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

B2101143
B2101186
B2101192
B2101211
B2108035

Nhóm 1
Nguyễn Thị Ánh Hậu
Huỳnh Thu Quyên
Nguyễn Lê Diễm Thuý
Nguyễn Hồng Yến
Trang Khương Duy

1
2
1


1. Đặt vấn đề

Cùng với các hợp chất hữu cơ cấu tạo và cung cấp năng lượng cho mọi hoạt động
sống của thực vật thì các chất có hoạt tính sinh lý cũng có vai trị quan trọng. Trong
đó, hocmon sinh trưởng nói chung và cytokinin nói riêng ảnh hưởng rất lớn đến q

trình điều hịa sinh trưởng và phát triển của cây, đảm bảo mối quan hệ hài hòa giữa
các cơ quan, bộ phận trong cơ thể. Nó có nhiều ứng dụng đã và đang áp dụng trong
sản xuất, đem lại hiệu quả kinh tế cao.
Để có thể ứng dụng hiệu quả Cytokinin vào sản xuất nông nghiệp, hôm nay nhóm
chúng tơi xin được trả lời câu hỏi: Vai trị chức năng và những ứng dụng hữu ích của
cytokinin trong sản xuất nông nghiệp.
2. Nội dung
2.1. Giới thiệu chung

-Cytokinin -CYT, từ chữ cytokinesis có nghĩa là sự phân chia tế bào
- Cytokinin là một nhóm hormone nội sinh
- Bằng chứng đầu tiên của một CYT thực vật tự nhiên được tìm thấy vào năm 1963
bởi Letham và Miller ở dạng kết tinh từ hạt ngô gọi là zeatin
- Vị trí sinh tổng hợp chính của cytokinin thường ở trong các mơ có hoạt động phân
sinh mạnh. Đỉnh rễ và trong các hạt đang phát triển là vị trí chủ yếu của sự tạo
hormone này. Từ đó các cytokinin được vân chuyển trong cây qua các mô mạch theo
hướng ngọn đến thân chồi.
- Ngày nay, dường như đã chứng minh rằng CYT hiện diện trên tất cả thực vật bậc
cao và có một vai trị quan trọng trong sự điều tiết sự phân bào cũng như trong một
vài quá trình phát triển khác. Matsubara (1990) đã tổng kết hơn 200 cytokinin tự
nhiên và tổng hợp về hoạt tính sinh học và hóa học . Là dẫn xuất của Adenin, được
định nghĩa là những chất hố học có hoạt tính giống với trans-zeatin. Có 2 loại
cytokinin là cytokinin tự nhiên ( Zeatin, IPA..) và cytokinin tổng hợp ( Kinetin, BAP,
TDZ..)

2


2.2. Vai

trò
sinh
lý
Mặc
dù

được phát hiện như là tác nhân phân chia tế bào, các cytokinin có thể kích thích hoặc
ức chế nhiều các q trình sinh lý, hóa sinh, trao đổi chất phát triển của thực vật và
ngày càng rõ rang rằng các cytokinin nội sinh đóng vai trị quan trọng trong sự điều
biến các chức năng hoạt động sống ấy trong cây nguyên vẹn.
Chúng ta sẽ tìm hiểu một số hiệu ứng khác nhau của cytokinin đối với các quá trình
sinh trưởng và phát triển thực vật ở các cấp độ khác nhau, bắt đầu từ cấp độ cơ thể
đến tế bào và cuối cùng là cấp độ phân tử, bao gồm biểu hiện gen và truyền tính hiệu.
2.2.1.
2.2.1.1.

Vai trị của Cytokinin ở cấp độ cơ thể
Cytokinin làm chậm quá trình già

Tác dụng sinh lý đặc trưng nhất của Cytokinin là hoạt hóa sự phân chia tế bào. Hiệu
quả này có được là do nó kích thích sự tổng hợp AND, ARN trong tế bào. Thông qua
cơ chế di truyền Cytokinin tác đơng lên q trình sinh tổng hợp protein, từ đó ảnh
hưởng đến sự tổng hợp enzyme cần thiết cho sự phân chia và sinh tưởng của tế bào.
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.

