ẢNH HƯỞNG CỦA ROHEXADIONE CALCIUM LÊN HÀM LƯỢ NG GIBBERELLIN NỘI SINH TRONG CÂY VÀ CHIÊU DÀI TÊ BÀO LÓNG THÂN CÂY LÚA docx

Thông tin Khoa học


ðại học An Giang
Số 30
, 09/2007


2

ẢNH HƯỞNG CỦA PROHEXADIONE CALCIUM
LÊN HÀM LƯỢNG GIBBERELLIN NỘI SINH TRONG CÂY
VÀ CHIỀU DÀI TẾ BÀO LÓNG THÂN CÂY LÚA

Ths. Võ Thị Xuân Tuyền
1
, TS. Nguyễn Minh Chơn
2
và PGS. TS. Lê Văn Hòa
3

TÓM TẮT
Phân tích hàm lượng gibberellin nội sinh trong cây lúa cho thấy prohexadione calcium ức chế quá trình sinh
tổng hợp gibberellin, ñặc biệt là ở giai ñoạn lúa trổ. Sự ức chế của prohexadione calcium lên sinh tổng hợp
gibberellin có tác dụng làm giảm chiều dài tế bào của lóng thân, chiều cao cây và làm tăng khả năng kháng ñổ ngã
trên lúa.
ABSTRACT
Analysis of endogenous gibberellin content in rice plant showed that prohexadione calcium inhibited gibberellin
biosynthesis, especially at the blooming stage. The inhibition of prohexadione calcium on gibberellin biosynthesis
led to reducing the cell length of internodes, plant height and increasing the ability of lodging resistance in rice.
Key words: gibberellin, lodging, prohexadione calcium, rice

1. ðẶT VẤN ðỀ
Giống lúa ST1 là giống cao cây, chiều cao trung bình 103 – 122 cm nên dễ ñổ ngã (Hồ Quang Cua,
2000). Do ñó, giống lúa này ñược chọn ñể khảo sát ảnh hưởng prohexadione calcium (Pro-Ca) lên chiều
cao. Xử lý prohexadione calcium (Pro-Ca) ở thời ñiểm 5 – 10 ngày trước trổ (65 ngày sau khi gieo) hoặc
xử lý 2 lần ở 5 ngày sau tượng ñòng (50 ngày sau khi gieo) và 5 – 10 ngày trước trổ cho thấy có tác dụng
làm giảm chiều cao cây. Chiều cao cây giảm có thể là do Pro-Ca tác ñộng ức chế lên sự hình thành
gibberellin nội sinh trong cây, làm giảm sự vươn dài lóng thân. ðể làm rõ tác ñộng của Pro-Ca lên chiều
cao cây, ảnh hưởng của nó lên hàm lượng gibberellin nội sinh trong cây và chiều dài tế bào lóng thân cây
lúa ñã ñược khảo sát.
2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Thí nghiệm ñược thực hiện tại Khoa Nông nghiệp và
Sinh học Ứng dụng, ðại học Cần Thơ. Lúa ñược trồng
trong chậu ñể lấy mẫu quan sát kích thước của tế bào lóng
thân và ño hàm lượng gibberellin nội sinh trong cây ở thời
ñiểm 10 ngày sau khi xử lý Pro-Ca.
Thí nghiệm bố trí theo kiểu hoàn toàn ngẫu nhiên với 3
lần lặp lại và 4 nghiệm thức gồm:
P0: ñối chứng không xử lý Pro-Ca
P1: xử lý Pro-Ca (10 g ai/ha) ở 50 NSKG
P2: xử lý Pro-Ca (10 g ai/ha) ở 65 NSKG
P3: xử lý Pro-Ca (10 g ai/ha) 2 lần, ở 50 và 65 NSKG
(NSKG: Ngày sau khi gieo)
Qui trình ly trích gibberellin
Ly trích gibberellin ñược thực hiện theo các bước ở
Hình 1.
 Sắc ký trên giấy
Sử dụng giấy (sắc ký) Whatman số 1, cắt dọc theo
chiều di chuyển của dung môi. Chấm tất cả các dịch trích
vào giấy sắc ký và ñể khô hoàn toàn trước khi cho chạy
sắc ký.

Chuẩn bị dung môi sắc ký: isopropanol + ammoniac + nước cất (10:1:1). Cho giấy sắc ký ñã chuẩn bị
mẫu vào buồng sắc ký. Sau khi chạy sắc ký, lấy giấy sắc ký ra ñể khô và phun hỗn hợp ethanol-H
2
SO
4

(95:5), ñem sấy khô ở nhiệt ñộ 110
0
C.

