Huỳnh quang diệp lục của mốt số giống đậu tương trong điều kiện gây hạn
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (386.36 KB, 35 trang )
Khoá luận tốt nghiệp
Chuyên ngành: Sinh lí học thực vật
trường đại học sư phạm hà nội 2
khoa Gi
************
NGUYễN VĂN HIếU
HuỳNH QUANG DIệP LụC CủA MộT Số
GiốNG ĐậU TƯƠNG
TRONG ĐIềU KIệN GÂY HạN
khoá luận tốt nghiệp
chuyên ngành: sinh lý thực vật
Người hướng dẫn: PGS. TS Nguyễn văn mã
Hà Nội 5 - 2007
Nguyễn Văn Hiếu
K29A - Sinh - KTNN
Khoá luận tốt nghiệp
Chuyên ngành: Sinh lí học thực vật
Mở đầu
1. Lí do chọn đề tài
Đậu tương là cây công nghiệp ngắn ngày có giá trị dinh dưỡng và kinh
tế cao đang được trồng ở nhiều vùng trên thế giới như: Mĩ, Trung Quốc,
Braxin, Achentia, Inđônêxia, Nhật, Nga và một số nước khác. Đậu tương có
tên khoa học là Glycine max thuộc họ Đậu (Fabaceace) có nguồn gốc từ Đông
Bắc Châu á.
Trong những năm gần đây nhân loại đang đứng trước một nhiệm vụ nặng
nề - đó là giải quyết nạn đói protein. Theo tính toán thì hiện nay lượng protein
sản xuất ra chỉ đáp ứng
1
nhu cầu protein của nhân loại. Cây đậu tương hiện
4
nay có một ý nghĩa chiến lược trong sản xuất nông nghiệp bởi vì: về hàm
lượng protein thì đậu tương có một vị trí hàng đầu so với những cây cho hạt
khác (28,5 - 56%), hàm lượng dầu (17 - 27%). Đậu tương được làm thực phẩm
cho người, làm thức ăn cho gia súc, nguyên vật liệu cho công nghiệp, tăng
nguồn xuất khẩu nông sản và góp phần cải tạo đất trong hệ thống luân canh
cây trồng (Củ Xuân Dư, 1989. Nguyễn Mộng , 1982. Nguyễn Hữu Thước,
1982. Hoàng Đình Vọng, 1989)[3]. Ngoài ra đậu tương là cây dược liệu với
nhiều bài thuốc cổ truyền có giá trị cao.
ở nước ta đậu tương có thể được gieo trồng 3 vụ trong một năm, tuy nhiên
tổng sản lượng của đậu tương còn quá ít so với nhu cầu tiêu dùng trong nước
và xuất khẩu [3]. Có nhiều nguyên nhân làm cho sản lượng đậu tương còn
thấp như: hạn hán, úng ngập, thiếu phân bón, chưa có biện pháp kĩ thuật hợp
lí, chưa có những giống cho năng suất cao và thích nghi với những điều kiện
khí hậu, đất đai khác nhau, nhất là những giống cho vùng thường gặp nắng
hạn, khó chủ động cho việc tưới tiêu.
Nguyễn Văn Hiếu
K29A - Sinh - KTNN
Khoá luận tốt nghiệp
Chuyên ngành: Sinh lí học thực vật
Hạn hán là một trong những nguyên nhân chủ yếu làm giảm năng suất cây
trồng. Người ta đã ghi nhận nhiều đợt hạn hán liên tiếp đã xảy ra ở mọi nơi
vào bất cứ thời điểm nào, nó gây ra cho loài người những thiệt hại vô cùng to
lớn [5].
Viện sĩ Mắcximốp đã nói: hạn hán dẫu chỉ đi qua có tính chất tạm thời
cũng không phải đi qua mà không để lại dấu vết gì tác hại cho cây. Vì vậy
việc nghiên cứu tính chịu hạn và các biện pháp nhằm nâng cao tính chịu hạn
là vấn đề cần thiết đối với nhiều loại cây trồng. Cây đậu tương nói riêng và
cây họ Đậu nói chung thường được trồng ở những nơi khô hạn, điều kiện cung
cấp nước gặp khó khăn thì việc nghiên cứu vấn đề này lại càng cần thiết.
