-1- MỞ ĐẦU Lí chọn đề tài Cây ngô (Zea mays L.) loại trồng quan trọng cung cấp thực phẩm kinh tế quốc gia Ngô loại trồng quan trọng giới, việc tăng sản lượng ngô vấn đề cấp thiết điều kiện không thuận lợi môi trường Các tác động bất lợi môi trường hạn, muối, hóa chất độc hại stress oxi hóa tác động bất lợi nơng nghiệp gây suy thối mơi trường Các tác động làm giảm đến 50% suất trung bình trồng [20] Việt Nam quốc gia có đường bờ biển dài, có diện tích đồng tương đối lớn, lợi để phát triển kinh tế nhiên Việt Nam nhiều quốc gia giáp biển giới đứng trước nguy xâm lấn nước biển hậu biến đổi khí hậu tồn cầu Làm cho diện tích đất nhiễm mặn ngày tăng lên Đất bị nhiễm mặn nguyên nhân quan trọng làm tăng áp suất thẩm thấu mơi trường ngồi, hay nói cách khác stress muối làm giảm nước xung quanh vùng rễ trồng làm cho trồng lấy nước khó khăn Một yếu tố quan trọng hạn chế nảy mầm hạt stress nước muối gây Nảy mầm hạt thời kì quan trọng đời sống thực vật, thời kì nhạy cảm với muối [44] Dưới ảnh hưởng điều kiện muối, thực vật điều chỉnh áp suất thẩm thấu + - việc tích lũy ion vô (chủ yếu Na Cl ) xảy so việc điều + chỉnh thẩm thấu việc tích lũy chất hữu [30] Duy trì nồng độ K mức đủ điều kiện cần thiết cho tồn sống môi trường muối Kali ion vô hòa tan quan trọng bậc nhất, giúp tạo thẩm thấu thấp trụ rễ, điều kiện cần cho áp suất trương để vận chuyển chất tan mạch gỗ cân nước cho thực vật [42] Theo Sohan (1999) [53] tác động áp suất thẩm thấu gây muối lên thực vật dẫn đến nước đất thấp Do vậy, nước đất thấp làm cho thực vật khơng có khả lấy nước từ đất không suy trì sức trương Sự giảm hấp thụ nước áp suất thẩm thấu gây muối dẫn đến thơng số hình thái sinh lí chẳng hạn diện tích giảm, mật độ lỗ khí giảm, đóng mở lỗ khí bị ảnh hưởng Làm tăng hàm lượng axit amin prolin, protein tan, axit amin, giảm hàm lượng nước tương đối [56], làm tăng biểu gen (chẳng hạn gen mã hóa enzym tham gia sinh tổng hợp prolin,…) [54] Nguyên nhân khác làm ảnh hưởng tới áp suất thẩm thấu đất nay, phần lớn nhà máy đường nhiều tổ hợp sản xuất tư nhân chưa có hệ thống xử lý nước thải Với lưu lượng lớn, hàm lượng chất hữu chất dinh dưỡng cao, nước thải nhà máy đường làm ô nhiễm nguồn tiếp nhận Trong nước thải nhà máy đường chứa nhiều đường sacaroz, fructoz, glucoz… chất vi sinh vật phân giải tạo chất có phân tử lượng khác nhau, dễ tan nước làm cạn nguồn oxi nước [61], làm tăng áp suất thẩm thấu dịch đất, ảnh hưởng đến khả cung cấp nước đất cho trồng Ngoài ra, hoạt động nông nghiệp, theo nhà nghiên cứu dinh dưỡng cho trồng bón phân đạm cho trồng tới 40-60% lại mặt đất, bón thúc đạm làm tăng hàm lượng nitrat tích lũy đất làm giảm chất lượng nước [62], hậu làm tăng áp suất thẩm thấu dịch đất nơi Ở Việt Nam, có số tác giả nghiên cứu ảnh hưởng áp suất thẩm thấu tới số tiêu sinh lí, hóa sinh đối tượng cà chua [11] gây áp suất thẩm thấu manitol, đậu xanh [3] gây áp suất thẩm thấu muối NaCl, nhiên đến chưa có cơng trình nghiên cứu ảnh hưởng nồng độ áp suất thẩm thấu đối tượng ngô Xuất phát từ lí trên, chúng tơi tiến hành thực đề tài: “Ảnh hưởng áp suất thẩm thấu đến số tiêu sinh lý, hóa sinh giai đoạn nảy mầm ngơ (Zea mays L.)” Mục đích nhiệm vụ nghiên cứu 2.1 Mục đích nghiên cứu Nghiên cứu biến đổi số tiêu sinh lí, hóa sinh hai giống ngơ LVN 66 LVN 81 giai đoạn nảy mầm điều kiện áp suất thẩm thấu môi trường khác 2.2 Nhiệm vụ nghiên cứu - Xác định số tiêu sinh lí: tỉ lệ nảy mầm, sinh trưởng rễ mầm, thân mầm, khối lượng tươi khối lượng khô mầm tác động áp suất thẩm thấu khác - Xác định số tiêu hóa sinh: hàm lượng đường khử, hàm lượng glycine betaine, enzym α-amylase, enzym lipase, enzym catalase enzym peroxidase mầm tác động áp suất thẩm thấu khác Ý nghĩa lí luận ý nghĩa thực tiễn - Cung cấp thêm tư liệu cho nghiên cứu ảnh hưởng áp suất thẩm thấu môi trường tới số tiêu sinh lí, hóa sinh giai đoạn nảy mầm ngơ nói riêng thực vật nói chung - Đánh giá khả chịu áp suất thẩm thấu giai đoạn nảy mầm giống ngô LVN 66 LVN 81 để cung cấp thêm tư liệu ứng dụng cho sản xuất NỘI DUNG CHƯƠNG TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Đặc điểm nông sinh học ngô 1.1.1.Nguồn gốc phân loại ngô Cây ngô (Zea mays L.) thuộc chi Zea, họ Lúa (Poaceae), có nguồn gốc từ Trung Mỹ Ngơ có nhiễm sắc thể (2n=20) Có nhiều cách để người ta phân loại ngơ, cách dựa vào cấu trúc nội nhũ hạt hình thái bên ngồi hạt Ngơ phân thành lồi phụ: ngô đá rắn, ngô ngựa, ngô nếp, ngô đường, ngô nổ, ngô bột, ngô nửa ngựa Từ lồi phụ dựa vào màu hạt màu lõi ngơ phân chia thành thứ Ngồi ra, ngơ phân loại theo sinh thái học, nông học, thời gian sinh trưởng thương phẩm Có nhiều giả thuyết nguồn gốc ngô châu Mỹ ngô sản phẩm dưỡng trực tiếp từ cỏ ngô (Zea mays ssp Parviglumis) năm Trung Mỹ, có nguồn gốc từ khu vực thung lũng sơng Balsas miền nam Mexico Cũng có giả thuyết khác cho ngơ sinh từ q trình lai ghép ngơ hóa nhỏ (dạng thay đổi khơng đáng kể ngô dại) với cỏ ngô thuộc đoạn Luxuriantes Song điều quan trọng hình thành vơ số loài phụ, thứ nguồn dị hợp thể ngô, dạng biến dạng chúng tạo cho nhân loại loài ngũ cốc có giá trị đứng cạnh lúa mì lúa nước [5], [59] 1.1.2 Đặc điểm nông sinh học ngô Thời gian sinh trưởng ngô dài, ngắn khác phụ thuộc vào giống điều kiện ngoại cảnh Trung bình thời gian sinh trưởng từ gieo đến chín 90 - 160 ngày Sự phát triển ngô chia làm giai đoạn: - Giai đoạn sinh trưởng dinh dưỡng: từ gieo đến xuất nhị - Giai đoạn sinh trưởng sinh thực: bắt đầu với việc thụ tinh hoa hạt chín hồn tồn Có nhiều ý kiến khác thời gian sinh trưởng phát triển ngơ, song chia thời kỳ sau: thời kỳ nảy mầm, thời kỳ - lá, thời kỳ - 10 lá, thời kỳ xoáy nõn, thời kỳ nở hoa thời kỳ chín [59] Thời kì nảy mầm ngơ: sau gieo, với điều kiện độ ẩm nhiệt độ thích hợp, hạt ngơ trương lên xuất rễ mầm sơ cấp, tiếp mầm mọc với chồi mầm bọc kín Sau xuất rễ mầm thứ sinh Trụ mầm đẩy bao mầm vượt khỏi mặt đất Cây mọc sau 4-5 ngày tùy theo điều kiện độ ẩm nhiệt độ mơi trường mà sớm muộn Các điều kiện cần thiết cho hạt ngô nảy mầm gồm: - Sức nảy mầm hạt: tùy thuộc vào giống - Độ ẩm: lượng nước cần thiết cho hạt ngô nảy mầm tương đối thấp (khoảng 45% trọng lượng khô tuyệt đối hạt) Độ ẩm thích hợp đất đảm bảo cho nảy mầm khoảng 60 - 70% độ ẩm tương đối - Nhiệt độ: thích hợp cho ngơ nảy mầm 25 – 30 C Nhiệt độ cao hay thấp ảnh hưởng xấu đến phát triển mầm Trong lúc bao mầm mọc vươn ánh sáng, kéo dài bao mầm dừng lại Ở thời điểm đó, điểm sinh trưởng (đỉnh thân) nằm 2,5 - 3,8 cm mặt đất định vị trụ gian mầm Lá mầm phát triển nhanh chóng mọc xuyên qua đỉnh bao mầm Cây tiếp tục phát triển mặt đất Ngay sau mọc, hệ thống rễ mầm sinh trưởng chậm lại Thường đến ngơ lá, rễ mầm sơ cấp không tồn Sau mọc, hệ thống rễ đốt bắt đầu xuất mầm, từ đốt thứ nhất, vòng rễ đốt bắt đầu kéo dài Một loạt rễ đốt bắt đầu phát triển đốt cây, từ lên đến đốt thứ -10 Thời kì 3-6 lá: lá, điểm sinh trưởng nằm đất, thân kéo dài ít, lơng hút mọc từ rễ đốt, hệ thống rễ mầm ngừng phát triển, Vào khoảng lúc ngô lá, khởi đầu mầm bắp hoàn chỉnh Ở đầu đỉnh thân, mầm cờ đực nhỏ hình thành Khi ngô lá, điểm sinh trưởng cờ mặt đất Chiều dài thân bắt đầu tăng nhanh Hàng loạt rễ đốt mọc dài từ đốt thân Hệ thống rễ đốt hệ thống rễ chức Một vài mầm bắp chồi nhánh thấy rõ thời gian Nhánh (chồi bên) thường hình thành đốt mặt đất tiến triển Thời kì 8-10 lá: giai đoạn lá, thối hóa Hệ thống rễ đốt phân bổ đất Khi lá, ngơ có nhiều chồi bắp Trừ đến đốt cuối bơng cờ, từ thân ngơ lúc đốt lại xuất chồi bắp Tuy nhiên, số chồi bắp phát triển thành bắp thu hoạch Bông cờ bắt đầu phát triển nhanh Thân tiếp tục kéo dài theo kéo dài lóng Trong giai đoạn này, nhiệt độ thích hợp cho ngô khoảng 20 – 30 C Cây ngơ cần nước cần đảm bảo đủ oxi cho rễ phát triển Chính mà kỹ thuật làm đất phải phù hợp để đất tơi xốp thơng thống xới xáo hợp lý (khơng q sâu gần gốc ảnh hưởng đến rễ) Khi ngô 10 lá, thời gian xuất ngắn hơn, thường sau - ngày có Cây ngơ bắt đầu tăng nhanh, vững chất dinh dưỡng tích lũy chất khơ Q trình tiếp tục đến giai đoạn sinh thực Do vậy, nhu cầu chất dinh dưỡng lượng nước đất lớn Thời kì xốy nón: vào giai đoạn 12 lá, số noãn (hạt năng) bắp độ lớn bắp xác định Số hàng bắp thiết lập Các chồi bắp nhỏ chồi bắp dưới, tiến tới sát dần độ lớn Điều kiện quan trọng cần đảm bảo giai đoạn độ ẩm chất dinh dưỡng, thiếu hụt yếu tố dẫn đến giảm sút nghiêm trọng số hạt tiềm độ lớn bắp Các giống ngơ lai chín sớm thường có bắp nhỏ nên cần trồng với mật độ cao giúp chúng đảm bảo lượng hạt