1
Giảng viên BM Khoa học - Cây trồng, Khoa NN – TNTN, Trường ðại học An Giang. Email:
2
Phó trưởng BM Sinh lý Sinh hóa, Khoa Nông nghiệp & SHƯD, Trường ðại học Cần Thơ.
3
Trưởng BM Sinh lý Sinh hóa, Khoa Nông nghiệp & SHƯD, Trường ðại học Cần Thơ.
50 g mẫu chồi lúa tươi
Nghiền mẫu trong Nitơ lỏng
Methanol 80%
Ly tâm ở 4
0
C, 3000 rpm, trong 10 phút
(Mẫu cô cạn + 10 ml nước cất), chỉnh pH = 8
Phần dịch lỏng
Cô quay
Phân ñoạn lần 1 với ethyl acetate
Phần dịch lỏng cho qua cột lọc C18
Trích lấy Gibberellin ra khỏi cột bằng methanol 80%
Sắc ký trên giấy
Mẫu cô cạn

Phần dịch lỏng bên dưới , chỉnh pH = 3
+ (100µl MeOH + 5ml nước cất)
Cô quay
Phân ñoạn lần 2 với ethyl acetate
Thu phần dịch lỏng bên trên
Cô quay
Mẫu cô cạn
+ 200 µl methanol - nước cất (1:1)
Ly trích gibberellin
Sinh trắc nghiệm ñể ước tính hàm lượng gibberellin hiện diện trong mẫu
50 g mẫu chồi lúa tươi
Nghiền mẫu trong Nitơ lỏng
Methanol 80%
Ly tâm ở 4
0
C, 3000 rpm, trong 10 phút
(Mẫu cô cạn + 10 ml nước cất), chỉnh pH = 8
Phần dịch lỏng
Cô quay
Phân ñoạn lần 1 với ethyl acetate
Phần dịch lỏng cho qua cột lọc C18
Trích lấy Gibberellin ra khỏi cột bằng methanol 80%
Sắc ký trên giấy
Mẫu cô cạn
Phần dịch lỏng bên dưới , chỉnh pH = 3
+ (100µl MeOH + 5ml nước cất)
Cô quay
Phân ñoạn lần 2 với ethyl acetate
Thu phần dịch lỏng bên trên
Cô quay

Mẫu cô cạn
+ 200 µl methanol - nước cất (1:1)
Ly trích gibberellin
Sinh trắc nghiệm ñể ước tính hàm lượng gibberellin hiện diện trong mẫu
Hình 1. Qui trình ly trích gibberellin

Thông tin Khoa học


ðại học An Giang
Số 30
, 09/2007


3



3 cm
Lá sơ cấp
Lá thứ 2
Lá bao
mầm
Lá sơ cấp
Lá thứ 2
Lá bao
mầm

Lá thứ 1
Diệp tiêu

Giấy sắc ký ñược quan sát dưới ñèn cực tím, những vùng có chứa gibberellin sẽ phát sáng. Cắt lấy
phần giấy sắc ký có chứa gibberellin cho vào ñĩa petri có
chứa 2 ml nước cất, lắc nửa giờ và ngâm trong phòng tối
24 giờ ñể khuếch tán chất ly trích ra, tiến hành sinh trắc
nghiệm.
 Sinh trắc nghiệm gibberellin
Giống lúa MTL233, nhạy cảm với gibberellin ngoại sinh (Huỳnh Thị
Huỳnh Mai, 2005) nên ñược dùng trong sinh trắc nghiệm với gibberellin.
Lúa MTL233 sau khi rửa sạch khử trùng, ngâm trong tối khoảng 24
giờ, sau ñó rửa sạch, ủ qua ñêm cho nẩy mầm trong ñiều kiện tối. Khi
diệp tiêu nhú ra khoảng 4 mm, gieo vào ñĩa petri có lót giấy thấm ẩm, ñể
trong tối 96 giờ. Chọn cây mạ to khỏe có chiều cao khoảng 3 cm (Hình 2).
Dung dịch gibberellin chuẩn dùng cho thử nghiệm, với dãy nồng ñộ
giảm dần như sau: 10, 5, 1, 0,5, 0,1 ppm.
Dùng micropipette rút dung dịch nhỏ một giọt 1µl vào ñầu lá thứ nhất.
Cây mạ ñược chiếu sáng liên tục dưới ánh ñèn neon 2000 lux, nhiệt ñộ
30
0
C, ẩm ñộ không khí 75 – 80%, sau 3 ngày ño lại chiều dài của bẹ lá
thứ hai. Vẽ sơ ñồ biểu diễn sự gia tăng chiều dài của bẹ lá thứ 2 theo nồng ñộ chất chuẩn ñể suy ra nồng
ñộ gibberellin có trong mẫu.
3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU

Mẫu lúa thu ở thời ñiểm 75 NSKG (10 ngày sau khi xử lý lần 2), quan sát hình chụp giấy sắc ký dưới
ñèn cực tím cho thấy vùng có chứa gibberrellin sẽ phát sáng. Nghiệm thức xử lý Pro-Ca ở 65 NSKG hoặc
xử lý 2 lần ở 50 và 65 NSKG cho thấy vùng chứa gibberellin nhỏ hơn so với nghiệm thức xử lý 1 lần ở 50
ngày sau sạ và nghiệm thức ñối chứng (Hình 4).










3.2.1 Hàm lượng gibberellin nội
sinh trong cây
Kết quả sinh trắc nghiệm
gibberellin trích từ mẫu lúa tươi
thu ở thời ñiểm 60 NSKG, tức 10
ngày sau khi xử lý Pro-Ca lần thứ
I, cho thấy ở nghiệm thức ñối
chứng (P0) có chiều dài bẹ lá thứ

2 dài hơn trung bình 3 mm so với
nghiệm thức xử lý Pro-Ca ở thời
ñiểm 50 NSKG (P1) (Hình 3A).
Kết quả này cho phép ước tính
ñược hàm lượng gibberellin nội
sinh trong cây ở nghiệm thức P0
là 26 ng/g chồi lúa tươi và
nghiệm thức P1 là 8 ng/g chồi lúa
tươi (Hình 3B), sự khác biệt này
có ý ngh
ĩa thống k
ê
ở mức 1%.

0
5
10
15
20
25
30
P0 P1
Hàm lượng GA (ng/g chồi lúa tươi)

Hình 3. Ảnh hưởng của Pro-Ca lên hàm lượng gibberellin nội sinh
trong cây xử lý ở thời ñiểm 50 NSKG. (A): Ảnh hưởng của
gibberellin lên chiều dài bẹ lá thứ 2, (B): Hàm lượng gibberellin
trong cây

P0 P1
A
B

P

P
P
P
Hình 5. Ảnh hưởng của gibberellin trích ñược từ
mẫu lúa ST1 thu ở 75 NSKG lên chiều dài bẹ lá thứ
hai c
ủa mạ lúa MTL233

Hình 4. Mẫu sắc ký giấy gibberellin trích từ mẫu lúa
thu ở 75 NSKG
Vùng chứa
gibberellin
Hình 2. Cây mạ lúc 4 ngày tuổi
Thông tin Khoa học


ðại học An Giang
Số 30
, 09/2007


4

Bảng 2. Ảnh hưởng Pro-Ca lên chiều dài

tế bào lóng thứ ba thu ở thời ñiểm 75 NSKG
Nghiệm thức
Dài tế bào lóng thứ ba (µm)
P0 182,0 a
P1 178,5 a
P2 130,1 b
P3 121,9 c
F **
CV(%) 2,4
Bảng 1. Ảnh hưởng của Pro-Ca lên hàm lượng gibberellin nội sinh trong cây, mẫu thu ở thời ñiểm 75 NSKG
Nghiệm thức Dài bẹ lá (mm) Hàm lượng gibberellin
(ng/g trọng lượng tươi)
P0 40,1 a 42,2
P1 38,7 b 34,0
P2 33,4 c 2,6
P3 33,2 c 1,4
F **
CV 1,8

**: Khác biệt có ý nghĩa thống kê ở mức 1% qua phép thử LSD
Qua kết quả sinh trắc nghiệm cho thấy nghiệm thức xử lý Pro-Ca ở thời ñiểm 65 NSKG và nghiệm
thức xử lý 2 lần (50 ngày và 65 NSKG) có hàm lượng gibberellin thấp hơn trung bình khoảng 20 lần so
với ñối chứng và 19,5 lần so với nghiệm thức xử lý 1 lần lúc 50 NSKG, và giữa 2 cách xử lý này không
khác biệt có ý nghĩa thống kê (Bảng 1). Sự khác biệt này thể hiện rất rõ qua sự gia tăng chiều dài bẹ lá lúa
khi tiến hành sinh trắc nghiệm gibberellin trên giống lúa MTL233, ở nghiệm thức ñối chứng và nghiệm
thức chỉ xử lý 1 lần 50 NSKG có chiều dài bẹ lá lúa dài hơn so với nghiệm thức xử lý Pro-Ca ở thời ñiểm
65 ngày và nghiệm thức xử lý 2 lần (Hình 5).
Qua kết quả phân tích trên cho thấy thời ñiểm xử lý Pro-Ca có hiệu quả làm giảm chiều cao cây là 65
NSKG (5 – 10 ngày trước trổ). Do ở giai ñoạn này hàm lượng gibberellin hoạt ñộng tăng rất nhanh và ñạt
ñỉnh cao nhất (Matsuo và ctv., 1973).

