Đang tải... (xem toàn văn)
I. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI. Sự biến đổi khí hậu (BĐKH) toàn cầu đang diễn ra ngày càng nghiêm trọng. Một trong những hệ quả của nó là sự nóng lên của trái đất, băng tan, nước biển dâng cao dẫn đến sự xâm thực của nước mặn vào nội địa làm nhiễm mặn một số lượng lớn đất nông nghiệp. Điều đó gây ra những bất lợi cho quá trình sinh trưởng và phát triển của thực vật, do đó làm giảm năng suất của cây trồng. Cây đậu tương ( Glycine max(L) Merrill) là cây có giá trị kinh tế và hàm lượng chất dinh dưỡng cao. Hạt đậu tương chứa nhiều chất dinh dưỡng quan trọng, trong đó protein chiếm 38 40%, lipit chiếm 18 24% cao hơn so với các loại đậu khác, hydratcacbon chiếm khoảng 30 40%. Protein trong hạt đậu tương có giá trị không những về hàm lượng lớn mà còn có đầy đủ và cân đối các loại axit amin cần thiết, đặc biệt là trong hạt đậu tương có chứa nhiều lizin và triptophan đây là 2 loại axit amin không thay thế có vai trò quan trọng trong sự phát triển của cơ thể 11. Trong hạt đậu tương còn chứa chất sắt, canxi, phot pho và các thành phần chất xơ tốt cho tiêu hoá. Vitamin trong đậu tương có nhiều nhóm B đáng kể là vitamin B1, B2, B6 40. Ngày nay người ta mới biết thêm trong hạt đậu tương còn có chất lexithin, có tác dụng làm cho cơ thể trẻ lâu, tái sinh các mô, làm cứng xương và tăng sức đề kháng cho cơ thể. Trong hạt đậu tương còn chứa nhiều các loại vitamin E, A, B, D, C… và các loại muối khoáng khác. Do đó mà từ hạt đậu tương người ta đã chế biến ra rất nhiều các sản phẩm khác nhau 40. Các kết quả nghiên cứu gần đây cho thấy các chế phẩm đậu tương còn có khả năng ức chế sinh trưởng của tế bào ung thư 10.
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI TRẦN THỊ LOAN NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA Mo, Cu VÀ CHẤT ĐIỀU HÒA SINH TRƯỞNG CCC (Chlor cholin chlorid) ĐẾN KHẢ NĂNG CHỊU MẶN CỦA MỘT SỐ GIỐNG ĐẬU TƯƠNG Chuyên ngành: Sinh học thực nghiệm (Sinh lý học thực vật) Mã số: 60 42 01 14 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC SINH HỌC Người hướng dẫn khoa học: TS Trần Khánh Vân Hà Nội – 2014 LỜI CẢM ƠN Tôi xin chân thành cảm ơn TS Trần Khánh Vân ln tận tình hướng dẫn giúp đỡ tơi suốt q trình học tập thực đề tài Tôi xin chân thành cảm ơn thầy cô giáo khoa Sinh học, trường Đại học Sư phạm Hà Nội, đặc biệt thầy cô môn Sinh lý Thực vật Ứng dụng giúp đỡ tạo điều kiện thuận lợi cho thời gian học tập nghiên cứu trường Tôi xin cảm ơn Sở GD & ĐT Hà Nam , BGH trường THPT Nam Cao tạo điều kiện cho học tập, nghiên cứu hồn thành luận văn Tơi xin chân thành cảm ơn bạn bè, đồng nghiệp, gia đình người thân ln động viên giúp đỡ tơi suốt q trình tiến hành đề tài Hà Nội, ngày 09 tháng 09 năm 2014 Tác giả luận văn Trần Thị Loan DANH MỤC BẢNG MỤC LỤC PHẦN I: MỞ ĐẦU I LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI Sự biến đổi khí hậu (BĐKH) toàn cầu diễn ngày nghiêm trọng Một hệ nóng lên trái đất, băng tan, nước biển dâng cao dẫn đến xâm thực nước mặn vào nội địa làm nhiễm mặn số lượng lớn đất nông nghiệp Điều gây bất lợi cho q trình sinh trưởng phát triển thực vật, làm giảm suất trồng Cây đậu tương ( Glycine max(L) Merrill) có giá trị kinh tế hàm lượng chất dinh dưỡng cao Hạt đậu tương chứa nhiều chất dinh dưỡng quan trọng, protein chiếm 38- 40%, lipit chiếm 18- 24% cao so với loại đậu khác, hydratcacbon chiếm khoảng 30- 