BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM HÀ NỘI VŨ THỊ VÂN NGHIÊN CỨU SỰ HÌNH THÀNH MỘT SỐ CHẤT BẢO VỆ Ở CÂY LẠC (Arachis hypogaea L.) TRONG ĐIỀU KIỆN THIẾU NƢỚC Chuyên ngành: Sinh học thực nghiệm Mã số: 60 42 01 14 LUẬN VĂN THẠC SĨ SINH HỌC Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: PGS. TS NGUYỄN VĂN MÃ HÀ NỘI, 2014 LỜI CẢM ƠN Với lòng biết ơn sâu sắc, xin trân trọng cảm ơn PGS.TS Nguyễn Văn Mã ngƣời trực tiếp hƣớng dẫn tận tình giúp đỡ hoàn thành luận văn này. Tôi xin trân trọng cảm ơn Ban Giám hiệu trƣờng Đại học Sƣ phạm Hà Nội 2; khoa Sinh – KTNN; Trung tâm Hỗ trợ nghiên cứu khoa học Chuyển giao công nghệ trƣờng Đại học Sƣ phạm Hà Nội 2; thầy, cô giáo giúp đỡ tạo điều kiện tốt để hoàn thành luận văn. Tôi xin chân thành cảm ơn ngƣời thân gia đình anh, chị, em, bạn bè giúp đỡ, chia sẻ, động viên, khích lệ suốt trình thực luận văn này. Hà Nội, tháng năm 2014 Học viên Vũ Thị Vân LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đề tài thực Trung tâm Hỗ trợ nghiên cứu khoa học Chuyển giao công nghệ trƣờng Đại học trƣờng Đại học Sƣ phạm Hà Nội dƣới hƣớng dẫn PGS.TS Nguyễn Văn Mã. Những kết quả, số liệu luận văn trung thực, riêng chƣa đƣợc công bố công trình khoa học khác. Tôi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm nội dung khoa học đề tài. Hà Nội, tháng năm 2014 Học viên Vũ Thị Vân MỤC LỤC MỞ ĐẦU . 1. Lí chọn đề tài . 2. Mục đích nghiên cứu 3. Nhiệm vụ nghiên cứu . 4. Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu 5. Ý nghĩa lí luận thực tiễn NỘI DUNG CHƢƠNG 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN CỦA VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1. Đặc điểm sinh trƣởng, phát triển nhu cầu nƣớc lạc 1.1.1. Đặc tính sinh học lạc 1.1.2. Các thời kì sinh trƣởng, phát triển nhu cầu nƣớc lạc . 1.2. Ảnh hƣởng thiếu nƣớc đến thực vật nói chung lạc nói riêng . 1.2.1. Hạn tác hại hạn hán . 1.2.2. Tính chịu hạn thực vật 10 1.3. Một số chất bảo vệ liên quan đến tính chịu hạn thực vật . 11 1.3.1. Proline 11 1.3.2. Đƣờng khử . 14 1.3.3. Glycine betaine 16 1.4. Kết nghiên cứu hình thành chất bảo vệ thực vật nói chung lạc nói riêng bị khô hạn . 18 1.4.1. Trên giới . 18 1.4.2. Ở Việt Nam 22 CHƢƠNG 2: ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU . 25 2.1. Đối tƣợng nghiên cứu . 25 2.2. Thời gian địa điểm nghiên cứu 25 2.3. Phƣơng pháp nghiên cứu . 25 2.3.1. Cách bố trí thí nghiệm 25 2.3.2. Phƣơng pháp xác định tiêu nghiên cứu 26 2.3.3. Phƣơng pháp xử lí số liệu . 29 CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 30 3.1. Kết thăm dò nồng độ đƣờng . 30 3.2. Ảnh hƣởng khô hạn đến hình thành proline . 31 3.2.1. Ảnh hƣởng khô hạn đến hình thành proline giai đoạn nảy mầm 32 3.2.2. Ảnh hƣởng khô hạn đến hình thành proline giai đoạn non, hoa tạo 34 3.3. Ảnh hƣởng khô hạn đến hình thành đƣờng khử 36 3.3.1. Ảnh hƣởng khô hạn đến hình thành đƣờng khử giai đoạn nảy mầm . 37 3.3.2. Ảnh hƣởng khô hạn đến hình thành đƣờng khử giai đoạn non, hoa tạo 39 3.4. Ảnh hƣởng khô hạn đến hình thành glycine betaine . 42 3.4.1. Ảnh hƣởng khô hạn đến hình thành glycine betaine giai đoạn nảy mầm 42 3.4.2. Ảnh hƣởng khô hạn đến hình thành glycine betaine giai đoạn non, hoa tạo . 44 KẾT LUẬN KIẾN NGHỊ 47 TÀI LIỆU THAM KHẢO . 49 MỞ ĐẦU 1. Lí chọn đề tài Lạc (Arachis hypogaea L.), có nguồn gốc vùng nhiệt đới châu Mỹ (Braxin, Boolivia, Paragoay…). Cây lạc công nghiệp ngắn ngày, lấy dầu có giá trị kinh tế cao, đƣợc trồng nhiều nƣớc vùng nhiệt đới nóng ẩm, nóng khô đến nhiệt đới số vùng ôn đới có nhiều mƣa nhƣ Ấn Độ, Trung Quốc, Hoa Kỳ, Thái Lan, Xu Đăng… Cây lạc lấy dầu quan trọng giới. Ở Việt Nam, lạc đứng đầu công nghiệp ngắn ngày tham gia vào thị trƣờng xuất với đậu tƣơng mƣời chƣơng trình ƣu tiên phát triển nhà nƣớc. Mỗi năm nƣớc ta xuất khoảng 80 - 127 nghìn lạc hạt, chiếm 30 - 50% tổng sản lƣợng, lạc đem lại nguồn lợi kinh tế lớn cho đất nƣớc. Ở nhiều vùng sản xuất, lạc nguồn thu nhập cho ngƣời nông dân [12]. Hạn hán vấn đề hạn chế suất chất lƣợng lạc. Ở nƣớc ta đa số vùng trồng lạc bị khô hạn. Trong