GIÁO TRÌNH CHẤT ĐIỀU HÒA SINH TRƯỞNG THỰC VẬT potx

TRNG I HC CN TH
KHOA NÔNG NGHIP








GIÁO TRÌNH
CHT IU HÒA SINH
TRNG THC VT






Biên son:
TS. Nguyn Minh Chn

-2004-
OH
CO
2
H
O
CO
OH
Gibberellic acid

CH
3
Abscisic acid
CH
3
COOH
O
CH
3
CH
3
OH

N
H
CH
2
COOH
Indol-3-acetic acid

N
H
N
N
N
Ζeatin
NH
H
2
C

C
H
C CH
2
OH
CH
3
H
2
CCH
2
ethylene
H
O
OH
OH
HO
HO
O
Brassinolide
COOH
OH
Salicylic acid

O
COOH
(+)-7-Jasmonic acid


ii

MC LC

Ni dung Trang

Li m đu …………………………………………………………… i
Mc lc ……………………………………………………………… ii

Chng 1. Lc s nghiên cu và các khái nim v cht điu hòa sinh
trng thc vt ………………………………………………

1
1.1. Lc s nghiên cu ……………………………………………………. 1
1.1.1. Auxin …………………………………………………………………. 1
1.1.2. Gibberellin (GA) …………………………………………………… 4
1.1.3. Cytokinin …………………………………………………………… 5
1.1.4. Abscisic acid (ABA) …………………………………………………. 6
1.1.5. Ethylene ……………………………………………………………… 6
1.1.6. Brassinosteroid (BR) ………………………………………………… 7
1.1.7. Salicylate (JA) ……………………………………………………… 7
1.1.8. Jasmonate (SA) ………………………………………………………. 8
1.2. Các khái nim c bn và thut ng …………………………………… 8
1.2.1. Yêu cu đi vi mt cht đi
u hòa sinh trng ……………………… 8
1.2.2. Các khái nim và thut ng ………………………………………… 9
1.2.2.1. Hormone thc vt (Plant hormone, phytohormone) ……………… 9
1.2.2.2. Cht sinh trng thc vt (Plant growth subtance) ……………… 9
1.2.2.3. Cht điu hoà sinh trng thc vt (Plant growth regulator, PGR) 10
1.2.2.4. Cht c ch và cht làm chm sinh trng (Inhibitor và retardant) 10

Chng 2. Phng pháp trích, thanh lc và xác đnh cht sinh trng

thc vt ………………………………………………………… 11
2.1. Phng pháp ly trích ………………………………………………… 11
2.1.1. Phng pháp khuych tán …………………………………………… 11
2.1.2. Ly trích bng dung môi ……………………………………………… 12
2.1.2.1. Chun b mu ……………………………………………………… 12
2.1.2.2. Ly trích …………………………………………………………… 12
2.2. Tinh l
c dch trích …………………………………………………… 13
2.3. nh lng cht sinh trng thc vt …………………………………. 14
2.3.1. Sinh trc nghim (Bioassay) ………………………………………… 14
2.3.1.1. Sinh trc nghim auxin ……………………………………………. 15
2.3.1.2. Sinh trc nghim gibberellin ………………………………………. 15
2.3.1.3. Sinh trc nghim cytokinin ……………………………………… 16
2.3.1.4. Sinh trc nghim abscisic acid …………………………………… 16
2.3.1.5. Sinh trc nghim ethylene ………………………………………… 17
2.3.1.6. Sinh trc nghim brassinosteroid …………………………………. 18
2.3.2. Hóa lý trc nghim ………………………………………………… 18
2.3.2.1. Phát hin cht sinh trng thc vt bng sc ký khi ph ……… 18
2.3.2.2. nh lng ethylene ………………………………………………. 18
2.3.2.3. Phát hin cht điu hòa sinh trng thc vt bng HPLC ………… 18
2.3.2.4. Sinh tr
c nghim min dch hc ………………………………… 19
2.3.3. Xác đnh cui cùng 19

iii
2.4. Kt lun ………………………………………………………………… 19

Chng 3.
Cu trúc hóa hc, sinh tng hp và nh hng sinh lý ca
các nhóm cht điu hòa sinh trng thc vt ………………

21
3.1. Auxin ………………………………………………………………… 21
3.1.1. Sinh tng hp auxin …………………………………………………. 21
3.1.2. Các auxin ph bin ………………………………………………… 23
3.1.3. Nhng nh hng sinh lý …………………………………………… 25
3.1.4. S phân hy auxin ………………………………………………… 27
3.2. Gibberellin (GA) ………………………………………………………. 28
3.2.1. Sinh tng hp gibberellin …………………………………………… 29
3.2.2. Nhng nh hng sinh lý ca gibberellin …………………………… 34
3.3. Cytokinin ……………………………………………………………… 35
3.3.1. Sinh tng hp cytokinin …………………………………………… 36
3.3.2. Nhng nh hng sinh lý ca cytokinin ……………………………. 36
3.4. Abscisic acid ………………………………………………………… 38
3.4.1. Sinh tng hp abscisic acid …………………………………………. 38
3.4.2. S bt hot ca abscisic acid ……………………………………… 39
3.4.3. Nhng nh hng sinh lý ca abscisic acid ………………………… 39
3.5. Ethylene ……………………………………………………………… 40
3.5.1. Sinh tng hp ethylene ……………………………………………… 41
3.5.2. S kích thích tng hp ethylene ca Auxin …………………………. 42
3.5.3. S sn sinh ethylene do stress ………………………………………. 43
3.5.4. Nhng nh hng sinh lý ca ethylene …………………………… 43
3.6. Brassinosteroid (BR) ………………………………………………… 46
3.6.1. Phân loi và cu trúc hóa hc ……………………………………… 46
3.6.2. Sinh tng hp brassinosteroid ………………………………………. 47
3.6.3. Nhng nh hng sinh lý ca brassinosteroid ………………………. 51
3.6.3.1. nh hng ca BR lên s sinh trng nghiêng ………………… 51
3.6.3.2. nh hng ca BR lên s vn dài ………………………………. 52
3.6.3.3 BR cn thi
t cho s phát trin bình thng ca thc vt ………… 52

3.6.3.4. S chng chu vi điu kin khc nghit ca môi trng, tính
kháng sâu bnh và tính chng chu vi thuc c …………………….

53
3.6.3.5. Kích thích s sinh tng hp ethylene …………………………… 54
3.6.3.6. Kh nng ng dng ca brassinosteroid ………………………… 55
3.7. Salicylate (SA) ………………………………………………………… 56
3.7.1. Sinh tng hp salicylic acid …………………………………………. 56
3.7.2. nh hng sinh lý ………………………………………………… 57
3.8. Jasmonate (JA) ………………………………………………………… 58
3.8.1. Sinh tng hp, chuyn hoá và vn chuyn jasmonate ………………. 58
3.8.2. Nh
ng nh hng sinh lý ca jasmonate ……………………………. 59
3.9. Các cht điu hòa sinh trng khác …………………………………… 60

Chng 4. Vai trò ca cht điu hòa sinh trng trong sinh trng và
phát trin ca thc vt ………………………………………….

61
4.1. iu khin s ny mm ca ht và s phát trin ca cây con …………. 61
4.1.1. nh hng ca gibberellin và abscisic acid …………………………. 62
4.1.2. nh hng ca cytokinin 62

iv
4.1.3. nh hng ca ethylene …………………………………………… 62
4.1.4. nh hng ca nhng cht khác ……………………………………. 63
4.2. S thành lp r bt đnh t cành giâm ………………………………… 65
4.3. Miên trng …………………………………………………………… 66
4.4. nh hng ca cht điu hòa sinh trng lên quá trình lão hoá ……… 66

Chng 5. Vai trò ca cht điu hòa sinh trng lên các quá trình sinh
sn ca thc vt …………………………………………………

68
5.1. Tr hoa ………………………………………………………………… 68
5.1.1. nh hng ca nhng yu t môi trng lên s phát tri
n sinh sn … 68
5.1.1.1. Quang k (photoperiodism) ……………………………………… 68
5.1.1.2. S th hàn (Vernalization) ………………………………………… 69
5.1.2. S tng mm hoa ………………………………………………… 69
5.2. nh hng ca cht điu hòa sinh trng lên s tng mm hoa, kích
thích và c ch tr hoa …………………………………………………

70
5.3. nh hng ca cht điu hòa sinh trng lên s phát trin ca chùm
hoa hoc thân trong nhng cây có hoa và s th hin gii tính …………

70
5.3.1. Gibberellin và s phát trin chùm hoa hoc thân …………………… 70
5.3.2. Cht điu hòa sinh tr
ng và s th hin gii tính ………………… 71
5.4. S rng ………………………………………………………………… 71
5.4.1. Gii phu hc ca s rng ………………………………………… 72
5.4.2. Sinh lý ca s rng ………………………………………………… 72
5.4.2.1. nh hng ca nhit đ, oxygen và nhng yu t dinh dng …… 72
5.4.2.2. nh hng ca cht điu hòa sinh trng lên s rng ……………. 73
5.5. Sinh lý ca s đu trái, sinh trng, phát trin, chín và rng trái …… 74
5.5.1. Sinh lý ca s đu trái ………………………………………………. 74
5.5.2. nh hng ca ch
t điu hòa sinh trng lên sinh trng và phát

trin ca ht và trái ……………………………………………………

74
5.5.3. Ta tha hoa và trái bng hóa cht ………………………………… 75
5.5.4. S chín ca trái ……………………………………………………… 75
5.5.5. Ngn s rng trái ……………………………………………………. 76
5.5.6. Gây ra s rng trái ………………………………………………… 76

