tóm tắt luận án tiếng việt: Nghiên cứu một số đáp ứng sinh lý, hóa sinh liên quan đến phản ứng tự bảo vệ của cây đậu tương Nam Đàn (Glycine max (L.) Merr.) đối với rệp muội đen (Aphis craccivora Koch).

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI

TRẦN NGỌC TOÀN

NGHIÊN CỨU MỘT SỐ ĐÁP ỨNG SINH LÝ, HÓA SINH
LIÊN QUAN ĐẾN PHẢN ỨNG TỰ BẢO VỆ CỦA CÂY ĐẬU
TƯƠNG NAM ĐÀN (Glycine max(L.) Merr.)
ĐỐI VỚI RỆP MUỘI ĐEN (Aphis craccivora Koch)
Chuyên ngành: Sinh lý học thực vật
Mã số: 9420112

TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ SINH HỌC

HÀ NỘI - 2023


CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
1. PGS.TS. Trần Thị Thanh Huyền
2. PGS.TS. Mai Văn Chung

Phản biện 1: PGS.TS. Nguyễn Văn Đính, Trường ĐHSP Hà Nội 2
Phản biện 2: PGS.TS. Cao Phi Bằng, Trường Đại học Hùng Vương
Phản biện 3: PGS.TS. Bùi Minh Hồng, Trường ĐHSP Hà Nội

Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm luận án cấp Trường
họp tại Trường Đại học Sư phạm Hà Nội
vào hồi …..giờ … ngày … tháng… năm 2023

Có thể tìm hiểu luận án tại thư viện: Thư viện Quốc Gia, Hà Nội
hoặc Thư viện Trường Đại học Sư phạm Hà Nội


DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH KHOA HỌC CƠNG BỐ

1.

Tran Ngoc Toan, Tran Thi Thanh Huyen, Mai Van Chung (2016),
“Antioxidative defense responses to aphid-induced oxidative stress in
Glycine max (L.) Merr.cv. “Nam Dan”, Vietnam Journal of Science and
Technology, 54(6), tr. 719-728, DOI: 10.15625/0866-708X/54/6/7952, (ISSN
0866-708x).

2.

Ngoc Toan Tran, Thi Thanh Huyen Tran, Ngoc Dai Do, Van Chung Mai
(2017), “The accumulation of SA- and JA-signaling pathways in the response
of Glycine max cv. “Nam Dan” to infestation by Aphis craccivora” Journal
of Plant Protection Reseacrh, 57 (4), tr. 321–330, DOI: 10.1515/jppr-20170043, (ISSN: 1427-4345).

3.

Tran Ngoc Toan, Ngo Thi Lien, Nguyen Thi Hoang Anh, Tran Thi Thanh
Huyen and Mai Van Chung (2019), “Effect of Cowpea Aphid on the
biosynthetic pathway of Salicylic acid in Glycine max cv. Namdan at
reproductive growth stages”, Journal of Science Vinh University , 48 (2A).
tr. 29-38, (ISSN: 1859 – 2228).

1
MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Mỗi lồi cây, trong vịng đời của mình, chúng bị tác động bởi rất nhiều loại yếu tố bất
lợi khác nhau từ môi trường sống. Mặc dù luôn phải chịu một phần thiệt hại nhất định nhưng
phần lớn các cây vẫn tồn tại và sinh trưởng, phát triển tốt. Đó là do các lồi thực vật hình
thành những cơ chế tự bảo vệ khác nhau tương thích cho từng yếu tố tác động. Trong khả
năng bảo vệ mang tính chủ động của thực vật, cơ chế bảo vệ sinh hóa đã và đang thu hút
được sự quan tâm của nhiều nhà khoa học trong và ngoài nước. Theo cơ chế này, nấm, vi
khuẩn, virus, cơn trùng là các nhóm tác nhân gây hại cho cây được biết tạo ra các elicitor cảm
ứng hình thành các sản phẩm chuyển hóa có nguồn gốc khác nhau: hormon, enzyme, gene,
protein, sản phẩm trao đổi thứ cấp, gốc tự do...; khởi động các phản ứng bảo vệ đặc biệt như
phản ứng siêu nhạy cảm (HR); kích thích tính kháng tập nhiễm hệ thống (SAR). Đồng thời,
con đường dẫn truyền tín hiệu khác nhau, ví dụ như: sinh tổng hợp hormon thực vật salicylic
acid (SA), jasmonic acid (JA), ethylene (ET); con đường tín hiệu oxy hoạt hóa… cũng được
kích hoạt. Tất cả hình thành nên những cơ chế bảo vệ đặc thù cho từng loại cây trồng đối với
từng yếu tố tác động.
Trong mối tương tác giữa cây trồng họ đậu (Fabaceae) với cơn trùng gây hại,
đã có những nghiên cứu trên thế giới đánh giá bộ máy và cơ chế bảo vệ của đậu
tương Glycine max (Diaz-Montano và cộng sự, 2007; Li và cộng sự, 2008), cỏ ba lá
Medicago truncatula (Klingler và cộng sự, 2007; Gao và cộng sự, 2008), đậu lăng
Lens culinaris (Andarge and Westhuizen, 2004), linh lăng Medicago sativa (Julier,
2004), đậu Hà Lan Pisum sativum L. (Mai và cộng sự, 2014; Morkunas và cộng sự,
2015). Các nghiên cứu này đều ghi nhận, khi chịu tác động của rệp hại, một số
hormon thực vật (SA, JA, ET, v.v..), các hoạt chất như pisatin, flavonoids..., các dạng
ôxi/nitơ hoạt hóa nội sinh như H 2O2, NO, cũng như các gốc tự do (superoxide O 2.,
semiquinone), các enzyme sinh tổng hợp cũng như các gen mã hóa các enzyme nói
trên đã cảm ứng tổng hợp khác nhau tham gia các phản ứng bảo vệ của cây trồng đối
với rệp hại (Morunas và cộng sự, 2011).

Đậu tương Nam Đàn là giống địa phương gắn liền với thương hiệu “tương Nam
Đàn” của tỉnh Nghệ An, được phục tráng thành công năm 2009 và bắt đầu đưa vào giai
đoạn sản xuất ở quy mô lớn. Trên giống đậu tương Nam Đàn, rệp muội đen (Aphis
craccivora Koch) thường phát sinh, gây hại từ cuối giai đoạn phát triển thân, lá, bắt đầu
hình thành nụ hoa và kéo dài suốt thời kỳ tạo quả, vào hạt. Sự tác động đó đã ảnh hưởng


2
tiêu cực đến sinh trưởng, phát triển, năng suất và chất lượng đậu tương. Việc đánh giá cơ
chế tự bảo vệ của cây trồng đối với rệp hại sẽ cung cấp cơ sở dữ liệu quan trọng về
sinh lý chống chịu của cây trồng trước các tác nhân bất lợi. Hiện chưa có cơng trình
nghiên cứu nào đề cập đến vấn đề này trên cây đậu tương Nam Đàn. Xuất phát từ những
lý do nêu trên, việc triển khai “Nghiên cứu một số đáp ứng sinh lý, hóa sinh liên quan đến
phản ứng tự bảo vệ của cây đậu tương Nam Đàn đối với rệp muội đen” là rất cần thiết.
2. Mục tiêu nghiên cứu
Phân tích, đánh giá được một số đáp ứng sinh lý, hóa sinh liên quan đến phản ứng tự
bảo vệ của cây đậu tương Nam Đàn khi rệp muội đen tác động tại các giai đoạn sinh trưởng
sinh dưỡng V1, V3 và V5.
Các mục tiêu cụ thể:
Đánh giá được một số thiệt hại cấp độ tế bào ở lá đậu tương do rệp gây nên
thông qua các chỉ số tổn thương và peroxid hóa lipid;
Phân tích, đánh giá được sinh tổng hợp và biến đổi của các phân tử tín hiệu
như JA, SA, H2O2 và gốc superoxide O2.- trong lá đậu tương Nam Đàn ở thời kỳ sinh
trưởng sinh dưỡng dưới tác động của rệp muội đen;
Đánh giá được độ hoạt động của một số enzyme tham gia tổng hợp các phân tử tín
hiệu nói trên. Đó là các enzyme LOX trong q trình tổng hợp JA; PAL và BA2H tham gia
tổng hợp SA; SOD và CAT là các enzym chuyển hóa H 2O2 nội sinh trong lá đậu tương
Nam Đàn ở thời kỳ sinh trưởng sinh dưỡng dưới tác động của rệp muội đen.
3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
Nghiên cứu một số phản ứng bảo vệ của thực vật đối với sâu bệnh hại tấn công