3

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.
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 dòng thoát hơi nước ( Noodens et al., 1990)
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 quái 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.
Tuy nhiên, khi lá đã nhiều tuổi, trình tự khởi đầu đặc hiệu già đã được hoạt hóa kích
động sự biểu hiện của gen IPT bên trong các tế bào là đúng vào lúc lá bắt đầu già.
Kết quả là gia tăng lượng Cytokinin. Điều đó khơng chỉ phong tỏa sự giá mà cịn hạn
chế sự biểu hiện tiếp của gane IPT có tác dụng ngăn chặn sự sản xuất quá mức
Cytokinin ( hình). Kết quả đó giả định rằng Cytokinin là chất điều hịa tự nhiên quá

trình già của lá
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).
2.2.1.2. Cytokinin cùng Auxin điều biến sự phát sinh hình thái trong nuôi cấy mô

Không 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 môi trường nuôi cấy:
4

Khi tỉ lệ Auxin/Cytokinin cao, tức là lượng Auxin lớn hơn nhiều lần lượng Cytokinin,
sự hình thành rễ được kích thích,
Khi tỉ lệ Auxin/Cytokinin thấp,…., cảm ứng sự hình thành cành
Tại các mức trung gian, mô sinh trưởng như là các callus chưa phân hóa ( theo Skoog
và Miller)

Hình . Điều hịa sinh trưởng và hình thành cơ quan trong mơ callus ( Skoog và Miller
1965)
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) trong chọn giống để phục chế các giống quý hiếm, chọn
giống sạch bệnh, tạo giống cây trồng mới.
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 trò khởi đầu cho sự sinh trưởng của chồi bên.( Hình
4) Ví dụ: áp dụng trực tiếp các Cytokinin cho các chồi nách của nhiều lồi cây kích
thích sự phân bào và sinh trưởng của các chồi bên. Kiểu hình của các thể đột biến sản
xuất quá mức cytokinin là phù hợp với kết quả đó. Cây thuốc lá hoang dã thể hiện
tính ưu thế đỉnh rất mạnh trong phát triển sinh dưỡng và các chồi bên của các thể đột
biến sản xuất quá mức cytokinin sinh trưỡng mãnh liệt, phát triển thành các cành vốn
5


cạnh tranh với cành chính. Kết quả là các cây sản xuất quá mức Cytokinin có xu

hướng phát triển thành cây bụi.
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
(A) Cây đối chứng: tất cả các chồi phát triển với mức ức chế nhẹ của chồi trên đối

với chồi dưới
(B) Cây được tiêm 50g Kinetin (K) tại phía dưới chồi thứ hai: kinetin kích thihcs

2.2.2.
2.2.2.1.

sự phát triển của chồi trên làm gia tăng sự ức chế đối với chồi dưới;
(C) Tiêm Kinetin vào điểm bên dưới chồi thứ nhất: trạng thái ngủ bị loại bỏ hồn
tồn
Vai trị của cytokinin ở cấp độ tế bào
Vai trị của cytokinin đến chu trình tế bào

6


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)
Hình 5. Hormon thực vật và sự kiểm sốt chu trình tế bào
2.2.2.2.

Cytokinin điều hịa sự phân bào trong cành và rễ

Như đã biết, nói chung cytokinin cần cho phân bào của các tế bào in vitro .Đã có
một số chứng minh rằng, cytokinin cũng đã đóng vai trị chìa khóa trong sự điều
biến phân bào in vitro .
Theo Werner et al.., (2001) ,sự biểu hiện quá mức của một số các gen cytokinin
oxydase trong cây thuốc lá làm giảm cytokinin nội sinh và dẫn đến hệ quả là sự
phất triển của cành bị chậm lại nhiều do giảm thiểu tốc độ tăng sinh trong mô phân
sinh đỉnh cành. Điều phát hiện đó ủng hộ mạnh mẽ nhận xét cytokinin nội sinh điều
hòa sự phân bào in vitro.
C

D
7


Hình 6. Cytokinin cần cho sinh trưởng bình thường của mô phân sinh đỉnh
cành
(A), (B) Các cây thuốc lá biểu hiện gen đối với Cytokinin oxydose. Bên trái là cây
hiểu hoang dã. Hai cây bên phải đang biểu hiện quá mức hai cấu trúc khác nhau của
gen Arabidopsis đối với Cytokinin oxidase: AtCKX1 và AtCKX2. Sinh trưởng của
cành bị ức chế mạnh trong các cây chuyển gen.
(C) Mặt cắt dọc qua mô phân sinh đỉnh cành của cây thuốc lá kiểu hoang dã;
(D) Mặt các dọc qua mô phân sinh đỉnh cành của cây thuốc lá chuyển gen biểu hiện
quá mức của gen vốn mã hóa cytokinin oxidase (AtCKX1). Nhận thấy sự giảm thiểu
kích thước của mơ phân sinh đỉnh trong cây thiếu Cytokinin ( Từ Werner et al., 2001)
Thật ngạc nhiên , 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 , kết quả đó có thể chỉ ra
các vai trò ngược nhau của sự điều hịa tăng sinh tế bào trong các mơ phân sinh rễ và

mơ phân sinh cành .