tương đương với giống lai chín muộn đơn vị diện tích Giai đoạn 15 giai đoạn định đến suất hạt Các chồi bắp phía vượt chồi bắp phía Sau - ngày lại hình thành Râu ngơ bắt đầu mọc từ bắp phía Ở đỉnh bẹ bao quanh, số chồi bắp bắt đầu xuất Đỉnh bơng cờ nhìn thấy Trong giai đoạn này, đảm bảo đủ nước điều kiện quan trọng để có suất hạt tốt Rễ chân kiềng bắt đầu mọc từ đốt mặt đất 18 Chúng giúp chống đổ hút nước, chất dinh dưỡng lớp đất bên giai đọan sinh thực Râu ngơ mọc từ nỗn đáy bắp đến râu từ đỉnh bắp tiếp tục phát triển Bắp ngô phát triển nhanh chóng Cây ngơ lúc vào khoảng tuần trước lúc phun râu Thời kỳ nở hoa: thời kỳ bao gồm giai đoạn: trỗ cờ, tung phấn, phun râu, thụ tinh mẩy hạt - Giai đoạn trổ cờ: bắt đầu nhánh cuối bơng cờ thấy hồn tồn, râu chưa thấy Đây giai đoạn trước phun râu khoảng - ngày Cây ngô đạt độ cao bắt đầu tung phấn Tùy thuộc vào giống điều kiện bên mà thời gian tung phấn phun râu dao động khác Ở điều kiện đồng, tung phấn thường xuyên xảy vào cuối buổi sáng đầu buổi chiều Giai đoạn tung phấn thường kéo dài từ đến tuần Trong thời gian sợi râu cá thể phun để thụ tinh hạt phát triển Thời kỳ bơng cờ tồn hồn thiện nên gặp mưa đá rụng hết dẫn đến hoàn toàn suất hạt - Giai đoạn phun râu: giai đoạn bắt đầu vài râu ngô nhìn thấy bên ngồi bi Khi hạt phấn rơi giữ lại râu tươi, trình thụ phấn xảy Hạt phấn giữ lại cần khoảng 24 để thâm nhập vào từ râu noãn - nới xảy thụ tinh noãn trở thành hạt Thường thường, tất râu bắp phun hết thụ phấn hết khoảng - ngày Râu mọc khoảng 2,5 - 3,8 cm ngày tiếp tục kéo dài đến thụ tinh Noãn hay hạt giai đoạn phun râu hồn tồn chìm vật liệu cùi bao quanh (mày, mày dưới, bắc nhỏ) bên ngồi có màu trắng Vật liệu bên hạt biểu lỏng Phơi mầm chưa thấy rõ Đây thời gian định số noãn thụ tinh Những nỗn khơng dược thụ tinh khơng cho hạt bị thối hóa Ở giai đoạn cần theo dõi loại sâu hại rễ ngô, sau ăn rau xử lý kịp thời Nhu cầu kali đủ, đạm lân hút nhanh Thời kì chín: - Giai đoạn chín sữa (18 - 22 ngày sau phun râu): hạt bên ngồi có màu vàng chất lỏng bên sữa trắng tích lũy tinh bột Phơi phát triển nhanh dần Phần lớn hạt mọc vật liệu bao quanh cùi Râu có màu nâu, khơ Do độ tích lũy chất khơ hạt nhanh nên hạt lớn nhanh, độ ẩm khoảng 80% Sự phân chia tế bào nội nhũ hạt hoàn thành, tế bào phồng lên đầy lên tinh bột - Giai đoạn chín sáp (24 - 28 ngày sau phun râu): tinh bột tiếp tục tích lũy bên nội nhũ làm chất sữa lỏng bên đặc lại thành bột hồ phôi hình thành Cùi tẽ hạt có màu hồng nhạt đến hồng vật liệu bao quanh hạt đổi màu Vào khoảng giai đoạn này, bề ngang phôi nửa bề rộng hạt Chất lỏng giảm dần độ cứng hạt tăng lên sinh trạng thái sáp hạt Sau đó, hạt dọc theo chiều dài bắp bắt đầu có dạng ngựa khô đỉnh Lá phôi thứ (cuối cùng) rễ mầm thứ sinh hình thành - Giai đoạn hình thành ngựa (35 - 42 ngày sau phun râu): tuỳ theo chủng mà hạt hình thành ngựa có dạng ngựa Cùi tẽ hạt có màu đỏ trắng tuỳ theo giống Hạt khô dần đỉnh hình thành lớp tinh bột nhỏ màu trắng cứng Lớp tinh bột xuất nhanh sau hình thành ngựa đường chạy ngang hạt Hạt già, lớp tinh bột cứng đường vạch tiến phía đáy hạt (phía cùi) Vào đầu giai đoạn hạt có độ ẩm khoảng 55% Ở giai đoạn này, gặp thời tiết lạnh, chất khơ hạt ngừng tích luỹ lớp đen hạt hình thành sớm Điều dẫn đến giảm suất trì hỗn công việc thu hoạch ngô khô chậm gặp lạnh Để hạn chế thiệt hại tác động lạnh, nên chọn giống chín khoảng tuần trước ngày lạnh gây tác hại mức trung bình - Giai đoạn chín hồn tồn - chín sinh lý (55 - 65 ngày sau phun râu): tích luỹ chất khô hạt đạt mức tối đa tất hạt bắp đạt trọng lượng khơ tối đa Lớp tinh bột hồn toàn tiến đến cùi sẹo đen nâu hình thành Lớp đen bắt đầu hình thành từ hạt đỉnh bắp đến hạt đáy bắp Hạt ngơ lúc thời điểm chín sinh lý kết thúc phát triển Lá bi nhiều khơng xanh Độ ẩm hạt thời gian tuỳ thuộc vào giống điều kiện môi trường, trung bình khoảng 30 - 35% Nếu thu hoạch ngơ cho ủ chua (si-lơ) thời điểm thích hợp Còn bình thường nên để ngơ ngồi đồng thời gian nữa, lúc ngô ngả màu vàng để hạt ngô đủ khô (ở ngô tẻ độ ẩm khoảng 13 - 15%) để hạt cất giữ an tồn 1.1.3 Tình hình sản xuất ngơ giới Việt Nam Cây ngô năm loại lương thực giới: ngô (Zea Mays L.), lúa nước (Oryza sativa L.), lúa mì (Triticum sp tên khác: tiểu mạch), sắn (Manihot esculenta Crantz, tên khác khoai mì) khoai tây (Solanum tuberosum L.) Trong đó, ba loại gồm ngơ, lúa gạo lúa mì chiếm khoảng 87% sản lượng lương thực toàn cầu khoảng 43% calori từ tất lương thực, thực phẩm Trong ba loại này, ngơ trồng có tăng trưởng mạnh diện tích, suất, sản lượng có suất cao Ngành sản xuất ngơ giới tăng liên tục từ đầu kỷ 20 đến ,nhất 40 năm gần đây, ngơ trồng có tốc độ tăng trưởng cao lương thực chủ yếu.Vào năm 1961, suất ngơ trung bình giới xấp xỉ 20 tạ/ha, năm 2008 tăng gấp 2,5 lần (đạt 51 tạ/ha), sản lượng tăng từ 204 triệu lên 822,712 triệu (gấp lần), diện tích tăng từ 104 triệu lên 161 triệu hecta (hơn 1,5 lần) Với lúa nước năm 1961 có diện tích 115,26 triệu ha, suất 18,7 tạ/ha sản lượng 215,27 triệu tấn; năm 2008: diện tích 158,95 triệu (tăng 1,3 lần), suất 43 tạ/ha (tăng 2,3 lần), sản lượng 685,01 triệu (tăng lần) Còn lúa mỳ năm 1961 có diện tích 200,88 triệu ha, suất 10,9 tạ/ha, sản lượng 219,22 triệu năm 2008 diện tích 223,56 triệu (tăng không đáng kể), suất 30,8 tạ/ha (tăng 2,8 lần) sản lượng 689,94 triệu tấn, tăng lần Trước đây, sản xuất ngô Việt Nam nhỏ lẻ phân tán, chủ yếu tự cung tự cấp theo nhu cầu hộ nông dân Tại số vùng miền núi khó khăn sản xuất lúa nước nên nơng dân phải trồng ngô làm lương thực thay gạo Các giống ngô trồng giống truyền thống địa phương, giống cũ nên suất thấp Vào thập kỷ 60 kỷ trước, diện tích ngơ Việt Nam chưa đến 300 nghìn hecta, suất đạt tấn/ha, đến đầu năm 1980 không cao nhiều, mức 1,1 tấn/ha, sản lượng đạt khoảng 400.000 trồng giống ngô địa phương với kỹ thuật canh tác lạc hậu Từ năm 2006, suất sản lượng ngô Việt Nam có bước tiến nhảy vọt cao từ trước đến Tốc độ tăng trưởng diện tích, suất sản lượng ngơ Việt Nam cao nhiều lần giới, lợi nhuận trồng ngô lai cao hẳn loại trồng khác Bảng 1.1 Diện tích, suất, sản lượng ngơ Việt Nam năm 2005 - 2010 Năm Diện tích Năng suất Sản lượng (ha) (tấn/ha) (tấn) 2005 1052600 3,59 3.787.100 2006 1033100 3,73 3.854.500 2007 1096100 3,92 4.303.200 2008 1440200 3,17 4.573.100 2009 1089200 4,01 4.371.700 2010 1126390 4,08 4.606.800 (Nguồn: theo http://faostat.fao.org) [60] Bảng 1.2 Diện tích, suất, sản lượng ngơ tồn giới năm 2005 - 2010 Năm Diện tích Năng suất Sản lượng giới (ha) (tấn/ha) (tấn) 2005 147.471.782 4,83 713.696.156 2006 148.410.212 4,76 706.832.229 2007 158.233.558 4,98 789.398.918 2008 161.203.204 5,13 827.489.803 2009 158.842.402 5,16 819.704.199 2010 161.908.449 5,21 844.405.181 (Nguồn: theo http://faostat.fao.org) [60] Bảng 3.9 Hoạt độ enzym lipase mầm hai giống ngô LVN 66 LVN 81 điều kiện áp suất thẩm thấu môi trường khác Đơn vị: UI/g Công thức LVN 66 LSD0,05 Ngày theo dõi P0 Ngày 31,9 ± 5,03 P2 a a Ngày 37,7 ± 13,32 Ngày a 46,5 ± 5,03 P4 49,4 ± 3,01 ac bc 61,0 ± 8,72 75,5 ± 5,13 b Công thức P6 bc 81,4 ± 4,22 81,4 ± 13,32 c 18,36 d 20,11 d 13,41 87,2 ± 17,41 cd 133,7 ± 5,11 c 104,6 ± 8,72 156,9 ± 7,22 LVN 81 Ngày LSD0,05 theo dõi P0 P2 37,7 ± 13,32 a Ngày 46,5 ± 20,14 a Ngày a Ngày 49,4 ± 5,03 P4 a 43,6 ± 8,72 a 72,6 ± 5,23 75,5 ± 21,94 ab P6 46,5 ± 10,07 ab b 69,7 ± 8,71 ab 72,6 ± 7,16 81,4 ± 18,15 bc 19,55 b c 98,8 ± 10,31 107,5 ± 13,32 27,64 27,64 Giá trị thể giá trị trung bình ± độ lệch chuẩn ( X ±  ), kí tự theo sau khác khác biệt có ý nghĩa thống kê với α = 0,05 180 UI/g 160 140 120 100 Ngày 80 Ngày Ngày 60 40 20 P0 P2 P4 P6 (atm) Hình 3.16 Hàm lượng lipase mầm giống LVN 66 điều kiện áp suất thẩm thấu môi trường khác -60- 180 UI/g 160 140 120 100 Ngày 80 Ngày Ngày 60 40 20 P0 P2 P4 P6 (atm) Hình 3.17 Hàm lượng lipase mầm giống LVN 81 điều kiện áp suất thẩm thấu môi trường khác 3.2.5 Hoạt độ enzym catalase mầm ngơ Catalase thuộc nhóm enzym giúp “làm sạch” hệ thống nội bào, hoạt độ enzym tăng lên gặp phải điều kiện thiếu nước cung cấp cho Kết nghiên cứu hoạt độ enzym ngô nảy mầm điều kiện áp suất thẩm thấu môi trường khác bảng 3.10, hình 3.18, hình 3.19 Phân tích cho thấy cơng thức P0 hoạt độ enzym catalase tăng từ giai đoạn ngày đến ngày giảm giai đoạn ngày đến ngày hai giống LVN66 giống LVN81 Tuy nhiên cơng thức thí nghiệm P2, P4 P6 hai giống ngơ hoạt độ enzym catalase có khuynh hướng tăng dần từ ngày đến ngày ngày Giống LVN66 hoạt độ enzym catalase tăng