tổng diện tích gieo trồng lạc nƣớc có khoảng gần 2/3 diện tích trồng lạc điều kiện phụ thuộc nƣớc trời, riêng vùng trung du miền núi phía Bắc lạc chủ yếu trồng vùng đất bị hạn bán khô hạn, chiếm 70 - 80% dẫn đến suất chất lƣợng lạc Việt Nam thấp. Khô hạn thƣờng làm cân áp suất thẩm thấu. Trong lúc phản ứng thƣờng gặp chế liên quan đến thay đổi hóa sinh tế bào nhằm nhanh chóng bù lại thiếu nƣớc, tích lũy chất bảo vệ nhƣ chất hòa tan; protein sốc thẩm thấu; proline, alanine, glycine betaine, polyamine; đƣờng khử; mannitol; fructane; ion K+… Chúng có vai trò bảo vệ phức ezyme, cấu trúc tế bào, đồng thời làm tăng cƣờng áp suất thẩm thấu cho tế bào gặp yếu tố cực đoan [36]. Trên giới nhƣ Việt Nam việc nghiên cứu tính chịu hạn đƣợc tiến hành nhiều mức độ khác nhau, nhiều loại trồng khác có lạc. Trƣớc đây, nhà nghiên cứu chủ yếu nghiên cứu theo hƣớng sinh lý, tập trung dinh dƣỡng khoáng, hàm lƣợng diệp lục, huỳnh quang diệp lục, cƣờng độ quang hợp… điều kiện stress nƣớc. Những năm gần nhà nghiên cứu tập trung sâu nghiên cứu ảnh hƣởng hạn hán số yếu tố stress môi trƣờng khác, hình thành hợp chất thứ cấp có vai trò bảo vệ tế bào điều kiện stress, hoạt động enzyme điều kiện khắc nghiệt, truyền tín hiệu stress môi trƣờng…. Riêng chất bảo vệ có nhiều công trình nghiên cứu nhƣng riêng lẻ, tản mạn chƣa có nghiên cứu hình thành chất bảo vệ lạc bị thiếu nƣớc. Chính vậy, chọn đề tài “Nghiên cứu hình thành số chất bảo vệ lạc (Arachis hypogaea L.) điều kiện thiếu nƣớc”, để làm rõ mức độ hình thành số chất bảo vệ thƣờng gặp thực vật nói chung lạc nói riêng bị thiếu nƣớc. 2. Mục đích nghiên cứu Nghiên cứu hình thành số chất bảo vệ lạc điều kiện bị khô hạn. 3. Nhiệm vụ nghiên cứu Xác định hàm lƣợng proline, đƣờng khử, glycine betaine giai đoạn nảy mầm, giai đoạn non, giai đoạn hoa giai đoạn tạo quả. 4. Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu 4.1. Đối tƣợng Đối tƣợng nghiên cứu giống lạc L24 (chịu hạn tốt) Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam cung cấp. 4.2. Phạm vi Nghiên cứu số chất bảo vệ (proline, đƣờng khử, glycine betaine) điều kiện phòng thí nghiệm (giai đoạn nảy mầm) điều kiện nhà lƣới (giai đoạn non, hoa tạo quả). 5. Ý nghĩa lí luận thực tiễn Bổ sung tài liệu ảnh hƣởng khô hạn tới hình thành số chất bảo vệ trồng. NỘI DUNG CHƢƠNG 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN CỦA VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1. Đặc điểm sinh trƣởng, phát triển nhu cầu nƣớc lạc. 1.1.1. Đặc tính sinh học lạc Cây lạc (còn có tên gọi khác đậu phộng, đậu nụ) có tên khoa học Arachis hypogaea L. thực phẩm, công nghiệp lấy dầu nhóm trồng cạn. Mặc dù lạc có từ lâu đời nhƣng vài trò lạc đƣợc công bố từ khoảng 100 năm trở lại đây. Trồng lạc mang lại nguồn lợi có giá trị kinh tế dinh dƣỡng, đồng thời để cải tạo đất tốt nhờ khả cộng sinh với vi khuẩn Rhizobium…. [3]. Lạc thân thảo hàng năm, có thân cao khoảng 25 – 50cm, thân sinh trƣởng nhanh từ sau mọc đến có lá, sau sinh trƣởng chậm dần. Từ bắt đầu hoa tắt hoa tốc độ sinh trƣởng lạc lại nhanh. Cây lạc có loại cành cành cấp I (mọc từ thân ra, phát sinh từ đốt thứ đến đốt thứ thân chính) cành cấp II, tốc độ sinh trƣởng cành cấp II nhanh cành cấp I. Khi bắt đầu nở hoa cành gần nhƣ đạt mức tối đa. Lá lạc loại kép lông chim, có bốn chét hình trái xoan ngƣợc mọc đối nhau, gốc tù, đầu tròn lõm, mỏng nhƣ màng. Lạc có hai kèm làm thành bẹ bao quanh thân, hình dải nhọn. Trên thân thƣờng có khoảng 20 – 30 lá. Sau mọc, diện tích tăng dần tăng nhanh vào thời kì hoa rộ. Khi lạc có - thân bắt đầu có phân hóa mầm hoa từ mắt cành. Hoa lạc màu vàng, mọc thành chùm nách gồm – hoa nhỏ. Hoa lạc hoa lƣỡng tính, tự thụ phấn nghiêm ngặt (tỷ lệ ngoại phấn khoảng 0,25%). Khi hoa nở tự thụ phấn xong rồi. Tuy hoa lạc nở hoa cành nhƣng cuống hoa dài đƣa xuống đất hình thành đất (nên ngƣời ta gọi củ lạc), hoa muộn, cao không thành đƣợc. Quả lạc có hình trụ thuôn, thắt lại hạt. Vỏ cứng, phân mạng, có - hạt. Hạt hình trứng, có rãnh dọc, bên hạt có lớp vỏ lụa màu đỏ, vàng cánh sen trắng. Cây lạc có hai loại rễ rễ cọc rễ con. Khi hạt lạc nảy mầm phôi rễ phát triển trƣớc chui khỏi vỏ hạt sớm nhất. Sau rễ lạc tăng dần chiều dài đến hết thời kì hoa nở rộ tăng nhanh vào lúc nở hoa, sau tăng chậm lại. Đặc biệt rễ cắm sâu nhanh trƣớc bắt đầu nở hoa rộ sau chậm dần lại. Trên rễ lạc có nhiều nốt sần, bên nốt sần chứa nhiều vi khuẩn Rhizobium sống cộng sinh với rễ lạc, chúng có khả cố định nitơ tự không khí tạo đạm cung cấp cho đất [1], [4], [5]. 