Vai trò chức năng và ứng dụng của Cytokinin trong sản xuất nông nghiệp

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA NÔNG NGHIỆP
SEMINAR SINH LÝ THỰC VẬT
Đề tài: “VAI TRỊ CHỨC NĂNG VÀ NHỮNG HỮU ÍCH
CỦA CYTOKININ TRONG SẢN XUẤT NƠNG NGHIỆP
Giảng viên bộ mơn: Lê Văn Hịa
Nhóm thực hiện: Nhóm 1

1
5/7/22


Thành viên nhóm
1. Nguyễn Thị Ánh Hậu B2101143
2. Huỳnh Thu Quyên B2101186
3. Nguyễn Lê Diễm Thúy B2101192
4. Nguyễn Hồng Yến B2101211
5. Trang Khương Duy

5/7/22

B2108035

2


1. Đặt vấn đề
Để có thể ứng dụng hiệu
quả Cytokinin vào sản
xuất nơng nghiệp, hơm
nay nhóm chúng tơi xin

được trả lời câu hỏi: Vai
trò chức năng và những
ứng dụng hữu ích của
cytokinin trong sản xuất
nông nghiệp.

3
5/7/22


2. NỘI DUNG BÁO CÁO
2. Nội dung báo cáo
2.1.Giới thiệu chung
2.2. Vai trò sinh lý của Cytokinin
2.3. Ứng dụng trong sản xuất nông nghiệp

4
5/7/22


2.1 Giới thiệu chung
 Cytokinin là một nhóm hormone nội sinh, kích
thích sinh trưởng
 Bằng chứng đầu tiên được tìm thấy vào năm
1963 ở dạng kết tinh từ hạt ngô gọi là zeatin
 Tổng hợp ở các mô phân sinh mạnh, đỉnh rễ và
các hạt đang nảy mần là vị trí chủ yếu, từ đó
được vận chuyển hướng ngọn
 Vai trò quan trọng trong sự điều tiết phân bào
 Là dẫn xuất của Adenin, có 2 loại: tự nhiên và

tổng hợp
5
5/7/22


2.1. Giới thiệu chung

-Cytokin tự
nhiên

-Cytokinin
tổng hợp

Hình 1. Cấu trúc một số loại Cytokinin
5/7/22

6


2.2 Vai trò sinh lý của Cytokinin
2.2. Vai trò sinh lý của Cytokinin
2.2.1. Vai trò của Cytokinin ở cấp độ cơ thể
2.2.1.1. Cytokinin làm chậm q trình già hóa
2.2.1.2. Cytokinin cùng Auxin điều biến sự phát sinh hình thái
trong ni cấy mô
2.2.1.3. Cytokinin cảm ứng sinh trưởng chồi bên và loại bỏ
ưu thế đỉnh
2.2.2. Vai trò của Cytokinin ở cấp độ tế bào
2.2.2.1. Vai trị của Cytokinin đến chu trình tế bào
2.2.2.2. Cytokinin điều hòa sự phân bào trong cành và rễ

2.2.3. Một số vai trò khác của Cytokinin
7
5/7/22


2.2.1. Cytokinin làm chậm q trình
già hóa
• Hiệu quả của Cytokinin trong việc ngăn chặn sự già hóa có liên quan
nhiều đến khả năng ngăn chặn sự phân hủy protein, axit nucleic và
chlorophin hơn là khả năng kích thích tổng hợp chúng.
• Các lá lìa cành mất dần diệp lục, RNA, lipid và protein, thâm chí khi
chúng được giữ ẩm và được cung cấp chất dinh dưỡng khống. Q
trình đã được chương trình hóa dẫn đấn sự chết được gọi là già. Ở
trong tối, lá già nhanh hơn ở ngoài sáng.
• Nghiêm cứu của Noodens năm 1990 cho thấy, Xử lý cytokinin cho các
lá cách ly khỏi cành của nhiều lồi cây đã làm chậm q trình già. Các
Cytokinin liên quan đến sự trì hỗn q trình già trước hết là Zeatin
ribosit và dihydrozeatin ribosit vốn có thể được vận chuyển vào lá từ rễ
qua mạch gỗ, theo dịng thốt hơi nước
8
5/7/22