là một hướng mới. Tuy nhiên, các nghiên cứu tại Việt Nam hiện nay chưa chú trọng
theo hướng này. Việc nghiên cứu một số đáp ứng sinh lý, hóa sinh liên quan đến phản
ứng tự bảo vệ của cây đậu tương Nam Đàn đối với rệp muội đen là một vấn đề đang
còn mới, chưa có cơng trình nào nghiên cứu.
Do vậy kết quả nghiên cứu nhằm cung cấp những dẫn liệu khoa học về cơ chế
tự bảo vệ của cây đậu tương Nam Đàn đối với rệp muội đen hại đậu tương, góp phần
làm rõ cơ sở lý luận về sinh lý chống chịu của cây trồng trước các tác nhân bất lợi
của môi trường, trong đó có yếu tố hữu sinh.
Kết quả đạt được của đề tài là tiền đề cho các nghiên cứu tiếp theo về mối quan
hệ cây đậu tương và rệp hại, từ đó tìm ra các giải pháp trong phòng trừ rệp hại trên
cây đậu tương Nam Đàn.


3
4. Đóng góp mới của luận án
Kết quả nghiên cứu của đề tài sẽ là những dẫn liệu khoa học mới về cơ chế tự
bảo vệ của cây đậu tương Nam Đàn đối với rệp muội đen hại đậu tương, bao gồm:
- Ảnh hưởng của rệp muội đen đối với các tế bào lá đậu tương Nam Đàn (Tỷ lệ
tổn thương ở các tế bào; Sự peroxide hóa lipid màng);
- Hàm lượng của các phân tử tín hiệu trong lá đậu tương Nam Đàn dưới tác
động của rệp muội đen (H2O2, O2.-, SA, JA);
- Hoạt độ của một số enzyme tổng hợp/chuyển hóa các phân tử tín hiệu trong lá
đậu tương Nam Đàn dưới tác động của rệp muội đen (SOD, CAT, PAL, BA2H,
LOX);
- Biểu hiện gene mã hóa enzyme trong con đường tín hiệu hormone SA (gene
PAL).
Kết quả đạt được sẽ là những dẫn liệu quan trọng, có ý nghĩa khoa học và thực
tiễn, có giá trị tham khảo trong lĩnh vực sinh lý thực vật, đặc biệt là sinh lý chống
chịu của cây trồng.
5. Cấu trúc của luận án

Mở đầu
Chương 1. Tổng quan về vấn đề nghiên cứu
Chương 2. Vật liệu, phạm vi, nội dung và phương pháp nghiên cứu
Chương 3. Kết quả nghiên cứu và thảo luận
Kết luận và kiến nghị
Các công bố khoa học liên quan đến luận án
Tài liệu tham khảo
Phụ lục
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
Trên thế giới đã có rất nhiều cơng trình đề cập đến các cơ chế phịng thủ ở cấp
độ phân tử, liên quan đến việc kích hoạt các đường truyền tín hiệu thực vật, sự tiếp
nhận các tín hiệu phân tử, mối quan hệ trao đổi chéo của các phân tử này trong mạng
lưới tín hiệu phịng thủ. Các tín hiệu trung gian của các phản ứng phòng thủ khác
nhau thu hút sự quan tâm của các nhà khoa học thực vật khơng chỉ vì bản chất sinh
học của nó, mà cịn ở vai trị quan trọng trong khía cạnh nơng nghiệp.


4
Tại Việt Nam, các nghiên cứu về mối tương quan giữa rệp và cây trồng chủ
yếu tập trung vào thành phần, đặc điểm sinh học, mật độ gây hại và biện pháp phòng
trừ rệp trên các đối tượng cây trồng khác nhau. Một số nghiên cứu tập trung vào các
chất có hoạt tính diệt rệp từ chủng nấm kí sinh côn trùng. Về cơ chế tự bảo vệ của cây
trồng, có các nghiên cứu dưới tác động của kim loại nặng. Qua đó cho thấy, tại Việt
Nam chưa có các cơng trình nghiên cứu chun sâu về cơ chế tự bảo vệ của cây
trồng trước sự tấn công của rệp, trong đó có cây đậu tương.
CHƯƠNG 2
VẬT LIỆU, PHẠM VI, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. Vật liệu nghiên cứu
2.1.1. Cây đậu tương Nam Đàn
Cây đậu tương (Glycine max (L.) Merr.) được sử dụng trong nghiên cứu này là

giống đậu tương Nam Đàn được Trạm khuyến nông huyện Nam Đàn (tỉnh Nghệ An)
cung cấp.
Hạt sau khi được khử trùng bề mặt, được ủ cho nảy mầm, sau đó được gieo
trồng trong phịng thí nghiệm. Cây đậu tương ở các giai đoạn V1, V3 và V5 (tương
ứng với các thời kỳ sinh trưởng sinh dưỡng, có 1, 3 và 5 lá kép ba) được sử dụng
làm vật liệu nghiên cứu.
2.1.2. Rệp muội đen
Lồi rệp được sử dụng trong các thí nghiệm là rệp muội đen ((Aphis
craccivora Koch) do phịng Cơn trùng học ứng dụng (Viện Sinh thái và Tài
nguyên sinh vật, Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam) nuôi cấy cung cấp.
Các cá thể không nhiễm vi rút được nuôi trên vật chủ của chúng là cây đậu tương,
trong buồng nuôi cây ở 23 – 250C, độ ẩm tương đối 70 – 75 %, cường độ ánh sáng
110 - 130 μM photon/M photon/m2/s và khoảng thời gian 14 giờ sáng / 10 giờ tối.
2.2. Phạm vi nghiên cứu
Nghiên cứu một số đáp ứng sinh lý, hóa sinh liên quan đến phản ứng tự bảo vệ
của cây đậu tương Nam Đàn ở giai đoạn sinh trưởng sinh dưỡng (V1, V3 và V5) đối
với rệp muội đen được thực hiện từ năm 2015 đến năm 2019. Các thí nghiệm được bố
trí trong phịng thí nghiệm Sinh lí thực vật và phịng thí nghiệm Khoa học cây trồng,
trường Đại học Vinh.
Hàm lượng các hormone thực vật SA và JA được phân tích trên cơ sở hợp tác


5
với Viện Hóa học các hợp chất thiên nhiên (Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ
Việt Nam). Hoạt độ enzyme Benzoic acid 2-hydroxylase được phân tích trên cơ sở
hợp tác với trường Đại học Khoc học sự sống POZNAN. Biểu hiện gen mã hóa PAL
được phân tích trong sự hợp tác với Viện Công nghệ Sinh học (Viện Hàn lâm Khoa
học và Công nghệ Việt Nam).
Các chỉ số khác được phân tích tại phịng thí nghiệm Sinh lý thực vật và phịng
thí nghiệm Khoa học cây trồng, trường Đại học Vinh.