nhẹ giai đoạn ngày đến ngày tăng mạnh giai đoạn ngày so với ngày đạt 3,66(UI/g) vào ngày Giống LVN81 tăng hoạt độ enzym catalase lại só khác biệt tăng mạnh giai đoạn ngày đến ngày nhẹ nhơn giai đoạn ngày đến ngày cao vào ngày đạt 3,33(UI/g), thấp hoạt độ enzym catalase so với giống LVN66 Trong ngày đo tất cảc công thức P0, P2, P4 P6 hoạt độ enzym catalase có khuynh hướng tăng dần theo chiều tăng áp suất thẩm thấu Khi áp suất thẩm thấu cao hoạt độ enzyn catalase cao hai giống Giống LVN66 cơng thức P2 có khác biệt rõ rệt so với công thức P0 tất các ngày Sự khác biệt rõ rệt ngày thứ ngày thứ Đặc biệt ngày thứ P0 đạt 0,83(UI/g), P6 đạt 3,66(UI/g) Giống LVN81 công thức P2 ngày ngày có khác biệt công thức P0 P2 khác biệt thể rõ tất cảc công thức vào ngày cụ thể: công thức P0 vào ngày hoạt độ enzym đạt 0,83(UI/g) đến công thức P6 đạt 3,33(UI/g) Sự gia tăng hoạt độ enzym giúp tế bào thực vật tránh bị nhiễm độc gốc oxy tự sinh trình trao đổi chất diễn điều kiện thiếu nước Giống có hoạt độ enzym catalase cao cường độ tăng enzym mạnh điều kiện thiếu nước giúp tế bào giống sống tốt hơn, chống chịu tốt điều kiện khắc nghiệt Kết nghiên cứu hoạt độ enzym catalase phù hợp với kết nghiên cứu hai enzym trước giống LVN66 có nhiều ưu điểm so với giống LVN81 Bảng 3.10 Hoạt độ enzym catalase mầm hai giống ngô LVN 66 LVN 81 điều kiện áp suất thẩm thấu môi trường khác Đơn vị: UI/g Công thức Ngày theo dõi Ngày Ngày Ngày Công thức Ngày theo dõi Ngày Ngày Ngày LVN 66 P0 P2 a 0,65 ± 0,01 1,27 ± 1,20 a a 0,83 ± 1,16 P4 b 2,28 ± 0,04 2,55 ± 0,19 bc b 2,94 ± 0,09 LSD0,05 P6 b 2,28 ± 0,04 cd 2,77 ± 0,53 cd 3,16 ± 0,16 b 0,07 d 0,56 c 0,26 2,77 ± 0,05 2,94 ± 0,09 3,66 ± 1,16 LVN 81 P0 P2 a 0,81 ± 0,01 a 1,44 ± 0,63 a 0,83 ± 0,33 P4 ab 2,12 ± 0,04 2,38 ± 0,25 a ab 2,38 ± 0,09 LSD0,05 P6 b 2,45 ± 0,04 ab 2,77 ± 0,09 bc 2,77 ± 0,09 b 0,07 b 0,67 c 0,75 2,45 ± 0,04 2,88 ± 0,25 3,33 ± 0,72 Giá trị thể giá trị trung bình ± độ lệch chuẩn ( X ±  ), kí tự theo sau khác khác biệt có ý nghĩa thống kê với α = 0,05 UI/g 3.5 2.5 Ngày 2 Ngày 1.5 Ngày 0.5 P0 P2 P4 P6 (atm) Hình 3.18 Hàm lượng catalase mầm giống LVN 66 điều kiện áp suất thẩm thấu môi trường khác UI/g 3.5 2.5 Ngày 2 Ngày 1.5 Ngày 0.5 P0 P2 P4 P6 (atm) Hình 3.19 Hàm lượng catalase mầm giống LVN 81 điều kiện áp suất thẩm thấu môi trường khác 3.2.6 Hoạt độ enzym peroxidase mầm ngô Peroxidase enzym thuộc nhóm enzym “giúp làm sạch” hệ thống nội bào cách phân giải H2O2 gốc oxy tự sinh trình trao đổi chất diễn điều kiện thiếu nước Kết bảng 3.11 hình 3.20, hình 3.21, thấy hoạt độ enzym tất công thức tăng dần theo thời gian (từ ngày đến ngày 6) tăng theo chiều tăng áp suất thẩm thấu Tốc độ tăng theo ngày hai giống LVN66 giống LVN81 có khác biệt Giống LVN66 ngày đạt giá trị cao 2,38(UI/g) công thức P6 giống LVN81 đạt 1,98 (UI/g) thấp so với hoạt độ giống LVN66 Trong ngày đo hoạt độ enzym peroxidase hai giống tăng mạnh có ý nghĩa thống kê theo chiều tăng áp suất thẩm thấu, tất ngày Như nói áp suất thẩm thấu tăng tế bào sống môi trường độc, chúng có chế thích nghi, tăng tổng hợp peroxidase để phân giải H2O2 gốc oxy tự sinh trình trao đổi chất điều kiện thiếu nước Kết bảng 3.11 khác biệt nhiều hoạt độ enzym peroxidase hai giống LVN66 giống LVN81 Nhưng kết cho thấy hoạt độ enzym peroxidase giống LVN66 cao giống LVN81 tất mẫu thí nghiệm mẫu đối chứng Điều thấy giống LVN66 chịu áp suất thẩm thấu tốt giống LVN81 Bảng 3.11 Hoạt độ enzym peroxidase mầm hai giống ngô LVN 66 LVN 81 điều kiện áp suất thẩm thấu môi trường khác Đơn vị: UI/g Công thức LVN 66 Ngày theo dõi LSD0,05 P0 P2 P4 a 1,70 ± 0,02 a 1,80 ± 0,02 a 2,04 ± 0,03 Ngày 1,62 ± 0,02 Ngày 1,64 ± 0,01 Ngày 1,65 ± 0,01 P6 b 1,77 ± 0,01 b 1,90 ± 0,01 b 2,20 ± 0,02 Công thức c 1,90 ± 0,00 d 0,03 c 2,09 ± 0,00 d 0,04 c 2,38 ± 0,04 d 0,06 LVN 81 Ngày theo dõi LSD0,05 P0 P2 a Ngày 1,54 ± 0,00 Ngày 1,60 ± 0,02a Ngày 1,63 ± 0,03 a P4 b P6 1,63 ± 0,02 1,68 ± 0,01 1,84 ± 0,02 d 0,03 1,77 ± 0,00b 1,82 ± 0,07c 1,96 ± 0,01d 0,03 d 0,04 b 1,79 ± 0,01 c c 1,88 ± 0,03 1,98 ± 0,02 Giá trị thể giá trị trung bình ± độ lệch chuẩn ( X ±  ), kí tự theo sau khác khác biệt có ý nghĩa thống kê với α = 0,05 UI/g 2.5 Ngày 1.5 Ngày Ngày 0.5 P0 P2 P4 P6 (atm) Hình 3.20 