5. Ý nghĩa lí luận và thực tiễn
2.3.3. Phƣơng pháp xử lí số liệu
Kết quả thí nghiệm đƣợc tổng hợp và xử lý bằng phần mềm Microsoft Excel theo các tham số: giá trị trung bình ( ), độ lệch chuẩn (δ), sai số trung bình (m), Hệ số biến động (Cv), sai số của hiệu các trung bình số học (md), độ chính xác của thí nghiệm (m%) đƣợc tính theo công thức sau:
N i i=1 X X= n 2 i X -X δ= n-1 δ m=± n δ.100 Cv=± X 0 0 δ m = X md = m m2 2 2 1 Trong đó: Xi: là giá trị đo đƣợc qua mỗi lần đo; n: là số lần nhắc lại.
CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 3.1. Kết quả thăm dò nồng độ đƣờng
Sau khi làm thí nghiệm thăm dò nồng độ đƣờng ở các nồng độ 0,2M; 0,3M; 0,4M và 0,5M chúng tôi thu đƣợc kết quả nhƣ bảng 3.1 và hình 3.1:
Bảng 3.1. Tỷ lệ nảy mầm ở thí nghiệm thăm dò nồng độ
Nồng độ Nƣớc cất 0,2M 0,3M 0,4M 0,5M
Tỷ lệ nảy mầm (%) 100 100 98,89 92,22 72,22
Hình 3.1. Tỷ lệ nảy mầm ở thí nghiệm thăm dò nồng độ
Từ bảng 3.1 và hình 3.1 ở trên chúng tôi nhận thấy rằng ở nồng độ đƣờng 0,2M và 0,3M tỷ lệ nảy mầm của lạc không khác mấy so với gieo hạt ở nƣớc cất. Còn ở nồng độ đƣờng 0,5M thì tỷ lệ nảy mầm của hạt lạc khá thấp so với tỷ lệ nảy mầm của hạt lạc ở nƣớc cất. Vì vậy, tôi chọn nghiên cứu hạt nảy mầm ở nồng độ đƣờng 0,4M với tỉ lệ nảy mầm hơi thấp hơn so với hạt
gieo ở nƣớc cất. Thêm nữa, ở nồng độ đƣờng 0,4M thì tốc độ sinh trƣởng của mầm lạc kém hơn hẳn so với mầm lạc ở nƣớc cất, còn ở nồng độ đƣờng 0,2M và 0,3M thì tốc độ sinh trƣởng của mầm lạc tƣơng đƣơng với mầm lạc ở nƣớc cất.
3.2. Ảnh hƣởng của khô hạn đến sự hình thành proline
* Kết quả xây dựng đƣờng chuẩn proline đƣợc thể hiện theo bảng a và hình a nhƣ sau: Bảng a. Nồng độ proline và giá trị OD Nồng độ (µg/ml) OD 20 0.45 40 0.81 60 1.17 80 1.52 100 1.88
Hình a. Biểu đồ biểu diễn đƣờng chuẩn proline
Trong đó: X - nồng độ proline (µg/ml); Y – giá trị OD tƣơng ứng với nồng độ X
3.2.1. Ảnh hƣởng của khô hạn đến sự hình thành proline ở giai đoạn nảy mầm đoạn nảy mầm
Proline là một acid amine có khả năng hòa tan mạnh trong nƣớc, giữ nƣớc, lấy nƣớc và điều hòa áp suất thẩm thấu cho tế bào. Proline đóng vai trò then chốt trong việc điều chỉnh áp suất thẩm thấu trong tế bào chất thực vật để phản ứng lại với điều kiện môi trƣờng bất lợi. Đo đó, định lƣợng proline có thể đánh giá vai trò bảo vệ tế bào của proline khi ở trong các điều kiện môi trƣờng bất lợi.
