 8,25 rễ bên và 5,78 cm [56].
Năm 1996, Elazar Fallik’ và Yaacove Okon (Iran), nghiên cứu ảnh hưởng của vi khuẩn sinh IAA Azospirillum brasilense lên sự tăng trưởng của ngơ. Thí nghiệm được tiến hành trong điều kiện nhà kính, ngơ được xử lý với vi khuẩn
Azospirillum brusilense cho kết quả tăng chiều cao thân, trọng lượng khơ cây và tăng trọng lượng hạt [38].
Năm 2000, Maria Guineth Torres - Rubio (Colombia) cùng cộng sự đã phân lập được một số chủng Azotobacter và Pseudomonas cĩ khả năng sinh IAA từ vùng rễ cây lúạ Lượng IAA do vi khuẩn Azotobacter và Pseudomonas sinh ra biến động: 3,5 - 32,2 mg/l sau 3 ngày nuơi cấy [54].
Năm 2001, Vivek Kumar và cộng sự (Ấn Độ), nghiên cứu ảnh hưởng của vi khuẩn sinh IAA Azotobacter chroococcumlên sinh trưởng và phát triển cây lúa mì. Kết quả nghiên cứu cho thấy những nghiệm thức được xử lý với vi khuẩn sinh IAA Azotobacter chroococcumcĩ trọng lượng hạt (1000 hạt) tăng 11,4%; trọng lượng rơm tăng 11,3% so với đối chứng khơng dùng vi khuẩn [63].
Năm 2007, Gh. Abbas Akbari và cộng sự (Iran) đã phân lập và tuyển chọn được một số chủng Azosopirrillum sp. cĩ khả năng sinh tổng hợp IAA kích thích sinh trưởng cây lúa mì. IAA được sinh ra bởi một số chủng vi khuẩn
Azosopirrillum sp. là động lực giúp cây sinh trưởng, hình thành rễ tốt [27].
Năm 2009, Fabricio Cassan và cộng sự (Argentina), nghiên cứu ảnh hưởng của 2 chủng vi khuẩn Azospirillum brasilense Az39 và Bradyrhizobium japonicum E109 đến sự nảy mầm, sinh trưởng thân mầm của đậu tương và bắp. Các nghiệm thức được xử lý độc lập hay kết hợp 2 chủng vi khuẩn trên đều cho chiều dài rễ và trọng lượng khơ thân cao hơn so với đối chứng khơng sử dụng vi khuẩn [40].
Năm 2009, Mandira Malhotra và Sheela Srivastava (Ấn Độ), nghiên cứu ảnh hưởng của vi khuẩn sinh IAA Azospirillum brasilense SM lên sự sinh trưởng, phát triển của lúa miến. Khi lúa miến được nhiễm vi khuẩn Azospirillum brasilense SM sau 2 tuần gieo trồng cho chiều dài rễ mầm: 7,8 cm, thân mầm: 19,2 cm, số lượng rễ con: 24,5 rễ con so với đối chứng khơng sử dụng vi khuẩn cĩ chiều dài rễ mầm: 6,12 cm, chiều dài thân mầm 19,0 cm, và 17 rễ con [53].
Năm 2011, B.S. Saharan và V. Nehra (Ấn Độ), nghiên cứu ảnh hưởng của các vi khuẩn vùng rễ đến sự sinh trưởng, phát triển của câỵ Kết quả nghiên cứu
cho thấy vi khuẩn Azospirillum cĩ khả năng cố định đạm, thúc đẩy cây sinh trưởng, tăng năng suất thu hoạch [59].
1.5. Điều kiện tự nhiên của Buơn Ma Thuột
Mang nét đặc trưng của khí hậu Tây Nguyên, Thành phố Buơn Ma Thuột cĩ hai mùa mưa và khơ rõ rệt. Trong đĩ, mùa mưa kéo dài từ tháng 5 đến hết tháng 10, cĩ đặc điểm mưa nhiều, lượng mưa lớn, tập trung, trung bình 69,9 mm/tháng, 1.830 - 2.200 mm/năm. Mùa khơ kéo dài từ tháng 11 đến tháng 4 năm saụ Vào mùa khơ do trải qua giai đoạn nắng nĩng 6 tháng liên tục với số giờ nắng qua các năm biến động từ 1.966 - 2.487,5 giờ. Điều này thuận lợi cho quá trình quang hợp và hạn chế sự phát triển của sâu bệnh trên các loại cây trồng như rau, nhưng mùa khơ thường gây hạn hán. Do đĩ thiếu nước tưới cho trồng trọt do lượng mưa quá ít, mạch nước ngầm giảm thấp và quá trình thốt hơi nước quá nhanh.