2.2.1. Cytokinin làm chậm q trình già
hóa
• Để kiểm tra vai trò của cytokinin trong điều biến sự bắt đầu
quá trình già của lá, các cây thuốc lá đã được chuyển dạng
gen qi dị ( chimeric gene) trong đó trình tự đặt đặc hiệu già
đã được sử dụng để khởi động sự biểu hiện của gen IPT
( Gan và Amasino, 1995). Các cây chuyển đổi hình dạng có

mức cytokinin kiểu hoang dã và phát triển bình thường cho
đến khi lá bắt đầu già.

9
5/7/22


2.2.1. Cytokinin làm chậm q trình già
hóa
Kết quả đó
giả định rằng
Cytokinin là
chất điều hịa
tự nhiên q
trình già của lá

Hình 2. Lá bắt đầu già trong cây thuốc lá chuyển gen chứa gen
sinh tổng hợp cytokinin, IPT, Gen IPT được biểu hiện trong phản
ứng đối với các tính hiệu cảm ứng sự già ( Gan và Amasino,
1995).
5/7/22

10


2.2.1.2 Cytokinin cùng Auxin điều biến
sự phát sinh hình thái trong ni cấy mơ
• Khơng lâu sau khi phát hiện ra kinetin, các nhà
nghiên cứu đã quan sát thấy rằng mô callus xuất
phát từ các đoạn tủy cây thuốc lá phân hóa thành

hoặc rễ, hoặc cành tùy thuộc vào tỷ lệ
Auxin/Cytokinin trong mơi trường ni cấy
• Theo thí nghiệm của Skoog và Miller 1965

5/7/22

11


2.2.1.2 Cytokinin cùng Auxin điều biến
sự phát sinh hình thái trong ni cấy mơ
-Auxin/cytokinin cao
 Hình thành rễ
-Auxin/cytokinin thấp
 Hình thành cành
-Auxin/cytokinin trung gian
 Chưa phân hóa
 Điều này có ý nghĩa thực tiễn lớn vì
bằng con đường đó có thể thu được số
lượng lớn các mơ vốn có chứa các chất
dược liệu, cũng như thu nhận được các
dòng sạch ( hậu thế di truyền đồng nhất) Hình 3. Điều hịa sinh trưởng và hình thành cơ quan
trong chọn giống để phục chế các giống trong mô callus ( Skoog và Miller 1965)
quý hiếm, chọn giống sạch bệnh, tạo
giống cây trồng mới
5/7/22

12

2.2.1.3 Cytokinin cảm ứng sinh trưởng
chồi bên và loại bỏ ưu thế đỉnh
 Một khi các yếu tố quyết định
hình dạng của cây là ưu thế đỉnh.
Thực vật với ưu thế đỉnh mạnh,
chẳng hạn như cây ngơ, có trục
sinh trưởng đơn cùng một ít cành
bên bắt đầu sinh trưởng như cây
bụi
 Mặc dù ưu thế đỉnh có thể được
xác định trước tiên bởi auxin các
nghiên cứu sinh lý cho thấy rằng
Cytokinin đóng vai trị khởi đầu
cho sự sinh trưởng của chồi
bên (hình 4)
5/7/22

Hình 4. Ảnh hưởng của kinetin đến sự phát
triển của chồi nách của cây đậu mò. Cây bị
cắt đỉnh phía trên chồi nách thứ hai
13


2.2.2.1. Vai trị của Cytokinin đến
chu trình tế bào
- Cùng với auxin, cytokinin điều hịa chu trình tế bào bằng cách điều hịa sự tổng hợp
của các enzyme chìa khóa liên quan (hình 5). Cytokinin và auxin khởi động sự tích của
các xyclin G1 và do đó xúc tiến sự chuyển tế bào vào chu trình mới .Cytokinin khởi động
tế bào chuyển vào pha M , chắc là nhờ sự hoạt hóa phosphatase có tác dụng loại bỏ
phosphorin hóa tirosin CDK ức chế (trên hình được chỉ rõ trong sự liên kết với CYCB

xyclin nguyên phân) (Theo Buchanan et al., 2002)