40% Protein hạt đậu tương có giá trị khơng hàm lượng lớn mà cịn có đầy đủ cân đối loại axit amin cần thiết, đặc biệt hạt đậu tương có chứa nhiều lizin triptophan loại axit amin không thay có vai trị quan trọng phát triển thể [11] Trong hạt đậu tương chứa chất sắt, canxi, phot thành phần chất xơ tốt cho tiêu hố Vitamin đậu tương có nhiều nhóm B đáng kể vitamin B1, B2, B6 [40] Ngày người ta biết thêm hạt đậu tương cịn có chất lexithin, có tác dụng làm cho thể trẻ lâu, tái sinh mô, làm cứng xương tăng sức đề kháng cho thể Trong hạt đậu tương chứa nhiều loại vitamin E, A, B, D, C… loại muối khoáng khác Do mà từ hạt đậu tương người ta chế biến nhiều sản phẩm khác [40] Các kết nghiên cứu gần cho thấy chế phẩm đậu tương cịn có khả ức chế sinh trưởng tế bào ung thư [10] Ngồi ra, đậu tương cịn có khả cố định Nitơ tự nhờ cộng sinh với vi khuẩn cố định đạm Rhizobium Japonicum Sau vụ trồng, đậu tương cố định bổ sung vào đất từ 60-80 kg N/ha, tương đương 300400 kg đạm sunphat Do vậy, đậu tương giá trị kinh tế cải tạo đất tốt [24], [42] Nhờ ưu điểm bật mà đậu tương trở thành trồng quan trọng sản xuất nông nghiệp đời sống xã hội nhiều nước giới Hạt đậu tương mặt hàng xuất đem lại nguồn thu đáng kể cho nhiều quốc gia Nhiều nước tập trung nghiên cứu sản xuất đậu tương với số lượng lớn Mỹ, Braxin, Achentina … Ở Việt Nam diện tích sản lượng đậu tương năm gần liên tục tăng Đến đậu tương trở thành trồng cấu trồng nhiều vùng sản xuất nước ta Tuy nhiên đậu tương trồng mẫn cảm với điều kiện bất lợi môi trường nhiệt độ, hạn, rét, mặn … [14], [23], [26], [60], [65] Đậu tương nói riêng có nhu cầu nước cao, giai đoạn phát triển không cung cấp đủ nước trình sinh trưởng phát triển bị kìm hãm dẫn đến làm giảm suất chúng [7], [46] Nên trước thực trạng biến đổi khí hậu, việc tăng diện tích trồng đậu tương tăng suất gặp nhiều khó khăn Do đó, nghiên cứu khả chống chịu thực vật hướng nhà khoa học đã, tiến hành cần trọng Hiện nay, đề tài nghiên cứu tính chống chịu đậu tương theo nhiều hướng khác nhau: nghiên cứu đặc điểm hóa sinh, đa dạng di truyền phân lập gen chịu hạn, chọn tạo giống chịu hạn, chịu rét, bổ sung nguyên tố vi lượng (NTVL) tăng tính chịu hạn [12], [14], [16], [17], [19] Tuy nhiên nghiên cứu khả chịu mặn đậu tương chưa nhiều Rất nhiều nghiên cứu rằng: bón bổ sung NTVL cho trồng làm tăng khả chống chịu với điều kiện bất lợi môi trường[19], [46], [56], [65] Khiphun NTVL vào làm tăng độ nhớt hàm lượng keo ưa nước điều kiện đất mặn tăng lượng nước liên kết khả giữ nước [66], [67] Chlorcholin chlorid (CCC) làm tăng khả chống chịu trồng với điều kiện bất lợi môi trường như: khả chịu mặn, khả chịu hạn khả chịu rét cho trồng [37], [48] Xuất phát từ lý trên, tiến hành đề tài: “ Nghiên cứu ảnh hưởng Mo, Cu chất điều hòa sinh trưởng CCC (Chlorcholin chlorid) đến khả chịu mặn số giống đậu tương”nhằm tìm hiểu tác động Mo, Cu CCC đến biến đổi sinh lý, sinh hóa giống đậu tương gặp điều kiện mơi trường mặn Kết làm sở khoa học để đưa giải pháp khắc phục cho đất nông nghiệp bị nhiễm mặn II MỤC ĐÍCH, ĐỐI TƯỢNG VÀ NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU Mục đích đề tài Nghiên cứu ảnh hưởng Mo, Cu CCC đến khả chịu mặn giống đậu tương ĐVN9, ĐT2008,ĐT26, ĐT22 thông qua tiêu sinh lý – hóa sinhở giai đoạn nảy mầm, giai đoạn ảnh hưởng đến suất, phẩm chất hạt đâu tương Từ đó, đề giải pháp tích cực nhằm nâng cao suất, chất lượng