Hình 7. Cytokinin loija sinh trưởng của rễ. AtCKX1 thiếu Cytokinin có rễ ( phải) lớn
hơn so với rễ của cây thuốc lá kiểu hoang dã ( trái) ( Từ Werner et al., 2001)
2.2.3. Một

2.2.3.1.

số vai trò khác của Cytokinin

Ảnh hưởng của cytokinin đến sinh trưỡng dãn dài của tế bào
8


Hiệu ứng của cytokinin đến sinh trưởng dãn dài của tế bào đã được nghiên
cứu tốt trong lá và lá mầm.Trong hầu hết các chứng minh rõ ràng về tác động của
cytokinin đối với sinh trưởng dãn dài của tế bào trong các lá mầm thực vật hai lá
mầm . Chẳng như lá của cây rau cải ( Brassica) , dưa chuột (Cucumis sativus ) và
hướng dương (Helyanthus annuus) . lá mầm của các lồi cây đó dãn ra là kết quả
của quá trình sinh dưỡng dãn dài của tế bào khi cây mầm sinh trưởng . Xử lí
cytokinin đã khởi động sự dãn thêm của tế bào mà không thèm theo sự gia tăng khối
lượng khô của các lá mầm được xử lí .Khi cây mầm mọc ngồi ánh sáng lá mầm dãn
mạnh hơn nhiều so với cây mầm ở trong tối vad cytokinin khởi động sinh trưởng
của lá mầm trong cả hai trường hợp khi cây mọc mầm ở ngoài sáng cũng như trong
tối . Giống như trường hợp với auxin ,sự dãn được của cytokinin cảm ứng của các lá
mầm cây rau củ liên kết với sự gia tăng độ giản cơ học của các vách tế bào .Tuy
nhiên sự long vách do cytokinin cảm ứng không kèm theo sự gia tăng bơm proton .
Không phải auxin cũng không phải gibberellin khởi động sự dãn tế bào trong các lá
mầm ( Lincoln et al. 2006)

Hình 8. Ảnh hưởng cua Cytokinin đối với sự dãn của các lá mầm cây cải củ
Thực nghiệm này cho thấy hiệu ứng của ánh sáng và cytokinin bổ trợ. T 0 giới
thiệu các câu mầm cải củ đang nảy mần trước khi thực nghiệm bắt đầu. Các lá mầm
được ủ 3 ngày (T3) hoặc trong tối, hoặc ngồi sáng có hoặc khơng xử lý 2,5 mM
zeatin. Trong cả hai điều kiện ánh sáng và bóng tối, các mầm được xử lý cytokinin
dãn mạnh hơn so với đối chứng ( Huff và Ross, 1975)
2.2.3.2.

Cytokinin khởi động sự phát triển của các bào quan

Vai trò điều hòa sự phát triển của các bào quan đã được nghiên cứu tốt với lục lạp
bào quan đặc hiệu của cây xanh .Mặc dù hạt có thể nảy mầm trong tối , hình thái
9


của cây non mọc trong tối khác biệt rất nhiều so với hình thái của cây mọc ngồi
sáng .
Cây mọc trong tối còn gọi là cây úa vàng (etoileted) trụ dưới lá mầm và lóng của cây
mầm úa vàng dãn dài hơn , các lá mầm và các lá không dãn và các lục lạp không
trưởng thành . Thay vào quá trình phát triển của các lục lạp , các tiền lạp của cây
mọc mầm trong tối phát triển thành lạp vàng úa (lạp thể ớm ), vốn không thể tổng
hợp diệp lục hoặc hầu hết các enzym và protein cấu trúc cần cho sự hình thành hệ
thống thilacoit lục lạp và bộ máy quang họp.Khi các cây mầm nảy mầm ngoài sáng
các lục lạp trưởng thành trực tiếp từ tiền lạp đã hiện diện trong phôi , nhưng các lạp
úa vàng cũng có thể phát triển thành lục lạp khi cây úa vàng được chiếu sáng .
Nếu các lá úa vàng được xử lí cytokinin trước khi chiếu sáng chung tạo nên lục lạp
với cấu trúc grana phát triển diệp lục và các enzym quang hợp được tổng hợp nhanh
khi chiếu sáng . Các kết quả ấy giả định rằng cytokinin cùng với các tác nhân khác
như ánh sáng sinh dưỡng và phát triển , điều hịa q trình sinh tổng hợp các sắc tố
quang hợp và protein. Khả năng của cytokinin ngoại sinh gia tăng sự mất màu vàng