Hàm lƣợng proline qua các ngày trong giai đoạn nảy mầm của lạc đƣợc thể hiện ở bảng 3.2 và hình 3.2 nhƣ sau:
Bảng 3.2: Hàm lƣợng proline trong mầm lạc
Ngày Hàm lƣợng proline (µg/g) % so với đối chứng ĐC TN Ngày thứ 2 0,541 ± 0,031 0,919 ± 0,055 170 Ngày thứ 4 0,644 ± 0,022 1,215 ± 0,089 189 Ngày thứ 6 0,735 ± 0,039* 1,520 ± 0,022 207 Ngày thứ 8 0,696 ± 0,032* 1,642 ± 0,063 236
Dấu * thể hiện sự sai khác giữa các giá trị với mức ý nghĩa > 95% không có ý nghĩa
Từ bảng 3.2 và hình 3.2 cho thấy hàm lƣợng proline giai đoạn nảy mầm có sự khác nhau rõ rệt giữa lô đối chứng không gây hạn và lô thí nghiệm gây hạn qua các ngày.
Hàm lƣợng proline ở lô thí nghiệm cao hơn hẳn so với lô đối chứng ở tất cả các ngày. Cụ thể là hàm lƣợng proline ở lô thí nghiệm cao gấp 170% ở ngày thứ 2 sau khi gieo, gấp 189% ở ngày thứ 4 sau khi gieo, 207% ở ngày thứ 6 sau khi gieo, 236% ở ngày thứ 8 sau khi gieo so với lô đối chứng ở điều kiện đủ nƣớc.
Hàm lƣợng proline ở lô thí nghiệm tăng dần qua các ngày trong đó tăng rõ rệt từ ngày thứ 2 đến ngày thứ 6 sau khi gieo (ngày thứ 2 đến ngày thứ 4 sau khi gieo và từ ngày thứ 4 đến ngày thứ 6 sau khi gieo đều tăng gần 0,3µg/g), còn từ ngày thứ 6 đến ngày thứ 8 sau khi gieo tăng không đáng kể (tăng 0,12µg/g). Đối với lô đối chứng, hàm lƣợng proline cũng tăng dần từ ngày thứ 2 đến ngày thứ 6 sau khi gieo (4 ngày tăng gần 0,2µg/g) nhƣng từ ngày thứ 6 đến ngày thứ 8 sau khi gieo thì lại giảm một lƣợng nhỏ không đáng kể (2 ngày giảm 0,04µg/g).
Trong thời gian nảy mầm của hạt lạc khi bị hạn đã làm tăng hàm lƣợng proline trong mẫu để giúp cho mầm chống chịu với điều kiện thiếu nƣớc. Điều này cũng giống với một số các cây trồng khác mà các tác giả khác đã nhận đƣợc nhƣ: tác giả Đinh Thị Phòng (2001) nghiên cứu về proline ở lúa đã khẳng định hàm lƣợng proline tăng lên theo thời gian từ 4 đến 8 ngày gây hạn bằng cách đƣa 70g/l sorbitol vào dung dịch nuôi ở giai đoạn mạ 3 lá trong các dòng tái sinh từ tế bào chịu mất nƣớc [28]; một số nghiên cứu trên đối tƣợng ngô và đậu tƣơng của Nguyễn Văn Mã và cộng sự trong giai đoạn nảy mầm cũng cho thấy hàm lƣợng proline tăng lên dần theo các ngày khi gây hạn bằng áp suất thẩm thấu [28], [32].
3.2.2. Ảnh hƣởng của khô hạn đến sự hình thành proline ở lá các giai đoạn cây non, ra hoa và tạo quả đoạn cây non, ra hoa và tạo quả
Để làm sáng tỏ hơn sự hình thành proline, chúng tôi tiếp tục tiến hành nghiên cứu proline ở lá giai đoạn cây non, ra hoa và tạo quả.
Kết quả xác định hàm lƣợng proline trong lá cây lạc ở các giai đoạn cây non, ra hoa và tạo quả thu đƣợc ở bảng 3.3 và hình 3.3:
Bảng 3.3: Hàm lƣợng proline trong lá cây lạc giai đoạn cây non, ra hoa và tạo quả. Giai đoạn Hàm lƣợng prolin ở lá (µg/g) % so với ĐC TN đối chứng Cây non 1,159 ± 0,023 1,945 ± 0,047 168 Ra hoa 1,273 ± 0,167 2,824 ± 0,005 222 Tạo quả 1,047 ± 0,256 2,128 ± 0,139 203
Hình 3.3: Hàm lƣợng proline trong lá cây lạc giai đoạn cây non, ra hoa và tạo quả
Từ kết quả số liệu ở bảng 3.2 và hình 3.2, chúng ta thấy hàm lƣợng proline ở lô thí nghiệm bị gây hạn cao hơn hẳn so với lô đối chứng đủ nƣớc ở tất cả các giai đoạn. Trong đó, giai đoạn ra hoa có sự chênh lệch là lớn nhất (thí nghiệm cao gấp 222%) và giai đoạn cây non chênh lệch nhỏ nhất (thí nghiệm cao gấp 168%), còn giai đoạn tạo quả lô thí nghiệm cao gấp 203% lô đối chứng.