5/7/22

14


2.2.2.1. Cytokinin điều hòa sự phân
bào trong cành và rễ
(A), (B) Bên trái là cây hiểu hoang dã.
C
HaiĐã
câycóbên
phải
biểu
hiệnrằng,
quá
một
số đang
chứng
minh
mức
hai cấu
trúc
gen
cytokinin
cũng
đãkhác
đóngnhau
vai của

trị chìa
khóa trong đối
sự với
điềuCytokinin
biến phân
bào in
Arabidopsi
oxidase:
vitro . và AtCKX2. Sinh trưởng của
AtCKX1
cành
ức chếetmạnh
trong các
cây
TheobịWerner
al.., (2001)
,sự biểu
chuyển
gen.
hiện quá
mức của một số các gen
(C)
Mặt cắt
dọc qua
môcây
phân
sinhlá
cytokinin
oxydase
trong

thuốc
D
đỉnh
cành cytokinin
của cây nội
thuốc
làm giảm
sinhlávàkiểu
dẫn
hoang
dã;quả là sự phất triển của cành
đến hệ
bị chậm
lại nhiều
do giảm
thiểu tốc
(D)
Mặt các
dọc qua
mơ phân
sinhđộ
tăngcành
sinh của
trong
phânlá sinh
đỉnh
đỉnh
câymơ
thuốc
chuyển

cành.
ủnggen
hộ mạnh
gen
biểuĐiều
hiệnphát
qhiện
mứcđócủa
vốn
mẽhóa
nhận
xét cytokinin
sinh điều
mã
cytokinin
oxidase nội
(AtCKX1).
hịa sựthấy
phânsự
bàogiảm
in vitro.
Nhận
thiểu kích
Hình 6. Cytokinin cần cho sinh trưởng bình thường
thước của mô phân sinh đỉnh trong
của mô phân sinh đỉnh cành
15
cây thiếu Cytokinin

-

-

5/7/22


2.2.2.1. Cytokinin điều hịa sự phân
bào trong cành và rễ
-Chính sự biểu hiên
quá mức của cytokinin
oxydase trong cây
thuốc lá dẫn tới một sự
gia tăng sinh trưởng
của rễ trước hết tăng
kích thước của mơ
phân sinh đỉnh rễ. Vì
rằng rễ là nguồn lớn
cung cấp cytokinin

Hình 7. Cytokinin loại sinh trưởng của rễ. AtCKX1 thiếu
Cytokinin có rễ ( phải) lớn hơn so với rễ của cây thuốc lá
kiểu hoang dã ( trái)

Kết quả đó có thể chỉ ra các vai trị ngược nhau của sự điều hịa
tăng sinh tế bào trong các mơ phân sinh rễ và mô phân sinh cành .
16

5/7/22

2.2.3 Một số vai trò khác của Cytokinin

 Cytokinin khởi động sự vận động của các chất dinh dưỡng
 Ảnh hưởng của Cytokinin đến dãn dài tế bào
 Cytokinin khởi động sự phát triển của các bào quan
 Cytokinin truyền tính hiệu ở thực vật
 Hiệu ứng của cytokinin đến phiên mã ( biểu hiện gen)

5/7/22

17


2.3 Ứng dụng trong sản xuất nông
nghiệp
2.3. Ứng dụng trong sản xuất nông nghiệp
2.3.1 Sử dụng Auxin và Cytokinin để điều kiển sự phát
sinh cơ quan ( rễ, chồi ) trong nuôi cấy mô
2.3.2. Ứng dụng của cytokinin vào trẻ hóa cây- kích
thích sự phát triển của cành
2.3.3. Làm chậm q trình già hóa
2.3.4. Một số ứng dụng khác của Cytokinin
2.3.5. Một số loại Cytokinin trên thị trường