Chng 6. Vai trò ca cht điu hòa sinh trng lên quá trình quang
hp ca thc vt ………………………………………………

77
6.1. Cht cn sinh trng ………………………………………………… 77
6.1.1. Nhng cht c ch sinh tng hp gibberellin ……………………… 77
6.1.1.1. Nhng hp cht onium ……………………………………………. 77
6.1.1.2. Pyrimidine …………………………………………………………. 77
6.1.1.3. Triazole ……………………………………………………………. 78
6.1.1.4. Nhng cht khác ………………………………………………… 79
6.1.2. Nhng cht cn sinh trng không c ch sinh tng hp gibberellin 80
6.1.2.1. Morphactin ………………………………………………………… 80
6.1.2.2. Dikegulac ………………………………………………………… 81
6.1.2.3. Hp cht phóng thích ethylene ……………………………………. 81
6.1.2.4. Maleic hydrazide ………………………………………………… 81
6.1.2.5. Dn xut ca acetamide …………………………………………… 82
6.1.2.6. Dn xut ca acid béo……………………………………………… 82

v
6.2. ng dng ca cht cn sinh trng ……………………………………. 82
6.3. Mi liên quan gia cht sinh trng cây trng trong quá trình quang …
hp và s phân chia ca cht đng hóa …………………………………

83
6.4. Các vn đ v phòng tr c di ……………………………………… 84
6.4.1. Phng pháp phòng tr c …………………………………………… 84
6.4.1.1. Ngn nga, phòng tr và nh c …………………………………… 84
6.4.1.2. Qun lý c di ……………………………………………………… 84
6.4.2. Gii thiu v phòng tr c bng hóa cht ……………………………. 84
6.4.2.1. Thuc c có tác dng ging nh IAA ……………………………… 85
6.4.2.2. Nhng cht c ch tng hp gibberellin …………………………… 85
6.4.3. S c ch quá trình sinh tng hp, quang hp và hô hp ……………. 85
6.4.3.1. Nhng cht c ch hô hp (MAA, dinoseb, bromoxynil) …………. 85
6.4.3.2. Cht c ch quang hp …………………………………………… 85
6.4.3.3. Nhng cht c ch quá trình sinh tng hp ……………………… 86
6.4.4. Công ngh di truyn và tính kháng thuc c  thc vt bc cao …… 86

Tài liu tham kho …………………………………………………… 88


i
Li M u


Giáo trình “Cht iu Hoà Sinh Trng Thc Vt” là môn hc gii thiu v
lch s nghiên cu, phng pháp ly trích, cu to hoá hc, sinh tng hp, vai trò
sinh hc và c ch tác dng ca cht điu hoà sinh trng thc vt. Môn hc này
cng gii thiu v kh nng ng dng ca các cht điu hoà sinh trng trong sn
xut nông nghi
p. Nó cng là môn hc cung cp nhng kin thc cn thit cho
nhng ngành sinh lý thc vt, khoa hc cây trng và sinh hc phân t.

Giáo trình này đc vit đ phc v cho nhu cu đào to c nhân ngành
công ngh sinh hc, tuy nhiên tt c nhng ngi nghiên cu v thc vt đu có th
tham kho đc. Ni dung chng trình này giúp b sung nhng kin thc cn thit
cho sinh viên hc xong nm th hai các ngành nông hc, trng trt và sinh hc.
Sinh viên cao hc thuc ngành nông hc và sinh hc đu có th tham kho giáo
trình này.

ây là ln biên so
n đu tiên vì vy không th tránh khi thiu xót. Tác gi
xin chân thành nhn nhng đóng góp ca đc gi đ ln tái bn sau đc b sung
hoàn thin hn. Xin chân thành cám n phó giáo s tin s Lê Vn Hoà, tin s
Hunh Thu Hoà, tin s Nguyn Bo Toàn, thc s Lâm Ngc Phng và thc s Lê
Vn Bé đã có nhiu ý kin đóng góp quí báo trong vic biên son và chnh sa giáo
trình này.

Cn th
, ngày 25 tháng 12 nm 2004

Nguyn Minh Chn
Giáo Trình Cht iu Hoà Sinh Trng Thc Vt
1
Chng 1
LC S NGHIÊN CU VÀ CÁC KHÁI NIM V
CHT IU HOÀ SINH TRNG THC VT


Cht điu hoà sinh trng vi nhng nng đ cc thp đã có kh nng điu hòa
nhiu lnh vc sinh trng và phát trin ca thc vt t ny mm đn lão hoá và cht.
Auxin là nhóm cht điu hoà sinh trng đu tiên đã đc phát hin. Ngày nay, sáu
nhóm cht điu hoà sinh trng thc vt đã đc công nhn. Bên cnh auxin còn có

gibberellin, cytokinin, abscisic acid, ethylene và brassinosteroid. G
n đây, salicilate và
jasmonate cng đang đc xem nh nhng nhóm mi ca cht điu hoà sinh trng và
nhng nghiên cu c bn v sinh hoá, sinh lý và sinh hc phân t cng đt đc nhiu
thành tu. Mi liên h ca cht điu hoà sinh trng vi s ny mm, s phát trin ca
cây con, s to r, miên trng, s phát dc, s chín, s lão hoá, s tr hoa, s
 rng, s
đu trái, s phát trin ca trái, s rng trái non, s chín, s kích thích rng trái, s to
c, quang hp và phòng tr c di đã đc bit. Các ng dng cht điu hoà sinh
trng trong nông nghip và vic thng mi hóa chúng cng đã tr thành hin thc.

1.1. Lc s nghiên cu
1.1.1. Auxin
Vic phát hin ra auxin đã đc Darwin (1880) kho sát trên hin tng quang
h
ng đng. Ông thy ngn dip tiêu hng v phía có ánh sáng và cho rng ánh sáng
đã kích thích ngn dip tiêu hng v phía đó. Bng nhiu thí nghim đn gin dùng
mt np che chóp dip tiêu hay ct nó đi thì dip tiêu không còn hng v ánh sáng
na.

Salkowski (1885) đã phát hin indole-3-acetic acid trong môi trng lên men.
Mãi đn nhiu nm v sau cht này cng đã đc tìm thy trong mô thc vt. Ngày
nay, cht này đc bit nh là cht đi
u hòa sinh trng quan trng thuc nhóm auxin,
nó cng có liên quan đn nhiu quá trình sinh lý trong cây. Rothert (1884) đã khng
đnh li và tip tc các thí nghim ca Darwin cho thy rng tín hiu quang hng
đng gây ra s nghiêng đc kim soát trong t bào nhu mô ca dip tiêu.

Fitting (1907) đã c lng nh hng ca vt ct mt phía lên dip tiêu ca
yn mch (Avena) trong môi trng bão hoà đ m đ nhng vt ct b m

t không b
khô. Kt qu cho thy không có nh hng ca nhng vt ct bên lên tc đ phát trin
và s đáp ng ca tác đng ánh sáng bt chp đn nhng v trí ct so vi hng ca
ánh sáng. Fitting cho rng cht kích thích đc vn chuyn qua cht sng và di chuyn
quanh vt ct. Ông cng suy đoán rng s đáp ng tác đng ánh sáng dng tính đã
xy ra b
i vì ánh sáng đã sp xp chiu phân cc trong nhng t bào ca chóp dip tiêu
và cht kích thích đc di chuyn t nhng t bào ca chóp dip tiêu đc chiu sáng
mt phía đn nhng t bào  phn trong ti phía di. Tht không may mn, nhng
quan sát ca ông đã không chính xác bi vì mt vách ngn s vn chuyn đã không
bao gi đc hình thành.
Giáo Trình Cht iu Hoà Sinh Trng Thc Vt
2


Hình 1.1. Lc s nghiên cu v auxin trên dip tiêu b ct chóp

S nghiêng
ca dip
tiêu
Không
nghiêng ca
dip tiêu b
ct chóp
Á
nh sán
g
S nghiêng
ca dip tiêu
vi vt ct v

phía sáng
S nghiêng
ca dip tiêu
vi vt ct v
phía ti
Á
nh sán
g

Á
nh sán
g
Không có s
nghiêng ca
dip tiêu khi
ming mica
đc đt v
phía ti
Á
nh sán
g

Á
nh sán
g

Á
nh sán
g
Ánh sáng

Á
nh sán
g
Darwin (1880)
S nghiêng
ca dip tiêu
v phía không
đt chóp
đc ct ri
Trong ti
Fitting (1907)
Boysen-Jensen (1913)
Paal (1918) Soding (1925)
Trong ti Trong ti
Không có s sinh
trng ca dip
tiêu khi chóp
đc tách ri
S sinh
trng thng
ca dip tiêu
khi chóp b
ct ri đc
đt tr li
S nghiêng
ca dip tiêu
khi min
g

S nghiêng ca

dip tiêu khi
ming gelatin
đc đt gia
đnh và phn gc
ca dip tiêu
mica đc
đt v
Phía sáng

Giáo Trình Cht iu Hoà Sinh Trng Thc Vt
3
Boysen-Jensen (1913) cho rng cht kích thích gây ra bi ánh sáng có th đc
di chuyn xuyên qua vt th không có s sng. Ông đã chng minh điu này bng cách
ct chóp dip tiêu Avena và chêm mt ming gelatin gia chóp và phn gc. Khi phn
chóp đc chiu sáng, phn di lp gelatin đã cong đi. Không nh thí nghim ca
Fitting, ông cng ct nhng vt  nhng mt khác nhau ca dip tiêu và chêm mt
ming mica vào đ to vách ng
n. Khi vách ngn đc đt phía không đc chiu sáng
ca dip tiêu thì không có hin tng cong. Tuy nhiên khi nó đc đt v phía sáng
ca dip tiêu s cong xy ra. kt qu cho thy rng tín hiu đã đc truyn xung qua
phía trong ti ca dip tiêu và đã kích thích s sinh trng cong.