2.3. Nội dung nghiên cứu
* Ảnh hưởng của rệp muội đen đối với các tế bào lá đậu tương Nam Đàn
- Tỷ lệ tổn thương ở các tế bào
- Sự peroxide hóa lipid màng
* Hàm lượng của các phân tử tín hiệu trong lá đậu tương Nam Đàn dưới tác động của rệp
muội đen
- Các dạng ơxy hoạt hóa
+ Gốc tự do superoxide
+ Hydrogen peroxide
- Salicylic acid
- Jasmonic acid
* Hoạt độ của một số enzyme tổng hợp/chuyển hóa các phân tử tín hiệu trong lá đậu
tương Nam Đàn dưới tác động của rệp muội đen
- Enzyme chuyển hóa các dạng ơxy hoạt hóa
+ Enzyme Superoxide dismutase
+ Enzyme Catalase
- Enzyme sinh tổng hợp Salicylic acid
+ Enzyme Phenylalanine ammonia-lyase
+ Enzyme Benzoic 2-hydroxylase
- Enzyme sinh tổng hợp Jasmonic acid
+ Enzyme Lipoxygenase
2.4. Phương pháp nghiên cứu
2.4.1. Phương pháp bố trí thí nghiệm
Cây đậu tương ở các giai đoạn sinh trưởng sinh dưỡng V1, V3 và V5 được sử
dụng để thiết lập các thí nghiệm.
Tại mỗi giai đoạn sinh trưởng, thí nghiệm được bố trí theo khối đầy đủ ngẫu
nhiên (RCBD) với 4 cơng thức, 3 lần lặp lại:
Công thức 1 (đối chứng): không gây nhiễm rệp

6
Công thức 2: gây nhiễm 10 rệp/cây
Công thức 3: gây nhiễm 20 rệp/cây
Công thức 4: gây nhiễm 30 rệp/cây
Rệp được chọn (con trưởng thành, khơng có cánh) được chuyển sang lá cây đậu
tương thí nghiệm một cách cẩn thận bằng chổi lông mịn. Những cá thể vào nhộng
hoặc bị chết được loại bỏ mỗi ngày và được bổ sung bằng cá thể mới nhằm hạn chế
ảnh hưởng của mật độ lên hiệu suất rệp, do đó số lượng rệp muội đen khơng đổi trong
mỗi thí nghiệm. Cây đậu tương ở các công thức nhiễm rệp và công thức đối chứng
được đặt riêng trong các lồng lưới (50 × 50 × 50 cm) và đặt trong buồng nuôi cây ở
nhiệt độ 23 – 25oC, độ ẩm 70 – 75 %, cường độ ánh sáng 110 – 130 µM photon/m 2/s
và thời gian chiếu sáng là 14 giờ sáng/10 giờ tối.
Tại các giai đoạn sinh trưởng V1, V3 và V5, trên các cơng thức thí nghiệm, lá
đậu tương được thu thập ở lần lượt tại các thời điểm 0 h, 24 h, 48 h, 72 h và 96 h sau
khi bị rệp gây hại. Lá được lấy và cân bằng cân phân tích điện tử, sau đó được đơng
lạnh bằng nitơ lỏng và giữ ở nhiệt độ -70 oC cho phân tích các chỉ tiêu của đề tài.
Riêng hàm lượng của gốc anion superoxide (O2.- ) và hydrogen peroxide (H 2 O2)
được xác định trong nguyên liệu tươi theo các nội dung cụ thể của đề tài.
2.4.2. Phương pháp phân tích các chỉ tiêu
Tỷ lệ tổn thương tế bào
Tỷ lệ tổn thương tế bào được xác định bằng phương pháp đo độ dẫn điện nhằm
đánh giá phần trăm tổn thương của màng sinh chất (Sullivan và cộng sự, 1971).
Mức độ peroxy hóa lipid
Mức độ peroxy hóa lipid được xác định bằng xét nghiệm chất phản ứng với
axit thiobarbituric (TBARS) (Heath R. L. và Packer L, 1968).
Hàm lượng gốc anion superoxide
Việc xác định hàm lượng gốc anion superoxide (O2.-) trong các mẫu sinh học
dựa trên khả năng khử nitro blue tetrazolium (NBT) (Doke N., 1983).
Hàm lượng hydrogen peroxide
Hàm lượng hydrogen peroxide (H2O2) được xác định theo phương pháp đo

quang phổ (Becana M. và cộng sự, 1986).
Hàm lượng Salicylic acid
Salicylic acid tự do (SA) được chiết xuất và định lượng theo phương pháp sắc
ký lỏng hiệu năng cao (HPLC) miêu tả bởi Yalpani và cộng sự, 1993.
Hàm lượng Jasmonates


7
Việc phân tích Jasmonic acid (JA) và metyl este của nó (MeJA) được thực hiện
theo phương pháp GC-MS (Fan và cs. 1998)
Hoạt độ enzyme superoxide dismutase, enzyme catalase
Hoạt tính của SOD (EC 1.15.1.1) được đo quang phổ bằng cách đo khả năng
ức chế sự khử quang hóa của NBT (Beauchamp C. và cộng sự, 1971).
Hoạt độ enzyme Phenylalanin amoniac-lyase
Hoạt tính của phenylalanin amoniac-lyase (PAL, EC 4.3.1.24) được xác định
bằng phương pháp đo quang phổ (Cahill và McComb, 1992).
Hoạt độ Benzoic acid 2-hydroxylase
Benzoic acid 2-hydroxylase (BA2H) được đo bằng cách sử dụng phương pháp
HPLC của León và cộng sự, 1995.
Hoạt độ Enzyme lipoxygenase
Hoạt tính của lipoxygenase (LOX, EC 1.13.11.12) được xác định theo phương
pháp đo quang phổ (Sekhar và Reddy, 1982).
Xác định protein
Trong tất cả các chế phẩm enzyme, protein trong lá cây đậu tương được xác
định theo phương pháp của Bradford (1976) sử dụng albumin huyết thanh bò (SigmaAldrich) làm chất chuẩn.
2.4.3. Xử lý thống kê
Các số liệu được xử lý thống kê theo phương pháp phân tích phương sai
ANOVA bằng phần mềm SPSS 20.0.
CHƯƠNG 3.
KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN

3.1. Ảnh hưởng của rệp muội đen đến các tế bào lá đậu tương Nam Đàn
3.1.1. Tổn thương ở các tế bào lá đậu tương Nam Đàn khi rệp muội đen tác động
Bảng 3.1. Tổn thương ở các tếbào lá đậu tương Nam Đàn khi rệp muội đen tác động
TG

Tổn thương (%)
48h
72h

CT
0h
24h
Giai đoạn sinh trưởng V1
10 rệp
0,00a A 2,63 ± 0,27a B 3,98 ± 0,44a C
20 rệp
0,00a A 2,67 ± 0,31a B 7,35 ± 0,28b D
30 rệp
0,00a A 3,49 ± 0,47b B 8,99 ± 0,63c D
Giai đoạn sinh trưởng V3

3,52 ± 0,29a C
5,99 ± 0,57b C
9,23 ± 0,48c D

96h
3,46 ± 0,27a C
5,83 ± 0,46b C
7,25 ± 0,55c C

8
10 rệp
0,00a A 2,54 ± 0,46a B 3,87 ± 0,33a D 3,43 ± 0,39a CD 3,01 ± 0,49a C
20 rệp
0,00a A 2,20 ± 0,48a B 6,24 ± 0,32b D 5,96 ± 0,43b D 3,02 ± 0,28a C
30 rệp
0,00a A 3,45 ± 0,40b B 8,79 ± 0,54c C 8,42 ± 0,28c C 3,76 ± 0,56a B
Giai đoạn sinh trưởng V5
10 rệp
0,00a A 3,32 ± 0,36a C 3,34 ± 0,31a C 3,21 ± 0,27a C 2,68 ± 0,24a B
20 rệp
0,00a A 5,96 ± 0,27b D 5,25 ± 0,40b C 5,03 ± 0,40b C 2,98 ± 0,19ab B
30 rệp
0,00a A 5,13 ± 0,69b C 5,76 ± 0,39b C 5,98 ± 0,34c C 3,56 ± 0,53b B
(Ghi chú: Xét riêng từng giai đoạn sinh trưởng, trong cùng một cột có
chữ cái mũ (chữ thường) khác nhau sai khác nhau với p<0,05; trong
cùng một hàng có chữ cái mũ (chữ hoa) khác nhau sai khác nhau với p<0,05
theo kiểm định Duncan)
Kết quả thu được tại bảng 3.1 cho thấy, tác động của rệp muội đen đã làm
cho các tế bào lá đậu tương Nam Đàn bị tổn thương. Tỷ lệ tổn thương tăng lên từ 0
giờ đến 24 giờ và tiếp tục duy trì ở mức cao trong 48 – 72 giờ, sau đó tỷ lệ này
giảm xuống mức thấp tại thời điểm 96 giờ ở tất cả các mật độ rệp khác nhau cho
cả 3 giai đoạn sinh trưởng V1, V3, V5. Kết quả này hoàn toàn phù hợp với kết quả
nghiên cứu được ghi nhận trên trên cây đậu Hà Lan (Pisum sativum L.) khi bị
rệp đậu (Acyrthosiphon pisum Harris) phá hại. Theo đó, sự rị rỉ chất điện phân
trong tất cả lá cây con 10 ngày tuổi bị nhiễm bởi số lượng rệp đậu khác nhau tăng
từ 0 đến 72 giờ, sau đó giảm xuống 96 giờ. Tổn thương tế bào trong tất cả các
công thức gây nhiễm rệp đạt giá trị cao nhất ở 72 giờ (lần lượt là 3,19%, 4,58% và
7,51% tương ứng với 10, 20 và 30 rệp) cao hơn so với cây đối chứng (Van Chung