Hàm lượng peroxidase mầm giống LVN 66 điều kiện áp suất thẩm thấu môi trường khác UI/g 2.5 Ngày 1.5 Ngày Ngày 0.5 (atm) P0 P2 P4 P6 Hình 3.21 Hàm lượng peroxidase mầm giống LVN 81 điều kiện áp suất thẩm thấu môi trường khác KẾT LUẬN Từ kết nghiên cứu số tiêu sinh lý, hàm lượng đường khử, hàm lượng glycine betaine hoạt độ số enzym giai đoạn nảy mầm hai giống ngô LVN66 LVN81 điều kiện áp suất thẩm thấu khác nhau, rút số kết luận sau: Sinh trưởng mầm giảm dần áp suất thẩm thấu tăng lên tăng dần số ngày theo dõi tăng lên Mức sinh trưởng mầm giảm nhẹ áp suất thẩm thấu chưa lớn atm, vùng áp suất thẩm thấu cao 4-6 atm sinh trưởng thân mầm giảm mạnh Áp suất thẩm thấu ảnh hưởng không rõ đến khối lượng khô Áp suất thẩm thấu mơi trường làm tăng cường tích lũy đường khử glycine betaine ngô Ở mức áp suất thẩm thấu thấp 2atm ảnh hưởng chưa nhiều đến tích lũy đường khử glycine betaine Ở mức áp suất thẩm thấu atm tích lũy đường khử glycine betaine tăng mạnh, tăng cao áp suất thẩm thấu 6atm Sự tích lũy tăng theo chiều tăng áp suất thẩm thấu mà tăng theo thời gian theo dõi Giống LVN66 tích lũy đường khử glycine betaine cao giống LVN81 Trong điều kiện áp suất thẩm thấu tăng, hoạt độ enzym α- amilase, enzym lipase, catalase peroxidase theo xu hướng tăng áp suất thẩm thấu tăng ngày theo dõi tăng Tốc độ tăng mạnh enzym lipase Giống LVN66 hoạt độ enzym cao so với giống LVN81 Ở điều kiện thí nghiệm, áp suất thẩm thấu từ atm đến 6atm Giống LVN66 có tỉ lệ nảy mầm, sinh trưởng thân mầm, rễ mầm, khối lượng tươi, khối lượng khơ cao giống LVN81 Mức độ tích luỹ đường khử glycine betaine hoạt độ enzym α- amilase, enzym lipase, catalase peroxidase cao so với giống LVN81 Chứng tỏ giống ngơ LVN66 có khả chịu áp suất thẩm thấu cao so với giống ngô LVN81 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tiếng Việt Phạm Thị Trân Châu, Nguyễn Thị Hiền, Phùng Gia Tường (1997), Thực hành hóa sinh học, Nxb Giáo dục, Hà Nội Kim Thị Duyên, Nguyễn Văn Mã, (2011) nghiên cứu “Phản ứng hạt đậu tương DT 2008 nảy mầm điều kiện dung dịch NaCl có áp suất thẩm thấu khác nhau”, Tạp chí Khoa học, Trường ĐHSP Hà Nội 2, số 16, 112119 Điêu Thị Mai Hoa, Trần Thị Thanh Huyền, (2007), “Sự biến đổi hàm lượng amino acid, proline rễ đánh giá tác động stress muối NaCl”, Những vấn đề Khoa học sống Báo cáo khoa học hội nghị toàn quốc, Nxb Khoa học kỹ thuật, tr 483-486 La Việt Hồng (2008), Ảnh hưởng thiếu nước đến hàm lượng Prolin đậu tương , Báo cáo khoa học hội nghị NCKH sinh viên trường Đại học sư phạm toàn quốc lần thứ 4, tr 215 Nguyễn Đức Lương, Dương Văn Sơn, Lương Văn Hinh (2002), Giáo trình lương thực (dành cho cao học), Nxb Nơng nghiệp, Hà Nội Nguyễn Văn Mã, Nguyễn Thị Lan Phượng (2011) nghiên cứu “Ảnh hưởng áp suất thẩm thấu mơi trường đến số tiêu sinh lý, hóa sinh giai đoạn nảy mầm hạt đậu tương (Glycine max)”, Tạp chí Khoa học, trường ĐHSP Hà Nội 2, 127-143 Nguyễn Văn Mã, Phan Hồng Quân (2000), Nghiên cứu số tiêu sinhlý, sinh hoá đậu tương điều kiện gây hạn ,Tạp chí sinh học, 22(4) , tr 47-52 Nguyễn Văn Mã, Cao Bá Cường (2006) “Quang hợp số giống lạc chịu hạn khác ’’, Tạp chí sinh học, 28(4), tr 59-62 Chu Văn Mẫn (2009), Tin học công nghệ sinh học, NXB Giáo dục Việt Nam 10 Nguyễn Văn Mùi (2007), Thực hành hóa sinh học, Nxb Giáo dục, Hà Nội 11 Trương Thị Bích Phượng (2003), “Ảnh Hưởng Của mannitol Đến Tích Lũy proline Và glucose Liên Quan Khả Năng Điều Chỉnh Thẩm Thấu Trong Ni Cấy callus Cà Chua (Lycopersicon esculentum Mill.)”, Tạp chí Di Truyền Học Và Ứng Dụng,1, Tr 39-43 Tài liệu tiếng Anh 12 Al-Rawi I M T., Abdel C G, (2011), Seed germination in response to osmosic stress, Journal of Biodiversity and Environmental Sciences (JBES) ISSN: 2220-6663 (Print) 2222-3045 (Online), Vol 1, No 4, p 1-15 13 Anthraper A., Dubois JD (2003), the effect of nacl on growth, N2 fixation (acetylene reduction), and percentage total nitrogen in Leucaena Leucocephala (leguminosae) var k-8 , American Journal of Botany, 90(5): 683–692 14 Ashraf M., 2001 Relationships between growth and gas exchange characteristics in some salt-tolerant amphidipoid Brassica species in relation to their diploid parents Environ Exp Bot 45, 155-163 15 Aziz I.,Khan MA.,2001 Effect of seawater