Ở cả lô đối chứng và lô thí nghiệm hàm lƣợng proline đều cao nhất ở giai đoạn ra hoa và thấp hơn ở giai đoạn cây non, tạo quả nhƣng ở lô thí nghiệm sự tăng giảm hàm lƣợng proline giữa các giai đoạn rõ rệt hơn ở lô đối chứng. Cụ thể, ở lô thí nghiệm giai đoạn ra hoa cao hơn giai đoạn cây non gần 0,9µg/g, cao hơn giai đoạn tạo quả gần 0,7µg/g. Còn ở lô đối chứng, hàm lƣợng proline ở giai đoạn ra hoa cao hơn hai giai đoạn còn lại không đáng kể, giai đoạn ra hoa chỉ cao hơn giai đoạn cây non và tạo quả lần lƣợt là hơn 0,1µg/g và hơn 0,2µg/g .
Có lẽ, giai đoạn ra hoa là giai đoạn mẫn cảm với điều kiện thiếu nƣớc nhất vì đây là giai đoạn chuyển từ sinh trƣởng sinh dƣỡng sang sinh trƣởng sinh thực. Hơn nữa, proline còn đóng vai trò quan trọng trong quá trình sinh trƣởng và phát triển của cây trồng mặc dù proline không phải là một trong những acid amine không thay thế. Sự tích lũy proline đƣợc xác nhận ở các loại mô và cơ quan sinh sản của khá nhiều loài cây, bởi vậy proline còn có vai trò trong quá trình phát triển các loại cơ quan sinh sản ở thực vật. Hai quá trình phát triển đã đƣợc chứng minh đó là proline tham gia vào quá trình kéo dài cuống hoa và thời gian nở hoa [60].
Proline là một chỉ số thuận với sự tăng ấp suất thẩm thấu của tế bào. Sự gia tăng hàm lƣợng proline trong điều kiện hạn nhân tạo có ý nghĩa rất lớn trong việc duy trì khả năng hút nƣớc và giữ nƣớc của cây tạo điều kiện cho cây có hoạt động sống bình thƣờng [39], [53]. Điều này chứng tỏ lạc cóphản
ứng thích nghi với điều kiện thiếu nƣớc của môi trƣờng. Ở thực vật khi bị tác động của áp suất thẩm thấu cao thì sự tích lũy proline có thể tăng từ 10 – 100 lần. Theo báo cáo của Kihor và cộng sự (1995), sự tổng hợp proline tăng từ 10 – 18 lần ở cây thuốc lá đƣợc chuyển gen P5CS (gen mã hóa tổng hợp emzyme pyroline – 5 cacboxylate synthase là emzyme đầu tiên cho chu trình tổng hợp proline) so với cây đối chứng không đƣợc chuyển gen P5CS [54]. Các tác giả khác khi nghiên cứu trong điều kiện stress nƣớc ở một số loài thực vật nhƣ đậu tƣơng [9], đậu xanh [48] , lúa [53], mía [13], khoai tây, cà chua cũng cho kết quả tƣơng tự là đều có sự gia tăng tổng hợp proline ở lá.
Để đánh giá khả năng chịu hạn của thực vật nói chung và lạc nói riêng, cần dựa vào nhiều chỉ tiêu nhƣng có thể coi proline là chất chỉ thị về khả năng chịu hạn của thực vật, hay sự tích lũy proline biểu hiện phản ứng thích nghi của thực vật khi gặp hạn. Nhƣ vậy, có thể thấy proline hình thành với hàm lƣợng khá cao trong điều kiện áp suất thẩm thấu cao để tăng khả năng bảo vệ cho tế bào.