Mai và cộng sự, 2014)
Tác động của Pb2+ cũng dẫn đến tế bào rễ đậu tương DT84 bị tổn thương, tỷ lệ
này tăng lên sau 24 giờ và đạt đỉnh tại 48 giờ, cao nhất là 25,03% ở công thức 1,0mM
Pb2+, đến 96 giờ thì chỉ số này giảm xuống cịn 9,59 - 12,14% (Mai Văn Chung, Trần
Ngọc Toàn, 2015). Kết quả thu được trong các thí nghiệm của chúng tơi cho thấy có một
số điểm giống nhau trong q trình gia tăng tổn thương tế bào tại các thời điểm sau xử lý
Pb2+ hoặc xử lý rệp (tăng lên sau 24 giờ xử lý, tiếp tục tăng hoặc duy trì và sau đó giảm
xuống mức thấp ở thời điểm 96 giờ). Tuy nhiên tỷ lệ tổn thương ghi nhận được có sự sai
khác nhau hồn tồn, theo đó các tế bào rễ đậu tương DT84 bị tổn thương với mức rất
cao (cao nhất là 25,03% tại thời điểm 48 giờ), trong khi tế bào lá giống đậu tương Nam
Đàn có mức độ tổn thương nhỏ hơn 2,71 lần (cao nhất là 9,23 % tại thời điểm 72 giờ giai
đoạn V1).


9
3.1.2. Sự peroxide hóa lipid màng ở các tế bào lá đậu tương Nam Đàn dưới tác
động của rệp muội đen
Bảng 3.2. Hàm lượng thiobarbituric acid trong lá đậu tương Nam Đàn
khi rệp muội đen tác động
Hàm lượng thiobarbituric acid (µM TBARS/g FW)
CT
0h
24h
48h
72h
96h
Giai đoạn sinh trưởng V1
ĐC 3,62 ± 0,15a A 4,35 ± 0,43a A 4,38 ± 0,20a A 4,42 ± 0,54a A 4,38 ± 0,42a A
10 rệp 3,62 ± 0,15a A 6,02 ± 0,24b B 7,56 ± 0,30b C 8,39 ± 0,14b D 7,88 ± 0,17b C
20 rệp 3,62 ± 0,15a A 6,08 ± 0,23b B 9,31 ± 0,20c C 11,64 ± 0,21d D 9,57 ± 0,51c C

30 rệp 3,62 ± 0,15a A 6,25 ± 0,43b B 12,97 ± 0,42d D 10,45 ± 0,40c C 9,92 ± 0,32c C
Giai đoạn sinh trưởng V3
ĐC 3,45 ± 0,37a A 4,01 ± 0,33a A 4,02 ± 0,18a A 4,03 ± 0,37a A 5,02 ± 0,52a B
10 rệp 3,45 ± 0,37a A 5,88 ± 0,39c B 7,34 ± 0,29b C 8,11 ± 0,36b D 8,24 ± 0,32b D
20 rệp 3,45 ± 0,37a A 5,25 ± 0,13b B 9,18 ± 0,55c C 11,31 ± 0,34c D 9,03 ± 0,25c C
30 rệp 3,45 ± 0,37a A 7,92 ± 0,38d B 12,44 ± 0,31d D 11,34 ± 0,36c C 11,58 ± 0,40d C
Giai đoạn sinh trưởng V5
ĐC 1,92 ± 0,31a A 2,24 ± 0,19a AB 2,26 ± 0,17a AB 2,44 ± 0,20a B 2,65 ± 0,20a B
10 rệp 1,92 ± 0,31a A 2,91 ± 0,17b B 2,94 ± 0,18b B 3,64 ± 0,09b C 3,31 ± 0,20b C
20 rệp 1,92 ± 0,31a A 2,97 ± 0,15b B 3,05 ± 0,37b B 5,04 ± 0,26c C 3,15 ± 0,26b B
30 rệp 1,92 ± 0,31a A 3,43 ± 0,45b B 3,38 ± 0,21b B 5,67 ± 0,36d D 4,97 ± 0,34c C
(Ghi chú: Xét riêng từng giai đoạn sinh trưởng, trong cùng một cột có chữ cái mũ
(chữ thường) khác nhau sai khác nhau với p<0,05; trong cùng một hàng có chữ cái
mũ (chữ hoa) khác nhau sai khác nhau với p<0,05 theo kiểm định Duncan)
Khi rệp muội đen tác động, hàm lượng TBARS trong lá đậu tương Nam Đàn
trong các công thức nhiễm rệp ở các giai đoạn sinh trưởng V1, V3, V5 đều gia tăng
và cao hơn so với đối chứng và so với thời điểm ban đầu. Đối với công thức gây
nhiễm mật độ thấp (10 rệp), hàm lượng TBARS gia tăng và đạt mức cao sau đó duy
trì hoặc giảm xuống tại thời điểm 72 – 96 giờ. Trong khi các công thức gây nhiễm ở
mật độ cao hơn (20 rệp và 30 rệp), hàm lượng TBARS gia tăng và đạt mức cao nhất
trong khoảng 48 – 72 giờ, song chúng đều giảm xuống tại thời điểm 96 giờ sau khi
rệp muội đen tác động.
Kết quả nghiên cứu của chúng tôi trên cây đậu tương Nam Đàn phù hợp với
các báo cáo trước đây, tất cả đều xác nhận rằng sự gia tăng quá trình peroxide hóa
lipid trong cây trồng (như cây đậu) trực tiếp gây ra bởi sự tấn công của rệp (Capinera
J. L, 2001). Như vậy, với sự xâm nhập của rệp muội đen đã gây ra sự oxy hóa phá
hủy tính toàn vẹn của màng do sự gia tăng tổn thương của màng tế bào và kích hoạt
TG

10
q trình peroxide hóa lipid trên cây đậu tương Nam Đàn. Tỷ lệ tổn thương tế bào có
chiều hướng tăng lên sau 24 giờ rệp tác động và đạt mức cao trong khoảng 48 – 72
giờ, tuy nhiên, chúng có xu thế giảm xuống tại thời điểm 96 giờ sau khi rệp tấn công.
Sự tác động của rệp muội đen lên tế bào lá đậu tương Nam Đàn đã kích thích
sự tạo ra mạnh mẽ của ROS (O2.- và H2O2) trong các tế bào lá đậu tương Nam Đàn và
gây ra sự oxy hóa này, q trình này sẽ được làm rõ trong phần tiếp theo.
3.2. Hàm lượng của các phân tử tín hiệu trong lá đậu tương Nam Đàn dưới tác
động của rệp muội đen
3.2.1. Các dạng oxy hoạt hóa trong lá đậu tương Nam Đàn dưới tác động của rệp muội đen
3.2.1.1. Gốc tự do superoxide
Bảng 3.3. Hàm lượng gốc tự do superoxide trong lá đậu tương Nam Đàn
khi rệp muội đen tác động
TG