Paal (1918) đã khng đnh li nhng phát hin ca Boysen-Jensen và cho rng
có mt cht có kh nng hòa tan đã sn sinh ra trong dip tiêu và đi
u khin s phát
trin ca dip tiêu Avena. Nu ct chóp dip tiêu và đ chóp y nghiêng mt bên ca b
mt ct trong ti thì dip tiêu s cong v phía không có chóp.

Soding (1925) đã trin khai công trình ca Paal bng cách dùng thí nghim sinh
trng thng da trên s vn dài ca dip tiêu Avena trong ti. Nu dip tiêu b ct

ri, thì s vn dài s b gim. Khi đt đnh dip tiêu tr
li thì s sinh trng thng
nh ban đu đc phc hi.


Hình 1.2. Thí nghim ca Went (1926) cho thy có mt cht hoá hc t chóp dip tiêu
b ct kích thích s phát trin tr li ca dip tiêu b ct mt chóp trong ti

Went (1926) đã thu đc mt cht hoá hc hot đng t chóp dip tiêu Avena
bng cách đt nhng chóp dip tiêu này trên khi agar. Sau mt thi gian, b nhng
chóp dip tiêu, và ct agar ra tng khi nh. Ông đã thy r
ng khi agar này cha đng
cht hòa tan t đnh chóp đc ct đã kích thích s phát trin tr li ca dip tiêu khi
đã đc đt trên nhng thân ct đu.

Hình 1.3. Sinh trc nghim dip tiêu Avena ca Went (1928)

Ct chóp t chóp lên khi t khi agar
agar 1-4 gi tr li dip tiêu,

p
hc hi s sinh t
r
n
g

Giáo Trình Cht iu Hoà Sinh Trng Thc Vt
4
Went (1928) cng đã phát trin mt phng pháp đ đnh lng cht điu hòa
sinh trng hin din trong mu. Ông thy rng có s liên quan gia s cong ca dip

tiêu vi lng ca cht sinh trng thc vt hot đng. Nhng phát hin ca Went đã
kích thích mnh m vic nghiên cu cht sinh trng thc vt. T thí nghim s cong
ca Avena, indole Acetic Acid (IAA)
đã đc phát hin. ây là mt phát hin rt quan
trng đánh du s khi đu ca ngành khoa hc v cht điu hoà sinh trng thc vt.

Kögl và Haagen-Smith (1931) đã bt đu vi 33 gallon nc tiu ca ngi.
Tri qua mt lot bc thanh lc, vi vic th hot tính sinh hc sau mi bc bng
cách dùng th nghim v s nghiêng ca Avena
. Bc thanh lc cui cùng ca h đã
thu đc 40 mg hp cht đc gi là auxin B (auxenoleic acid). Trong dch trích này
có cha heteroauxin và ngày nay đc gi là indole-3-acetic acid. ây chính là cht
đc Salkowski phát hin vào nm 1885.

Nm 1934, Kögl và Haagen-Smith đã phân lp IAA t men bia và Thimann
cng đã phân lp IAA t vic nuôi cy Rhizopus suinus vào nm 1935. Mãi đn nm
1946, Haagen-Smith và nhiu ngi khác cng đã phân lp đc IAA tinh khit t ni
phôi nh ca h
t bp. iu này cho thy rng IAA đã đc tìm thy  thc vt bc cao.
Vliegenthart (1966) đa ra bng chng rng Auxin A và B không phi là sn phm ca
thc vt t nhiên. Tuy nhiên, IAA đã đc phân lp trên mt s lng ln loài thc vt
và xut hin mi ni trong thc vt bc cao. Auxin ca Went có th là IAA, tuy nhiên
nhng cht kích thích khác có th có trong nhng nghiên cu s khu
ch tán khi đu
trên s đáp ng v tác đng ca ánh sáng, có th là dn xut ca IAA. Thut ng auxin
có ngun gc t ting Hy Lp. Auxein có ngha là “grow” (mc, sinh trng). Kögl,
Haagen-Smith và Went đã đ ngh s dng thut ng này đ đánh du s phát hin mt
cht đc bit có kh nng kích thích s sinh trng cong ca dip tiêu yn mch
Avena.

1.1.2. Gibberellin (GA)
T lâu ngi nông dân Nht Bn đã thy hin tng cây lúa cao sm hn bình
thng. H ngh rng đó là s sinh trng tt và s có mt mùa bi thu. Tuy nhiên, khi
v mùa đn thì nhng cây này tr nên lng thng, bt th, ht lép. Thay vì mt mùa
bi thu, 40% nng sut đã b mt đi hàng nm do triu chng này. Bnh này đã đc
ngi nông dân Nhn B
n gi nhiu tên da theo triu chng quan sát đc, vài tên
thông dng là bakanae (m ngu), ahonae (m khùng), yrei (ma), somennae (m mì
m)…Thut ng quen thuc đc dùng là m bakanae.  Vit Nam, triu chng này
cng rt d thy  lúa mùa.

Vào nm 1898, Hori là ngi đu tiên cho rng bnh Bakanae gây ra bi s xâm
nhim ca mt loài nm thuc chi Fusarium (Hori, 1898). Sawada (1912) cho rng s
vn dài ca lóng là do cht kích thích t si nm. Kurosawa (1926) chng minh r
ng
chính cht đc tit ra bi nm Bakanae gây ra s vn dài. Có mt lot tranh lun v
vic đnh danh nm Bakanae vì ngi ta có th thy nó  nhng dng khác nhau. Vn
đ này đã đc gii to vào nm 1931 khi Wollenweber đt tên giai đon bt toàn (vô
tính) Fusarium moniliforme (Sheldon), và giai đon hoàn toàn (hu tính) Gibberella
fujikuroi (Saw.) Wr. Tuy nhiên s thanh lc cht sinh ra do nm Bakanae b tr ngi
Giáo Trình Cht iu Hoà Sinh Trng Thc Vt
5
bi s hin din ca mt cht c ch sinh trng là fusaric acid (5-n-butylpicolinic
acid). Vào nm 1935, Yabuta đã phân lp mt cht dng tinh th có hot tính t dch
lc môi trng thanh trùng nm Gibberella fujikuroi. Cht này đã kích thích s sinh
trng khi đc áp dng vào r m lúa và đc gi là gibberellin A. ây là ln đu
tiên thut ng gibberellin đc dùng trong danh pháp khoa hc. Yabuta và Sumiki
(1938) đã thành công trong vic tinh th hoá gibberellin A và gibberellin B. Tuy nhiên
do chin tranh, nghiên cu v
 gibberellin đã b xp li. Vào thp niên 1950, các nhà

khoa hc Anh, M và Nht Bn đã có nhng nghiên cu sâu hn v đc tính điu hòa
sinh trng ca gibberellic acid. Các gibberellic trong nhng dch trích nm đã đc
đnh danh và chúng cng đã đc phát hin  thc vt bc cao. Vào nm 1954, nhng
nhà nghiên cu ngi Anh (Brian và cng tác viên, 1954) đã nhn thy nhng đc tính
điu hòa sinh trng ca gibberelic acid t d
ch trích nm Gibberella fujikuroi. Vào
nm 1955, nhng nhà khoa hc M đã nhn din đc cht mà h gi là gibberellin A
và gibberellin X t dch trích môi trng thanh trùng nm Gibberella fujikuroi. Cng
vào nm 1955, nhng nhà khoa hc Nht Bn đã thy rng gibberellin A cha ba hp
cht phân bit đc gi là GA
1
, GA
2
, GA
3
. Ngày nay, gibberellic X, gibberellic acid và
GA
3
đc bit là cùng hp cht. Radley (1956) đã phát hin ra nhng hp cht tng
t vi gibberellic acid trong thc vt bc cao. Ngày nay, gibberellin đã đc tìm thy
trong nhiu thc vt bc cao. Takahashi và cng tác viên (1951), đã phát hin GA
4
t
nm Gibberella fujikuroi. MacMillan và Takahashi (1968) đã đ ngh cách gi tên
gibberellin A
1
-A
x
bt chp ngun gc ca chúng. Cách ny vn còn dùng đn ngày nay
cho khong 136 gibberellin đã đc phát hin.