Trong 10 năm trở lại đây, có nhiều công trình nghiên cứu về chỉ tiêu sinh
lí của cây trồng trong điều kiện môi trường bất lợi. Trong các phương pháp
nghiên cứu thì phương pháp đo huỳnh quang diệp lục ngày càng được quan
tâm nhiều, phương pháp này cho phép xác định tính chống chịu của thực vật
dưới tác động của điều kiện bất lợi mà không gây tổn thương cho cây trồng
khi nghiên cứu. Huỳnh quang diệp lục là một thông số phản ánh trạng thái
sinh lí của bộ máy quang hợp trong điều kiện bất lợi của môi trường. Vì thế
phương pháp phân tích huỳnh quang diệp lục đang được sử dụng như một
công cụ có hiệu quả để đánh giá tính chống chịu của cây trồng như: tảo, cà
chua, nhãn, lúa [6], [7], [12], [9], [13], ... Các công trình nghiên cứu này đều
chỉ ra rằng tâm phản ứng PSII bị tổn thương trong điều kiện môi trường bất
lợi. Sự tổn thương này ảnh hưởng đến phản ứng quang hoá ở PSII, được thể
hiện bằng sự giảm hiệu suất huỳnh quang biến đổi của diệp lục. Trên đối
tượng đậu tương việc tìm hiểu bản chất tính chịu hạn của các giống bằng
phương pháp đo huỳnh quang diệp lục trong vòng vài năm trở lại đây cũng
được một số nhà khoa học quan tâm nghiên cứu như: Nguyễn Văn Mã, Phan
Hồng Quân, Nguyễn Thị Hồng ThắmTrong công trình nghiên cứu của
Nguyễn Văn Mã, Nguyễn Thị Hồng Thắm [11] các tác giả đã tìm hiểu huỳnh
Nguyễn Văn Hiếu
K29A - Sinh - KTNN
Khoá luận tốt nghiệp
Chuyên ngành: Sinh lí học thực vật
quang diệp lục của 5 giống đậu tương được trồng ở xã Đạo Đức, huyện Tam
Đảo, tỉnh Vĩnh Phúc. Kết quả cho thấy ở những giống có khả năng chịu hạn
khá giá trị hiệu suất huỳnh quang biến đổi cao hơn so với những giống chịu
hạn kém hơn. Nguyễn Văn Mã và Phan Hồng Quân cũng đã tìm hiểu huỳnh
quang diệp lục của 7 giống đậu tương khi gây hạn ở thời kì ra hoa [8]. Kết quả
nghiên cứu chỉ ra rằng: khi cây thiếu nước, cường độ huỳnh quang ổn định của
lá tăng, huỳnh quang cực đại có xu hướng giảm sút, hiệu suất huỳnh quang
biến đổi giảm rõ rệt. Tuy nhiên những kết quả nghiên cứu này mới chỉ tìm
hiểu huỳnh quang diệp lục của đậu tương ở thời kì ra hoa trong điều kiện sinh
trưởng và phát triển bình thường [11] hoặc trong điều kiện gây hạn [8], nên
những nghiên cứu này mới chỉ là bước đầu. Việc nghiên cứu huỳnh quang
diệp lục của đậu tương trong điều kiện gây hạn, sau khi được tưới nước trở lại
và ở thời kì quả non vẫn là vấn đề mới chưa được quan tâm nghiên cứu. Vì
những lí do kể trên chúng tôi tiến hành chọn và nghiên cứu: Huỳnh quang
diệp lục của một số giống đậu tương trong điều kiện gây hạn nhằm góp
phần làm rõ bản chất của vấn đề đã nêu và mở ra triển vọng ứng dụng trong
đánh giá khả năng chịu hạn của các giống đậu tương.
2. Mục đích nghiên cứu
Nghiên cứu huỳnh quang diệp lục của một số giống đậu tương trong điều
kiện gây hạn thông qua các chỉ tiêu: huỳnh quang ổn định - F0 , huỳnh quang
cực đại - Fm , hiệu suất huỳnh quang biến đổi - Fvm để tìm hiểu ứng dụng vào
việc đánh giá khả năng chịu hạn của đậu tương.
Nghiên cứu, đánh giá khả năng phục hồi của các giống đậu tương sau khi
được tưới nước trở lại và ở thời kì quả non bằng phương pháp đo huỳnh quang
diệp lục.
3. ý nghĩa lí luận và ý nghĩa thực tiễn
Tìm hiểu sâu về huỳnh quang diệp lục của một số giống đậu tương.
Nguyễn Văn Hiếu
K29A - Sinh - KTNN
Khoá luận tốt nghiệp
Chuyên ngành: Sinh lí học thực vật
Kết quả nghiên cứu có thể giúp cho việc xác định nhanh khả năng chịu
hạn, khả năng phục hồi của các giống đang gieo trồng, các giống nhập nội, để
lựa chọn và định hướng gieo trồng cho những vùng đất thích hợp.
Nguyễn Văn Hiếu
K29A - Sinh - KTNN
Khoá luận tốt nghiệp
Chuyên ngành: Sinh lí học thực vật
Chương 1
Tổng quan tài liệu
1.1. ảnh hưởng của sự thiếu nước đối với thực vật
Mỗi loài thực vật có một giới hạn nhất định đối với nhân tố sinh thái của
môi trường như: nhiệt độ, độ ẩm, ánh sáng ở ngoài giới hạn của các yếu tố
đó thực vật sẽ gặp bất lợi, gây hại cho sự sinh trưởng và phát triển của cây.
Khả năng ngăn ngừa tổn thương khi bị tác động hay sự thích ứng với các tác
nhân bất lợi khi điều kiện sống thay đổi của thực vật gọi là tính chống chịu
của thực vật.
Trong các nhân tố sinh thái thì nước là nhân tố vô cùng quan trọng với sự
sống của sinh vật. Nước là thành phần không thể thiếu và chiếm tỉ lệ lớn trong
cơ thể thực vật (chiếm 90 - 95% khối lượng tươi). Trạng thái nước có ổn định
hay không sẽ ảnh hưởng tới sự sinh trưởng và phát triển của cây trồng. Nước
là nguyên liệu quan trọng khởi đầu, là sản phẩm trung gian và cuối cùng của
các quá trình chuyển hoá, là môi trường cho các phản ứng xảy ra trong tế bào.
Nhờ nước mà các sản phẩm đồng hoá tạo ra từ lá, các chất khoáng được hút từ
rễ sẽ được vận chuyển và phân phát khắp nơi trong cây. Ngoài ra nước còn là
yếu tố quan trọng có tác dụng điều hoà nhiệt độ của lá Thiếu nước hạt
không có khả năng nảy mầm, cây non bị chết, tạo quả kém, làm giảm năng
suất.