Hàm lượng gốc tự do superoxide (A580/g FW)
0h
24h
48h
72h
96h
CT
Giai đoạn sinh trưởng V1
ĐC
2,43 ± 0,36a A 2,49 ± 0,14a A 2,58 ± 0,13a A 2,44 ± 0,10a A 2,40 ± 0,23a A
10 rệp 2,43 ± 0,36a A 5,75 ± 0,28b D 4,72 ± 0,09b C 3,55 ± 0,27b B 2,38 ± 0,23a A
20 rệp 2,43 ± 0,36a A 7,39 ± 0,26c D 5,19 ± 0,22c C 4,97 ± 0,22c C 3,24 ± 0,18c B
30 rệp 2,43 ± 0,36a A 7,75 ± 0,41c D 6,70 ± 0,24d C 3,15 ± 0,29b B 2,83 ± 0,19b AB
Giai đoạn sinh trưởng V3
ĐC

2,22 ± 0,32a A 2,37 ± 0,30a A 2,01 ± 0,46a A 2,08 ± 0,43a A 2,50 ± 0,34ab A
10 rệp 2,22 ± 0,32a A 5,64 ± 0,33b B 5,84 ± 0,46bc B 2,45 ± 0,30ab A 2,02 ± 0,31a A
20 rệp 2,22 ± 0,32a A 7,03 ± 0,37c D 5,12 ± 0,38b C 3,03 ± 0,30b B 2,78 ± 0,22b AB
30 rệp 2,22 ± 0,32a A 8,73 ± 0,32d D 6,49 ± 0,23c C 2,98 ± 0,27b B 2,64 ± 0,22b AB
Giai đoạn sinh trưởng V5
2,01 ± 0,32a
aA
ĐC
1,95 ± 0,25
2,14 ± 0,25a A 1,98 ± 0,23a A 2,26 ± 0,10a A
A
aA

4,98 ± 0,23b

4,78 ± 0,23b D 4,27 ± 0,13b C 2,49 ± 0,24ab B

10 rệp

1,95 ± 0,25

20 rệp

1,95 ± 0,25a A 5,57 ± 0,23c E 4,99 ± 0,25b D 4,08 ± 0,24b C 2,78 ± 0,22bc B
6,37 ± 0,25d
aA
1,95 ± 0,25
5,53 ± 0,31c D 4,38 ± 0,18b C 3,15 ± 0,27c B
E

30 rệp

D

(Ghi chú: Xét riêng từng giai đoạn sinh trưởng, trong cùng một cột có chữ cái mũ
(chữ thường) khác nhau sai khác nhau với p<0,05; trong cùng một hàng có chữ cái
mũ (chữ hoa) khác nhau sai khác nhau với p<0,05 theo kiểm định Duncan)


11
Khi bị stress, O2.- hình thành nhiều ở lá, đó là các kết quả nghiên cứu thực vật
khi bị stress: mặn, nóng, kim loại nặng. Cũng đã có sự thơng báo về sự hình thành
O2.- khi bị hạn. Nhìn chung, nhiều dữ liệu đã cho thấy, O 2.- được sinh ra khi thực vật
bị hạn, mặn, nhiệt độ cao, lạnh, kim loại nặng, ozôn, thiếu oxy, nhôm... (Nguyễn Văn
Mã, 2014).
Kết quả nghiên cứu thu được của chúng tôi cho thấy cả 3 giai đoạn sinh trưởng
V1, V3, V5 khi bị rệp muội đen tác động đều dẫn tới làm thay đổi hàm lượng gốc tự
do O2.- trong lá cây đậu tương Nam Đàn theo chiều hướng tăng nhanh ở giai đoạn đầu
(trong đó, hàm lượng O2.- đạt mức cao nhất sau 24 giờ kể từ khi rệp gây hại) và sau
đó giảm xuống trong khoảng 48 – 72 giờ và đạt mức thấp nhất tại thời điểm 96 giờ
sau khi nhiễm rệp. Từ kết quả này cho thấy gốc O2.- được tạo ra khi thực vật bị stress
không chỉ do hạn, mặn, nhiệt độ cao, lạnh, kim loại nặng, ozôn, thiếu oxy, nhơm...
mà cịn do cả rệp tác động.
3.2.1.2. Hydrogen peroxide trong lá đậu tương Nam Đàn khi rệp muội đen tác động
Bảng 3.4. Hàm lượng hydrogen peroxide trong lá đậu tương Nam Đàn
khi rệp muội đen tác động
Hàm lượng hydrogen peroxide (µM/g FW)
TG
0h
24h

48h
72h
96h
CT
Giai đoạn sinh trưởng V1
ĐC 5,12 ± 0,49a AB 5,60 ± 0,34a B 4,47 ± 0,36a A 5,31 ± 0,42a B 5,02 ± 0,40a AB
10,62 ± 0,37b
aA
10 rệp 5,12 ± 0,49
11,50 ± 0,49c D 6,90 ± 0,60b B 5,35 ± 0,40a A
C
20 rệp

5,12 ± 0,49

aA

14,16 ± 0,44d
D

10,75 ± 0,44bc C 7,34 ± 0,45b B 5,76 ± 0,43a A

30 rệp 5,12 ± 0,49a A 13,24 ± 0,41c E 10,17 ± 0,35b D 7,61 ± 0,40b C 6,57 ± 0,36b B
Giai đoạn sinh trưởng V3
7,02 ± 0,45a
aA
a AB
aB
aA
ĐC

6,13 ± 0,36 6,58 ± 0,64
7,49 ± 0,49
6,15 ± 0,40
AB
10 rệp
20 rệp
30 rệp

6,13 ± 0,36

aA

6,13 ± 0,36

aA

6,13 ± 0,36

aA

7,47 ± 0,35

aB

C

15,58 ± 0,47
17,92 ± 0,48

11,56 ± 0,46b 11,08 ± 0,42c

bE

cD

C

7,48 ± 0,48a B

14,47 ± 0,24d 12,03 ± 0,46d 10,04 ± 0,56b
D

13,52 ± 0,29c
C

C

9,53 ± 0,45

B
bB

10,05 ± 0,73b
B

Giai đoạn sinh trưởng V5
ĐC
5,53 ± 0,40a 4,54 ± 0,56a A 4,92 ± 0,45a AB 5,90 ± 0,44a C 5,52 ± 0,28a

12
BC

10 rệp
20 rệp
30 rệp

BC

5,53 ± 0,40a A 11,68 ± 0,40b C 12,65 ± 0,36c D 7,67 ± 0,29b B 5,53 ± 0,40a A
5,53 ± 0,40a A 12,76 ± 0,39c E 11,83 ± 0,47b D 9,51 ± 0,40c C 6,34 ± 0,43b B
11,93 ± 0,48bc
aA
5,53 ± 0,40
11,18 ± 0,37b D 9,91 ± 0,50c C 7,22 ± 0,34c B
D