1.1.2. Các thời kì sinh trƣởng, phát triển nhu cầu nƣớc lạc Cây lạc sinh trƣởng phát triển kéo dài khoảng 95 -135 ngày tùy vào giống đƣợc chia làm thời kì: [1], [4], [5].  Thời kì nảy mầm thời kì diễn thời gian ngắn từ - ngày tùy giống phụ thuộc vào điều kiện ngoại cảnh.Với điều kiện hạt giống tốt, ẩm độ, nhiệt độ không khí đầy đủ, từ 3-5 ngày sau gieo hạt nảy mầm. Khi bắt đầu gieo, hạt hút nƣớc đến đủ nƣớc hạt trƣơng lên nhanh, enzyme bắt đầu phân giải chuyển hóa hợp chất hữu tạo nguyên liệu cho trình sinh trƣởng rễ mầm. Khi hạt nứt, rễ mầm nhú chui khỏi hạt cắm xuống đất, sau mầm phát triển nhanh, phôi mầm mọc hình thành lạc. Ở thời kì đòi hỏi nhu cầu nƣớc cao, hạt lạc phải đƣợc hút đủ nƣớc nảy mầm đƣợc. Nếu bị thiếu nƣớc thời tiết lạnh khả nảy mầm hạt lạc gặp khó khăn dẫn đến tỷ lệ nảy mầm thấp. 43 Hình 3.6. Hàm lƣợng glycine betaine mầm lạc Từ kết bảng 3.6 hình 3.6 nhận thấy hàm lƣợng glycine betaine lô thí nghiệm cao lô đối chứng nhiều tất ngày sau gieo. Ngay từ ngày thứ sau gieo, lô thí nghiệm gieo nồng độ muối 0,4M hình thành glycine betaine với nồng độ cao so với lô đối chứng gieo nƣớc cất (gấp 326%). Sau đó, đến ngày sau chênh lệch hàm lƣợng glycine betaine lô thí nghiệm lô đối chứng cao. Cụ thể đến ngày thứ sau gieo lô thí nghiệm cao gấp 338% lô đối chứng đến ngày thứ 6, thứ sau gieo lô thí nghiệm lần lƣợt cao gấp 355%, 368% lô đối chứng. Ở lô thí nghiệm, từ ngày thứ glycine betaine hình thành với hàm lƣợng cao (2.772mg/g) ngày sau hàm lƣợng glycine betaine tiếp tục tăng cao (từ ngày thứ đến ngày thứ sau gieo tăng 2,056mg/g) tăng mạnh từ ngày thứ đến ngày thứ sau 44 gieo (tăng 1,114mg/g) từ ngày thứ đến ngày thứ sau gieo (tăng 0,709mg/g) tăng từ ngày thứ đến ngày thứ sau gieo (tăng 0,233mg/g). Ở lô đối chứng, glycine betaine bắt đầu hình thành từ ngày thứ sau gieo nhƣng với hàm lƣợng nhỏ (0,85mg/g), sau tăng dần ngày sau nhƣng tăng không đáng kể (từ ngày thứ đến ngày thứ sau gieo tăng 0,459). 3.4.2. Ảnh hƣởng khô hạn đến hình thành glycine betaine giai đoạn non, hoa tạo Hàm lƣợng glycine betaine lạc giai đoạn non, hoa tạo đƣợc thể bảng 3.7 hình 3.7: Bảng 3.7. Hàm lƣợng glycine betaine lạc giai đoạn non, hoa tạo quả. Giai đoạn Cây non Ra hoa Tạo Hàm lƣợng glycine betaine (mg/g) ĐC TN % so với đối chứng 1,240 ± 0,315 1,893 ± 0,321 189 0,998 ± 0,218 * 1,551 ± 0,286 175 0,947 ± 0,261 * 1,274 ± 0,230 134 Dấu * thể sai khác giá trị với mức ý nghĩa > 95% ý nghĩa 45 Hình 3.7. Hàm lƣợng glycine betaine lạc giai đoạn non, hoa, tạo quả. Từ kết bảng 3.7 hình 3.7 nhận thấy: ba giai đoạn hàm lƣợng glycine betaine lô thí nghiệm gây hạn cao lô đối chứng điều kiện đủ nƣớc giai đoạn non có chênh lệch lớn giai đoạn tạo có chênh lệch thấp nhất: giai đoạn non cao gấp 189% , giai đoạn hoa cao gấp 175%, giai đoạn tạo cao gấp 134%. Ở lô thí nghiệm lô đối chứng hàm lƣợng glycine betaine nhƣ chênh lệch hàm lƣợng glycine betaine lô thí nghiệm lô đối chứng cao giai đoạn non thấp giai đoạn tạo quả. Do glycine betain có hiệu lớn liên quan mật thiết đến khả sinh trƣởng trồng điều kiện môi trƣờng hạn hán nhiễm mặn. Mức độ tích lũy glycine betaine tƣơng quan với khả chống chịu điều kiện bất lợi. Glycine betaine tích lũy chủ yếu lục lạp, đóng vai trò quan trọng điều chỉnh trì màng thylacoid, trì hiệu 46 quang hợp [78]. Mà giai đoạn non giai đoạn bắt đầu sử dụng hoàn toàn chất dinh dƣỡng lấy từ đất nhƣ chất hữu tự tổng hợp mà không sử dụng nội nhũ hạt nhƣ giai đoạn nảy mầm. Tức giai đoạn bắt đầu quang hợp mạnh. Mặt khác, giai đoạn non yếu mẫm cảm với điều kiện bất lợi môi trƣờng so với giai đoạn hoa tạo nên cần tích lũy hàm lƣợng glycine betaine nhiều để giúp tế bào chống chịu với môi trƣờng. 