on the growth, ion content and water potential of Rhizophora mucronata Lam J Plant Res 114, 369-373 16 Basalah MO (2010), Action of salinity on seed germination and seedling growth of Solanum melongena L., J Agric Res Kafer El-Sheikh Univ., 36 (1) 17 Bayeulo-Jiménez JS., Graig R., Lynch JP., 2002 Salinity tolerance of Phaseolus species during germination and early seedling growth Crop Sci 42, 1584- 1594 18 Boyer JS., 1982 “Plant productivity and environment” Science, Vol 218, pp 443-448 19 Carvajal M., Martinez V., Alcaraz F C., 1999 Physiological function of water channels as affected by salinity in roots of paprika pepper Physiol Plant 105, 95-101 20 Delfine S., Alvino A., Zacchini M., Loreto F., 1998 Consequences of salt stress on conductance to CO2diffusion, rubisco characteristics and anatomy of spinach leaves Aust J Plant Physiol 25, 395-402 21 Dubey, R.S., 1997 Photosynthesis in plants under stressful conditions In: M Pessarakli, (ed.), Handbook of Photosynthesis, Marcel Dekker, New York, pp 859-875 22 FAO, 1997 Soil map of the world Revised Legend World Soil Resources Report FAO, Rome 23 Farsiani A., Ghobadi M.E., (2009) Effects of PEG and NaCl Stress on Two Cultivars of Corn (Zea mays L.) at Germination and Early Seedling Stages, World Academy of Science, Engineering and Technology, 57, pp: 382-289 24 Faville MJ., Silvester WB., Alian Green TG., Jermyn WA., 1999 Photosynthetic characteristics of three asparagus cultivars differing in yield Crop Sci 39, 1070-1077 25 Fisarakis I., Chartzoulakis K., Stavrakas D., 2001 Response of sultana vines (V vinifera L.) on six rootstocks to NaCl salinity exposure and recovery Agric Water Manage 51, 13-27 26 Ghoulam C., Foursy A., Fares K., 2002 Effects of salt stress on growth, inorganic ions and proline accumulation in relation to osmotic adjustment in five sugar beet cultivars Environ Exp Bot 47, 39-50 27 Gill P K, Sharma D, Singh P, Bhullar S S (2002) “Osmotic stress-induced changes in germination, growth and soluble sugar content of Sorghum Bicolor (L.) moench seeds”, BULG J plant physiol, 28 (3–4), 12–25 28 Grattan SR., Grieve CM., 1999 Salinity-mineral nutrient relations in horticultural crops Sci Hort 78, 127-157 -7029 Grattan SR., Grieve CM., 1994 Mineral nutrient acquisition and response by plants grown in saline environments In: M Pessarakli (ed.), Handbook of Plant and Crop Stress Marcel Dekker, New York, pp 203-226 30 Greenway H, Munns R 1983 Interactions between growth, uptake of Cl and Na and water relations of plants in saline environments Plant Cell Environ 6, 575-589 31 Grieve CM., Grattan SR (1983) “Rapid assay for determination of water soluble quaternary ammonium compounds”, Plant and Soil, 70, 303-307 Netherlands + + - 32 Guerrier G., 1996 Fluxes of Na , K and Cl and osmotic adjustment in Lycopersicon pimpinellifolium and L esculentum during short- and longterm exposures to NaCl Physiol Plant 97, 583-591 33 Gupta S., Chattopadhyay MK., Chatterjee P., Ghosh B., Sengupta DN., 1998 Expression of abscisic acid-responsive element-binding protein in salt tolerant indica rice (Oryza sativa L cv Pokkali) Plant Mol Biol 137, 629637 34 Hamayun M., Khan SA., Shinwari ZK., Khan AL., Ahmad N., In-Jung Lee (2010), Effect of polyethylene glycol induced drought stress on physiohormonal attributes of soybean, Pak J Bot., 42(2): 977-986 35 Iyengar ERR., Reddy MP., 1996 Photosynthesis in highly salt-tolerant plants In: M Pessarakli (ed.), Handbook of Photosynthesis, Marcel Dekker, New York, pp 897-909 36 KaoWY., Tsai HC., Tsai TT., 2001 Effect of NaCl and nitrogen availability on growth and photosyntheis of seedlings of a mangrove species, Kandelia candel (L.) Druce J Plant Physiol 158, 841-846 37 Katerji N., Van Hoorn JW., Hamdy A., Mastrorilli M., Moukarzel E., 1997 Osmotic adjustment of sugar beets in response to soil salinity and its influence on stomatal conductance, growth and yield Agricul Water Manage 34, 57-69 38 Kaya C., Kirnak H., Higgs D., 2001 Enhancement of growth and normal growth parameters by foliar application of potassium and phosphorus in tomato cultivars grown at high (NaCl) salinity J Plant Nutr 24, 357-367 39 Khodarahmpour