(Ghi chú: Xét riêng từng giai đoạn sinh trưởng, trong cùng một cột có chữ cái mũ
(chữ thường) khác nhau sai khác nhau với p<0,05; trong cùng một hàng có chữ cái
mũ (chữ hoa) khác nhau sai khác nhau với p<0,05 theo kiểm định Duncan)
Việc tăng H2O2 cùng với việc làm chết tế bào ở các khu vực bị rệp tấn công được
gọi là phản ứng oxy hóa trong cơ chế bảo vệ thực vật (Radville và cộng sự, 2011) và có
thể là thành phần trung tâm trong cơ chế chống chịu chéo ở thực vật (Maffei và cộng sự,
2007). H2O2 cũng có chức năng như một chất ngăn cản côn trùng ăn (Apel và Hirt
2004). Việc sản sinh H2O2 đã được biết đến như một phản ứng bảo vệ thực vật trong
nhiều tương tác giữa thực vật với rệp (Argandona và cộng sự 2001; Moran và cộng sự,
2002; Zhu-Salzman và cộng sự, 2004; Divol và cộng sự, 2005; Moloi và van der
Westhuizen, 2006; Boyko và cộng sự, 2006; Kusnierczyk và cộng sự, 2008).
H2O2 là một dạng ROS tương đối ổn định, bị khử một phần, và khả năng
khuếch tán tự do của nó cho phép H 2O2 đóng vai trị kiểm sốt trong các phản ứng

bảo vệ thực vật (Bo´ka và cộng sự, 2007). H2O2 làm giải phóng Ca2+ vào nội bào, là
một phân tử truyền tín hiệu rất quan trọng, phổ biến ở khắp mọi nơi liên quan đến
nhiều đường truyền tín hiệu ở thực vật (Tuteja và Mahajan, 2007).
H2O2 cũng kích hoạt một số thành viên của họ protein kinase được kích hoạt
bởi mitogen (MAPK), một trong những trung tâm điều hòa các phản ứng của tế bào
thực vật đối với stress, ví dụ, AtMPK3 và AtMPK6 ở cây Arabidopsis (Desikan và
cộng sự, 2005). Là một phân tử tín hiệu trong cơ chế bảo vệ của thực vật, sự tích tụ
H2O2 có thể là sự khởi đầu của một chuỗi các sự kiện kích hoạt các phản ứng sinh lý
và phân tử để giảm sự tấn công của rệp (Argandona và cộng sự, 2001).
Trong một nghiên cứu gần đây của Mai và cộng sự năm 2013, một sự tăng
cường đáng kể của H2O2 đã được quan sát thấy để kích hoạt cơ chế bảo vệ của cây họ
đậu (Pisum sativum cv. Cysterski) chống lại sự tấn công của rệp đậu (Acyrthosiphon
pisum). Tương tự như các kết quả trên, kết quả nghiên cứu của chúng tơi cho thấy có
sự gia tăng hàm lượng H2O2 trong lá đậu tương Nam Đàn tại các giai đoạn sinh
trưởng V1, V3, V5 khi bị rệp muội đen tác động trong vòng 0 - 24 giờ được đánh giá
là có liên quan chặt chẽ đến các khía cạnh phòng thủ của cây.


13
Ngược lại, khi hàm lượng cao của H2O2 tham gia vào q trình oxy hóa có thể
gây ra các tác động độc hại, và sự phát sinh không được kiểm soát thường gây ra thiệt
hại cho các thành phần tế bào như protein, lipid và axit nucleic (Ahmad và cộng sự,
2008). Kết quả nghiên cứu của chúng tôi cho thấy sự xâm nhập của rệp muội đen đã
kích thích sự tạo ra mạnh mẽ của O2.- và H2O2 trong các tế bào của lá đậu tương Nam
Đàn gây ra sự oxy hóa phá hủy tính tồn vẹn của màng do sự gia tăng tỷ lệ phần trăm
tổn thương của màng tế bào và kích hoạt q trình peroxide hóa lipid.
3.2.2. Salicylic acid trong lá đậu tương Nam Đàn khi rệp muội đen tác động
Bảng 3.5. Hàm lượng salicylic acid trong lá đậu tương Nam Đàn
khi rệp muội đen tác động
Hàm lượng salicylic acid (ng/g FW)

TG
CT
0h
24h
48h
72h
Giai đoạn sinh trưởng V1
ĐC
34,28 ± 0,39a B 30,46 ± 0,37a A 35,76 ± 0,44a C 36,24 ± 0,46a C
10 rệp 34,28 ± 0,39a A 78,34 ± 0,53b D 77,58 ± 0,38b D 58,13 ± 0,47d C
20 rệp 34,28 ± 0,39a A 106,42 ± 0,99c D 90,64 ± 0,46c C 50,59 ± 0,41b B
30 rệp 34,28 ± 0,39a A 111,40 ± 0,65d E 97,38 ± 0,41d D 54,63 ± 0,68c C
Giai đoạn sinh trưởng V3
ĐC
32,76 ± 0,45a A 48,08 ± 0,53a C 52,65 ± 0,59a E 46,24 ± 0,47a B
10 rệp 32,76 ± 0,45a A 79,32 ± 0,57b D 90,03 ± 0,42b E 62,47 ± 0,43b C
20 rệp 32,76 ± 0,45a A 133,07 ± 0,48c D 137,96 ± 0,76c E 68,13 ± 0,42c C
30 rệp 32,76 ± 0,45a A 151,38 ± 0,46d E 141,24 ± 0,51d D 112,21 ± 0,67d C
Giai đoạn sinh trưởng V5
ĐC
30,70 ± 0,48a A 38,48 ± 0,42a B 41,25 ± 0,27a C 41,09 ± 0,31a C
10 rệp 30,70 ± 0,48a A 49,10 ± 0,57b B 68,05 ± 0,55b E 60,45 ± 0,47c D
20 rệp 30,70 ± 0,48a A 79,25 ± 0,41c E 72,48 ± 0,41c D 54,26 ± 0,28b C
30 rệp 30,70 ± 0,48a A 86,15 ± 0,43d D 91,19 ± 0,55d E 60,76 ± 0,76c C

96h
30,57 ± 0,46a A
54,08 ± 0,43d B
49,59 ± 0,47c B
48,64 ± 0,50b B

49,63 ± 0,50a D
60,39 ± 0,38b B
63,04 ± 0,50c B
63,09 ± 0,57c B
43,04 ± 0,38a D
56,64 ± 0,52c C
50,41 ± 0,47b B
58,80 ± 0,48d B

(Ghi chú: Xét riêng từng giai đoạn sinh trưởng, trong cùng một cột có chữ cái mũ
(chữ thường) khác nhau sai khác nhau với p<0,05; trong cùng một hàng có chữ cái
mũ (chữ hoa) khác nhau sai khác nhau với p<0,05 theo kiểm định Duncan)
Các nghiên cứu về tương tác giữa thực vật với rệp đã chỉ ra rằng SA nội sinh
được sản sinh mạnh mẽ ở mức cao hơn đối với các giống cây trồng kháng rệp và hàm
lượng SA tăng lên sau thời gian rệp tác động (Mohase và van der Westhuizen, 2002).
Nghiên cứu hiện tại của chúng tơi đồng ý với các báo cáo này vì kết quả thu được cho
thấy sự tác động của rệp muội đen đã gây ra sự gia tăng đáng kể hàm lượng SA ở lá
cây đậu tương Nam Đàn ở tất cả các giai đoạn sinh trưởng V1, V3, V5 kể từ sau khi
gây nhiễm rệp và đạt cao nhất trong khoảng 24 – 48 giờ.
3.2.3. Jasmonic acid trong lá đậu tương Nam Đàn khi rệp muội đen tác động


14
Bảng 3.6. Hàm lượng jasmonic acid trong lá đậu tương Nam Đàn
khi rệp muội đen tác động
TG
CT
0h
Giai đoạn sinh trưởng V1
ĐC

163,52 ± 9,64a AB
10 rệp
163,52 ± 9,64a A
20 rệp
163,52 ± 9,64a A
30 rệp
163,52 ± 9,64a A
Giai đoạn sinh trưởng V3
ĐC
160,25 ± 8,72a A
10 rệp
160,25 ± 8,72a A
20 rệp
160,25 ± 8,72a A
30 rệp
160,25 ± 8,72a A
Giai đoạn sinh trưởng V5
ĐC
134,22 ± 9,67a B
10 rệp
134,22 ± 9,67a A
20 rệp
134,22 ± 9,67a A
30 rệp
134,22 ± 9,67a A