47 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Qua kết nghiên cứu hàm lƣợng proline, đƣờng khử glycine betaine giai đoạn nảy mầm, non, hoa tạo điều kiện đủ nƣớc điều kiện thiếu nƣớc cho phép rút số kết luận nhƣ sau: 1. Khi thiếu nƣớc hàm lƣợng proline hạt mầm, giai đoạn non, hoa tạo tăng lên rõ rệt. Khi điều kiện thiếu nƣớc kéo dài đến có dấu hiệu héo hàm lƣợng proline đƣợc tích lũy nhiều hơn. Ở giai đoạn sinh trƣởng đƣợc nghiên cứu giai đoạn hoa tích lũy nhiều proline giai đoạn nảy mầm tích lũy proline thiếu nƣớc. 2. Hàm lƣợng đƣờng khử mầm hạt giai đoạn sinh trƣởng tích lũy cao thiếu nƣớc. Điều kiện thiếu nƣớc kéo dài đến có dấu hiệu héo hàm lƣợng đƣờng khử đƣợc tích lũy nhiều hơn. Ở giai đoạn tạo tích lũy nhiều đƣờng khử nhất. 3. Hàm lƣợng glycine betaine mầm hạt giai đoạn sinh trƣởng đƣợc tăng cƣờng điều kiện thiếu nƣớc. Khi điều kiện thiếu nƣớc kéo dài đến có dấu hiệu héo hàm lƣợng glycine betaine tích lũy cao hơn. Hàm lƣợng glycine betaine đƣợc tăng cƣờng mạnh trình nảy mầm thiếu nƣớc. 4. Khi thiếu nƣớc, mức độ gia tăng glycine betaine cao đƣờng khử proline, đồng thời gia tăng mạnh xảy từ ngày đầu gây hạn. Trong trình gây hạn kéo dài, hàm lƣợng đƣờng khử biến động (tăng) nhiều so với proline glycine betaine. * Kiến nghị: Tiếp tục nghiên cứu hình thành biến đổi chất bảo vệ khác bị thiếu nƣớc để có nhìn rõ toàn diện 48 chất bảo vệ toàn trình sinh trƣởng, phát triển thực vật nói chung lạc nói riêng. 49 TÀI LIỆU THAM KHẢO * Tài liệu nƣớc [1] Tạ Kim Bính, Nguyễn Văn Viết,Nguyễn Thị Yến (2002), Kỹ thuật trồng số lạc đậu tương đất cạn miền núi, NXB Nông Nghiệp. [2] Phạm Thị Trân Châu (chủ biên), Nguyễn Thị Hiền, Phùng Gia Tƣờng (1997), Thực hành Hóa sinh học, Nxb Giáo dục, Hà Nội. [3] Nguyễn Thị Chinh (2005) “ Kỹ thuật thâm canh lạc suất cao”, Nxb Nông Nghiệp, tr. 25 - 47. [4] Ngô Thế Dân, Nguyễn Xuân Hồng, Đào Thị Dung, Nguyễn Thị Dung, Nguyễn Thị Chinh, Vũ Thị Đào, Phạm Văn Toản, Trần Đình Long, Gowda C.L.(2000), Kỹ thuật đạt suất cao ở Việt Nam, NXB Nông Nghiệp Hà Nội. [5] Nguyễn Danh Đông (1984), lạc, NXB Hà Nội. [6] Lê Thu Hà, Nguyễn Văn Mã: “Sự trao đổi nƣớc giống lạc chịu hạn khác nhau”, Thông báo khoa học, Trƣờng ĐHSP Hà Nội 2, số 2/2005, tr. 184 [7] Nguyễn Huy Hoàng (1992), Nghiên cứu đánh giá khả chịu hạn của mẫu giống đậu tương nhập nội ở miền Bắc Việt Nam, Luận án PTS Khoa học Nông Nghiệp, Viện khoa học kỹ thuật Nông Nghiệp Việt Nam. [8] Điêu Thị Mai Hoa, Trần Thị Thanh Huyền (2007), “Sự biến đổi hàm lƣợng amino acidproline rễ đậu xanh dƣới tác động stress muối NaCl”, Những vấn đề nghiên cứu bản khoa học sống, Nxb Khoa học kỹ thuật, tr. 482 - 485. [9] La Việt Hồng (2008), “ Ảnh hưởng của thiếu nước đến hàm lượng proline ở đậu tương” ,Kỷ yếu hội nghị nghiên cứu khoa học sinh 50 viên trƣờng đại học Sƣ phạm lần thứ IV, Nxb Đại học Huế, tr. 215 223. [10] Nguyễn Thị Thuý Hƣờng, Chu Hoàng Mậu, Lê Văn Sơn, Nguyễn Hữu Cƣờng, Chu Hoàng Hà (2010). Tạo thuốc chuyển gen P5CS đột biến loại bỏ hiệu ứng phản hồi ngƣợc, làm tăng hàm lƣợng protein khả chống chịu khô hạn. Tạp chí công nghệ sinh học (3A), tr. 539 - 544. [11] Trần Thị Phƣơng Liên, Lê Thị Muội (2005), “ Nghiên cứu gen mã hóa dehydrin – protein chống nƣớc ngô đậu tƣơng”, Những vấn đề nghiên cứu bản khoa học sống, Nxb Khoa học kỹ thuật, tr. 1288 - 1291. [12] Nguyễn Văn Liễu (1998), Xác định nguồn gen kháng bệnh héo xanh vi khuẩn tập đoàn giống lạc ở Việt Nam bước đầu sử dụng công tác chọn tạo giống chống bệnh. Luận án tiến sĩ nông nghiệp. [13] Nguyễn Hoàng Lộc, Trƣơng Thị Bích Phƣợng, Trƣơng Thi Phƣơng Lan, Đặng Thị Thu Thủy, Nguyễn Hữu Đống (2002), “Ảnh hƣởng mannito đến tích lũy glucose proline liên quan đến khả điều chỉnh thẩm thấu nuôi cấy callus mía ( Saccharum Oficinarum K.), Tạp chí Nông nghiệp - Nông thôn - Môi trường, số 8, tr. 664 - 666. [14] Trần Văn Lài, Trần Nghĩa Quang Thắng, Lê Trần Tùng, Ngô Đức Dƣơng (1993), Kỹ thuật gieo trồng lạc, đậu, vừng, NXB Nông Nghiệp. [15] Nguyễn Văn Mã, Cao Bá Cƣờng (2006), “ Quang hợp số giống lạc chịu hạn khác nhau”, Tạp chí sinh học, Số 4, tr. 47 - 77. [16] Nguyễn Văn Mã, Phan Hồng Quân (2000), “ Nghiên cứu số tiêu sinh lí, sinh hóa đậu tƣơng điều kiện gây hạn”, Tạp chí Sinh học , Số 4, tr. 47 - 52. 