úa của các cây mầm mọc trong tối đã được các đột biến xác định bắt chước dẫn đến
sự sản xuất quá mức cytokinin .
Hiệu ứng của cytokinin đến phiên mã ( biểu hiện gen)
a/ Thụ quan của cytokinin được nhận biết có liên quan với thụ quan hai thành
2.2.3.3.

phần của vi khuẩn:
- Đầu tiên về bản chất thụ quan cytokinin được tìm ra từ sự phát hiện gen CKI1.
- Các tế bào thực vật địi hỏi cần phải có cytokinin để tiến hành phân chia trong môi
trường nuôi cấy.
- Cytokinins xảy ra như là một hình thức ràng buộc trong tRNA của hầu hết các sinh
vật. Tuy nhiên, khi có CKI1 thì tế bào vẫn có khả năng phát triển, phân chia trong
môi trường nuôi cấy mà không cần có thêm cytokinin.
-

CKI 1 mã hóa protein theo trình tự như sensor histidine kinase gồm 2 thành phần của
vi khuẩn, thụ quan thường gặp ở tế bào nhân sơ.

-

Hệ thống điều hòa gồm 2 thành phần của vi khuẩn gián tiếp tạo sự đáp ứng lại kích
thích của mơi trường, điều hịa áp suất thẩm thấu, hướng hóa.

•

Ở hệ thống này có 2 yếu tố chức năng:
Sensor histidine kinase: tín hiệu vào (input), tín hiệu truyền (histidine kinase) –
nơi gắn kết tín hiệu và chuyển đến response regulator.
10

•

Response regulator : chỗ nhận (receiver), tín hiệu ra (output) – hoạt động của
nó được điều hịa qua sự phosphoryl hóa gây ra do sensor histidine kinase

Sensor

o

histidine kinase là một phân tử protein xuyên màng chứa 2 phần khác nhau : Tín
hiệu vào (input)
•

Histidine kinase (transmitter)
- Phần input là phần thu nhận tín hiệu, điều hịa hoạt động của phần histidine kinase
- Phần histidine kinase là nơi gắn gốc phosphat khi sự phosphoryl hóa xảy ra
- Gốc phosphat tiếp theo được chuyển đến phần aspatate trong vùng nhận (receiver
domain) của gen điều chỉnh đáp ứng (response regulator)
- Hầu hết response regulator chứa phần tín hiệu ra (output) hoạt động như nhân tố gây
ra q trình phiên mã.
Ngồi gen CKI1,cịn có các gen có khả năng mã hóa thụ quan cho cytokinin như:
CRE1, SLN1,CRE1, AHK2 và AHK3.
b/ Cytokinin làm tăng nhanh biểu hiện của gen response regulator :

-

Cytokinin có tác động làm thay đổi sự biểu hiện của nhiều gen khác nhau.
Bộ gen đầu tiên được điều hòa đáp ứng lại cytokinin là bộ gen ARR (Arabidopsis
response regulator)

11


Những gen này tương đồng với vùng nhận (receiver domain) của gen điều hòa đáp

-

ứng (response regulator) gồm 2 thành phần của vi khuẩn, đích tác động của sensor
histidine kinase
ARR5 (một trong những loại gen – A ARR) biểu hiện chủ yếu trong mô phân sinh

-

ngọn của chồi và rễ, phù hợp với vai trò điều hòa sự sinh sản tế bào – là tác dụng
quan trọng của cytokinin.