3.2.2 Chiều dài tế bào lóng thứ ba

Xử lý Pro-Ca ở thời ñiểm 65 ngày sau khi sạ hoặc xử lý
2 lần ở 50 và 65 NSKG cho thấy chiều dài tế bào lóng thứ ba
ngắn hơn rất nhiều so với ñối chứng và nghiệm thức chỉ xử lý
1 lần ở 50 ngày sau khi gieo, sự khác biệt này có ý nghĩa
thống kê ở mức 1% (Bảng 2). Nghiệm thức ñối chứng và
nghiệm thức xử lý Pro-Ca 1 lần lúc 50 NSKG có hàm lượng
gibberellin nội sinh cao nên tác ñộng lên sự giãn dài tế bào
làm cho tế bào dài hơn và gấp 1,5 lần so với nghiệm thức xử
lý ở 65 NSKG hoặc nghiệm thức xử lý 2 lần (Hình 6). Theo
Vũ Văn Vụ và ctv (1999) gibberellin là hormone tác ñộng
mạnh mẽ lên sự giãn dài tế bào. Cũng theo Jones và Macmilan (1985) ñã chứng minh rằng gibberellin có
thể làm tăng sự sinh trưởng của thực vật là do tác ñộng lên cả giãn dài tế bào và sự phân chia của tế bào.
Như vậy xử lý Pro-Ca ở thời ñiểm 65 ngày và xử lý 2 lần có tác dụng kìm hãm sự gia tăng hàm lượng
gibberellin nội sinh trong cây, kết quả là làm giảm sự giãn dài tế bào lóng thân, làm cho lóng thân ngắn,
có tác dụng giảm chiều cao cây (Hình 7) và ñiều này làm tăng khả năng kháng ñổ ngã của lúa.

Hình 6. Ảnh hưởng của Pro-Ca lên chiều dài tế bào
lóng thứ ba


Hình 7.
Ảnh h
ư
ởng của Pro
-
Ca lên chi
ều cao cây

Thông tin Khoa học


ðại học An Giang
Số 30
, 09/2007


5

4. KẾT LUẬN
Pro-Ca có tác dụng ức chế lên sự hình thành gibberellin nội sinh trong cây, nhất là ở giai ñoạn lúa trổ
nên có tác dụng ức chế lên sự giãn dài của tế bào lóng thân, làm giảm chiều dài lóng thân, chiều cao thân
và làm tăng khả năng kháng ñổ ngã trên lúa.
Xử lý prohexadione calcium ở thời ñiểm 5 – 10 ngày trước trổ hoặc xử lý 2 lần ở 5 ngày sau tượng
ñòng và 5 – 10 ngày trước trổ cho thấy có hiệu quả ức chế sự hình thành gibberellin nội sinh trong cây.
TÀI LIỆU THAM KHẢO

Hồ Quang Cua. 2000. Tóm lược các kết quả nghiên cứu và sản xuất lúa ST1 và ST2 trong 2 năm từ 1998-
2000. Thông tin khoa học công nghệ và môi trường. Quý 1/2000. Sở Khoa Học Công Nghệ &
Môi Trường Tỉnh Sóc Trăng. Trang: 25-36.
Huỳnh Thị Huỳnh Mai. 2005. Cải tiến quy trình sinh trắc nghiệm gibberellin với giống lúa ñịa phương.
Luận văn tốt nghiệp Cử Nhân Công Nghệ Sinh Học. ðại Học Cần Thơ.
Jones, R.L and J. Macmillan. 1985. Gibberellin. In Advanced Plant Physiology. p. 36. Edited by Malcolm
B Wilkins.
Matsuo, T., K. Kumazawa., R. Ishii., K. Ishihara and H. Hirata. 1973. Science of the rice plant. Vol. 2.
Physiology. pp. 184-216.
Vũ Văn Vụ, Vũ Thanh Tâm và Hoàng Minh Tấn. 1999. Sinh lý học thực vật. Nhà xuất bản Giáo Dục
.