1.1.3. Cytokinin
Haberlandt (1913) thy rng cht khuch tán ca mô libe có kh nng kích thích
t bào tng sinh trong mô c khoai tây. Gn hn 30 nm sau Van Overbeek và cng tác
viên (1941) đã thy rng sn phm t nhiên tìm thy trong nc da (ni nh lng) có
kh nng kích thích s tng sinh t bào trong phôi non ca cà đc dc Datura
. Van
Overbeek và cng tác viên (1944) cng phát hin trong dch trích thô ca phôi cà đc
dc Datura, nm men, mm lúa mì và bt hch hnh (Almondmeal) kích thích s
phân chia t bào trong nuôi cy phôi cà đc dc Datura. iu ny cho thy nhng
cht ny đã phân b rng trong nhiu loài. K tha công trình ca Haberlandt, vào nm
1945, Jablonski và Skoog đã phát hin rng nhng t bào mô mch cha nhng cht
kích thích s phân chia t bào cây thuc lá. Miller và c
ng tác viên (1955) đã công b
v s thành lp và đnh danh kinetin (6-furfurylaminopurin) thu đc t DNA ca tinh
trùng cá trích trng thành hay t DNA ca tinh trùng cá trích đc hp thanh trùng.
H đã đt tên hp cht ny là Kinetin bi vì nó có kh nng kích thích s phân chia t
bào (Cytokinesis) trong mô lõi thuc lá. Hall và cng tác viên (1955) nhn thy kinetin
có th đc sn sinh bng cách thanh trùng mt hn hp ca adenine và furfuryl
alcohol. iu này cho thy rng kinetin có th đc to thành t nh
ng sn phm phân
rã DNA. Miller (1961) đã xác đnh đc sn phm ging nh kinetin t nhiên trong
bp, sn phm ny sau đó đc gi là zeatin. S phát hin ra cht ny cng phi k đn
vai trò ca Letham và Miller (1963). K t khi phát hin ra zeatin, mt s lng ln
cytokinin khác cng đã đc phát hin và cho thy nó phân b rng trong thc vt bc
cao.
Giáo Trình Cht iu Hoà Sinh Trng Thc Vt
6
1.1.4. Abscisic acid (ABA)
Liu và Carns (1961) đã phân lp mt cht t qu bông chín và thy rng nó kích

thích s rng cung lá bông. Cu trúc ca hp cht ny đc gi là abscisin I đã không
đc xác đnh. Nm 1963, nhóm ca Addicott  M đã phân lp mt cht t qu bông
non và thy rng nó cng gây ra s rng cung lá bông. H đã đc tính hoá nhóm ny
thành tng phn, cho thy rng nó là mt hp cht ch
a 15-carbon và đã gi là abscisin
II. Hu nh đng thi vi báo cáo v abscisin II, nhóm ca Wareing  Anh cng đã
phân lp đc mt cht c ch t lá ca cây huê (birch) trong điu kin ngày ngn. Khi
hp cht ny đc áp dng lên cây huê non, nó đã c ch s sinh trng ca chi
ngn. iu ny đã dn đn kt lun rng: Hp ch
t ny là tác nhân gây ra miên trng
và hp cht cha rõ đc tính ny đc gi là dormin. Vào nm 1965, nhng nhà nghiên
cu ca phòng thí nghim Addicott đã đ xut cu trúc hoá hc ca abscisin II. Mt ln
na hu nh đng thi, kt qu ca Wareing cng tác vi nhng nhà nghiên cu ca
công ty Shell  Anh đã cho thy rng dormin và abscisin II là cùng mt hp cht. 
đn gin hóa vn đ v
danh pháp, nhng nhà thc vt hc hàng đu trong lnh vc
nghiên cu ny đã đng ý đt tên abscisic acid và báo cáo ý kin kt lun ca h  hi
ngh quc t ln th sáu v cht điu hoà sinh trng  Ottawa vào nm 1967. Ngày
nay, thut ng abscisin I, abscisin II và dormin đã đi vào quên lãng. T khi phát hin,
ABA đã cho thy tính phân b rng trong thc vt bc cao và có nhng nh hng
r
ng ln, thêm vào đó là nh hng lên tính miên trng và s rng.

1.1.5. Ethylene
Nhng ng dng thc tin ca ethylene đã bt đu t xa bi nhng ngi c
Ai Cp, h đã vch nhng vt thng lên trái đ kích thích s chín. Nhng ngi
Trung Hoa đã đt hng trm trong bung kín đ gia tng s chín ca lê. Ngi Vit
Nam cng đã dùng khói than hay khói nhang đ
làm chín trái cây. Girardin (1864)
nhn thy rng hi thoát ra t ánh sáng đèn đng đt t than đã gây ra s rng sm

ca lá gn ngun sáng. Ngi ta cng thy hi t ánh sáng đèn cng đã gây ra s cn
ci, vn vo và s sinh trng ngang bt thng ca chi. Nm 1901, nhà khoa hc
Nga Neljubow cho rng ethylene là thành phn hot tính ca hi ánh sáng đèn. Khí
ethylene đã gây ra mt đáp ng b
ba nh trên vi nhng cây đu Hà Lan úa vàng. Kt
qu ny đã đc dùng đ phát trin sinh trc nghim đu tiên v ethylene da trên hin
tng làm gim s vn dài thân ca nó, gia tng s phát trin bên, và kích thích s
nghiêng hoc sinh trng ngang trong s đáp ng vi trng lc. Doubt (1917) đã phát
hin ra rng Ethylene kích thích s rng. Nm 1923, Denny đã giành đc bng sáng
ch bng phng pháp dùng sn ph
m đt cháy đ kích thích s chín ca cam và quít.
Nm 1924, Denny chng minh rng Ethylene chính là thành phn hot tính trong
nhng sn phm đt cháy gây ra s chín. Nm 1910, Couins cho rng trái cng phóng
thích ra hi kích thích s chín. Trong báo cáo hng niên vi B Nông Nghip Jamaica,
Couins đã công b rng trái cam đã chín sm hn bình thng khi đc tr chung vi
chui. Mãi đn 20 nm sau, khí này mi đc Gane (1934) chng minh là khí
ethylene. Ethylene đc thc vt tng hp và có liên quan ti tc đ c
a quá trình chín.
Mt thi gian ngn sau, Crocker và cng tác viên (1935)  vin Boyce Thompson đã
chng minh rng ethylene là hormone gây ra s chín, ethylene cng hot đng nh
cht điu hoà sinh trng trong nhng c quan thc vt. Gi thuyt ny đã đc nhiu
Giáo Trình Cht iu Hoà Sinh Trng Thc Vt
7
nhà nghiên cu ng h. Biale và cng tác viên (1954) đã dùng nhng phng pháp trc
nghim thích hp nhng không nhy cm vi ethylene và đã tìm thy rng trái cây đã
không sn xut đ lng ethylene trc khi chín đ to nên s chín. Công trình này
cng đt gi thuyt rng ethylene nh hng lên s chín ca trái. Vào nm 1959, s
phát hin ethylene bng phng pháp sc ký khí trong thc vt đc phát trin đã giúp
xác đnh ethylene v
i mc đ nh hn gn mt triu ln so vi nhng phng pháp

khác đang tn ti. Vi k thut thích hp này, nhng công trình nghiên cu v ethylene
đã ngày mt nhiu và ethylene đã đc công nhn là cht điu hoà sinh trng thc vt
có nhiu nh hng lên thc vt t s ny mm ca ht đn s lão hóa và cht ca cây.

1.1.6. Brassinosteroid (BR)
Công b đu tiên v kh nng có mt ca mt nhóm cht điu hòa sinh trng
thc vt mi đã xut bn vào nm 1968  Nht Bn. T 430 kg lá ti ca cây isunoki
(Distilium racemosum Sieb. Et Zucc.), 3 nhóm có hot tính là Distilium factor A1 (751
µg), A2 (50 µg) và B (236 µg) đã đc phân lp. Ba nhóm này đu cho hot tính mnh
hn IAA trong sinh trc nghim v s nghiêng ca lá lúa (rice lamina inclination test,
lamina joint test (LJT)). Tuy nhiên, vì gii hn ca s lng trích
đc đã không cho
phép đnh danh đc tng hp cht vào thi đim này. Vào nm 1970, “Brassins” đã
đc các nhà khoa hc M trích đc t phn hoa cây ci du (Brassica napus L.)
cng cho hot tính sinh hc rt mnh. Brassins gây s vn dài ca lóng th hai ca
cây đu lên đn 155 mm  liu lng 10 µg/ cây, trái li  đi chng ch có 12 mm.
Vic phân lp và đnh danh nó gp rt nhiu khó kh
n. Trc ht ngi ta ngh rng nó
là β-glycoside ca cht béo. Nm 1974, mt chng trình đc bit ca B Nông
Nghiêp M đã khi đng. 227 kg phn hoa ci du thu đc t các t ong đã đc s
dng cho tin trình. Bng phng pháp phân tích tinh th hc vi tia X đã cho thy
rng hp cht mi này là mt lactone steroid vi cu trúc đc đt tên là brassinolide
(BL) (Grove & cng tác viên, 1979). D
a trên khám phá này các nhà khoa hc Nht
Bn đã đnh danh tr li Distilium factor A1 là hn hp ca castasterone và 28-
norcastasterone, B là hn hp ca brassinolide và 28-norbrassinolide, A2 vn cha
đnh danh đc và đc đ ngh là 2-deoxy-type brassinolide.