sản phẩm đậu tương canh tác vùng đất nhiễm mặn Ý nghĩa khoa học ứng dụng đề tài Bổ sung nguồn tư liệu cho công tác giảng dạy, nghiên cứu khoa học khả chịu mặn đậu tương Việt Nam Đề tài nghiên cứu góp phần đánh giá giống đậu tương tốt khuyến cáo cho người nông dân trồng vùng đất nhiễm mặn; đồng thời có kế hoạch bổ xung số NTVL chất điều hòa sinh trưởng cho trồng nhằm nâng cao sức chống chịu đem lại hiệu kinh tế cao Nhiệm vụ đề tài Bố trí thí nghiệm gieo hạt phịng thí nghiệm vườn thực nghiệm - Đánh giá khả chịu mặn đậu tương bổ xung nguyên tố vi lượng: Cu, Mo, chất điều hòa sinh trưởng CCC giai đoạn nảy mầm: + Các tiêu sinh lí: xác định khả nảy mầm, khối lượng tươi, khô hạt mầm ngày 3, ngày 5, ngày sau gieo + Các tiêu sinh hóa: xác định hoạt tính enzim proteaza, amylaza mầm đậu tương ngày 3, ngày 5, ngày sau gieo - Đánh giá khả chịu mặn đậu tương bổ xung nguyên tố vi lượng: Cu, Mo, chất điều hòa sinh trưởng CCC giai đoạn con: + Xác định số lượng nốt sần giai đoạn + Xác định hàm lượng diệp lục tổng số, hàm lượng diệp lục liên kết, hàm lượng prolin, hàm lượng nước liên kết, khả giữ nước mơ giai đoạn có lá, lá, thật - Đánh giá ảnh hưởng Cu, Mo, chất điều hòa sinh trưởng CCC đến yếu tố suất phẩm chất hạt + Xác định khối lượng 100 hạt + Xác định hàm lượng nitơ protein, nitơ phi protein, nitơ tổng số, hàm lượng lipit hạt đậu sau thu hoạch Đối tượng phạm vi nghiên cứu Đối tượng: Các giống đậu tương ĐVN9, ĐT2008, ĐT26, ĐT22 Viện Di truyền Nông nghiệp Việt Nam cung cấp Bảng : Đặc điểm giống đậu tương nghiên cứu Giống ĐVN9 Đặc điểm Lai tạo chọn lọc từ tổ hợp lai ĐT-12 x VN20-5 Giống công nhận cho sản xuất thử năm 2007 nhân diện rộng Dạng đứng, hình trứng nhọn, hoa tím, vỏ chín màu vàng rơm, hạt vàng, rốn hạt nâu nhạt.Khối lượng 1000 hạt từ 148-172 gam ĐT2008 Là giống lai DT2001 x HC100 (gốc Mehico) kết hợp đột biến chọn lọc theo tiêu chuẩn thích ứng chống chịu Giống Cục trồng trọt công nhận năm 2010 Là giống đậu tương chịu hạn - Dạng đứng, cao, phân nhiều nhánh nên số cao, hoa tím, lơng nâu, vỏ vàng, hạt vàng to, rốn hạt màu đen.Khối lượng 1000 ĐT26 - hạt: 200 – 260 gam Được chọn lọc từ tổ hợp lai ĐT2000 ĐT12 Được công nhận giống cho sản xuất thử năm 2008 theo Quyết định số 111/QĐ-TT-CCN ngày 03 - tháng 06 năm 2008 Hoa màu trắng, hạt vàng, rốn nâu đậm, chín có màu nâu, phân cành khá.Khối lượng 1000 hạt từ 180-190 gam Giống ĐT26 có khả kháng bệnh gỉ sắt, đốm nâu, chịu ruồi đục thân, chống đổ ĐT22 - Được chọn tạo từ dòng đột biến hạt lai tổ hợp DT95 ĐT12 công nhậnlà giống năm 2006 - Giống đậu tương ĐT22 có thời gian sinh trưởng trung bình 85-90 ngày Giống trồng vụ năm, giống chịu đất ướt nhiễm bệnh mức nhẹ đến trung bình số bệnh hại Hoa màu trắng, phân cành trung bình, số trung bình đạt 25-45 quả/cây, có khoảng 16-20% số hạt Khối lượng 1000 hạt từ 140 150 gam, hạt màu vàng sáng, rốn hạt màu nâu, nâu đen Chiều cao 45-70 cm III TỔNG QUAN TÀI LIỆU 3.1 Tình hình sản xuất đậu tương Tình hình sản xuất đậu tương giới Đậu tương trồng ngắn ngày, có khả thích ứng rộng đồng thời trồng có giá trị dinh dưỡng kinh tế cao nên trồng phổ biến nhiều quốc gia giới Các quốc gia có diện tích sản lượng đậu tương lớn là: Mỹ, Braxin, Argentina, Trung Quốc Ấn Độ, Mỹ nước có diện tích trồng đậu tương lớn giới.Theo thống kê USDA Mỹ năm 2008 sản lượng đậu tương Mỹ 33%, xuất 31,6 triệu (chiếm khoảng 40% lượng đậu tương xuất toàn