Hạn là tác động của môi trường xung quanh đủ để gây nên sự mất nước ở
thực vật. Hiện tượng mất nước ở cây có thể do nhiều nguyên nhân như: nhiệt
độ thấp, nóng, hạn hán Trong thực tế đối với cây trồng cạn không phải bao
giờ cũng được cung cấp nước đầy đủ. Do đó, sự sinh trưởng và phát triển của
cây trồng thường xuyên bị ảnh hưởng bởi sự thiếu nước. Hạn để lại hậu quả
chính là làm cho cây bị mất nước và rối loạn quá trình trao đổi chất. ở mức độ
nhẹ, hạn hán có thể làm giảm hay thậm chí ngừng hẳn khả năng sinh trưởng
Nguyễn Văn Hiếu
K29A - Sinh - KTNN
Khoá luận tốt nghiệp
Chuyên ngành: Sinh lí học thực vật
của cây và cây trồng có thể bị chết khi hạn nặng. Vì vậy việc duy trì thích hợp
lượng nước cần thiết trong cây đảm bảo cho cây sinh trưởng và phát triển
thuận lợi, cho năng suất cao là vấn đề quan trọng trong trồng trọt hiện nay.
1.2. Huỳnh quang diệp lục và tình hình nghiên cứu về huỳnh quang diệp
lục ở thực vật nói chung và ở đậu tương nói riêng
1.2.1. Huỳnh quang diệp lục ở thực vật
Huỳnh quang diệp lục là sự bức xạ được diệp lục phát ra với bước sóng dài
hơn bước sóng hấp thụ và đồng thời với thời gian chiếu sáng
.
Khi hấp thụ photon ánh sáng, phân tử diệp lục tạo thành trạng thái kích
thích do kết quả của quá trình nhảy điện tử từ và từ n . Thông
thường khi điện tử của phân tử bị kích thích có thể xảy ra 2 trường hợp:
Trường hợp 1: là trạng thái kích thích của điện tử được gọi là Singlet
(trạng thái không bền), nếu như khi chuyển điện tử lên mức năng lượng cao
hơn không kèm theo sự đổi dấu của spin điện tử.
Trường hợp 2: là trạng thái kích thích của điện tử được gọi là Triplet
(trạng thái bền ổn định hoặc trạng thái bền thứ cấp), nếu như sự chuyển điện
tử lên mức năng lượng cao hơn có kèm theo sự đổi dấu của spin điện tử.
Điện tử ở trạng thái kích thích sẽ nhanh chóng chuyển về trạng thái khác
bằng cách giải phóng năng lượng hấp thụ theo những con đường sau:
Một là: nó có thể chuyển năng lượng tới một phân tử nhận năng
lượng khác và cuối cùng khởi động các phản ứng quang hoá, gây ra sự truyền
điện tử quang hợp.
Hai là: năng lượng được giải phóng ra dưới dạng nhiệt.
Ba là: năng lượng được giải phóng ra dưới dạng sóng điện từ. Có
nghĩa là nó có thể phát lại dưới dạng một photon có năng lượng nhỏ hơn (tức
là có bước sóng dài hơn). Hiện tượng này gọi là huỳnh quang.
Nguyễn Văn Hiếu
K29A - Sinh - KTNN
Khoá luận tốt nghiệp
Chuyên ngành: Sinh lí học thực vật
Nguyên nhân của hiện tượng huỳnh quang là do năng lượng phát ra dưới
dạng sóng điện từ khi chuyển điện tử từ trạng thái kích thích Singlet về trạng
thái cơ sở.
Các quá trình truyền năng lượng nêu trên cạnh tranh nhau, chủ yếu là sự
cạnh tranh giữa phản ứng quang hoá và huỳnh quang diệp lục. Ta có thể mô
tả quá trình trên bằng sơ đồ:
K f K d K ph
P
P
P và P là trạng thái kích thích và trạng thái cơ bản của phân tử diệp lục.
kf, kd,, kph là các hằng số tốc độ làm mất đi trạng thái kích thích bằng
bức xạ (huỳnh quang), không bức xạ (mất đi dưới dạng nhiệt) và quang hoá
(sự phân chia đầu tiên của các điện tích trong tâm phản ứng).
Hiệu suất lượng tử của phản ứng quang hoá và huỳnh quang sẽ tương ứng
bằng:
QZ
k ph
k f k d k ph
Q F0
kf
k f k d k ph
Trong điều kiện tối ưu, khi các tâm phản ứng hoạt động (các tâm phản
ứng mở) hằng số k ph lớn hơn đáng kể so với các hằng số còn lại và do đó
năng lượng được kích thích được sử dụng trong phản ứng quang hợp với hiệu
suất lượng tử Q Z gần bằng đơn vị (=1), có một phần rất nhỏ năng lượng kích
thích bị mất đi dưới dạng huỳnh quang trong quá trình vận chuyển năng lượng
kích thích về tâm phản ứng. Như vậy, khi tâm phản ứng mở xẩy ra quá trình
oxi hoá hoàn toàn chất nhận điện tử đầu tiên Qui non Q A , còn khi các tâm
phản ứng đóng xảy ra khử chất nhận điện tử đầu tiên Qui non Q A và khi
đó huỳnh quang đạt giá trị cực đại. Khi tâm phản ứng đóng thì hằng số tốc
độ mất trạng thái kích thích bằng quang hoá sẽ bằng không, còn huỳnh quang
tăng lên và đạt giá trị cực đại Fm .