3.3. Ảnh hƣởng của khô hạn đến sự hình thành đƣờng khử
* Kết quả xây dựng đƣờng chuẩn đƣờng khử đƣợc thể hiện theo bảng b và hình b nhƣ sau: Bảng b. Nồng độ đƣờng khử và giá trị OD Nồng độ (µg/ml) OD 20 1,46 40 1,63 60 1,81 80 1,98 100 2,26
Hình b. Biểu đồ biểu diễn đƣờng chuẩn đƣờng khử
Trong đó: X - nồng độ đƣờng khử (µg/ml); Y - giá trị OD tƣơng ứng với nồng độ X
3.3.1. Ảnh hƣởng của khô hạn đến sự hình thành đƣờng khử ở giai đoạn nảy mầm nảy mầm
Hàm lƣợng đƣờng khử cũng là một chỉ tiêu phản ánh khả năng giữ nƣớc của tế bào trong cây. Đƣờng khử thuộc các chất có hoạt tính thẩm thấu. Ở điều kiện thiếu nƣớc, hạt mầm và cây con thƣờng bị chết do mất nƣớc và không lấy đƣợc nƣớc từ môi trƣờng, vì thế sự tổng hợp và tích lũy đƣờng cũng chính là phản ứng của cây với điều kiện ngoại cảnh bất lợi.
Kết quả xác định hàm lƣợng đƣờng khử trong mầm lạc giai đoạn nảy mầm đƣợc trình bày ở bảng 3.4 và hình 3.4: Bảng 3.4. Hàm lƣợng đƣờng khử trong mầm lạc Ngày Hàm lƣợng đƣờng khử (µg/g) % so với đối chứng ĐC TN Ngày thứ 2 0,390 ± 0,032* 0,853 ± 0,055 219 Ngày thứ 4 0,426 ± 0,022* 1,002 ± 0,089 235 Ngày thứ 6 0,436 ± 0,039* 1,263 ± 0,022 290 Ngày thứ 8 0,449 ± 0,032* 1,560 ± 0,063 347
Hình 3.4. Hàm lƣợng đƣờng khử trong mầm lạc
Kết quả thu đƣợc ở bàng 3.4 và hình 3.4 cho thấy hàm lƣợng đƣờng khử ở lô thí nghiệm cao hơn nhiều so với lô đối chứng. Ở ngày thứ 2 sau khi gieo hàm lƣợng đƣờng khử ở lô thí nghiệm đã cao gấp 219% so với lô đối chứng và càng đến các ngày sau thì hàm lƣợng đƣờng khử ở lô thí nghiệm càng cao hơn lô đối chứng. Cho đến ngày thứ 8 sau khi gieo thì hàm lƣợng đƣờng khử ở lô thí nghiệm cao gấp 347% so với lô đối chứng.
Ở lô thí nghiệm, ngay từ ngày thứ 2 sau khi gieo đã hình thành một lƣợng đƣờng khử khá lớn là 0,853µg/g và hàm lƣợng đƣờng khử tiếp tục tăng mạnh ở những ngày sau: ngày thứ 4, ngày thứ 6, ngày thứ 8 sau khi gieo lần lƣợt tăng lên đến 1,002µg/g; 1,063µg/g và 1,560µg/g (tức là sau 6 ngày hàm lƣợng đƣờng khử tăng lên gần gấp đôi). Còn ở lô đối chứng, ngay từ ngày thứ 2 sau khi gieo đã hình thành đƣờng khử với hàm lƣợng khá nhỏ (0,39µg/g),
đến những ngày tiếp theo thì hàm lƣợng đƣờng khử tăng lên không đáng kể. Đến ngày thứ 8 sau khi gieo chỉ tăng lên đến 0,449µg/g.
Điều này chứng tỏ trong điều kiện thiếu nƣớc đƣờng khử đã đƣợc tích lũy khá nhiều và nếu thiếu nƣớc kéo dài thì đƣờng khử tiếp tục tích lũy nhiều hơn nữa. Giai đoạn nảy mầm là giai đoạn có các quá trình sinh lí, hóa sinh diễn ra rất mạnh mẽ. Cho nên, sự tích lũy đƣờng khử nhiều nhƣ vậy có thể do một phần là nguyên liệu cho sự tổng hợp các chất hữu cơ của mầm lạc và một phần giúp tế bào duy trì các hoạt động sống của mình và chống lại điều kiện bất lợi của môi trƣờng.