giới), diện tích trồng đậu tương tồn nước Mỹ 30,6 triệu ha, suất đạt 39,6tạ/mẫu tương đương với 26,6 tạ/ha, diện tích trồng đậu tương chuyển gen Mỹ 95% tương đương với 28,36 triệu Tiếp đến Braxin 28% (xuất năm đạt 25,4 triệu chiếm 32% tổng lượng đậu tương xuất toàn giới), Argentina 21% tổng sản lượng đậu tương toàn giới[72] Cây đậu tương chiếm vị trí quan trọng hàng đầu lấy dầu quan trọng giới: đậu tương, bông, lạc, hướng dương, cải dầu, lanh, dừa cọ dầu Do vậy, đậu tương trồng phổ biến hầu khắp nước giới, tập trung nhiều nước châu Mỹ chiếm tới 73,0%, tiếp nước thuộc khu vực châu Á (Trung Quốc, Ấn Độ) chiếm 23,15% [19] [56] Theo tổ chức Nông - Lương giới FAO (2005), diện tích đậu tương tồn giới năm 2005 91,42 triệu ha, tăng 38,35 triệu so với năm 1985 Năm 2006 diện tích tồn giới đạt 95,25 triệu so với năm 1985 53,07 triệu (tăng gần 1,8 lần) Sang năm 2007 diện tích sản xuất 90,11 triệu giảm so với năm 2006 5,14 triệu nhiên sản lượng không giảm mà trái lại tăng năm 2006 Đạt điều suất đậu tương trung bình toàn giới năm 2007 tăng lên đáng kể đạt mức 24,36 10 làm tăng khả sinh trưuongr giảm bớt stress nacl lúa mì trong) 47 Ashraf, M., MR Foolad M.R (2007), “Roles of glycinebetaine and proline in improving plant abiotic stress resistance”, Env Exp Bot., 59(2), pp.206-216 48 Bano, A and Aziz N (2003), “ Salt and drought stress in wheat and role of Abscisic acid”, Pak J Bot 35(5), pp 871-883 49 Bano A., Farooq U (2006), “ effect of Abcisic acid and Chlorocholine chloride on nodulation and biochemical content of Vigna radiata L under water stress”, Pak J Bot 38(5), pp.1511-1518 50 Bates, L.S, Waldern R, Teare I.D (1973), “Rapid determination of free proline for water stress studies”, Plant Soil 39, pp 205-207 51 Bini C., Casaril S., Pavoni B (2000), “ Fertility gain and heavy metal accumulation in plants and soil, studied by means of compost amended cultivation of Taraxacum officinale”, ToxicologicalEnvironmental Chemistry 77 , pp 131-142 52 Delgado, M.J., Garrido J.M., Ligero F., Lluch C (1993), Nitrogen fixation and carbon metabolism by nodules and bacteroids of pea plants under sodium chloride Physiologia Plantarum 89, pp 824-829 53 Gilbert, G.A., Gadush M.V., Wilson C., and Madore M.A., (1998), “ Amino acid accumulation in sink and source tissues of Coleus blumei Benth, during salinity stress”, Journal of Experimental Botany 49, pp.107–114 54 Hameda El Sayed, Ahmed El Sayed (2011), Influence of NaCl and Na2SO4Treatments on GrowthDevelopment of Broad Bean ( Vicia Faba , L.) Plant, Journal of Life Sciences 5, pp 513-523 55 Hu, Y., and Schmidhalter U (1998), “Spatial distributions of inorganic ions and sugars contributing to osmotic adjustment in the elongating wheat leaf under saline soil conditions”, Australian Journal of Plant Physiology 25, pp.591–597 104 56 Huang Y., Zhang G.P., Wu F.B., Chen J., Xiao Y (2006), “ Interaction of salinity and cadmium stresses on antioxidant enzymes, sodium, and cadmium accumulation in four barley genotypes, Journal of Plant Nutrition 29, pp 2215-2225 57 Lauchli, A (1984), “Saltexclusion anadaptation of legumes for cropsand pastures under saline conditions In Salinity tolerance in plants, Strategies for cropimprovement ; eds RC Staples and GH Toenniessen, 171–188 NewYork: Wiley and Sons 58 Liang Y.C (1999), “ Effects of silicon on enzyme activity and sodium, potassium