2.2.3.4. Cytokinin truyền tính hiệu trong thực vật
-

Cytokinin liên kết với thụ quan CRE1 và bắt đầu phosphoryl hóa và hoạt hóa một bộ
phận của protein loại – B ARR

-

Sự hoạt hóa protein loại – B ARR (nhân tố phiên mã) dẫn đến sự phiên mã gen loại –
A ARR

-

Protein loại – A có khả năng bị phosphoryl hóa trong sự đáp ứng cytokinin, cùng với

protein loại – B , chúng tương tác với những mục tiêu khác gián tiếp thay đổi chức
năng tế bào.
- Loại – A ARR có thể ức chế sự biểu hiện của chính nó bởi một cơ chế nào đó, có thể
là mối liên hệ ngược âm tính.


1

Chương trình hoạt động của Cytokinin gồm các bước sau:
Cytokinin liên kết với phần chase domain của CRE1.
Hai hybird sesor kinase ( AHK2 và AHK3) chứa chasedomain cũng có khả năng hoạt
động như thụ quan cytokinin trong Arabidopsis.
2. Cytokinin liên kết với thụ quan hoạt hóa hoạt động của histidine kinase, gốc
phosphat được chuyển đến phần aspartate (D)
12


3. Gốc phosphat lại được chuyển đến gắn vào phần histidine của protein AHP
4. Sự phosphoryl hóa làm cho protein AHP di chuyển gắn vào nhân. Tại đó nó sẽ
chuyển gốc phosphat đến đến phần aspartate định vị trong phạm vi nhận của loại –B
ARR
5. Sự phosphoryl hóa loại – B ARR hoạt hóa phần tín hiệu ra (output) để kích thích
sự phiên mã gen hoạt hóa loại – A ARRs.
6. Loại – A ARRs cũng bị phosphoryl hóa bởi AHP protein
7. Loại – A ARRs bị phosphoryl hóa tương tác với cơ quan phản ứng khác điều khiển
sự thay đổi chức năng tế bào thích ứng với cytokinin.

2.3. Ứng dụng trong sản xuất nông nghiệp

13

Sử dụng auxin và cytokinin để điều khiển sự phát sinh cơ quan (rễ,
chồi) trong nuôi cấy mô
Sử dụng Kinetin và các hợp chất khác thuộc nhóm Cytokinin ( cùng với các chất
thuộc nhóm Auxin), chẳng hạn, như BA ( cùng với NNA và các Auxin khác) có thể
2.3.1.

điều hịa sự sinh trưởng và phát sinh hình thái của các mô cách ly trong công nghệ
nuôi cấy mô, tế bào ( hình). Điều đó có ý nghĩa thực tiễn lớn vì bằng con đường đó có
thể thua 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) trong chọng giống để phục chế các
giống quý hiếm, chọn giống sạch bệnh, tạo giống câu trồng mới. Trong nuôi cấy mô,
Cytokinin luôn đi kèm với Auxin. Tương quan Auxin/Kinetin điều hòa sự phát triển
(phát sinh hình thái) của mơ Callus thành cây như minh hoạ trong hình
Hình 8. Ảnh hưởng của Auxon và Kinetin đến sự hình thành chồi ở mơ
callus
Nếu thêm xitơkinin cùng với auxin thì tế bào phân chia.
- Chỉ riêng xitơkinin thì mô không sinh trưởng. Tỉ lệ của xitôkinin với auxin có tác
dụng điều hịa sự phân hóa tế bào.
+ Khi nồng độ của 2 hoocmơn này ở mức nào đó, khối tế bào tiếp tục sinh trưởng
nhưng nó vẫn là một cụm tế bào khơng phân hóa gọi là mơ sẹo.
+ Nếu mức xitôkinin nhỏ hơn nhiều so với auxin thì rễ hình thành.
+ Nếu mức xitơkinin nhiều hơn auxin, các mầm chồi sẽ phát triển từ mô sẹo.
→ Xitôkinin hoạt hóa sự phân hóa phát sinh chồi thêm trong ni cấy mơ callus dựa
vào tác động kích thích phân bào làm tăng số lượng tế bào.
*Thông thường để nhân nhanh invitro, 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 mơi trường ni cấy . Để tạo cây hồn chỉnh đưa ra đất người ta tách
chồi và cấy vào môi trường ra rễ trong đó hàm lượng auxin được tăng lên.

14


Ứng dụng của cytokinin vào Trẻ hóa cây- kích thích sự phát triển cành ( cắt
cành, tạo tán trên cây có múi)

2.3.2.