51 [17] Nguyễn Văn Mã (2002), “ Phản ứng đậu xanh thiếu nƣớc”, Báo cáo khoa học bảo vệ môi trường sử dụng hợp lý tài nguyên thiên nhiên, Nxb Nông Nghiệp, tr. 73 - 77. [18] Nguyễn Văn Mã (2004), “Ảnh hƣởng thiếu nƣớc tới khả năg quang hợp lạc”, Những vấn đề nghiên cứu bản khoa học sống, Nxb Khoa học kĩ thuật, tr. 504 - 506. [19] Nguyễn Văn Mã, Nguyễn Minh Điệu (2006), “ Sử dụng huỳnh quang diệp lục nghiên cứu khả chịu hạn lạc”, Tạp chí Nông Nghiệp công nghiệp thực phẩm, số 6, tr. 314 - 317. [20] Nguyễn Văn Mã, Nguyễn Đình Điệu (2006), “Sử dụng huỳnh quang diệp lục nghiên cứu khả chịu hạn lạc”, Tạp chí Khoa học công nghệ, tập 44(6), tr. 61 - 66. [21] Nguyễn Văn Mã: “Ảnh hƣởng thiếu nƣớc tới khả quang hợp, hoa, tạo phẩm chất lạc”, Thông báo khoa học, Trƣờng ĐHSP Hà Nội 2, số 1/2003, Khoa học tự nhiên, tr. 165. [22] Nguyễn Văn Mã, Nguyễn Thị Thủy: “Nghiên cứu đánh giá khả chịu hạn số mẫu giống lạc điều kiện phòng thí nghiệm”, Thông báo khoa học, Trƣờng ĐHSP Hà Nội 2, số 1/2003, Khoa học tự nhiên, tr. 169. [23] Nguyễn Văn Mã, Cao Bá Cƣờng, Nguyễn Thị Thanh Hải: “Một số tiêu sinh lý giống lạc chịu hạn”, Những vấn đề nghiên cứu bản khoa học sống, Tuyển tập báo cáo khoa học Hội nghị toàn quốc 2005, NxbKhoa học Kỹ thuật, tr. 975, 2005. [24] Nguyễn Văn Mã, Hoàng Việt Hƣng: “Nghiên cứu quang hợp giống lạc chịu hạn khác nhau”, Thông báo khoa học, Trƣờng ĐHSP Hà Nội 2, số 2/2005, tr. 184. 52 [25] Nguyễn Văn Mã: Sự trao đổi nước quang hợp của lạc điều kiện thiếu nước, Đề tài KHCN cấp Bộ, Bộ GD&ĐT, mã số: B.2002 - 41 - 19. [26] Nguyễn Văn Mã: Nghiên cứu số tiêu sinh lý, sinh hóa của giống lạc có khả chịu hạn khác nhau, Đề tài KHCN cấp Bộ, Bộ GD&ĐT, mã số: B.2005 - 41 - 56. [27] Nguyễn Văn Mã, La Việt Hồng, Ong Xuân Phong (2013), Phương pháp nghiên cứu sinh lý thực vật, Nxb Đại học quốc gia Hà Nội. [28] Nguyễn Văn Mã: Phản ứng của hạt đậu tương nảy mầm điều kiện áp suất thẩm thấu khác nhau. Đề tài KHCN cấp Bộ, mã số B2009 - 18 51. [29] Chu Hoàng Mậu, Nguyễn Thị Hoa Lan, “ Nghiên cứu đặc điểm hóa sinh hạt tiềm sinh hạt nảy mầm số giống lạc có khả chịu hạn”, Tạp chí Nông nghiệp phát triển Nông thôn kì 1, Tháng - 2005. [30] Đinh Thị Phòng (2001), Nghiên cứu khả chọn dòng chịu hạn ở lúa bằng công nghệ tế bào thực vật , Luận án tiến sĩ Sinh học, Viện công nghệ sinh học. [31] Bùi văn Thắng (2013) Nghiên cứu tăng cường khả chống chịu điều kiện bất lợi của môi trường đối tượng Xoan ta (Melia azedarach L.) bằng công nghệ gen thực vật. Luận án tiến sĩ Sinh học, Viện công nghệ sinh học. [32] Nguyễn Thị Hồng Thắm, Ong Xuân Phong, Nguyễn Văn Mã. Phản ứng hạt ngô nảy mầm dƣới ảnh hƣởng áp suất thẩm thấu môi trƣờng. Tạp chí Khoa học Trƣờng ĐHSP Hà Nội 2, (21), 2012, tr.172-179. [33] Bùi Huy Thiện (1979), Sự tập trung proline phản ứng của thực vật trước môi trường khắc nghiệt, nghiên cứu ở ngô lúa non, Luận án PTS Sinh học. 53 [34] Chu Thị Thơm, Phan Thị Lài, Nguyễn Văn Tó (2006), Kỹ thuật trồng chăm sóc lạc, Nxb Lao Động, Hà Nội, tr. – 86. [35] Đào Thị Tiền, Nguyễn Văn Mã: “Khả huỳnh quang giống lạc chịu hạn”, Kỷ yếu hội nghị NCKH sinh viên trường ĐHSP toàn quốc lần thứ 3, tr. 541, 2005. [36] P.S.Reldy, Cây lạc, ( GS Vũ Công Hậu, Ngô Thế Dân , Trần thị Dung biên dịch), NXB Nông Nghiệp thành phố Hồ Chí Minh, 1995, tr. 371. * Tài liệu nƣớc [37] Abdullah F., Hareri F., Naaesan M., Ammar M.A., ZuherKanbar O., 2011. Effect of drought on different physiological characters and yield component in different varieties of syrian durum wheat. J Agr Sci., 3(3), 127 - 133. [38] Aktan, N., N. Palavan-Unsal, 1994. “The effect of lead on polyamine content in Helianthus annuus plant”. Biol. Plant., Suppl., 36, 257. [39] Arora, A.and Pardha Haradhi, A., 1995. Light induced enhancement in proline levels in Vigna radiata exposed to environmental stresses. Aust. J. Plant Physiol., 22, 383 - 386. [40] Balibrea M.E., Dell Amico J., Bolarin M.C., Perez – Alfocea F., 2000. “Carbon partitioning and surose metabolism in tomato plants growing under salinity” , Phy siol plant., 110, 503 - 511. [41] Bates L.S., 1973. “ Rapid determination of free proline for water stress sutdies”, Plant Soil., 39, 205 - 207. [42] Belkheiri O. and Mulas M., 2013. Effect of water stress on growth, water use efficiency and gas exchange as related to osmotic adjustment of two halophytes Atriplex spp. Functional Plant Biology., 40(5): 466-474. 