and calcium concentration in barley under salt stress”, Plant and Soil 209, pp.217-224 59 Mohammadi Z., SM Nabavi Kalat and R Sadrabadi Haghaghi (2013), “Effect of Copper Sulfate and Salt Stress on Seed Germination andProline Content of Psyllium ( Plantago psyllium )”,American-Eurasian J Agric & Environ Sci., 13 (2), pp.148-152 60 Nieman R.H., Clark R.A (1976), “Interactive effects of salinity and phosphorus nutrition on the concentrations of phosphate and phosphate esters in mature photosyn-thesizing corn leaves, Plant Physiology 2, pp.137-161 61 Ouakfaoui S.E and Asselin A (1992), “Diversity of chitosanase activity in cucuber”, Plant science vulume 85, Issue 2, pp.34 - 42 62 Qin J., Dong W., He K.N., Yu Y., Tan G.D., Han L., Dong M., Zhang Y., Zhang D., Li A.Z., Wang Z.L (2010), “NaCl salinity-induced changes in water status, ion contents and photosynthetic prop-erties of Shepherdia argentea”, Plant, Soil and Environment56, pp 325-332 63 Rachid Serraj nand Thomas R Sinciair Inhibition of nitrogenase activity and nodule oxygen permeability by water deficit, Journal of Experimenral Botany 47(301), 1996, p 1067 – 1073 105 64 Raza, S.H., H.R., Athar, Ashraf M (2006), “Influence of exogenously applied glycinebetaine on the photosynthetic capacity of two differently adapted wheat cultivars under salt stress”, Pak J.Bot 38, pp 341-351 65 Tejera N.A., Campos R.,Sanjuan J., Lluch C (2005) , “Effect of Sodium Chloride on Growth, NutrientAccumulation, and Nitrogen Fixation of CommonBean Plants in Symbiosis with Isogenic Strains”, Journal of Plant Nutrition 28, pp.1907-1921 66 Thaloot, A.T., Tawfik M.M., Magda Mohamed H (2006), “A comparative study on effect of foliar application zinc, potassium, magnesium on growth, yield and some chemical constituents of mung bean plants grown under water stress World J Agri Sci 2(1), pp 37-46 67 Wei K., Shamsi I.H., Zhang G.P (2007)” Synergistic interaction of NaCl and Cd on growth and photosynthetic parameters in soybean genotypes differing in salinity tolerance” Journal ofZhejiag University Science B 8, pp.266-271 68 Weimberg R (1970), “Enzyme levels in pea seedlings grown on highly salinized media”, Plant Physiology 46, pp.466-470 69 Zonetti, Neves, Ferrarese, Braccini., Ferreares Flho (2005),Seed Germination and seedlings growth of soybean (Glycine max (L.).Marr) under salt stress,Biosci J., Uberlândia, 21(1), pp.77-83 Internet 70 FAOSTAT, FAO Statistics Division 2010, 06 September 2010, http://www.fao.org 71 72 73 74 106 Sonongnghiep.bentre.gov.vn/ /131mn.html Thuviensinhhoc.com/…/3093 tính chịu mặn USDA (2009), “World Soybean Production 2008”, http://www.soystats.com USDA (2013), “World Soybean Production 2012”, http://www.soystats.com ... như: khả chịu mặn, khả chịu hạn khả chịu rét cho trồng [37], [48] Xuất phát từ lý trên, tiến hành đề tài: “ Nghiên cứu ảnh hưởng Mo, Cu chất điều hòa sinh trưởng CCC (Chlorcholin chlorid) đến khả. .. nhiễm mặn II MỤC ĐÍCH, ĐỐI TƯỢNG VÀ NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU Mục đích đề tài Nghiên cứu ảnh hưởng Mo, Cu CCC đến khả chịu mặn giống đậu tương ĐVN9, ĐT2008,ĐT26, ĐT22 thơng qua tiêu sinh lý – hóa sinh? ??... proteaza 1.1 Ảnh hưởng Mo, Cu, CCC đến khả nảy mầm hạt đậu tương điều kiện mặn nhân tạo Khả nảy mầm hạt điều kiện gây mặn nhân tạo tiêu để đánh giá khả chịu mặn hạt Tuy nhiên mơi trường mặn 0,3%