Hàm lượng jasmonic acid (ng/g FW)
24h

48h

72h

96h

162,02 ± 7,01a AB
198,88 ± 18,02b B
235,99 ± 11,41c B
221,43 ± 12,12ab B

193,28 ± 9,49a C
266,81 ± 12,06b C
315,44 ± 13,48c C
303,07 ± 12,32c C

151,57 ± 7,55a A
298,93 ± 13,87b D
396,72 ± 19,53c D
438,38 ± 14,38d E

172,29 ± 8,90a B
322,27 ± 14,64b D
373,19 ± 13,66c D
354,35 ± 14,65c D

165,36 ± 11,76a A
298,19 ± 20,04d D
268,36 ± 9,70c B
234,73 ± 13,65b B

157,04 ± 7,76a A
210,67 ± 11,06b B
278,61 ± 10,39c B
311,25 ± 12,70d C

169,07 ± 14,01a A
270,18 ± 12,22b C
400,08 ± 13,17c D
493,68 ± 12,57d D

150,05 ± 8,78a A
305,56 ± 12,04b D
340,22 ± 13,22c C
474,85 ± 15,47d D

132,98 ± 7,32a B
165,31 ± 8,20b B
230,62 ± 12,61d B
210,41 ± 9,12c B

113,80 ± 7,54a A
214,66 ± 9,56b C
239,46 ± 11,08c B
305,03 ± 13,42d D

141,09 ± 9,79a B
223,40 ± 8,69b C
304,58 ± 12,63c C
325,87 ± 8,56d E

135,82 ± 7,63a B
211,88 ± 11,35b C
233,64 ± 12,87b B
282,41 ± 14,76c C

(Ghi chú: Xét riêng từng giai đoạn sinh trưởng, trong cùng một cột có chữ cái mũ
(chữ thường) khác nhau sai khác nhau với p<0,05; trong cùng một hàng có chữ cái
mũ (chữ hoa) khác nhau sai khác nhau với p<0,05 theo kiểm định Duncan)
Jasmonic acid thực hiện các chức năng bảo vệ của nó bằng cách điều chỉnh sự biểu
hiện của cả khả năng phòng thủ trực tiếp và gián tiếp chống lại côn trùng (War và cộng sự,
2011). Trong q trình bảo vệ trực tiếp, thơng qua yếu tố phiên mã xoắn – vòng - xoắn cơ
bản MYC2, JA tăng cường sinh tổng hợp flavonoid, dẫn đến tổng hợp các hợp chất phòng
vệ như indole glucosinolate, đóng vai trị như độc tố ngăn chặn các lồi động vật với hoạt
động ăn cỏ nói chung (Fujita và cộng sự, 2009). Sự biểu hiện của MYC2 cao hơn đáng kể
ở các cây bị rệp tấn công với mật độ cao (Kroes và cộng sự, 2015). JA cũng ảnh hưởng
đến phiên mã protein kinase (CDPK) phụ thuộc canxi, đóng vai trò quan trọng trong việc
bảo vệ thực vật chống lại các áp lực khác nhau thơng qua q trình truyền tín hiệu (Ulloa
và cộng sự, 2002). Ở cây đậu tương, hầu hết tất cả các phản ứng phòng vệ do GmCDPK
điều chỉnh vết thương của các loài động vật với hoạt động ăn cỏ và đồng thời động vật ăn
cỏ đều độc lập với tín hiệu JA (Hettenhausen và cộng sự, 2016). Ngồi ra, JA cịn đóng
một vai trị trong việc bảo vệ gián tiếp chống lại côn trùng gây hại thơng qua việc cảm ứng
các enzyme oxy hóa, chất ức chế proteinase, alkaloid và các hợp chất dễ bay hơi (War và
cộng sự, 2011).
Do vai trò tiềm năng của chúng trong việc tổng hợp các hợp chất bảo vệ hoặc
trong khả năng chống chịu stress oxy hóa, JA và các hợp chất liên quan đến sức đề
kháng của thực vật chống lại côn trùng ăn cỏ. JA cũng được biết là gửi các tín hiệu


15
quan trọng trong phản ứng vết thương của thực vật. Trong q trình ăn, rầy mềm xâm

nhập vào các mơ thực vật và dẫn đến tổn thương tế bào như xáo trộn thành tế bào hoặc
phá vỡ màng sinh chất (Tjallingii, 2006). JA và các dẫn xuất của nó trực tiếp thúc đẩy
sự hình thành phức hợp COI1-JAZ - các thành phần cụ thể của “dấu hiệu tín hiệu” gợi
lên phản ứng cụ thể đối với vết thương (Katsir và cộng sự, 2008).
Các kết quả nghiên cứu trên cây họ đậu (Pisum sativum L. cv. Cysterski)
đều ghi nhận hàm lượng JA gia tăng sau khi bị rệp đậu (Acyrthosiphon pisum) tác
động (Van Chung Mai và cộng sự, 2014). Kết quả thu được của chúng tơi cho
thấy cũng có sự gia tăng đáng kể hàm lượng JA sau 24 giờ và đạt cao nhất trong
khoảng 72 giờ - 96 giờ sau khi bị nhiễm rệp.
3.3. Hoạt độ của một số enzyme tổng hợp/chuyển hóa các phân tử tín hiệu trong
lá đậu tương Nam Đàn khi rệp muội đen tác động
3.3.1. Enzyme chuyển hóa các dạng oxy hoạt hóa trong lá đậu tương Nam Đàn khi
rệp muội đen tác động
3.3.1.1. Enzyme superoxide dismutase trong lá đậu tương Nam Đàn khi rệp muội đen
tác động
Bảng 3.7. Hoạt độ enzyme superoxide dismutase trong lá đậu tương Nam Đàn
khi rệp muội đen tác động
TG
Hoạt độ enzyme superoxide dismutase (nkat/mg protein)
CT
0h
24h
48h
72h
96h
Giai đoạn sinh trưởng V1
ĐC
10,62 ± 0,40a A 12,34 ± 0,29a C 12,10 ± 0,38a C 11,61 ± 0,43a BC 10,95 ± 0,44a AB
10 rệp 10,62 ± 0,40a A 13,56 ± 0,38b B 18,03 ± 0,39b C 23,54 ± 0,42b D
23,87 ± 0,30c D

aA
bB
cC
cD
20 rệp 10,62 ± 0,40
13,78 ± 0,49
20,36 ± 0,47
25,04 ± 0,39
19,67 ± 0,32b C
30 rệp 10,62 ± 0,40a A 14,26 ± 0,36b B 25,48 ± 0,40d D 24,85 ± 0,44c D
20,22 ± 0,37b C
Giai đoạn sinh trưởng V3
ĐC
11,80 ± 0,40a A 14,94 ± 0,41a B 15,98 ± 0,40a C 15,03 ± 0,39a B
14,52 ± 0,43a B
10 rệp 11,80 ± 0,40a A 16,03 ± 0,49b B 23,72 ± 0,40b C 28,43 ± 0,46c D
31,20 ± 0,39d E
aA
bB
cD
dE
20 rệp 11,80 ± 0,40
16,06 ± 0,34
27,65 ± 0,30
30,83 ± 0,40
25,15 ± 0,43c C
30 rệp 11,80 ± 0,40a A 18,04 ± 0,43c B 31,49 ± 0,39d E 27,42 ± 0,39b D
23,06 ± 0,26b C
Giai đoạn sinh trưởng V5
ĐC

13,4 ± 0,41a A
16,95 ± 0,42a B 17,96 ± 0,42a C 17,61 ± 0,30a BC 17,22 ± 0,35a B
10 rệp 13,4 ± 0,41a A
19,36 ± 0,34b B 28,01 ± 0,38b C 32,13 ± 0,40b E
31,08 ± 0,51c D
aA
cB
cC
dD
20 rệp 13,4 ± 0,41
22,64 ± 0,32
30,32 ± 0,39
35,21 ± 0,40
30,12 ± 0,39b C
30 rệp 13,4 ± 0,41a A
22,15 ± 0,38c B 36,03 ± 0,56d E 33,14 ± 0,32c D
30,26 ± 0,40b C

(Ghi chú: Xét riêng từng giai đoạn sinh trưởng, trong cùng một cột có chữ cái mũ
(chữ thường) khác nhau sai khác nhau với p<0,05; trong cùng một hàng có chữ cái
mũ (chữ hoa) khác nhau sai khác nhau với p<0,05 theo kiểm định Duncan)