K t khi BL đc phát hin, các nhà khoa hc Nht Bn và các nhà khoa hc
khác đã phát hin thêm nhiu cht thuc nhóm này, vic tng hp cng đã thành công.

T đó nhng nghiên cu v BL và nhng cht có liên quan đã phát tri
n rt nhanh.
Nhóm cht điu hoà sinh trng này đã đc xem nh là nhóm th sáu k t khi vai
trò sinh lý ca auxin, gibberellin, cytokinin, abscisic acid và ethylene đc phát hin.
BR đã đc tìm thy trong nhiu loài thc vt bao gm cây song t dip, đn t dip,
kha t và to. BR cng đc tìm thy trong nhiu b phn khác nhau ca thc vt nh
túi phn, lá, hoa, ht, chi, mn lá và thân. Ngày nay đã có hn 40 cht đc phát hi
n
thuc nhóm này. Trong s đó BL và castasterone đc xem là quan trng nht vì tính
phân b rng và hot tính sinh hc mnh.

1.1.7. Salicylate (SA)
Nhng ngi Hy lp c và th dân Hoa K đã phát hin rng lá và v cây liu
tr đc bnh đau nhc cc b và nhng bnh st. Vào nm 1828, Johann Buchner làm
Giáo Trình Cht iu Hoà Sinh Trng Thc Vt
8
vic  Munich, c ln đu tiên phân lp nhng vt ca salicin là glucoside ca salicyl
alcohol và salicylate trong v cây liu (Weissmann 1991). Raffaele Piria (1838) đã đt
tên cho thành phn hot tính trong v cây liu là salicilic acid (SA) t ch latin “salix”,
có ngha là cây liu. Vào nm 1874, sn phm thng mi đu tiên ca SA đã đc bán
 c. Vào nm 1898, aspirin tên thng mi ca acetylsalicylic acid đã đc công ty
Bayer gii thiu. Có nhiu tài liu tham kho, trong đó nhng nhà thc vt h
c đã dùng
aspirin và salicylic acid thay th cho nhau trong thí nghim. Tuy nhiên, nên chú ý rng
aspirin không đc xem là mt sn phm t nhiên. Nó có th có hiu qu bi vì
acetylsalicylic acid sn sàng đc chuyn thành saliclic acid trong h thng dung dch
nc. Ngày nay salicylic acid đc bit trên nhiu loài cây và đc xem nh là mt
cht điu hoà sinh trng thc vt quan trng.

1.1.8. Jasmonate (JA)

Demole và cng tác viên (1962) ln đu tiên đã phân lp (-) jasmonic acid
methylester t du thit yu ca Jasminum grandiflorum (h lài). Ngày nay, Jasmonic
acid (JA) và đng phân lp th ca nó (+) 7-iso-JA là nhng đi din chính ca nhóm
jasmonate mc dù mt s lng ln ca acid béo cyclopentane có quan h cu trúc
khác đã đc xác đnh. Khi đu, jasmonic acid đã đc nhn ra do hot đng c ch
sinh trng ca nó. Ngày nay nó đã cho thy s phân b rng trong thc vt bc cao và
điu lý thú là kh nng ca nó trong vic gia tng s th hin c
a nhng gene thc vt
đc bit, trong s đó có nhng đáp ng vi s tn thng.

1.2. Các khái nim c bn và thut ng
1.2.1. Yêu cu đi vi mt cht điu hòa sinh trng
Nm 1959, Jacobs đã đa ra cách đánh giá v nh hng ca các hóa cht lên
sinh vt và ch yu đc áp dng đi vi auxin và tính quang hng đng
(phototropism). Các phng pháp này vn còn dùng
đn ngày nay đ đánh giá nh
hng ca mt cht tng trng thc vt lên các quá trình sinh trng và phát trin.
PESIGS (Presence/ parallel variation, Excision, Substitution, Isolation, Generality và
Specificity) là 6 ch cái đc dùng đ đt tên cho phng pháp này tng đng vi 6
qui lut sau:

(1). S tn ti và bin đi tng đng: Cht kho sát phi hin din trong sinh
vt và có s bin đi tng đng v s lng ca nó vi ho
t đng có liên quan. S
bin đi này phi tha hai yêu cu sau:
a. Hàm lng cht tng trng thc vt phi đc đo chính xác trong mô, t bào
hoc ngay c  di mc t bào, ni có các phn ng xy ra.
b. Cht đó phi đc tìm thy trong nhiu loài sinh vt.
(2). S ct ri: Là s tách ri ca mt c quan, mô, hoc mt c quan t có kh
nng sn sinh ra mt loi hoá cht nào đó. Khi ct ri b phân này thì các quá trình có

liên quan s b ngng tr.
(3). S thay th: Mt loi hóa cht tinh khit có th đc thay th cho mt b
phn bình thng đã b ct đi và nó có th phc hi li các quá trình sinh trng và
phát trin.
Giáo Trình Cht iu Hoà Sinh Trng Thc Vt
9
(4). S cô lp: Thc hin mt quá trình cô lp vi các h thng phn ng khác
đn mc có th chp nhn đc và xác đnh đc nh hng ca hóa cht tng t nh
trong h thng ít đc cô lp.
(5). Tính tng quát: Cho thy rng vic áp dng hóa cht này trong nhiu trng
hp là tng t nhau.
(6). Tính chuyên bit: Hóa cht này phi đc trng.

1.2.2. Các khái nim và thu
t ng
1.2.2.1. Hormone thc vt (Plant hormone, phytohormone)
Hormone thc vt là mt sn phm sinh hóa ca mt t bào hoc mt mô đc
bit gây ra mt s thay đi hoc mt tác đng trong mt t bào hoc mô nào đó trong
mt c quan. Hormone thng di chuyn bên trong thc vt t ni sn xut đn ni
hot đng.

1.2.2.2. Cht sinh trng thc vt (Plant growth subtance)
Thut ng hormone th
c vt đã đc dùng nhiu nm, nhng ngày nay ngi ta
có khuynh hng thay th bng thut ng cht sinh trng thc vt (plant growth
subtance) hay cht điu hoà sinh trng thc vt (plant growth regulator). T chc
quc t nghiên cu v nhng cht này đc gi là Hip Hi Cht Sinh Trng Thc
Vt Quc T (International Plant Growth Substances Association). T chc này nhóm
hp 3 nm mt ln.

Ngày nay, cht sinh trng thc vt đc đnh ngha nh sau:
- Nó phi là mt hp cht hóa hc đc sinh tng hp trong thc vt và phân
b rng  thc vt bc cao.
- Nó phi có hot tính sinh hc đc bit  nng đ cc thp.
- Nó phi đóng vai trò cn bn trong vic điu hoà các hin tng sinh lý trong
c th sng vi m
t liu lng nht đnh hoc gây ra nhng thay đi rt nhy cm ca
mô trong sut quá trình phát trin.

nh ngha này bao gm toàn b nhng cht sinh trng thc vt đã đc chp
nhn nh auxin, gibberellin, cytokinin, abscisic acid, ethylene, brassinosteroid,
salicylate, jasmonate và nhng hp cht khác bng cách loi b yêu cu v vn chuyn.
Yêu cu phi có s vn chuyn đã đc loi b
vì khái nim cho rng các cht tng
trng thc vt tác đng  xa ni chúng đc tng hp không còn hoàn toàn đúng. Ví
d: Cytokinin có th đc sinh ra trong r và di chuyn đn các chi và làm chm s
hoá già  đây. Trái li, ethylene có th đc di chuyn hay kích thích nhng thay đi
ngay ni nó đc tng hp. nh ngha mi này còn nói lên s tng tác ca tt c
nhng cht đã bit v
i nhng cht khác cha đc phát hin. Cng nên lu ý rng,
hormone đng vt nói chung là nhng hp cht nh protein có trng lng ln. Trái
li, cht sinh trng thc vt có trng lng phân t nh. Nó ch cung cp mt tính
hiu tt hoc m bng cách kích thích mt vài s kin trong t bào dn đn mt đáp
ng nào đó.


Giáo Trình Cht iu Hoà Sinh Trng Thc Vt
10
1.2.2.3. Cht điu hoà sinh trng thc vt (Plant growth regulator, PGR)
Thut ng cht điu hoà sinh trng thc vt (Plant growth regulator, PGR) đã

đc dùng rt nhiu bi các công ty nông dc đ ch các cht điu hoà sinh trng
tng hp. nh ngha ca Van Overbreek và cng tác viên (1954) vn còn đc dùng
đn ngày nay.

