4.3 Nội dung 3: Đánh giá khả năng chọn tạo các dòng đậu nành chống chịu mặn bằng phương pháp tạo biến dị soma và chiếu xạ tia gamma
4.3.6 Thí nghiệm 10: Đánh giá khả năng sinh trưởng và phát triển của các dòng đậu nành chống chịu mặn trong điều kiện nhà lưới
4.3.6.2 Số lóng gia tăng
Về sự gia tăng số lóng của cây, ở 1 và 2 tuần SKTD, do chưa xử lý nước mặn nên số lóng gia tăng ở các nghiệm thức là tương tự nhau. Đến 3 tuần SKTD, vẫn chƣa có sự khác biệt về số lóng gia tăng ở các nghiệm thức. Đến thời điểm 4 tuần, số lóng gia tăng khác biệt có ý nghĩa giữa các dòng đƣợc chọn lọc mặn và dòng đối chứng bị xử lý nước mặn. Cụ thể, 2 dòng được chọn lọc mặn ở nồng độ NaCl 2,5 và 5 g/L vẫn gia tăng số lóng bình thường như nghiệm thức đối chứng tưới nước máy, với số lóng trung bình từ 2,42- 2,58 lóng. Tuy nhiên, số lóng gia tăng ít do bị ảnh hưởng bởi nước mặn ở 2 nghiệm thức đối chứng được tưới với muối NaCl 2,5 và 5 g/L (trung bình 1,7- 2,0 lóng). Ở 5 tuần SKTD, số lóng gia tăng vẫn không có sự khác biệt giữa các nghiệm thức đối chứng tưới nước máy, dòng NaCl 2,5 và 5 g/L được tưới nước mặn, với số lóng trung bình từ 2,75-3,0 lóng. Trong khi đó, số lóng gia tăng thấp nhất ở 2 nghiệm thức đối chứng được tưới nước mặn, chỉ từ 2,2-2,3 lóng.
Bảng 4.33: Số lóng gia tăng ảnh hưởng bởi tưới nước mặn
Dòng cây + Nước tưới Thời gian theo dõi (tuần) (đơn vị nồng độ NaCl-g/L) Tuần 1 Tuần 2 Tuần 3 Tuần 4 Tuần 5 Dòng NaCl 0 + Tưới nước máy 0,83 1,25 1,83 2,58a 3,00a
Dòng NaCl 0 + Tưới NaCl 2,5 0,92 1,00 1,50 2,00b 2,33bc Dòng NaCl 0 + Tưới NaCl 5 0,67 0,83 1,17 1,70b 2,20c Dòng NaCl 2,5 + Tưới NaCl 2,5 0,83 1,00 1,58 2,42a 2,75abc Dòng NaCl 5 + Tưới NaCl 5 0,92 1,08 1,50 2,50a 2,83ab
Trung bình 0,83 1,27 1,51 2,26 2,64
F ns ns ns * *
CV (%) 50,8 53,5 43,8 30,4 24,5
Trong cùng một cột, những số có chữ theo sau giống nhau khác biệt không có ý nghĩa thống kê khi dùng phép kiểm định Duncan ở; (ns): khác biệt không có ý nghĩa thống kê; (*): khác biệt ở mức 5%.
Kết quả thí nghiệm cho thấy hai dòng đậu nành MTĐ 760-4 đối chứng khi tưới nước mặn NaCl 2,5 và 5 g/L đã bị ảnh hưởng về chiều cao và số lóng, lá của cây cũng có một số triệu chứng ngộ độc mặn nhƣ lá già trở nên vàng và sau đó rụng sớm (Hình 4.20). Các cây đối chứng khi xử lý mặn NaCl 5 g/L mặc dù không khác biệt về các chiều cao cây và số lóng so với cây được tưới mặn nồng độ NaCl 2,5 g/L nhƣng có 2 12 cây bị chết (tỉ lệ 16,7%) ở 5 tuần SKTD. Trên lúa, kết quả nghiên cứu của Nguyễn Quốc Khương và ctv., (2018) cũng cho thấy việc tưới nước mặn đã làm giảm chiều cao cây lúa và số chồi lúa trên chậu. Theo De Pascale et al. (2013) và Plaut et al. (2013), nước tưới nhiễm mặn có ảnh hưởng bất lợi đến mối liên hệ đất-nước-cây trồng, đặc biệt làm giới hạn nghiêm trọng các hoạt động sinh lý bình thường và khả năng sinh sản của cây trồng. Dưới điều kiện mức độ mặn cao, sinh trưởng của nhiều
cây trồng bị ảnh hưởng bất lợi do ảnh hưởng của thẩm thấu, thiếu nước, mất cân bằng dinh dƣỡng và stress oxy hóa (Kim et al., 2008).
Trong khi đó, sinh trưởng của các dòng đậu nành MTĐ 760-4 chống chịu mặn sau chọn lọc mặn với NaCl 2,5 và 5 g/L vẫn bình thường, cây cũng ra hoa sau 4 tuần thuần dƣỡng, không khác biệt so với dòng đối chứng không bị xử lý mặn, đặc biệt là các dòng chống chịu mặn 5 g/L, trong đó có 1 dòng chống chịu mặn khi phân tích DNA đã có sự khác biệt về mặt di truyền so với dòng đối chứng (Hình 4.21). Tương tự, kết quả giống mía Co740 chống chịu mặn sau chọn lọc của Nikam et al. (2014) cũng sinh trưởng đến lúc trưởng thành và các đặc tính nông học được đánh giá dưới điều kiện bình thường và điều kiện mặn.