Nhiệt độ trung bình các tháng trong năm giao động từ 23,60C - 260C, tốc độ giĩ từ 1,3 - 4,7 m/s.
CHƯƠNG II NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. Nội dung
1. Nghiên cứu tuyển chọn chủng vi khuẩn sinh IAA ảnh hưởng đến sinh trưởng cây mầm đậu Cơvẹ
2. Nghiên cứu ảnh hưởng của chủng vi khuẩn sinh IAA được tuyển chọn lên sự nảy mầm của hạt và sinh trưởng, phát triển của cây đậu Cơvẹ
3. Nghiên cứu một số đặc điểm sinh học của chủng vi khuẩn được tuyển chọn để định danh và nhân nuơi sinh khốị
2.2. Vật liệu và địa điểm nghiên cứu2.2.1. Vật liệu nghiên cứu 2.2.1. Vật liệu nghiên cứu
- Các chủng vi khuẩn cĩ khả năng sinh IAA cao T5, P5, V1 phân lập trong đất trồng và rễ cây đậu tương, đậu phộng, đậu Cơve của Easup, Đắk lắk.
- Hạt giống đậu Cơve được bán tại thị trường (giống TLP - 68).
2.2.2. Địa điểm nghiên cứu
- Phịng thí nghiệm Bộ mơn Sinh học thực nghiệm - Khoa Khoa học Tự Nhiên và Cơng nghệ, trường Đại học Tây Nguyên.
- Vườn thực nghiệm của Khoa Nơng Lâm nghiệp, trường Đại học Tây Nguyên. - Thời gian nghiên cứu: tháng 09/ 2010 đến tháng 09/2011.
2.3. Phương pháp nghiên cứu
2.3.1. Phương pháp tuyển chọn chủng vi khuẩn sinh IAA ảnh hưởng đến sinh trưởng của cây mầm đậu Cơvẹ sinh trưởng của cây mầm đậu Cơvẹ
Thực hiện trên 3 chủng vi khuẩn sinh IAA : T5, P5, V1.
2.3.1.1. Tạo dung dịch thí nghiệm
- Mơi trường nhân nuơi Nfb (g/l): KH2PO4 0,5g, MgSO4.7H2O 5g, NaCl 0,2g, CaCl2.2H2O 0,02g, KOH 4,5g, Biotin 0,01g, acid malic 5g, Bromthymol blue 0,5% trong KOH 0,2N: 3ml, FeEDTA 1,64%: 10ml. Vi lượng: 2ml (MgS04.7H2O 0,2g/l, H3BO3 1,4g/l, ZnSO4 0,12g/l, CuSO4 0,04g/l, Na2MoO4.2H2O 1g/l), nước cất khơng đạm 1000ml, pH = 6,8.
- Chuẩn bị mơi trường lỏng trong các bình tam giác, 200ml/bình. Khử trùng ở áp suất 1atm, trong 30 phút. Để nguội, cấy chủng vi khuẩn vào các bình, lắc 200 vịng/phút, nhiệt độ phịng.
- Sau 5 ngày nuơi cấy, thu dung dịch, xác định nồng độ tế bào vi khuẩn (CFU/ml), nồng độ IAA (mg/lít).
2.3.1.2. Xác định nồng độ vi khuẩn trong dung dịch
Dùng phương pháp đo OD610nm và đếm khuẩn lạc trên đĩa petri để xây dựng phương trình đường chuẩn về mối tương quan giữa chỉ số OD610nm và nồng độ tế bào trong dung dịch nuơi cấy vi khuẩn. Dựa vào phương trình đường chuẩn, xác định nồng độ vi khuẩn qua chỉ số OD tương ứng.
2.3.1.3. Xác định phương trình tương quan giữa chỉ số OD530nm và nồng độ
IAA (mg/l)
- Chuẩn bị dung dịch đệm Phosphat(200ml)
A: KH2PO4 0,136 g/100ml nước cất B: K2HPO4 0,174 g/100 ml nước cất
39ml A+ 61 ml B và cho thêm nước cất vừa đủ 200ml, điều chỉnh pH =7.