54 [43] Bohnert H.J., Nelson D.E., Jensen R.G., 1995. Adaptations to environmental stresses. Plant Cell., 7, 1099 - 1111. [44] Cengiz Kaya, A. Levent Tuna, Muhammad Ashraf, Hakan Altunlu, 2007. “ Improved salt tolerance of melon ( Cucumis melo L. ) by the addition of proline and potassium nitrate”, Environmental anh Experimental Botany., 60, 397 - 403. [45] Chen T.H.H., Murata N., 2002. Enhancement of tolerance to abiotic stress by metabolic engineering of betaines and other compatible solutes. Curr Opin Plant Biol., 5, 250 - 257. [46] Iqbal N., Ashraf M.Y., Ashraf M., 2005. Influence of water stress and exogenous glycinebetaine on sunflower achene weight and oil percentage. Int J Environ Sci Tech., 2, 155 - 160. [47] Farooq M., Wahid A., Kobayashi N., Fujita D., Basra S.M.A., 2009. “Plant drought stress, effect, mechanisms and management”, Agron.Sustain Dev., 29(1), 185 - 212. [48] Fedina, I.S. and Popova, A.V., 1996. Photosynthesis, respiration and proline accumulation in water stress pea leaver. Photosynthetica., 32, 312 - 320. [49] Flores, H., 1983. Studies on the Physiology and Biochemistry of Polyamines in Higher Plants. Ph.D.Thesis, Yale University, New Haven, Conn. [50] Flores, H.A.W. Galston, 1982.Polyamines and plant stress: activation of putrescine biosyn- thesis by osmotic shock. Science., 217, 1259 - 1261. [51] Flore H., A.W.Galston, 1984. Osmotic stress - induced polyamine accumulation in cereal leaves. I.Physiological parameters of the response. Plant Physiol.,75, 102 - 109. 55 [52] J.A.de Ronde, R.N.Larie, T. Caetano. M.M. Greyliny, I. Kerepessi, 2004. “Comparative study between transgenic and non - transgenic soybean lines proved transgenic lines to be more drought tolerant”, Ephyticavol., 138, 123 - 132. [53]. Jin Su, Ray Wu, 2004. “ Stress - inducible synthesis of proline transgenic rice confers faster growth under stress conditions than that with constitutive synthesis”, Plant Science., 166, 941 -948. [54] Kishor P.B.K, Hong Z., Miao G.H., C.A.A. Verma D.P., 1995. “Overexpression of pirroline -5- carboxylate synthetase increase proline production and confers osmotolerance in transgenic plants” , Plant physiol., 108, 138 - 139. [55] Kuehn, G.D.,B.Rodriguez - Garay, S.Bagga, G.C.Phillips,1990.Novel occurrence of com-mon polyamines in higher plants. Plant Physiol., 94, 855 - 857. [56] LeRudulier D., G.Goas, 1975. Influence des ions ammonium et potassium sur I’accumulation de la purtrescine chez les jeunes plantes de Soja hispida Moench., privees de leurs cotyledones. Physiol. Veg., 13, 125 - 136. [57] LeRudulier D., G.Goas, 1971. Mise en evidence et dosage de quelques amines amines dans les plantules de Soja hispida Moench., privees de leurs cotyledones et cultivees en pres-ence de nitrates,d’ uree et de chlorure d’ammonium. C.R.Acad. Sci.Ser D., 279, 161 - 165. [58] Lu S., Young A., Zhang K., Wang L., Zhang J., 2007. Increase of glycinebetaine synthesis improves drought tolerance in cotton. Mol Breed., 20, 233 - 248. 