3.3.2. Ảnh hƣởng của khô hạn đến sự hình thành đƣờng khử ở giai đoạn cây non, ra hoa và tạo quả cây non, ra hoa và tạo quả
Kết quả xác định hàm lƣợng đƣờng khử trong lá của cây lạc ở các giai đoạn cây non, ra hoa và tạo quả đƣợc trình bày trong bảng 3.5 và hình 3.5 nhƣ sau:
Bảng 3.5. Hàm lƣợng đƣờng khử trong lá cây lạc giai đoạn cây non, ra hoa và tạo quả
Giai đoạn Hàm lƣợng đƣờng khử (µg/g) % so với đối chứng ĐC TN Cây non 0,732 ± 0,175 2,121 ± 0,221 290 Ra hoa 0,989 ± 0,122 2,615 ± 0,277 264 Tạo quả 1,231 ± 0,15 3,084 ± 0,192 251
Hình 3.5. Hàm lƣợng đƣờng khử trong lá cây lạc giai đoạn cây non, ra hoa và tạo quả
Kết quả thu đƣợc ở bảng 3.5 và hình 3.5 cho thấy: hàm lƣợng đƣờng khử ở lô thí nghiệm cao hơn lô đối chứng trong tất cả ba giai đoạn. Ở giai đoạn cây non, sự chênh lệch hàm lƣợng đƣờng khử giữa lô thí nghiệm và lô đối chứng là cao nhất (thí nghiệm cao gấp 290% đối chứng) còn ở giai đoạn tạo quả sự chênh lệch này lại là thấp nhất (thí nghiệm cao gấp 251% đối chứng). Nhƣng ở giai đoạn tạo, quả hàm lƣợng đƣờng khử ở lô thí nghiệm và đối chứng lại là cao nhất (lô đối chứng là 1,231µg/g; lô thí nghiệm là 3,084µg/g) còn giai đoạn cây non hàm lƣợng đƣờng khử ít nhất (lô đối chứng là 0,732µg/g; lô thí nghiệm là 2,121µg/g).
Cây lạc rất cần nƣớc nhƣng lại không chịu đƣợc ngập úng, độ ẩm thích hợp là 60 - 100% độ ẩm tối đa. Thời kì trƣớc ra hoa là thời kì cây lạc chịu đƣợc hạn tốt nhất vì thời kì này nhu cầu về nƣớc của cây lạc không lớn lắm
(60 - 65%). Cây lạc bị hạn thời kì trƣớc ra hoa sẽ ảnh hƣởng đến tốc độ sinh trƣởng, làm cho quá trình phát triển bị chậm lại [34]. Ở giai đoạn ra hoa, thiếu nƣớc sẽ làm giảm số hoa, tỷ lệ hoa có ích, các đợt rộ không đƣợc hình thành, kéo dài thời gian ra hoa và chín của lạc, gây ảnh hƣởng đáng kể đến năng suất của lạc. Tuy nhiên, nếu đƣợc tƣới nƣớc kịp thời thì lƣợng hoa nở hàng ngày có thể phục hồi nhanh chóng [4]. Còn giai đoạn tạo quả, diện tích lá đạt cao nhất, tốc độ tích lũy chất khô (trong đó có việc tích lũy các loại đƣờng) cũng cao cho nên cần lƣợng nƣớc lớn nhất. Nếu thiếu nƣớc giai đoạn này sẽ làm giảm số quả chắc, giảm trọng lƣợng hạt dẫn đến giảm năng suất [34]. Cho nên, hàm lƣợng đƣờng khử tích lũy ở giai đoạn tạo quả cao hơn so với giai đoạn cây non và ra hoa có thể là do một phần có tác dụng chống lại áp suất thẩm thấu, còn một phần để làm nguyên liệu tổng hợp chất khô. Ở giai đoạn cây non, hàm lƣợng đƣờng khử thấp hơn hai giai đoạn kia nhƣng sự chênh lệch giữa lô thí nghiệm và lô đối chứng lại là cao nhất có thể là do ở giai đoạn