Nguyễn Văn Hiếu
K29A - Sinh - KTNN
Khoá luận tốt nghiệp
Chuyên ngành: Sinh lí học thực vật
Qz 0
Q Fm
kf
k f k d k ph
Hiệu giữa cường độ huỳnh quang khi tâm phản ứng đóng và mở
Fv Fm F0
được gọi là huỳnh quang biến đổi của diệp lục. Nó tương ứng
với phần năng lượng ánh sáng được các tâm phản ứng mở sử dụng trong
phản ứng quang hoá. Một cách dễ dàng có thể chỉ ra rằng tỉ lệ giữa huỳnh
quang biến đổi và huỳnh quang cực đại bằng hiệu suất lượng tử (hiệu suất
huỳnh quang biến đổi) của phản ứng quang hoá đầu tiên phân chia các điện
tích ở các tâm phản ứng quang hợp.
Q Fm Q F0
Q Fm
k ph
k f k d k ph
Qz
Như vậy, đo cường độ huỳnh quang ổn định - F0 và cường độ huỳnh
quang cực đại - Fm trong một thời gian tương đối cho phép nhận được giá trị
tuyệt đối về hiệu quả sử dụng năng lượng ánh sáng trong các phản ứng quang
hoá.
Qz
Theo Ohad tỉ lệ
Fv Fm F0
Fm
Fm
Fv
là phản ánh dòng điện tử trong phản ứng quang hợp
Fm
đi qua chất nhận điện tử thứ 2 là Q B . Tỉ lệ này giảm đi khá nhiều khi điều
kiện sinh trưởng gặp bất lợi (hạn hán, ánh sáng dư thừa, thiếu dinh dưỡng )
và có thể được sử dụng để đánh giá trạng thái sinh lí của thực vật.
1.2.2. Tình hình nghiên cứu về huỳnh quang diệp lục ở thực vật nói
chung và ở đậu tương nói riêng
Huỳnh quang diệp lục là một thông số phản ánh trạng thái sinh lí của bộ
máy quang hợp trong điều kiện bất lợi của môi trường. Phương pháp phân tích
huỳnh quang diệp lục cho phép xác định nhanh tính chống chịu của thực vật
Nguyễn Văn Hiếu
K29A - Sinh - KTNN
Khoá luận tốt nghiệp
Chuyên ngành: Sinh lí học thực vật
dưới tác động của điều kiện bất lợi ở trạng thái in vivo mà không gây tổn
thương cho cây trồng trong quá trình nghiên cứu [9].
Nhờ ưu điểm vượt trội mà phương pháp đo huỳnh quang diệp lục để đánh
giá trạng thái sinh lí của thực vật trong những năm gần đây đã được nhiều nhà
khoa học quan tâm, cùng với sự phát triển của khoa học kĩ thuật thì các kĩ
thuật hiện đại đo huỳnh quang đã ra đời, với sự phát triển này đã đưa phương
pháp phân tích huỳnh quang trở thành một công cụ hết sức quan trọng trong
nghiên cứu sinh lí thực vật. Nhờ việc áp dụng các kĩ thuật hiện đại đó người
ta đã thu nhận các kết quả quan trọng cho phép giải thích nguồn gốc và hiểu
được một cách sâu sắc về cơ chế của hiện tượng huỳnh quang. Tuy nhiên, giải
thích về lí thuyết hiện tượng huỳnh quang mới chỉ thu nhận được trên các đối
tượng nghiên cứu như: Protoplast, lục lạp được tách rời, màng thylacoid
Theo Đặng Diễm Hồng, trong vòng 25 năm trở lại đây đã xuất hiện hàng
loạt các thông báo về huỳnh quang diệp lục và mối liên quan của nó với các
hiện tượng vật lí và quang hợp (Lavorel và Etiene 1977, Butler 1977, Van
Gorkom 1986, Holzwarth 1991). Trong các công trình nghiên cứu của Renger,
Schireiber (1986), Marata và Satoh (1986), Krause và Weis (1991) đã đưa ra
các dẫn liệu mới nhất về mối liên hệ của bức xạ huỳnh quang và quang hợp.
Phương pháp phân tích huỳnh quang diệp lục được nhiều nhà khoa học trên
thế giới sử dụng như một công cụ để đánh giá tính chống chịu của một số loài
như: tảo đỏ Porphyra, dưa chuột, lúa [9], cây thích, cây sam [12]
ở Việt Nam, trong vòng 10 năm gần đây đã xuất hiện một số công trình
nghiên cứu về huỳnh quang diệp lục ở một số loài như: tảo, cà chua, nhãn, lúa
[6], [7], [12], [9], [13]
Hiện nay, trên đối tượng đậu tương cũng đã xuất hiện một số công trình
nghiên cứu về huỳnh quang diệp lục [8], [11]. Những nghiên cứu này chỉ ra
rằng giá trị hiệu suất huỳnh quang biến đổi - Fvm ở những giống đậu tương có
khả năng chịu hạn khá cao hơn những giống có khả năng chịu hạn kém hơn
Nguyễn Văn Hiếu
K29A - Sinh - KTNN
Khoá luận tốt nghiệp
Chuyên ngành: Sinh lí học thực vật
[11], trong điều kiện gây hạn giá trị cường độ huỳnh quang ổn định của lá đậu
tương tăng, giá trị huỳnh quang cực đại có xu hướng giảm sút, hiệu suất huỳnh
quang biến đổi giảm rõ rệt [8].