Cht điu hoà sinh trng thc vt là nhng hp cht hu c khác vi nh
ng
cht dinh dng, vi mt hàm lng nh kích thích, c ch, hoc b sung bt k mt
quá trình sinh lý nào trong thc vt.

 tin li và d hiu trong cách dùng t ting Vit, thut ng cht điu hoà
sinh trng thc vt đc dùng trong giáo trình này bao gm c nhng cht tng hp
và nhng cht sinh trng thc vt có ngun gc t
 nhiên đc sn sinh t thc vt.

1.2.2.4. Cht c ch và cht làm chm sinh trng (Inhibitor và retardant)
Thut ng cht c ch (Inhibitor) và cht làm chm sinh trng (retardant) hin
nay cha đc phân bit rõ. Abscisic acid và nhng cht c ch khác đã c ch hoc
làm chm hay trì hoãn nhng quá trình sinh lý hoc sinh hóa, tuy nhiên, vic ng dng
chúng đ làm chm quá trình sinh trng thì cha đc áp dng hoàn toàn vào thc
ti
n vì nhiu lý do, trong đó giá c cng là mt vn đ. Ngày nay có nhiu hp cht
hu c tng hp đc dùng trong nông nghip đ làm chm s sinh trng ca thc
vt. Cht làm chm sinh trng ca thc vt (plant growth retardant) là mt hp cht
hu c làm chm s phân chia t bào và s vn dài t bào trong mô chi và nh vy
nó điu hoà chiu cao cây mà không gây ra s bi
n dng ca lá và thân. Cây đc x
lý vi mt cht làm chm sinh trng có lá màu xanh đen đin hình và s tr hoa b
nh hng trc tip. S phát trin ca nhng cây này thì không hoàn toàn b ngn cn
nhng xung dc hi đt ngt và cho ra mt dng cây cn ci hn.

Mt vài ví d v nhng cht làm chm sinh trng thc vt là:
- Cycocel: 2-chloroethyl trimethyl-ammonium chloride.
- Paclobutrazol: 1-(4-chlorophenyl) -4,4 dimethyl -2- (1H-1,2,4- triazol-1-yl)
pentan-3-ol.
- Bonzi: (2 RS, 3RS)-1-(4-chlorophenyl-4-dimethyl-2- (1,2,4-triazol-1-yl)
penten-3-ol.
- Prohexadione-calcium: Calcium 3-oxido-5-oxo-4-propionylcyclohexa-3-
enecarboxylate.

Nhiu cht làm chm sinh trng thc vt có tác dng chng li nh hng ca
gibberellin còn đc gi là antigibberellin.
Giáo Trình Cht iu Hoà Sinh Trng Thc Vt

11
Chng 2
PHNG PHÁP TRÍCH, TINH LC VÀ XÁC NH
CHT SINH TRNG THC VT


Cht điu hòa sinh trng thc vt liên quan đn hu ht các chu trình sng
ca thc vt. Thc t cho thy vic áp dng ngoi sinh cng có nhng nh hng
lên thc vt rõ nét. Tuy nhiên, không d phát hin cht điu hoà sinh trng trong
thc vt vi nhiu lý do khác nhau trong đó k thut phân tích chúng vn còn phc
tp. Có nhiu phng pháp đ trích, thanh lc và đnh lng ch
t điu hoà sinh
trng thc vt tu theo nhóm đc kho sát. Trong chng này s gii thiu khái
quát nhng phng pháp c bn t chun b mô đn đnh tính và đnh lng cht
điu hoà sinh trng.

2.1. Phng pháp ly trích

2.1.1. Phng pháp khuch tán






















Hình 2.1. Trích cht điu hoà sinh trng thc vt bng phng pháp khuych tán
Mô đc dùng cho sinh trc nghim
Mt c

t ca mô đ



c đt trên
đa agar cha cht chng oxy hóa
Ch

t đi

u hoà sinh tr


ng th

c v
t
khuch tán vào trong môi trng bo hoà m
Giáo Trình Cht iu Hoà Sinh Trng Thc Vt

12
Phng pháp này ch có th áp dng cho nhng mô nguyên còn ti hoc
nhng phn ca cây. Mô trc ht đc nhúng vào dung dch gelatin 30
0
C đ gi
m.  ngn s bt hot ca nhng cht điu hoà sinh trng trên b mt vt ct,
butylate hydroxytoluen (BHT) (1-2%) đc trn đu vào trong agar và có tác dng
nh mt cht chng oxy hoá khi mô đc nhúng vào trong agar. Mô đc đt lên
khi agar và đc gi trong bung m t vài phút đn vài gi tu thuc vào loi mô
s dng.

Sau mt thi gian, khi agar có th đc dùng cho nhu c
u sinh trc nghim.
ây là mt phng pháp rt tt đ c lng mi quan h v mc đ ca cht điu

hoà sinh trng trong nhng phn khác nhau ca cây. Cn chú ý rng quá trình này
ch cho thy mi quan h ca nhng cht hin din bi vì nhng cht kích thích hay
c ch  b mt vt ct có th gây tr ngi đn sinh trc nghim đang áp dng. ây
là mt phng pháp đn gin và không th áp dng cho vic đnh tính hay đnh
lng mt cách hoàn ho vì cht điu hòa sinh trng thu đc vi mt lng cc
nh.

2.1.2. Ly trích bng dung môi
2.1.2.1. Chun b mu
Vic đóng gói mô cn thn sau khi thu mu thì rt quan trng đ ti thiu
hoá khi mu và hn ch đc s th
t thoát cht điu hoà sinh trng trong quá
trình trích. Cn lu ý rng, nhng hp cht này có trong thc vt vi hàm lng rt
nh, do đó, bt k mt s tht thoát nào do phân hu thuc v enzyme hoc s
chuyn đi qua li gia các cht đu có th dn đn nhng kt qu không chính xác.
Cách hiu qu nht đ gi mu sau khi thu là ngay lp tc đ
ông mu trong nitrogen
lng, p lnh và làm khô ri tr  -80
0
C hoc thp hn di nhng điu kin khan,
điu này s hn ch ti đa các vn đ bt trc xy ra.

2.1.2.2. Ly trích
Có nhiu phng pháp dùng đ trích cht điu hoà sinh trng thc vt, cn
chn phng pháp thích hp cho điu kin nghiên cu ca mình. Có nhiu loi
dung môi có th đc dùng đ trích cht điu hoà sinh trng th
c vt nh
methanol hoc ethanol có th đc dùng đ trích IAA, ABA, GA, BR, cytokinin,
SA và JA; acetone có th đc dùng đ trích IAA, ABA và GA; isopropanol hoc
cloroform có th đc dùng đ trích BR; hn hp Bieleski gm methanol/

chloroform/ 90% formic acid/ nc (12:5:1:2 v/v) hoc perchloric acid có th đc
dùng đ trích cytokinin.


Giáo Trình Cht iu Hoà Sinh Trng Thc Vt

13
Phn ln dung dch trích đc dùng thông thng cho tt c các cht điu
hoà sinh trng thc vt là 80% methanol cng thêm mt cht chng oxy hoá nh
BHT. Mu đc nghin trong mt lng d dung môi lnh ri có th đc pha
thêm vi ru nng đ cao theo mt lng tiêu chun đ hiu chnh s tht thoát
thình lình trong quá trình trích và nhng bc làm sch tip theo. Mu sau đó đc
l
c và mô đc s dng đ trích tr li đ thu đc sn phm nhiu nht. Nhìn
chung, s ln trích tu thuc vào mô và nhng yu t khác, mc đích nhm thu
đc sn phm ti đa, thông thng quá trình trích có th lp li 3-4 ln. Dch trích
đc nên trn ln vi nhau và cô đc bng cách cho bc hi trong chân không hoc
làm khô hoc pha trong dung dch đ phân đon hoc lc xen k vi các quá trình
làm khô. Sau khi loi b dung môi hu c t dch trích, mt lng đáng k ca
nhng mãnh vn rn thng gp trong pha nc và trong s phân đon mang tính
acid tip theo. Nhng cht rn này s hoà tan trong pha hu c, do đó s làm nhim
mu vi nhng hp cht khác. Bng cách lc hoc ly tâm đ loi b các mnh vn
rn này, trng lng khô c
a mu có th gim đi đc đn 80%. Nên chú ý rng sau
quá trình trích, mu còn rt thô và cha nhng cht kích thích cng nh cht c ch
và nhng cht khác. Trong nhiu trng hp, dch trích đc có th không có hot
tính trong sinh trc nghim vì hot đng ca cht điu hoà sinh trng có th b che
ph hoàn toàn bi nhng hp cht có liên quan.