56 [59] Mark E. Westgate, J.R. Schussler, D.C. Reicosky and M.L. Brenner, 1989. “Effect of water deficits on seed development in soybean”, Plant physiology., 91, 975 - 985. [60] Mattioli R., Falasca G., Sabatini S., Altamura M.M., Costantino P., Trovato M., 2009. The proline biosynthetic genes P5CS1 and P5CS2 play overlapping roles in Arabidopsis flower transition but not in embryo development. Physiol Plant., 137, 72 - 85. [61] Ma X.L., Wang Y.J., Xie S.I., Wang C., Wang W., 2007. Glycinebetaine application ameliorates negative effects of drought stress in tobacco. Russ J. Plant Physiol., 54, 472 - 479. [62] McCue K.F., Hanson A.D., 1990. Drought and salt tolerance: towards understanding and application. Trends Biotechnol., 8, 358 - 362. [63] Nages Waru Rao, R.C. and Wright G.C., 1994. Stability of the cross environment in peanut. Crop Sci., 34, 98 - 103. [64] Naidoo G., Naidoo Y. (2001), “Effects of salinity and nitrogen on growth, ion relations and proline accumulation in Triglochin bulbosa”, Wetlands Ecol.Manag., 9, 491 - 497. [65] Nunez – Barrious A., 1991. “Effect of soil water deficits on the growth and development of dry beans ( Phaseouls vulgaris L.) at different stage of growth of growth”, Dissertaion abstracts International Sciences and engineering., 450 - 456. [66] Ormrod, D.P., D.W.Beckerson, 1986. Polyamines as antiozonants for tomato. Hort. Sci., 21, 1070 - 1071. [67] Papageorgiou G.C., Murata N., 1995. The unusually strong stabilizing effects of glycine betaine on the structure and function of the oxygenevolving Photosystem II complex. Photosynth Res., 44, 243 - 252. 57 [68] Priebe A., H.Klein, H.J.Jager, 1978. Role of polyamines in SO2-polluted pea plants. J.Exp. Bot., 29, 1045 - 1050. [69] Quan R., Shang M., Zhang H., Zhao Y., Zhang J., 2004. Engineering of enhanced glycinebetaine synthesis improves drought tolerance in maize. Plant Biotechnol J., 2, 477 - 486. [70] Rathinasbapathi B., Burnet M., Russell B.L., Gage D.A., Liao P.C., Nye G.J., Scott P, Golbeck J.H, Hanson A.D., 1997. Choline monoxygenase, an unusual ironsulfur enzyme catalyzing the first step of glycine betaine synthesis in plants: Prosthetic group characterization and cDNA cloning. Proc Natl Acad Sci USA., 94, 3454 - 3458. [71] Rhodes D., Handa S., 1989. “ Amino acid metabolism in relation to osmotic adjustment in plant cell, in environmental stress in plant: biochemical and physiological mechanisms” NATO ASI Series., 19, 4162. [72] Sawahel W., 2003. Improved performance of transgenic glyciene betaine accumulating rice plants under drought stress. Biologia Plantarum., 47, 39 - 44. [73] Serpil Unyayar, Yiiksel Kiles and Elif Unal, 2004. “Proline and ABA levels in two sunflower genotypes subjected to water stress”, Plant physiol., 30, 34 - 47. [74] Smith T.A., 1973. Amine levels in mineral-deficient Hordeum vulgare leaves. Phytochem., 12, 2093 - 2095. [75] Smith, T.A., C.Sinclair, 1967. The effect of acid feeding on amine formation in barley. Ann. Bot., 31, 103 - 111. [76] Weinstein, L. H., R. Kaur-Sawhney, M.V. Rajam, S. H. Wettlaufer, A.W. Galston, 1986. Cadmium-induced accumulation of putrescine in oat and bean leaves. Plant Physion., 82, 641- 645. 58 [77] Wyn Jones RG, 1984. Phytochemical aspects of osmotic adaptation. Recent Adv Phytochem., 18, 55–78. [78] Yang W.J., Rich P.J., Axtell J.D., Wood K.V., Bonham C.C., Ejeta G., Mickelbart M.V., Rhodes D., 2003. Genotypic variation for glycine betaine in sorghum. Crop Sci., 43, 162 - 169. * Tài liệu mạng: [79] (http://en.wikipedia.org/wiki/Betaine). [80] http://en.wikipedia.org/wiki/Fructose. [81] http://vi.wikipedia.org/wiki/Glucose. [82] http://vi.wikipedia.org/wiki/Monosaccarit. [83] http://en.wikipedia.org/wiki/Proline [84] Proline, ornithine and arginine metabolism, Roles of proline in plant adaptation to environmental http://www.hort.purdue.edu/rhodcv/hort640c/proline/pr00001.htm. [85] http://en.wikipedia.org/wiki/Galactose stress, [...]