Nguyễn Văn Hiếu
K29A - Sinh - KTNN
Khoá luận tốt nghiệp
Chuyên ngành: Sinh lí học thực vật
Chương 2
Đối tượng và phương pháp nghiên cứu
2.1. Đối tượng nghiên cứu
Trong phạm vi nghiên cứu của đề tài chúng tôi tiến hành nghiên cứu 8
giống đậu tương. Nguồn gốc và đặc điểm các giống như sau [10]:
DT84: DT84 là tổ hợp lai của ĐT80 và ĐH4 kết hợp gây đột biến
thực nghiệm tác nhân Gamma - Co60 /18 Krad trên dòng lai F3 . DT84 sinh
trưởng trong khoảng thời gian từ 85 - 90 ngày, thân có lông mầu trắng, lá mầu
xanh nhạt, hoa tím, vỏ quả vàng, hạt vàng, rốn hạt mầu nâu nhạt, năng suất từ
1,5 - 3,5 tấn/ha. DT84 được công nhận là giống quốc gia năm 1995 theo
Quyết định số 147 NN - KHKT/ QĐ ngày 09 - 03 - 1995.
DT90: DT90 được tạo ra từ tổ hợp lai G7002 với Cọc Chùm kết hợp
phương pháp xử lí đột biến tia Gamma - Co60 / 18 Krad trên dòng lai F2 .
DT90 sinh trưởng trong khoảng thời gian từ 90 - 100 ngày, thân có mầu nâu,
lá mầu xanh nhạt, hoa trắng, vỏ quả xám, hạt mầu vàng, rốn hạt mầu trắng,
năng suất từ 1,8 - 3 tấn/ha. DT90 được công nhận là giống quốc gia năm 2002
theo Quyết định số 5310 QĐ/ BNN - KHCN ngày 29 - 11 - 2002.
DT96: DT96 được tao ra từ tổ hợp lai giữa DT84 với DT90. DT96
sinh trưởng trong khoảng thời gian từ 90 - 95 ngày, thân có mầu nâu nhạt, lá
mầu xanh, hoa tím, vỏ quả xám, hạt mầu vàng, rốn hạt mầu trắng, năng suất từ
1,8 - 3,2 tấn/ha. DT96 được công nhận là giống quốc gia chính thức năm 2004
theo Quyết định số 2182 QĐ/ BNN - KHCN ngày 29 - 07 - 2004.
VX92: VX92 được chọn lọc cá thể từ giống nhập nội của Philippin
(giống có mã hiệu K6871 trong tập đoàn VIR). VX92 sinh trưởng trong
khoảng thời gian từ 90 - 100 ngày, rốn hạt mầu nâu, dạng hạt bầu dục mầu
vàng, năng suất từ 1,3 - 1,6 tấn/ha. VX92 được công nhận là giống quốc gia
Nguyễn Văn Hiếu
K29A - Sinh - KTNN
Khoá luận tốt nghiệp
Chuyên ngành: Sinh lí học thực vật
chính thức năm1995 theo Quyết định số 147 NN - KHKT/ QĐ ngày 09 - 03 1995.
ĐVN5: ĐVN5 được tạo ra từ tổ hợp lai Các Tuyển với Chiang Mai
(Thái Lan) theo phương pháp chọn lọc phả hệ. ĐVN5 có thời gian sinh trưởng
trung bình từ 84 - 88 ngày, hạt mầu vàng, rốn hạt mầu nâu, năng suất từ 2,2 2,5 tấn/ ha. ĐVN5 được công nhận tạm thời vào năm 2004 theo Quyết định
số 2182 QĐ/ BNN - KHCN ngày 29 - 07 - 2004.
D140: D140 là con lai của tổ hợp lai DL02 với ĐH4, trong đó mẹ
DL02 là dòng lai giữa V73 với V74 còn bố ĐH4 là giống có nguồn gốc từ
Trung Quốc. ĐVN5 có thời gian sinh trưởng từ 90 - 100 ngày, phân cành tốt
(4,2 cành/ 1 cây), số quả nhiều, tỉ lệ quả 3 hạt cao, năng suất từ 1,5 - 2 tấn/ ha.
D140 được công nhận là giống quốc gia vào năm 2002 theo Quyết định số
5310 QĐ/ BNN - KHCN ngày 29 - 11 - 2002.
AK06: AK06 được tạo ra bằng phương pháp xử lí đột biến bằng tia
Gamma trên giống ĐT74, sau đó kết hợp xử lí hoá học bằng Ethylenimine
0,02% trong 6 giờ. AK06 có thời gian sinh trưởng từ 81- 98 ngày, hoa trắng,
có độ phân cành vừa phải, bộ lá gọn, hạt vàng sáng, vỏ hạt mầu vàng, rốn hạt
mầu nâu nhạt, năng suất từ 1,7 - 2,5 tấn/ ha. AK06 được công nhận là giống
quốc gia năm 2002 theo Quyết định số 5310 QĐ/ BNN - KHCN ngày 29 - 11
- 2002.
ĐT12: ĐT12 được tạo ra trong tập đoàn nhập nội năm 1996 có nguồn
gốc từ Trung Quốc. ĐT12 có thời gian sinh trưởng từ 71 - 80 ngày, hoa trắng,
hạt vàng, rốn mầu nâu, quả chín có mầu xám, năng suất trung bình từ 1,4 2,3 tấn/ ha. ĐT12 được công nhận là giống quốc gia năm 2002 theo Quyết
định số 5310 QĐ/ BNN - KHCN ngày 29 - 11- 2002.