Ứng dụng này dựa trên mối quan hệ của các loại hormone thực vật và vai trò cảm
ứng sinh trưởng chồi bên và loại bỏ ưu thế đỉnh của Cytokinin. Mối liên hệ giữa giữa
Cytokinin với Auxin và Gibberellin
-Auxin và Cytokinin: Auxin được tổng hợp ở những phần non trên ngọn và
di chuyển từ trên thân, lá xuống rễ. Do đó càng xa chồi non thì nồng độ Auxin càng
thấp, như vậy thì nó chỉ có khả năng ức chế sự hình thầy chồi bên ở những phần gần
ở trên ngọn, tại nơi mà nồng độ Auxin cao. Ngược lại với Cytokinin được tổng hợp ở
rễ và được di chuyển từ dưới lên, và Cytokinin sẽ là yếu tố kích thích hình thành chồi
bên, nhưng nồng độ cytokinin ở gần gốc thì sẽ hơn.

Hình. Tương quan của Auxin và Cytokinin
Như vậy nếu chúng ta để cho một cái cây nó phát triển bình thường, tự vận
động, thì Cytokinin sẽ không 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.

15


Các cây có múi người ta sẽ tiến hành trẻ hóa sau khi thu hoạch được nhiều
năm, người ta sẽ đơn tán xuống cịn khoảng 1-2m ở gần vị trí gốc, rồi sau đó cây sẽ

bung cành rất mạnh đó là do tác động của nồng độ auxin-cytokinin. Vì đây là những

-

chất điều hòa sinh trưởng nên phải phối hợp đồng bộ với các chất dinh dưỡng mới tạo
được sự phát triển cho cây được
Sư liên quan tiếp theo đó là Sự đối nghịch giữa Gibberellin và Cytokinin: Trái ngược
nhau trong sự phát triển của thực vật
+ Cytokinin ngăn chặn sản xuất Gibberellin ( có nghĩa là khi nơng độ cytokinin cao
thì gibberellin sẽ khơng kích thích giản dài tế bào được)
+Gibberellin ức chế phản ứng Cytokininin
Chính vì vậy để phương pháp cắt cành, đôn tán để đạt hiểu quả cao nhất thì các
hộ nơng dân trồng cây ăn trái phải biết ứng dụng hiệu quả vai trò của 3 loại hormone
( hình)

16


Cơ chế: Nồng độ Auxin cao nên có ưu thế đỉnh, cây trồng bị ức chế không ra chồi
bên được nên tiến hành cắt cành đối với cây có múi và nang, cắt cành tức là loại bỏ
ưu thế ngọn của Auxin, những ngọn nơi có nồng độ Auxin cao, khơng cịn ức chế
chồi bên nữa thì chồi bên sẽ hình thành, khi này thì Cytokinin chiếm ưu thế cao;
nhưng Cytokinin nồng độ cao sẽ ức chế hoạt động của Gibberellin, cho nên là sau khi
Cytokinin hoạt động hình thành được rất nhiều chồi, những chồi nhiều quá cây sẽ ra
khơng đồng loạt. Nên sau khi các chồi này hình thành cịn nhỏ, để kéo chồi thì chúng
ta sẽ cung cấp Gibberellin sau khi việc cắt cành và nhú cành được hình thành. Đây là
một số bước cơ bản được ứng dụng trong việc trẻ hóa cây ở cây có múi thường được
các hộ nhà vườn áp dụng
Ngoài ra, người ta còn sử dụng chức năng ứng dụng chồi bên vào sự phân hóa chồi
của Chè, hoa hồng, giúp tăng năng xuất và sản lượng thu hoạch

2.3.3.

Làm chậm quá trình già hóa

Như chúng ta đã đề cặp ở phần trên 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
- Đối với các loại hạt. Có thể sử dụng cytokinin để làm chậm q trình già hóa của hạt

lúa mì, lúa ( Licholat, 1981)
Xytokinin có thể làm chậm q trình già, giữ cho rau xanh tươi lâu hơn sau khi thu
hái. Người ta thường sử dụng loại Cytokinin ( 6-BA) để phun trực tiếp lên rau xanh
- Rau cải bắp ( Brassica): Phun benzyl adenin (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
- Cần tây ( Apium Graveolens) có thể giữ được phẩm chất tốt đến khoảng 20 ngày, nếu
được phun dung dịch BA với nồng độ 10 ppm, có thể bảo quan lâu hơn, thậm chí
đến 40 ngày nếu như vừa xũa lý BA, vừa được bảo quản ở nhiệt độ 4oC
- Ở Mỹ người ta sử dụng phối hợp dung dịch 10 ppm BA và 50 ppm 2,4D và bảo quản
ở 90C thì sau 28 ngày xúp lơ còn giữ nguyên màu xanh
2.3.4.
Một số vai trị khác của Cytokinin
2.3.4.1.
Cytokinin chuyển dịch giới tính, tạo hoa cái ở thực vật
Nếu người ta tách phôi rồi nuôi cấy trong môi trường nhân tạo và trong môi trường

