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
4.3.2 Thí nghiệm 7: Ảnh hưởng của muối NaCl lên sự tạo chồi và sinh trưởng của chồi từ trục phôi đậu nành MTĐ 760-4
4.3.2.3 Thí nghiệm 7c: Ảnh hưởng của muối NaCl lên sự sinh trưởng của chồi
a) Chiều cao chồi gia tăng
Trong lần xử lý thứ ba với muối NaCl, các chồi cây đậu nành vẫn duy trì đƣợc khả năng sống đến nồng độ 7,5 g/L. Ở 1 tuần SKC, chiều cao chồi gia tăng cao ở nghiệm thức NaCl 0 g/L (1,45 cm) và giảm dần đến nồng độ NaCl 7,5 g/L. Kết quả cũng tương tự ở các tuần 2 và 3 SKC, chồi tiếp tục gia tăng chiều cao ở các nghiệm thức, tuy nhiên vẫn bị ảnh hưởng bởi muối NaCl. Ở 3 tuần SKC, chiều cao chồi đạt cao nhất ở nghiệm thức đối chứng (7,53 cm), khác biệt có ý nghĩa so với chiều cao chồi ở các nghiệm thức muối. Chiều cao chồi gia tăng không khác biệt giữa nồng độ 5 và 7,5 g/L nhƣng khác biệt so với nồng độ 2,5 g/L.
Bảng 4.28: Chiều cao chồi gia tăng (cm) của chồi đậu nành MTĐ 760-4 ảnh hưởng bởi muối NaCl trong lần chọn lọc 3
Nồng độ NaCl (g/L) Thời gian theo dõi (tuần)
Tuần 1 Tuần 2 Tuần 3
0 1,45a 3,72a 7,53a
2,5 0,40b 1,31b 2,47b
5 0,13c 0,32c 0,53c
7,5 0,03c 0,15c 0,16c
Trung bình 0,57 1,55 3,03
F ** ** **
CV (%) 34,9 28,2 16,9
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;(**): khác biệt ở mức 1%.
b) Số lá gia tăng
Số lá gia tăng vẫn bị ảnh hưởng bởi muối NaCl. Nồng độ muối càng tăng thì số lá gia tăng càng giảm. Khác biệt này ghi nhận đƣợc từ tuần thứ nhất sau khi cấy. Đến 3 tuần SKC, số lá gia tăng cao nhất vẫn là nồng độ NaCl 0 g/L (2,25 lá), thấp nhất vẫn là nồng độ 7,5 g/L (0,4 lá).
Bảng 4.29: Số lá gia tăng của chồi đậu nành MTĐ 760-4 ảnh hưởng bởi muối NaCl trong lần chọn lọc 3
Nồng độ NaCl (g/L) Thời gian theo dõi (tuần)
Tuần 1 Tuần 2 Tuần 3
0 0,90a 1,40a 2,25a
2,5 0,50b 1,05b 1,30b
5 0,35b 0,70c 0,85c
7,5 0,10c 0,20d 0,40d
Trung bình 0,51 0,93 1,31
F ** ** **
CV (%) 36,9 27,5 21,4
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;(**): khác biệt ở mức 1%.
Kết quả cho thấy, sau 3 lần chọn lọc, các chồi cây đậu nành MTĐ 760-4 vẫn duy trì khả năng sống và sinh trưởng đến nồng độ NaCl 7,5 g/L, mặc dù sinh trưởng của chồi thấp khi nuôi cấy ở các nồng độ muối cao. Các chồi đậu nành sinh trưởng chậm nhưng vẫn sống, đây chính là một đặc điểm cho thấy các chồi đậu nành có khả năng duy trì được sự sinh trưởng trong điều kiện bất lợi. Theo Queiros et al. (2007), giảm sinh trưởng là hiện tượng phổ biến của cây bị stress mặn, đƣợc quan sát trong cơ quan, mô, hay tế bào đƣợc nuôi cấy trên môi trường bổ sung muối NaCl. Thật vậy, sinh trưởng chậm hơn là đặc điểm thích nghi để sống sót của cây dưới điều kiện stress và khả năng chịu mặn thường tương quan nghịch đến tốc độ tăng trưởng. Bahmani et al. (2012) cũng đã tiến hành chọn lọc mặn với mẫu chồi đỉnh (1-1,5 cm) của cây táo với các nồng độ muối NaCl 0; 1,2; 2,3; 4,7; 5,8; và 7,0 g/L. Kết quả cho thấy sinh trưởng của mẫu cấy bị ảnh hưởng nghiêm trọng bởi mặn. Nồng độ từ 2,3-7,0 g/L làm giảm sinh trưởng của chồi và rễ qua các chỉ tiêu như số chồi, chiều cao chồi, trọng lượng tươi, tỉ lệ tạo rễ, số rễ và chiều dài rễ.