... nào nghiên cứu cụ thể, rõ ràng về sự hình thành các chất bảo vệ khi bị khô hạn Một số hƣớng nghiên cứu ở Việt Nam đã tiến hành trong thời gian qua: Hƣớng nghiên cứu về sinh l , chủ yếu tập trung nghiên cứu về hàm l ợng diệp l c tổng số, huỳnh quang diệp l c trong điều kiện stress nƣớc [15], trong điều kiện hạn thì huỳnh quang diệp l c có sự biến đổi mạnh so với điều kiện thƣờng Nguyễn Văn Mã và một số. .. đồ sau: Hình 1.6 Con đƣờng tổng hợp glycine betaine 1.4 Kết quả nghiên cứu về sự hình thành chất bảo vệ ở thực vật nói chung và cây l c nói riêng khi bị khô hạn 1.4.1 Trên thế giới Việc nghiên cứu về các chất bảo vệ cũng nhƣ tính chịu hạn ở thực vật trên thế giới đã đƣợc tiến hành ở nhiều nƣớc, trên nhiều loại cây trồng khác nhau, trong đó có cây l c Đặc biệt sự nghiên cứu về các chất bảo vệ đã đƣợc... cộng sự đã nghiên cứu rất nhiều về sự chống chịu với hạn hán trên cây l c đã chỉ ra rằng: trong điều kiện thiếu nƣớc ảnh hƣởng rất rõ rệt tới khả năng quang hợp, huỳnh quang; sự trao đổi nƣớc; sự ra hoa tạo quả, phẩm chất của cây l c; hàm l ợng diệp l c [6], [18], [20], [21], [24], [25], [35] Hay một số nghiên cứu sâu hơn về sinh l , sinh hóa cho thấy hoạt độ một số emzyme, hàm l ợng proline và thành. .. điều kiện khắc nghiệt đƣợc tạo nên bởi sự thiếu hụt chất dinh dƣỡng nhƣ: sự tăng hà l ợng proline ở l a mạch khi có sự thiếu hụt nitơ và bor; sự tăng proline ở củ cải đỏ dƣới ảnh hƣởng của sự thiếu hụt nitơ, photpho và l u huỳnh Sự tăng l ợng proline cũng đƣợc nhận thấy khi có sự kìm hãm sinh trƣởng cở rễ thực vật bởi nồng độ cao của hormon thực vật (nhƣ auxin) Ngoài ra, trong các thí nghiệm với các chất. .. hành ƣơm mầm chia l m 2 l (mỗi l 3 khay): l đối chứng (nảy mầm trong nƣớc cất) và l thí nghiệm (nảy mầm trong dung dịch gây hạn) * Nhóm thí nghiệm trong nhà l ới: - Tiến hành trồng cây trong nhà l ới chia l m 2 l l l đối chứng (trồng cây trong đất không gây hạn) và l thí nghiệm (trồng cây trong đất và gây hạn) Mỗi l tiến hành gieo trong 10 - 15 chậu, mỗi chậu gieo 3-4 hạt đến l c trƣớc khi ra... l hàm l ợng đƣờng khử (µg/g); Y l nồng độ đƣờng khử (µg/ml) tƣơng ứng với giá trị OD; P l khối l ợng mẫu nghiên cứu (g); V l thể tích dịch chiết (ml) - Hàm l ợng glycine betaine: Xác định theo phƣơng pháp của Grieve và Grattan (198 3) [26]: L y 0,5g mẫu nghiền nhỏ hòa trong 20ml nƣớc cất đặt vào máy l c trong 24h ở 250C rồi l y dịch l c Pha loãng dịch l c bằng H2SO4 2N với tỷ l 1:1 L y 0,5ml dịch... tích l y proline l một sự chuyển hóa thông thƣờng ở thực vât trong điều kiện thiếu hụt nƣớc và stress muối Đây l chủ đề đƣợc các nhà khoa học nghiên cứu hơn 20 năm qua ( Delauney and Verma, Ketchum R.E.B, Rhodes D, and Handa S, Serpil Unyayar, Yiiksel Kiles and Elif Unal) [44], [71],[73], [84] Các nghiên cứu về sự tập trung proline tự do ở trong các tế bào và mô thực vật dƣới ảnh hƣởng của những điều. .. Sau đó hàm l ợng đƣờng khử đƣợc đổi ra µg/g theo công thức: 29 Trong đó: Glycine beetain (mg/g); V l thể tích dịch chiết (ml); df l hệ số pha loãng (trong trƣờng hợp này l 8 0); w l khối l ợng mẫu (g) 2.3.3 Phƣơng pháp xử l 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 l ch chuẩn ( ), sai số trung bình (m), Hệ số biến... 1.4.2 Ở Việt Nam Việc nghiên cứu khả năng chịu hạn ở thực vật nói chung, ở cây l c nói riêng cũng đƣợc tiến hành ở nhiều mức độ khác nhau nhƣ: nghiên cứu về các chỉ tiêu sinh l nhƣ hàm l ợng diệp l c tổng số, huỳnh quang diệp l c, cƣờng độ thoát hơi nƣớc; nghiên cứu một số chỉ tiêu hóa sinh nhƣ hoạt độ của một số emzyme (amilase, protease, lipase), hàm l ợng proline, đƣờng khử và thành phần hóa sinh... cũng l một phần l n proline đều tập trung ở tế bào chất Tại đây, proline có vai trò đặc biệt quan trọng trong việc điều hòa áp suất thẩm thấu của tế bào chất Hàm l ợng proline và sự sinh trƣởng của cây có mối liên quan với nhau thể hiện qua sự tăng hàm l ợng proline có liên quan chặt chẽ với sự bắt đầu giảm bớt sinh trƣởng của thực vật [63], [73] Nhƣ vậy, proline có ảnh hƣởng l n đến tính chịu hạn ở . độ hình thành một số chất bảo vệ thƣờng gặp ở thực vật nói chung và cây l c nói riêng khi bị thiếu nƣớc. 2. Mục đích nghiên cứu Nghiên cứu sự hình thành một số chất bảo vệ ở cây l c trong điều. bảo vệ ở cây l c khi bị thiếu nƣớc. Chính vì vậy, chúng tôi chọn đề tài Nghiên cứu sự hình thành một số chất bảo vệ ở cây l c (Arachis hypogaea L. ) trong điều kiện thiếu nƣớc”, để l m rõ. VÂN NGHIÊN CỨU SỰ HÌNH THÀNH MỘT SỐ CHẤT BẢO VỆ Ở CÂY L C (Arachis hypogaea L. ) TRONG ĐIỀU KIỆN THIẾU NƢỚC Chuyên ngành: Sinh học thực nghiệm Mã số: 60 42 01 14 LUẬN VĂN THẠC