chỉ bổ sung GA thì có 95 - 100% là hoa đực . Cịn nếu chỉ có cytokinin thì 95 100% là hoa cái (Licholat 1983) . Trên các cây họ Bầu bí như bí ngơ, bí đao, mướp,
dưa lê, dưa chuột, dưa hấu … là hoa đơn tính, hoặc đực hoặc cái lại cùng cây, nên
17


người ta tác dụng hocmon cho những cây hoa đực trồng gần hoa cái để có thể “ nảy
sinh tình cảm” nhờ gió hoặc cơn trùng…khơng cần phải “ép dun” thủ công như
thời gian trước. Điều này vừa đỡ mất thời gian, vừa ít tốn cơng sức, và quả lại nhiều
nên mang lại lợi ích lớn cho bà con nơng dân.
Cytokinin phá ngủ, tăng tỷ lệ hạt nảy mần của chồi, hạt
Có thể sử dụng các hợp chất nhóm cytokinin trong việc ngắt thời kỳ ngủ của chồi và
hạt ở một số cây gỗ. Cytokinin tăng tỷ lệ nảy mầm của hạt do bảo quản lâu ở một số
cây trồng (Kulaeve O.H., 1981)

2.3.4.2.

Cytokinin tăng tính chống chịu mơi trường bất lợi
Cytokinin có thể được dùng để gia tăng tính chống chịu môi trường bất lợi như nhiệt
độ cao, rét, mặn (Moore, 1979).

2.3.4.3.

2.3.5.

Một số loại Cytokinin trên thị trường

*Trên thị trường có nhiều loại sản phẩm của cytokinin khá là đa dạng và chun
tính, mỗi một loại chỉ có một vài tác động rõ rệt: Ví dụ như
+ Zeatin, Dihydrozeatin, IPA : ứng dụng trong nuôi cấy mô
+ 6-BA : Trong bảo quản sau thu hoạch

+ DA6: Phát triển rễ và giải độc
3. Kết luận

Citokinin có vai trị rất quan trọng đối với thực vật trong quá trình sinh trưởng và
phát triển của thực vật. nâng cao năng suất và chất lượng cây trồng đem lại giá trị
kinh tế cho người nông dân Sự hiểu biết về các hooc môn thực vật đã được con người
nghiên cứu từ khá lâu, tuy nhiên tác dụng của chúng vẫn chưa được hiểu rõ hết và
cần có các hướng nghiên cứu mới về tác dụng của các chất kích thích sinh trưởng
này.
4. Thảo luận

Tuy nhiên thực tế thì nhiều người chạy theo lợi nhuận mà lạm dụng quá mức chất
kích thích sinh trưởng hoặc tình trạng nhập lậu từ Trung Quốc khơng rõ nguồn gốc
gây ảnh hưởng rất lớn đến sức khỏe người tiêu dùng.
Vấn đề đặt ra: Phải sử dụng như thế nào? Phối họp ra sao? Chú ý những điểm gì để
đạt kết quả cao nhất..là cả một quá trình tìm hiểu và áp dụng.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
18


-

-

Lê Văn Hịa, Nguyễn Bảo Tồn (2004) . Giáo trình Sinh Lý Thưc Vật, Trường Đại
học Cần Thơ, Cần Thơ
Nguyễn Như Khanh, Nguyễn Văn Đính. Giáo trình Các Chất Điều Hòa Sinh
Trưởng Thực Vật, NXB Giáo dục Việt Nam
Kỹ thuật Nơng Nghiệp Mekongagri. DA6 - chất điều hịa sinh trưởng | Hormon
thực vật Cytokinin | Phân hóa chồi bên < />v=Er9KN_FDdDk&t=1129s>

/>Tomáš Werner, Václav Motyka, Miroslav Strnad, and Thomas Schmülling (2001):
Regulation of plant growth by cytokinin
/>---HẾT---

19