Các chồi đậu nành trên môi trường mặn được cấy chuyền trở lại trên môi trường MS bổ sung nước dừa 50 ml L và NAA 0,2 mg L nhưng không bổ sung muối NaCl để nhân nhanh chồi. Kết quả cho thấy một số chồi đƣợc xử lý mặn sinh trưởng bình thường (chiều cao trung bình >=2,0 cm) sau 2 tuần nuôi cấy. Bảng 4.30 cho thấy tổng số cây xử lí và tỉ lệ thu đƣợc ở các dòng xử lý muối NaCl. Các chồi trên môi trường xử lý muối NaCl 7,5 g/L vẫn sống nhưng khả năng sinh trưởng rất chậm. Cây vẫn không thể phát triển trên môi trường MS không xử lý mặn (tỉ lệ 0%). Ở nồng độ NaCl 5 g/L, cây có sự phục hồi và sinh trưởng nhanh, tuy nhiên tỉ lệ cũng rất thấp (6,7%), chỉ đạt 4 cây/60 mẫu. Ở nồng độ muối 2,5 g/L, số cây thu đƣợc cao hơn là 6 cây (đạt 10,0%) (Hình 4.11).
a
b c
Hình 4.11: Sinh trưởng của các dòng đậu nành sau chọn lọc mặn trên môi trường MS + nước dừa 50 ml/L + NAA 0,2 mg/L ở 2 tuần sau khi cấy
Dòng NaCl 2,5 g/L (a) Dòng NaCl 5 g/L (b) Dòng NaCl 7,5 g/L (c)
Bảng 4.30: Số cây đậu nành có khả năng chống chịu mặn ở các nồng độ muối NaCl
Nồng độ NaCl Tổng số mẫu xử lý Số cây chịu mặn Tỉ lệ (%) (g/L)
2,5 60 6 10,0
5 60 4 6,7
7,5 60 0 0,0
Các dòng đậu nành có khả năng chống chịu mặn với muối NaCl 2,5 và 5 g/L được tiếp tục nhân nhanh để tăng số lượng. Nhìn chung, cây sinh trưởng tốt trên môi trường MS bổ sung nước dừa 50 ml/L và NAA 0,2 mg/L (Hình 4.12).
a
b
Hình 4.12: Các dòng đậu nành sau chọn lọc mặn đƣợc nhân trên môi trường MS + nước dừa 50 ml/L + NAA 0,2 mg/L ở 3 tuần sau khi cấy
Dòng NaCl 2,5 g/L (a) Dòng NaCl 5 g/L (b)
Kết quả phân tích proline của các chồi đậu nành chịu mặn thu đƣợc ở nồng độ muối NaCl 2,5 và 5 g/L qua 3 lần chọn lọc cho thấy có sự gia tăng tích lũy proline trong tế bào. Chồi đƣợc xử lý với nồng độ muối NaCl càng cao thì hàm lƣợng proline tích lũy càng nhiều. Cụ thể, chồi ở nồng độ NaCl 5 g/L cú hàm lượng proline cao nhất, với 3,10 àmol g trọng lượng tươi, khỏc biệt so với nồng độ 2,5 g/L (2,45 àmol) và nồng độ 0 g/L cho hàm lƣợng proline thấp nhất (1,90 àmol). Cỏc chồi ở nồng độ NaCl 2,5 g/L cũng cú hàm lƣợng proline khác biệt có ý nghĩa so với nghiệm thức đối chứng (Bảng 4.31).
Bảng 4.31: Hàm lƣợng proline của chồi đậu nành MTĐ 760-4 sau 3 lần chọn lọc với muối NaCl (mol g trọng lượng tươi)
Nồng độ NaCl (g/L) 0
2,5 5 F CV (%)
Hàm lƣợng proline (àmol g trọng lượng tươi) 1,90c 2,45b 3,10a
**
9,0 Trong cùng một cột các số có chữ theo sau giống nhau thì khác biệt không có ý nghĩa thống kê qua phép thử Duncan; (**) khác biệt ở mức 1%.
Hầu hết những nghiên cứu đƣợc thực hiện liên quan đến chọn lọc in vitro là dựa trên sự nội cân bằng ion và các chất tan tương hợp chủ yếu là proline (He et al., 2009). Khi mặn do NaCl vƣợt quá ngƣỡng, dạng muối phổ biến nhất của stress mặn, nồng độ Na+ trong cây tăng và nồng độ K+ giảm (Kumar et al., 2008). Để khắc phục stress mặn, cây tạo ra các cơ chế bảo vệ giúp nó thích nghi. Các cơ chế này bao gồm sự điều chỉnh thẩm thấu, đi cùng với sự tích lũy các chất tan tương hợp như proline, glycine betaine và polyols (Ghoulam et al., 2001).
Chính vì vậy, kết quả thí nghiệm cho thấy các chồi đậu nành thu đƣợc sau chọn lọc có tiềm năng chống chịu đƣợc mặn với các nồng độ muối NaCl 2,5 và 5 g/L.