Hình 4.20: Ảnh hưởng của tưới mặn NaCl 5 g/L lên sinh trưởng của cây đậu nành MTĐ 760-4 đối chứng ở 5 tuần sau khi trồng
a b
c d
Hình 4.21: Sinh trưởng của các dòng đậu nành trong điều kiện tưới mặn ở 4 tuần sau khi trồng
Dòng NaCl 0 g L + tưới nước máy (a) Dòng NaCl 0 g L + tưới NaCl 5 g/L (b) Dòng NaCl 2,5 g L + tưới NaCl 2,5 g/L (c) Dòng NaCl 5 g L + tưới NaCl 5 g/L (d)
Nhìn chung, qua hai phương pháp tạo biến dị soma và chiếu xạ tia gamma Co60 kết hợp với chọn lọc trên môi trường bổ sung muối NaCl trên hai
mẫu vật liệu là mô sẹo và trục phôi giống đậu nành MTĐ 760-4, kết quả cho thấy phương pháp tạo biến dị soma bằng cách nuôi cấy trên môi trường mặn có thể đạt đƣợc các dòng mô sẹo cũng nhƣ mẫu chồi cây đậu nành có nguồn gốc từ trục phôi có khả năng chống chịu mặn ở nồng độ NaCl 5 g/L. Cả hai dòng mô sẹo cũng nhƣ mẫu chồi có sự khác biệt di truyền so với mẫu đối chứng không xử lý mặn khi phân tích bằng chỉ thị phân tử ISSR22. Phương pháp chiếu xạ tia gamma Co60 trên mẫu mô sẹo cũng có hiệu quả tạo dòng mô sẹo có khả năng chống chịu mặn với muối NaCl nồng độ 5 g/L ở liều 10 Gy với kết quả phân tích di truyền có sự khác biệt so với mẫu đối chứng, tuy nhiên mẫu không chiếu xạ cũng đạt đƣợc khả năng chịu mặn ở nồng độ này.
Vì vậy, xét về tính hiệu quả, có thể chọn phương pháp tạo biến dị soma vì phương pháp này dễ thực hiện, rẻ tiền hơn so với phương pháp chiếu xạ tia gamma Co60 mà lại cho hiệu quả tương tự. Đối với vật liệu dùng để chọn lọc, mô sẹo thường được sử dụng. Bởi vì, vật liệu này có tính mẫn cảm hơn đối với tác nhân gây đột biến, khả năng tạo đột biến cao ở giai đoạn sớm của quá trình hình thành và phát triển cá thể (phôi non hoặc mô sẹo) (Dương Tấn Nhựt, 2009). Tuy nhiên, sử dụng vật liệu là mô sẹo cũng có hạn chế là cần phải có thời gian chuẩn bị vật liệu, cần phải có giai đoạn nuôi cấy mô sẹo để tái sinh thành cây hoàn chỉnh và việc duy trì mô sẹo lâu trên môi trường nuôi cấy có thể gặp phải một số vấn đề nhƣ sự mất khả năng tái sinh (Tal, 1994), sự phát sinh những biến dị soma khác. Đặc biệt là với những loài cây trồng có khả năng tái sinh cây từ mô sẹo khó thì phương pháp chọn lọc trên vật liệu là mô sẹo sẽ gặp rất nhiều khó khăn. Trong khi đó, phương pháp xử lý trên mẫu trục phôi có thể tạo đƣợc chồi có khả năng chịu mặn với thời gian nhanh hơn, dễ thực hiện hơn so với phương pháp xử lý trên mô sẹo. Vật liệu khác là đỉnh chồi cũng đƣợc sử dụng nhiều trên một số loài nhƣ khoai tây (Das et al., 2000; Yaycili and Alikamanoglu, 2012), táo (Bahmani et al., 2012) hay hạt trên cam quýt (Ling et al., 2008), đậu nành (Kumari et al., 2007).
Như vậy, qua kết quả nghiên cứu của luận án, có thể chọn phương pháp tạo biến dị soma trên mẫu trục phôi để tạo dòng đậu nành MTĐ 760-4 có khả năng chống chịu mặn. Sơ đồ tóm tắt các bước thực hiện của phương pháp tạo biến dị soma trên mẫu trục phôi đƣợc mô tả ở Hình 4.22.
Nuôi cấy Trục phôi đậu trên
nành môi
trường mặn
Chồi đậu nành chống chịu3 tuần
mặn 5 g/L
NaCl 0 g/L NaCl 2,5 g/L NaCl 5 g/L NaCl 7,5 g/L
NaCl 0 g/L NaCl 2,5 g/L NaCl 5 g/L
3 tuần Chồi đậu nành Nuôi cấy trên môi
trường mặn
NaCl 0 g/L NaCl 2,5 g/L NaCl 5 g/L NaCl 7,5 g/L Nuôi 3 tuần
cấy
trên Chồi đậu
môi nành
trường Đánh giá sai khác di truyền mặn
Nhân chồi và tạo rễ
Thuần dƣỡng cây con trong nhà lưới
Môi trường MS + nước dừa 50 ml/L + NAA 0,2 mg/L
Giá thể mụn dừa + tro trấu + đất (1:1:1)
Hình 4.22: Sơ đồ phương pháp tạo biến dị soma dòng đậu nành MTĐ 760- 4 chống chịu mặn từ mẫu cấy trục phôi
CHƯƠNG 5