Nguyễn Văn Hiếu
K29A - Sinh - KTNN
Khoá luận tốt nghiệp
Chuyên ngành: Sinh lí học thực vật
2.2. Phương pháp nghiên cứu
2.2.1. Phương pháp bố trí thí nghiệm
Các giống nghiên cứu được trồng trong 48 chậu nhựa vào vụ Đông năm
2006, với 6 lần nhắc lại, mỗi chậu trồng 4 cây. 48 chậu được đặt trong nhà
lưới của khoa Sinh - KTNN chia làm 2 lô: lô đối chứng và lô thí nghiệm. Hai
lô này được chăm sóc như nhau cho đến khi các giống nhú mầm hoa tiến hành
gây hạn ở lô thí nghiệm bằng cách ngừng tưới nước và che chắn bằng nilon
trắng để ngăn cản nước mưa, lô đối chứng tiến hành tưới nước bình thường.
Theo dõi ở lô thí nghiệm cho đến khi 2 lá dưới cùng héo (khoảng 7 ngày sau),
tiến hành đo huỳnh quang diệp lục ở cả lô thí nghiệm và lô đối chứng.
Sau khi đo xong, tưới nước trở lại ở lô thí nghiệm, tiếp tục đo huỳnh
quang diệp lục ở lô thí nghiệm sau 10 phút, 20 phút, 30 phút, 40 phút, 50 phút,
60 phút khi tưới nước trở lại.
Tiến hành chăm sóc như nhau ở lô đối chứng và lô thí nghiệm cho đến
thời kì quả non đo huỳnh quang diệp lục lần thứ hai.
2.2.2. Phương pháp xác định huỳnh quang diệp lục
Huỳnh quang diệp lục được đo trên máy Chlorophill fluorometer OS - 30
do hãng ADC - Anh cung cấp. Thời gian ủ tối là 10 phút để các tâm phản ứng
ở trạng thái mở hoàn toàn hay toàn bộ chất nhận điện tử đầu tiên trong mạch
vận chuyển điện tử quang hợp - Quinon A (QA) ở trạng thái oxi hoá.
Máy đo xác định các chỉ tiêu:
F0 - Cường độ huỳnh quang ổn định, F0 phản ánh sự mất đi năng lượng
kích thích bằng bức xạ trong khoảng thời gian vận chuyển chúng về tâm phản
ứng PSII ở trạng thái mở.
Fm - Cường độ huỳnh quang cực đại, Fm đo được khi các tâm phản ứng
PSII ở trạng thái đóng, khi đó QA bị khử.
Fvm - Hiệu suất huỳnh quang biến đổi, Fvm phản ánh hiệu quả sử dụng
năng lượng ánh sáng trong phản ứng quang hoá, được xác định như sau:
Nguyễn Văn Hiếu
K29A - Sinh - KTNN
Khoá luận tốt nghiệp
Chuyên ngành: Sinh lí học thực vật
F
F F0
Fvm v m
Fm
Fm
Lá chọn để đo là lá thứ 3 tính từ ngọn xuống, là lá được đánh giá có hoạt
động sinh lí, sinh hoá mạnh nhất.
2.2.3. Xử lí số liệu
Số liệu được xử lí, đánh giá theo phương pháp thống kê toán học nhờ phần
mềm Microsoft Office Excel 2003 với các thông số: trung bình số học, độ
lệch chuẩn, sai số trung bình số học, hệ số biến động, độ tin của hiệu.
n
2
n
Xi X
Xi
X i 1 ; 2 i 1
n
n 1
CV
.100
X
; m
n
; td
; 2
X1 X 2
m12 m22
X : Trung bình số học.
Xi : Giá trị kết quả đo đếm được ở mỗi lần nhắc lại.
n : Dung lượng mẫu.
: Độ lệch tiêu chuẩn.
CV : Hệ số biến động.
td : Tiêu chuẩn độ tin của hiệu.
m : Sai số trung bình số học.
Nguyễn Văn Hiếu
K29A - Sinh - KTNN
Khoá luận tốt nghiệp
Chuyên ngành: Sinh lí học thực vật
Chương 3
Kết quả và thảo luận
3.1. Huỳnh quang diệp lục của lá đậu tương khi gây hạn ở thời kì ra hoa
3.1.1. Huỳnh quang ổn định
Cường độ huỳnh quang ổn định - F0 phản ánh sự mất đi năng lượng kích
thích bằng bức xạ trong khoảng thời gian vận chuyển chúng về tâm phản ứng
PS II ở trạng thái mở.
Kết quả đo huỳnh quang ổn định - F0 được trình bầy ở bảng 3.1.1 và hình
3.1.1.
Bảng 3.1.1. Huỳnh quang ổn định của lá đậu tương khi gây hạn ở thời kì ra
hoa
STT
Tên giống
Lô thí nghiệm
Lô đối chứng
X m
X m
% so với đối
chứng
1
DT84
300,50 1,20
292,50 1,50
-
2
DT90
325,50 0,50
309,50 0,50
105,17***
3
DT96
376,00 10,00
327,00 0,00
114,98*
4
VX92
354,50 5,00
328,00 2,70
-
5
ĐVN5
355,92 0,50
321,00 5,00
110,88*
6
D140
349,00 2,23
305,00 2,82
114,43**
7
AK06
326,50 1,30
320,00 2,50
-
8
ĐT12
406,00 5,40
301,00 1,00
134,88**
- : không có ý nghĩa về mặt thống kê.
* : mức ý nghĩa 0,05.