16
Trong tế bào sống, SOD tạo thành tuyến phòng thủ đầu tiên chống lại ROS, vì
enzyme này có thể chống lại tác hại oxy hóa do tích tụ q nhiều gốc anion
superoxide (Nguyễn Văn Mã, 2014). Khi enzyme tham gia vào q trình khử O2.-,
hoạt tính SOD tăng lên đáng kể trong lá bị nhiễm rệp của cây đậu tương Nam Đàn tại
các giai đoạn sinh trưởng V1, V3, V5 đã gây ra sự giảm mạnh mức độ gốc tự do O2.-.
Cụ thể, sự tăng nhanh và duy trì hoạt độ cao của SOD sau 24 giờ, đạt mức cao nhất

sau 48 – 72 giờ trong lá đậu tương Nam Đàn bị tác động bởi rệp muội đen đã góp
phần làm giảm đáng kể hàm lượng gốc tự do O2.- (hàm lượng O2.- đạt cao nhất ở thời
điểm 24 giờ nhưng sau đó giảm mạnh từ 48 - 96 giờ). Khi gốc tự do này được duy trì
ở mức thấp sau 72 giờ, hoạt độ của SOD cũng có chiều hướng giảm xuống.
3.3.1.2. Enzyme catalase trong lá đậu tương Nam Đàn khi rệp muội đen tác động
Bảng 3.8. Hoạt độ enzyme catalase trong lá đậu tương Nam Đàn
khi rệp muội đen tác động
TG
Hoạt độ enzyme catalase (nkat/mg protein)
CT
0h
24h
48h
72h
96h
Giai đoạn sinh trưởng V1
ĐC 6,57 ± 0,31a A 7,02 ± 0,54a AB 7,88 ± 0,40a C 7,23 ± 0,32a ABC 7,69 ± 0,32a BC
10 rệp 6,57 ± 0,31a A 11,30 ± 0,39b C 12,34 ± 0,32b D 11,54 ± 0,42b C 10,26 ± 0,19b B
20 rệp 6,57 ± 0,31a A 12,83 ± 0,38c B 14,28 ± 0,27c C 15,65 ± 0,43d D 14,62 ± 0,27d C
30 rệp 6,57 ± 0,31a A 14,43 ± 0,44d C 15,13 ± 0,41d D 13,07 ± 0,35c B 13,04 ± 0,30c B
Giai đoạn sinh trưởng V3
ĐC 8,02 ± 0,32a A 10,01 ± 0,27a C 10,06 ± 0,50a C 8,84 ± 0,40a B 9,63 ± 0,26a C
10 rệp 8,02 ± 0,32a A 12,52 ± 0,72b B 17,50 ± 0,15b D 17,59 ± 0,29b D 15,01 ± 0,33b C
20 rệp 8,02 ± 0,32a A 19,04 ± 0,48c B 22,46 ± 0,34d D 22,48 ± 0,36c D 21,30 ± 0,33d C
30 rệp 8,02 ± 0,32a A 22,97 ± 0,40d E 20,03 ± 0,42c D 16,98 ± 0,46b B 17,92 ± 0,39c C
Giai đoạn sinh trưởng V5
ĐC 7,43 ± 0,42a A 7,45 ± 0,32a A 8,52 ± 0,33a B 8,94 ± 0,39a B 9,07 ± 0,23a B
10 rệp 7,43 ± 0,42a A 13,90 ± 0,36b C 14,75 ± 0,28b D 14,19 ± 0,26b BC 12,62 ± 0,38b B
20 rệp 7,43 ± 0,42a A 18,61 ± 0,40c B 22,49 ± 0,43c C 18,04 ± 0,54c B 17,98 ± 0,40d B
30 rệp 7,43 ± 0,42a A 20,92 ± 0,34d D 21,94 ± 0,41c E 18,96 ± 0,37d C 16,03 ± 0,54c B

(Ghi chú: Xét riêng từng giai đoạn sinh trưởng, trong cùng một cột có chữ cái mũ
(chữ thường) khác nhau sai khác nhau với p<0,05; trong cùng một hàng có chữ cái
mũ (chữ hoa) khác nhau sai khác nhau với p<0,05 theo kiểm định Duncan)
Với chức năng kiểm soát hàm lượng ROS, hoạt động của SOD, CAT (cùng với
một số enzyme chống ôxy hóa khác) giúp cơ thể thực vật có thể duy trì sinh tổng hợp
ROS để tăng cường khả năng bảo vệ trước tác động từ mơi trường ngồi, đồng thời giảm


17
thiểu độc tính của ROS đối với các yếu tố cấu trúc và quá trình sống diễn ra trong tế bào.
Thể hiện vai trò này ở cây đậu tương Nam Đàn, SOD và CAT trong lá bị stress oxy hóa
do ảnh hưởng của rệp muội đen tác động đã luôn có hoạt độ cao, biến đổi mạnh và
tương quan mật thiết với hàm lượng H2O2 và O2.- nội sinh, trong khi ở cơng thức đối
chứng, các enzyme này có độ hoạt động thấp và ít thay đổi.
Nghiên cứu của chúng tơi cho thấy CAT có thể đóng góp vào cơ chế bảo vệ
của cây đậu tương Nam Đàn chống lại sự xâm nhập của rệp muội đen bằng cách điều
chỉnh hàm lượng H2O2 (việc kích hoạt CAT cao hơn một cách không cân đối so với
sự tạo ra H2O2 trong lá đậu tương). Hoạt độ cao của CAT trong vòng 24 - 96 giờ xúc
tác mạnh mẽ sự phân hủy H2O2 thành H2O và O2, do đó giảm mức độ của sản phẩm
ROS này, và sự tích tụ tương đối thấp của H 2O2 từ 48 đến 96 giờ có lẽ là do sự hoạt
hóa cao của CAT. Sự tăng cường mạnh mẽ của CAT bảo vệ các tế bào lá đậu tương
chống lại sự dư thừa của H2O2 và do đó chống lại tổn thương màng đáng kể.
Hiệu quả cao của các enzym chống oxy hóa như SOD và CAT được quan sát
thấy trong đậu tương Nam Đàn là một trong những yếu tố quan trọng nhất của cơ chế
bảo vệ chống lại stress oxy hóa. SOD và CAT được tạo ra để điều chỉnh O2.- và H2O2,
chúng hoạt động như một yếu tố phòng thủ giúp khử độc tố dư thừa của ROS để giảm
tác hại oxy hóa. Ngoài ra, hoạt độ tăng cường của SOD và CAT trong lá đậu tương
Nam Đàn dưới sự tấn công của rệp muội đen cũng đóng một vai trị quan trọng trong
khả năng chống chịu căng thẳng của đậu tương Nam Đàn.
3.3.2. Enzyme tổng hợp salicylic acid trong lá đậu tương Nam Đàn khi rệp muội

đen tác động
3.3.2.1. Enzyme Phenylalanine ammonia-lyase và sự biểu hiện của gen PAL
Bảng 3.9. Hoạt độ enzyme phenylalanine ammonia-lyase trong lá đậu tương
Nam Đàn khi rệp muội đen tác động
Hoạt độ enzyme phenylalanine ammonia-lyase
TG
(µmol cinnamic acid/mg protein/h)
CT
0h
24h
48h
72h
96h
Giai đoạn sinh trưởng V1
8,78 ± 0,24a 7,78 ± 0,40a 10,02 ± 0,50a 9,63 ± 0,36a 8,99 ± 0,44a
ĐC
B
A
D
CD
BC
10 rệp
20 rệp
30 rệp

8,78 ± 0,24a
A

8,78 ± 0,24a
A

8,78 ± 0,24a

10,48 ±
0,53b B
14,83 ±
0,44d B
12,94 ±

14,63 ±
16,37 ± 0,48c
E
0,46b D
25,45 ± 0,32c 18,40 ± 0,48d
E

D

27,82 ±

15,45 ± 0,42b

13,51 ±
0,23b C
16,81 ±
0,37d C
15,78 ± 0,35c