Z., Mansour ifar., Motamedi M., (2012), Effects of NaCl salinity on maize (Zea mays L.) at germination and early seedling stage, African Journal of Biotechnology, Vol 11(2), pp 298-304, January, 2012 40 Kulkarni M., Deshpande D, "In vitro screening of tomato genotypes for drought resistance using polyethylene glycol", Afr J Biotechnology, 2007, vol 6, no 6, pp 691-696 41 Longstreth DJ., Nobel PS., 1979 Salinity effects on leaf anatomy Plant Physiol 63, 700-703 42 Marschner H 1995 Mineral Nutrition of Higher Plants 2nd ed Academic Press, London, p 889.] Theo Sohan (1999) [Sohan D, Jasoni R, Zajicek J 1999 Plant-water relations of NaCl and calcium-treated sunflower plants Environ Exp Bot 42, 105-111 43 Meloni DA., Oliva MA., Ruiz HA., Martinez CA 2001 Contribution of proline and inorganic solutes to osmotic adjustment in cotton under salt stress J Plant Nutr 24, 599-612 44 Misra N., Dwivedi UN., 2004 “Genotypic differences in salinity tolerance of green gram cultivars” Plant Sci, 2004, vol 166, pp 1135-1142 45 Omami EN 2005 Response of Amaranth to Salinity Stress (Chapter Differences In Salinity Stress Tolerance In Terms of Growth and Water Use Efficiency Among Four Amaranth Genotypes) Univ of Pretoria etd p 86-115 46 Pessarakli M (2001), Handbook of Plant and Crop Physiology, Copyright ©2002 by Marcel Dekker, Inc All Rights Reserved America, pp: 904 47 Pettigrew WT., Meredith WR., 1994 Leaf gas exchange parameters vary among cotton genotypes Crop Sci 34, 700-705 48 Ponnamperuma, F.N., 1984 Role of cultivar tolerance in ncreasing rice production in saline lands In: R.C Staples and G.H Toenniessen (eds.), Salinity tolerance in plants: Strategies for crop improvement John Wiley and Sons, New York, pp 255-271 49 Romero-Aranda R., Soria T., Cuartero J., 2001 Tomato plant-water uptake and plant-water relationships under saline growth conditions Plant Sci 160, 265-272 50 Scott SJ, Jones RA, Williams WA (1984) Review of data analysis methods for seed germination Crop Sci 24: 1192-1199 51 Shannon M.C., 1984 Breeding, selection, and the genetics of salt tolerance In: R.C Staples and G.H Toenniessen (eds.), Salinity tolerance in plants: Strategies for crop improvement John Wiley & Sons, New York, pp 231254 52 Silveira JAG., Melo ARB., Viegas RA., Oliveira JTA., 2001 Salinityinduced effects on nitrogen assimilation related to growth in cowpea plants Environ Exp Bot 46, 171-179 53 Sohan D., Jasoni R., Zajicek J., 1999 Plant-water relations of NaCl and calcium-treated sunflower plants Envriron Exp Bot 42, 105-111 54 Stasolla CL, Zyl1 LV., Egertsdotter U., Craig D., Liu W., Sederoff RR, (2003), The Effects of Polyethylene Glycol on Gene Expression of Developing White Spruce Somatic Embryos, Plant Physiology, vol 131 no 1, pp: 49-60 55 Taiz L., Zeiger E., 1998 Plant Physiology nd edn, Sinauer Associates Publishers, Sunderland, Massachusetts 56 Tejavathi D.H., Devaraj V.R., Murthy S.M., Nijagunaiah R., Shobha, K (2010), effect of PEG induced osmotic stress on proline, protein and relative water content in in vitro plants of macrotyloma uniflorum (Lam.) verdc Acta Hort (ISHS) 865:87-93 57 Wahome PK., Jesch HH., Grittner I., 2001 Mechanisms of salt stress tolerance in two rose rootstocks: Rosa chinensis ‘Major’ and R rubiginosa Sci Hort 87, 207-216 Tài liệu Internet 58 http://www.sigmaaldrich.com/technicaldocuments/protocols/biology/enzyma tic-assay-of-peroxidase.html 59 http://ngo.vaas.org.vn/sinhhoccayngo.php?cat=3 60 http://faostat.fao.org 61 http://viet-tech.net/xu-ly-nuoc-thai-mia-duong-2.htm 62 http://sokhcn.angiang.gov.vn ... thẩm thấu tạo NaCl ảnh hưởng đến giai đoạn nảy mầm giai đoạn sớm mầm so với ngô thực nghiệm môi trường gây áp suất thẩm thấu PEG Cũng đối tượng ngô giai đoạn nảy mầm giai đoạn sớm non trồng điều... suất thẩm thấu đến số tiêu sinh lý, hóa sinh giai đoạn nảy mầm ngô (Zea mays L.)” Mục đích nhiệm vụ nghiên cứu 2.1 Mục đích nghiên cứu Nghiên cứu biến đổi số tiêu sinh lí, hóa sinh hai giống ngô. .. hậu làm tăng áp suất thẩm thấu dịch đất nơi Ở Việt Nam, có số tác giả nghiên cứu ảnh hưởng áp suất thẩm thấu tới số tiêu sinh lí, hóa sinh đối tượng cà chua [11] gây áp suất thẩm thấu manitol,