** : mức ý nghĩa 0,01.
*** : mức ý nghĩa 0,001.
Nguyễn Văn Hiếu
K29A - Sinh - KTNN
Khoá luận tốt nghiệp
Chuyên ngành: Sinh lí học thực vật
450
400
350
300
250
Lô thí nghiệm
Lô đối chứng
200
150
100
50
0
DT84
DT90
DT96
VX92
ĐVN5
D140
AK06
ĐT12
Hình 3.1.1. Huỳnh quang ổn định của lá đậu tương khi gây hạn ở thời kì ra
hoa
Nhìn vào bảng 3.1.1 và hình 3.1.1 ta thấy: giá trị huỳnh quang ổn định F0 của đa số các giống đậu tương ở lô thí nghiệm đều tăng so với ở lô đối
chứng. Kết quả nghiên cứu này cũng phù hợp với kết quả nghiên cứu của
Nguyễn Văn Mã, Phan Hồng Quân [8], Đinh Thị Phòng và cộng sự [9],
Nguyễn Quốc Thông và cộng sự [12]. Giá trị F0 tăng được giải thích là do ảnh
hưởng của hạn hán làm cho số lượng tâm phản ứng PSII ở trạng thái mở
giảm đi, năng lượng dùng cho quang hoá giảm dần dẫn tới cường độ huỳnh
quang ổn định tăng. Như vậy F0 tăng đồng nghĩa với tính chịu hạn kém khi so
sánh giữa các giống với nhau [9]. Riêng ở các giống DT84, AK06, VX 92 giá
trị F0 hầu như không biến đổi so với đối chứng.
Trong các giống có sự gia tăng huỳnh quang ổn định thì giống ĐT 12 giá
trị F0 tăng cao nhất (34,88%), giống DT 90 giá trị F0 tăng thấp nhất (5,17%),
các giống còn lại là DT 96, ĐVN5, D140 giá trị F0 gia tăng lần lượt là
14,98%, 10,88%, 14,43%.
Nguyễn Văn Hiếu
K29A - Sinh - KTNN
Khoá luận tốt nghiệp
Chuyên ngành: Sinh lí học thực vật
Trong điều kiện gây hạn giá trị huỳnh quang ổn định - F0 của đa số các
giống đậu tương tăng lên, mức độ gia tăng của F0 tuỳ thuộc vào giống. Tuy
nhiên, ở một số giống giá trị F0 hầu như không biến đổi.
3.1.2. Huỳnh quang cực đại
Huỳnh quang cực đại - Fm là giá trị đo được khi toàn bộ các tâm phản ứng
ở trạng thái đóng, khi đó QA bị khử.
Kết quả đo huỳnh quang cực đại của lá đậu tương khi gây hạn ở thời kì ra
hoa được thể hiện trong bảng 3.1.2 và hình 3.1.2.
Bảng 3.1.2. Huỳnh quang cực đại của lá đậu tương khi gây hạn ở thời kì ra
hoa
STT
Tên giống
Lô thí nghiệm
Lô đối chứng
% so với đối
X m
X m
chứng
1
DT84
1638,50 7,35
1625,00 7,06
-
2
DT90
1372,50 8,25
1539,50 7,61
89,15**
3
DT96
1425,00 6,05
1285,50 6,70
110,85**
4
VX92
1370,50 6,42
1533,00 6,02
89,40**
5
ĐVN5
1470,50 5,03
1365,50 7,40
107,69**
6
D140
1585,00 6,08
1394,00 7,03
117,49***
7
AK06
1365,00 5,88
1411,50 6,38
96,70*
8
ĐT12
1745,00 6,05
1334,00 7,63
130,81***
- : không có ý nghĩa về mặt thống kê.
* : mức ý nghĩa 0,05.
** : mức ý nghĩa 0,01.
*** : mức ý nghĩa 0,001.
Nguyễn Văn Hiếu
K29A - Sinh - KTNN
Khoá luận tốt nghiệp
Chuyên ngành: Sinh lí học thực vật
1800
1600
1400
1200
1000
800
600
400
200
0
Lô thí nghiệm
Lô đối chứng
DT84
DT90
DT96
VX92
ĐVN5
D140
AK06
ĐT12
Hình 3.1.2. Huỳnh quang cực đại của lá đậu tương khi gây hạn ở thời kì ra
hoa
Bảng 3.1.2. và hình 3.1.2 cho thấy: giá trị Fm ở các giống DT96, ĐVN5,
D140, ĐT12 tăng so với đối chứng, trong đó ĐT12 tăng nhanh nhất (30,81%)
và thấp nhất là ĐVN5 (7,69%). Giá trị Fm tăng lên có thể do ảnh hưởng của
hạn hán ức chế quá trình quang hợp, các tâm phản ứng ở trạng thái đóng.
Năng lượng ánh sáng được hấp thụ không sử dụng trong quang hợp, nếu cứ
tích luỹ trong diệp lục sẽ là nguồn năng lượng thiêu đốt lá, phá huỷ cấu trúc
của diệp lục, do đó diệp lục tăng cường thải năng lượng dưới dạng huỳnh
quang làm cho bức xạ huỳnh quang tăng, Fm tăng. Đây là một hình thức tự vệ
của cây nhằm chống lại sự thiêu đốt của ánh sáng mặt trời khi quá trình quang
hợp bị ức chế bởi ánh sáng cao hay hạn hán.