2.2. Tinh lc dch trích

Bc thanh lc
đu tiên sau quá trình trích mô thc vt thng tin hành là
phân đon bng dung môi. S phân đon bng dung môi gm s phân đon gia
mt pha nc và mt dung môi hu c không trn ln (dung môi đc bit đc
dùng s đc xác đnh bi cht điu hoà sinh trng thc vt đang đc trích, mô
đc s dng và nhng yu t khác). Có nhiu s khác bit v dung môi cho nh
ng
quá trình phân đon, mt ví d v cht điu hoà sinh trng thc vt có tính acid s
đc gii thiu  đây. i vi nhng cht điu hoà sinh trng có tính acid thì pH
ca pha cha nc t dch trích thô nên đc điu chnh đn khong 2,5 và dung
dch đc cho vào trong bình chit vi mt lng tng đng ca diethyl ether ri
lc cn th
n. Bình chit sau đó đc đ yên vài phút đ các pha tách nhau. Nu nh
tng to thành do lc quá mnh, bình chit nên đt vào máy p lnh cho đn khi
phân bit thành hai pha riêng bit hoc dùng CaCl
2
hay Na
2
SO
4
đ loi nh tng.
Mt phn ca nhng cht điu hoà sinh trng thc vt s đi t pha cha nc đn
pha cha diethyl ether. Quá trình này có th lp li t 3 đn 4 ln hoc hn na đ
ly ht cht điu hoà sinh trng thc vt có tính acid ra khi pha cha nc. Cn
c lng s ln thc hin
đ thu đc ti đa lng cht điu hoà sinh trng. Pha
cha nc sau đó s đc b đi và pha cha diethyl ether s đc làm khô trong
chân không. Mc dù phân đon bng dung môi là cách thng đc s dng t
Giáo Trình Cht iu Hoà Sinh Trng Thc Vt

14
trc đn nay, đôi khi nó cng không hoàn ho cho mi trng hp. Ngày nay, nó
đang đc thay th bng phng pháp trích ly lng-rn. Vic s dng mt pha rn
nhi vào trong mt ct nh và s dng mt ln đã làm cho vic chun b mu nhanh
hn, hiu sut thu hi cao hn và th tích dung môi s dng li ít hn. Vic s dng
nhng ct nh đã đc dùng đ trích cho hu ht các cht điu hoà sinh trng và
đã cung cp mt s thay đi đc đáo đn s phân đon bng dung môi. Vic thanh
lc cht điu hoà sinh trng cng đã có nhiu thành công trong vic s dng sc
ký giy, sc ký lp mng, sc ký ct, sc ký khí và sc ký lng cao áp. Mt phng
pháp sc ký có th cung cp đ cho quá trình lc đ đnh lng, tuy nhiên phn ln
phi kt hp nhiu phng pháp cho quá trình lc.

2.3. nh lng cht sinh trng thc vt
Theo sau quá trình trích và lc ca cht điu hoà sinh trng là vic đnh
lng. Cht điu hoà sinh trng thc vt có th đc đnh lng bng sinh trc
nghim, nhng phng pháp hoá lý hc (sc ký khí hoc sc ký lng cao áp), ho
c
phng pháp min dch hc.

2.3.1. Sinh trc nghim (Bioassay)
Sinh trc nghim là mt h thng sinh hc đc dùng đ th nghim hot
tính ca mt cht vi mt đáp ng sinh lý.

 có mt sinh trc nghim hu dng, cn lu ý nhng tiêu chun sau:
1. Nó ch đc bit cho hp cht đang th nghim.
2. Nó phi rt nhy c
m đ có th phát hin mt lng nh cht điu hoà
sinh trng.
3. Nó phi nhanh và d đ thu đc mt lng ln mô thc vt đng nht.
S đáp ng ca mô đi vi mt cht điu hoà sinh trng thc vt đc bit cng

phi nhanh và d thc hin.
4. Cht đang đc sinh trc nghim hoc nh
ng cht có liên quan phi hin
din  mc đ thp hoc không có trong cây.

Có rt nhiu h thng sinh trc nghim cho mi nhóm cht điu hoà sinh
trng thc vt đã bit. iu quan trng là chn phng pháp sinh trc nghim phù
hp vi nhng tình hung riêng bit. Có th chia sinh trc nghim thành 5 nhóm
sau:
- (1). Sinh trc nghim chn đoán: Sinh trc nghim đc bit dùng
đ phát
hin mt cht điu hoà sinh trng đc thù.
- (2). Sinh trc nghim dùng đ xác đnh nhng quan h v hot tính và cu
trúc: Sinh trc nghim din t s khác bit v tính nhy cm đáp ng vi cu trúc
Giáo Trình Cht iu Hoà Sinh Trng Thc Vt

15
ca nhng cht khác nhau trong cùng mt nhóm cht điu hoà sinh trng.
- (3). Sinh trc nghim kim tra th và phát hin: Sinh trc nghim có tính
nhy cm mnh và đáp ng nhanh cùng vi tính chuyên bit đy đ, cho phép có
th s dng trong vic phát hin cht điu hoà sinh trng  nng đ rt thp trong
tng phân đon sc ký khác nhau.
- (4). Sinh trc nghim tng hot tính sinh hc c
a nhóm: Sinh trc nghim
đ hoc gn đ nhy cm đ nhng cht có cu trúc đa dng thuc mt nhóm cht
điu hoá sinh trng cho phép xác đnh đc hot tính tng s ca mt nhóm đc
bit trong dch trích.
- (5). Sinh trc nghim có yêu cu đn gin: Nhng sinh trc nghim có yêu
cu v thit b chuyên bit và không gian thp, giá thành r và d thu đc mu.

2.3.1.1. Sinh trc nghim auxin
2.3.1.1.1. Sinh trc nghim s cong dip tiêu yn mch (Avena): Da trên kh nng
kích thích s sinh trng cong ca auxin và s vn dài.

2.3.1.1.2. Sinh trc nghim s th hin gene thuc lá (Nicotiana): Da trên s th
hin ca gene th khm (chimeric) trong nguyên bào tht lá cây thuc lá đc
chuyn gene đáp ng vi c auxin và cytokinin. S đnh lng ca mi cht điu
hoà sinh tr
ng da trên phn ng màu tác đng bi ánh sáng.

2.3.1.1.3. Sinh trc nghim v s sinh trng thng đon dip tiêu yn mch
(Avena): Da trên kh nng kích thích s vn dài ca auxin. Nó không chuyên bit
nh sinh trc nghim s nghiêng ca Avena.

2.3.1.1.4. Sinh trc nghim lóng đu cove (Phaseolus): Da trên kh nng kích
thích s sinh trng cong ca auxin. Nó không nhy cm vi nhit đ và có th
th
c hin trong điu kin sáng.

2.3.1.1.5. Sinh trc nghim s to r bt đnh trên đu xanh (vigna): Da trên kh
nng kích thích s to r bt đnh ca auxin trên đon thân.

2.3.1.2. Sinh trc nghim gibberellin
2.3.1.2.1. Sinh trc nghim v s to đng kh ni sinh trong lúa mch
(Hordeum): Da trên kh nng ca gibberellin kích thích hot đng ca enzyme
α-amylase đ to đng kh.

2.3.1.2.2. Sinh trc nghim cây chút chích lá rng (Rumen): Da trên kh nng làm
gim lão hoá (màu vàng) ca gibberellin trong cây chút chích lá rng.
Giáo Trình Cht iu Hoà Sinh Trng Thc Vt

16

2.3.1.2.3. Sinh trc nghim trc h dip rau dip (Lactuca): Da trên kh nng kích
thích s vn dài ca gibberellin lên trc h dip rau dip.

2.3.1.2.4. Sinh trc nghim nhng cây lùn nh đu Hà Lan (Pisum), lúa (Oryza) và
bp (Maize): Sinh trc nghim này s dng nhng bin d lùn đn gene và da trên
kh nng kích thích s vn dài ca gibberellin.

2.3.1.3. Sinh trc nghim cytokinin
2.3.1.3.1. Sinh trc nghim mô so lõi thân thuc lá (
Nicotiana): Khi không đc
x lý cytokinin thì mô lõi thuc lá s không to đc callus hoc rt ít callus đc
to ra. Tuy nhiên khi cytokinin đc thêm vào thì callus s phát trin rt nhanh
cùng vi s gia tng trng lng ti.

2.3.1.3.2. Sinh trc nghim s th hin gene thuc lá (Nicotiana): Da trên s th
hin ca gene th khm trong nguyên bào tht lá cây thuc lá đc chuyn gene đáp
ng vi c auxin và cytokinin. S đnh lng ca mi ch
t điu hoà sinh trng da
trên phn ng màu tác đng bi ánh sáng.

2.3.1.3.3. Sinh trc nghim s n rng ca t dip c ci (Raphanus): Sinh trc
nghim này da trên kh nng ca cytokinin kích thích s n rng ca t dip c
ci.

2.3.1.3.4. Sinh trc nghim trên s vn dài trc h dip đu nành (Glycine): Sinh
trc nghim này da trên kh n
ng ca cytokinin kích thích s vn dài trc h dip

đu nành.

2.3.1.3.5. Sinh trc nghim kích thích s to betacyanin ca c dn trm
(Amaranthus) trong ti: S sn sinh sc t đ betacyanin thng yêu cu có ánh
sáng. S sinh trc nghim này da trên kh nng kích thích s sn sinh betacyanin
ca cytokinin trong ti.

2.3.1.4. Sinh trc nghim abscisic acid
2.3.1.4.1. Sinh trc nghim v s c ch ny mm ht rau dip (Lactuca)
. Sinh trc
nghim da trên kh nng ca ABA c ch s ny mm ca ht rau dip bi s
khng ch trc h dip và s phát trin ca r bt đnh.