18
5/7/22


2.3.1. Sử dụng Auxin và Cytokinin để
điều kiển sự phát sinh cơ quan ( rễ,

chồi) trong nuôi cấy mô
Tương quan giữa Auxin/Kinetin điều hịa sự phát sinh hình thái của mơ
Callus thành cây như trong hình:

Hình 8. Ảnh hưởng của Auxon và Kinetin đến sự hình thành chồi ở mơ callus
*Thông thường để nhân nhanh in vitro, trong giai đoạn đầu cần phải điều
khiển mô nuôi cấy phát sinh thật nhiều chồi để tăng hệ số nhân. Vì vậy
người ta tăng nồng độ xytokinin trong môi trường nuôi cấy . Để tạo cây
hoàn chỉnh đưa ra đất người ta tách chồi và cấy vào mơi trường ra rễ
trong đó hàm lượng auxin được tăng lên.
5/7/22

19


2.3.2. Ứng dụng của Cytokinin vào trẻ
hóa cây- kích thích sự phát triển cành
• Dựa trên mối quan hệ của các loại hormone
thực vật Cytokinin-Auxin-Gibberellin, đặc biệt
là vai trò ứng sinh trưởng của chồi bên và loại
bỏ ưu thế đỉnh của Cytokinin

20
5/7/22


2.3.2. Ứng dụng của Cytokinin vào trẻ
hóa cây- kích thích sự phát triển cành

Như vậy, nếu chúng ta để cho một cái cây nó phát triển bình thường,

tự vận động, thì Cytokinin sẽ khơng đủ nồng độ để đối nghịch lại với Auxin,
khơng thể kích thích các chồi bên phía trên được, cho nên chúng ta sẽ có
bước tác động để hổ trợ cho cây thông qua cơ chế cắt cành đặt biệt ứng
dụng trên những cây có múi.
21
5/7/22


2.3.2. Ứng dụng của Cytokinin vào trẻ
hóa cây- kích thích sự phát triển cành

*Phương pháp

AUXIN

CYTOKININ
22

5/7/22


2.3.2. Ứng dụng của Cytokinin vào trẻ
hóa cây- kích thích sự phát triển cành

Sự đối nghịch giữa Gibberellin và Cytokinin:
Trái ngược nhau trong sự phát triển của thực vật
Cytokinin ngăn chặn sản xuất Gibberellin
Gibberellin ức chế phản ứng Cytokininin
 Chính vì vậy để phương pháp cắt cành đạt hiệu
quả cao nhất thì các hộ nơng dân phải biết ứng

dụng hiệu quả vai trò của cả 3 loại hormon này
23
5/7/22


2.3.2. Ứng dụng của Cytokinin vào trẻ
hóa cây- kích thích sự phát triển cành

24
5/7/22


2.3.3. Làm chậm q trình già hóa
Cytokinin có khả năng kìm hãm sự già hóa của các cơ quan cịn
ngun vẹn dựa trên sự duy trì hàm lượng protein, axit nucleic và
chlorophin. Chức năng này được ứng dụng mạnh mẽ trong hạt,hoa
quả, rau sau thu hoạch .Người ta thường sử dụng loại Cytokinin
( 6-BA) để phun trực tiếp lên rau xanh:

 Rau cải bắp ( Brassica): Phun BA với
nồng độ 20 - 40ppm giữ cho rau tiếp
tục xanh tươi them vài ngày, có thể 2-3
tuần
 Rau xà lách ( Lautuca Sativa) có thể
xanh tươi trong 3-5 ngày, nếu được
phun BA với nồng độ 2,5 – 10 ppm
 Súp lơ ( Brassica oleracea ) có thể giữ
nguyên màu xanh đến 15 ngày nếu
được phun BA 10ppm và ở nhiệt độ bảo
quản khoảng 9 -10oC

5/7/22

25