2.3.1.4.2. Sinh trc nghim s rng cung lá bông (Gossypium): Sinh trc nghim
này da trên kh nng ca ABA kích thích s rng  bông. Mc đ x lý ABA
Giáo Trình Cht iu Hoà Sinh Trng Thc Vt

17
càng nhiu thì s rng s càng gia tng.

2.3.1.4.3. Sinh trc nghim v s c ch sinh trng m lúa (Oryza): Da trên s c
ch sinh trng b lá lúa ca ABA. S gim chiu dài b lá lúa liên quan đn s gia
tng nng đ ABA đc x lý.

2.3.1.4.4. Sinh trc nghim s đóng khí khu cây thài lài (Commelina): S lng và
mc đ đóng ca khí khu đc quan sát đ 
c lng hàm lng ca ABA hin
din trong mu.

2.3.1.5. Sinh trc nghim ethylene

2.3.1.5.1. Sinh trc nghim đáp ng b ba da trên tính sinh trng ngang, s
phng lên và s c ch thân đu Hà Lan (Pisum): Sinh trc nghim này da trên
kh nng ca ethylene c ch s vn dài, c ch s m móc trc thng dip và
kích thích s sinh trng ngang. Mt trong ba tính cht này đu có th đc dùng
đ
c lng hàm lng ethylene trong mu.

2.3.1.5.2. Sinh trc nghim gây ra s sinh trng nghiêng ca thân và lá cà chua
(Lycopersicon): S sinh trng nghiêng  đây là s gp xung ca cung lá. 
nghiêng ca cung lá t l vi hàm lng ethylene cha trong mu.

2.3.1.5.3. Sinh trc nghim kích thích s chín ca trái (cà chua, chui, chanh ):
Nguyên lý ca sinh trc nghim này là da trên s chín ca trái. Thi gian chín ca
các loi trái nh cà chua, chui, chanh… t l vi hàm l
ng ethylene có trong mu.

2.3.1.5.4. Sinh trc nghim s rng t dip bông (Gossypium): Sinh trc nghim
này ging nh sinh trc nghim ca ABA kích thích s rng  bông. Ethylene cng
kích thích s rng. Mc đ rng gây ra do ethylene t l vi lng ethylene có trong
mu.

2.3.1.6. Sinh trc nghim brassinosteroid
2.3.1.6.1. Sinh trc nghim lóng th nht đu cove (Phaseolus): Khi auxin đc áp
dng v mt phía ca lóng thì lóng cong đi và theo sau là mt chu k ch
m. BR làm
gim chu k chm khi đc áp dng mt gi trc khi x lý auxin. Khi BR đc x
lý nhiu hn, IAA gây ra s sinh trng cong s nhanh hn.

2.3.1.6.2. Sinh trc nghim s sinh trng nghiêng ca phin lá lúa: Sinh trc
nghim này da trên kh nng ca BR kích thích s nghiêng ca phin lá lúa. 

nghiêng ca phin lá lúa t l vi hàm lng ca BR có trong mu.
Giáo Trình Cht iu Hoà Sinh Trng Thc Vt

18

2.3.1.6.3. Sinh trc nghim v s c ch:  nhng nng đ ti ho, BR gây ra s
vn dài và cong. Tuy nhiên, khi nng đ tng cao, BR c ch sinh trng và làm
tét mô. Mc đ gim vn dài di giá tr đi chng t l vi hàm lng BR có
trong mu.

2.3.2. Hoá lý trc nghim
Hai phng pháp hoá lý trc nghim đc dùng ph bin ngày nay đ xác
đnh cht điu hoà sinh tr
ng thc vt là sc ký lng cao áp (HPLC: High
performance liquid chromatography) và sc ký khí ct mao qun (GC: Gas
chromatography). Ngày nay HPLC ch đc dùng vi nhng đu dò (detector) có
đ nhy cao hoc vi nhng mu lc rt sch.

2.3.2.1. Phát hin cht sinh trng thc vt bng sc ký khi ph
Sc ký khi ph (GC-MS: Gas chromatography - Mass spectrometry) đc
xem là phng pháp tt nht đ phân tích cht điu hoà sinh trng vì nó đn gin
và chính xác. Phng pháp này đ
ã đc dùng đ phân tích IAA và nhng hp cht
có liên quan, ABA và các cht bin dng ca nó, gibberellin, cytokinin,
brassinosteroid và jasmonate. Không ging nh đu dò dùng cho phng pháp
HPLC, đu dò cho GC thng phá hu mu và không d dàng khôi phc li cht
chun đc đánh du phóng x. S phát trin ca phng pháp khi ph cho phép
đo đc cht đng v và đc dùng ph bin đ xác đnh và đnh lng tt c các
nhóm cht đ
iu hoà sinh trng tr ethylene vì cht này d dàng đc xác đnh

bng GC.

2.3.2.2. nh lng ethylene
Ethylene là mt cht khí nên quá trình trích nó cng đn gin, không phi
qua các dung môi trích và thanh lc mt cách phc tp nh các nhóm khác. Vic
nht khí ethylene trong bình hoc ng nghim kín cng ít b nhim tp cht nh
trích các cht khác. Vi sc ký khí và đu dò ion hoá ngn la FID (flame
ionization detector) d dàng đnh lng đc ethylene vi mt lng r
t nh đn
nano mole.

2.3.2.3. Phát hin cht điu hoà sinh trng thc vt bng HPLC
Mc dù HPLC không phi là phng pháp tt nht đ phát hin và đnh
lng cht điu hoà sinh trng, vn có nhng phng pháp vi đu dò đc bit
đc dùng. Vic phát hin hunh quang đã đc dùng đ đnh lng trc tip IAA,
trái li ABA và jasmonic acid phi đc chuyn hoá thành hyrazone hunh quang
và brassinosteroid thành bisboronate hu
nh quang trc khi phát hin bng phng
Giáo Trình Cht iu Hoà Sinh Trng Thc Vt

19
đo hunh quang. Phng pháp này rt nhy và đc trng, tuy nhiên yêu cu mu
phi đc lc tht sch trc khi phân tích. Sc ký lng có th kt hp vi khi ph
thành sc ký lng khi ph (LC-MS: Liquid chromatography – mass spectrometry)
đ xác đnh nhng liên hp không dn xut ca gibberellin và IAA. Mc dù có
nhiu u vit nhng đ nhy ca LC-MS vn không bng GC-MS, chính vì vy
GC-MS ngày càng đc s dng nhi
u.

2.3.2.4. Sinh trc nghim min dch hc

Sinh trc nghim min dch hc hin rt ph bin và có nhiu giá tr trong
khoa hc thc vt. Phng pháp này yêu cu s tinh lc mu ti thiu, do đó vic
phân tích s mu ln thì rt nhanh và không đt tin, tuy nhiên giá thành không tht
s quan trng. Trong nhiu trng hp, HPLC vn cn thit đ thu đc mu s
ch
và kt qu thu đc có th dùng đ so sánh vi các phng pháp sinh trc nghim
hoá lý. Nhng tr ngi trong sinh trc nghim min dch hc là có th dn đn s
c lng vt quá v mc đ kháng nguyên và nhng vn đ khác. Do đó, vic
chn mt mt k hoch làm sch mu rt cn thit đ làm cho sinh trc nghim phù
hp vi k thut phân tích khác nh GC-MS.

2.3.3. Xác đnh cui cùng
 xác đnh rch ròi v mt cht điu hoà sinh trng thc vt đã đc sinh
trc nghim cn có mt mt xác đnh cui cùng v hp cht này bng phng pháp
sc ký. Khi dùng nhng phng pháp sinh trc nghim thì vic xác đnh cui cùng
không cn thit vì nhng hp cht ging nh cht điu hoà sinh tr
ng đã đc đo
lng. S xác đnh cui cùng này thng đc thc hin vi sc ký khi ph hay
kt hp vi sc ký khí hoc sc ký lng. Phng pháp này cho mt kt lun chc
chn v cht đc kho sát.

2.4. Kt lun
Có nhiu bc đ ly trích, làm sch và sinh trc nghim cht điu hoà sinh
trng thc vt. Các b
c đó có th đc tóm tt nh trong hình 2.2. Nhng cách
đ xác đnh cht điu hoà sinh trng cng rt đa dng, tu theo mc đích ca nhà
nghiên cu mà phng pháp nào đc áp dng. Dù cho có dùng phng pháp phân
tích nào đi chng na thì vic chun b mô thích hp trc khi phân tích là rt quan
trng đ ly trích đc hoàn chnh, đ làm sch mu mà không b tr ngi bi
phng pháp đang dùng, đ

trích và làm sch mu đc ti đa và đ cung cp đ
lng mu đt cht lng đ cho vic xác đnh cui cùng khi sinh trc nghim.
Hin ti có nhiu k thut phân tích hin đi đc dùng trong nghiên cu cht điu
hoà sinh trng thc vt hay phân tích hoá hc nói chung. Các thit b cn thit đ
thc hin các bc phân tích hoàn chnh là sc ký lng cao áp, sc ký khí, sc ký