Trong khi đó ở các giống DT90, VX92, AK06 giá trị Fm lại giảm xuống
so với các giống ở lô đối chứng. Điều này có thể được giải thích là do ở các
giống này khi bị hạn có thể tăng độ nhạy của bộ máy quang hợp với quang ức
chế [9] do đó bức xạ huỳnh quang giảm, Fm giảm. Kết quả nghiên cứu này
Nguyễn Văn Hiếu
K29A - Sinh - KTNN
Khoá luận tốt nghiệp
Chuyên ngành: Sinh lí học thực vật
phù hợp với kết quả nghiên cứu của Nguyễn Văn Mã, Phan Hồng Quân [8].
Riêng ở giống DT84 giá trị Fm hầu như không biến đổi so với đối chứng.
Như vậy, tuỳ theo các giống mà giá trị Fm tăng lên, giảm xuống hoặc hầu
như không thay đổi khi bị hạn.
3.1.3. Hiệu suất huỳnh quang biến đổi
Hiệu suất huỳnh quang biến đổi - Fvm phản ánh hiệu quả sử dụng năng
lượng ánh sáng trong phản ứng quang hoá ở PSII. Số liệu ở bảng 3.1.3 và hình
3.1.3 cho biết kết quả đo hiệu suất huỳnh quang biến đổi - Fvm của lá đậu
tương khi gây hạn ở thời kì ra hoa.
Bảng 3.1.3. Hiệu suất huỳnh quang biến đổi của lá đậu tương khi gây hạn ở
thời kì ra hoa
STT
Tên giống
Lô thí nghiệm
Lô đối chứng
X m
X m
% so với đối
chứng
1
DT84
0,816 0,020
0,820 0,030
-
2
DT90
0,763 0,060
0,799 0,003
-
3
DT96
0,736 0,030
0,745 0,030
-
4
VX92
0,739 0,020
0,786 0,050
-
5
ĐVN5
0,781 0,040
0,788 0,020
-
6
D140
0,763 0,030
0,778 0,020
-
7
AK06
0,743 0,020
0,756 0,005
-
8
ĐT12
0,680 0,005
0,756 0,002
89,95**
- : Không có ý nghĩa về mặt thống kê.
** : mức ý nghĩa 0,01.
Nguyễn Văn Hiếu
K29A - Sinh - KTNN
Khoá luận tốt nghiệp
Chuyên ngành: Sinh lí học thực vật
0.9
0.8
0.7
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0
Lô thí nghiệm
Lô đối chứng
DT84
DT90
DT96
VX92
ĐVN5
D140
AK06
ĐT12
Hình 3.1.3. Hiệu suất huỳnh quang biến đổi của lá đậu tương khi gây hạn ở
thời kì ra hoa
Hình 3.1.3 và bảng 3.1.3 cho thấy: khi bị hạn, giá trị Fvm của hầu hết các
giống đậu tương nghiên cứu không thay đổi so với đối chứng. Riêng ở giống
ĐT12 giá trị Fvm giảm khi bị hạn (giảm 10,05%), Fvm giảm chủ yếu là do
huỳnh quang ổn định - F0 tăng, hiệu suất huỳnh quang biến đổi giảm có liên
quan tới việc giảm khả năng sử dụng năng lượng kích thích trong phản ứng
quang hoá của các tâm phản ứng PSII khi gặp điều kiện bất lợi, Fvm càng
giảm chứng tỏ giống đó chống chịu với điều kiện bất lợi càng kém. Như vậy,
trong các giống đậu tương nghiên cứu thì các giống ĐT12 chịu hạn kém, các
giống còn lại chịu hạn khá hơn.
3.2. Huỳnh quang diệp lục của lá đậu tương sau khi được tưới nước trở lại
Khả năng phản ứng linh hoạt của cơ thể thực vật trước sự biến động của
môi trường là thước đo đánh giá sự thích nghi của cơ thể thực vật với môi
trường sống đảm bảo cho cơ thể thực vật sinh trưởng và phát triển bình
thường. Nghiên cứu khả năng phục hồi của một số giống đậu tương, sau khi
gây hạn tôi tiến hành tưới nước trở lại và đo huỳnh quang diệp lục của các
Nguyễn Văn Hiếu
K29A - Sinh - KTNN
Khoá luận tốt nghiệp
Chuyên ngành: Sinh lí học thực vật
giống đậu tương thuộc lô thí nghiệm sau 10 phút, 20 phút, 30 phút, 40 phút,
50 phút, 60 phút. Kết quả đo huỳnh quang diệp lục khi được tưới nước trở lại
như sau:
3.2.1. Huỳnh quang ổn định
Kết quả đo huỳnh quang ổn định được trình bầy ở bảng 3.2.1 và hình
3.2.1.
Bảng 3.2.1. Sự biến đổi huỳnh quang ổn định của lá đậu tương sau khi được
tưới nước trở lại
STT
Tên
10
20
30
40
50
60
giống
phút
phút
phút
phút
phút
phút
1
DT84
598
493
828
218
366
373
2
DT90
432
132
160
272
276
316
3
DT96
455
271
265
288
198
409
4
VX92
302
303
319
225
228
155
5
ĐVN5
331
353
399
333
417
255
6
D140
404
271
207
405
261
271
7
AK06
369
441
235
289
451
366
8
ĐT12
430
343
308
662
202
294
Nguyễn Văn Hiếu
K29A - Sinh - KTNN
Khoá luận tốt nghiệp
Chuyên ngành: Sinh lí học thực vật
F0
900
800
700
600
500
400
300
DT84
DT90
VX92
200
100
0
10
20
30
40
50
60
Phút
Hình 3.2.1. Sự biến đổi huỳnh quang ổn định của lá đậu tương sau khi được
tưới nước trở lại
Bảng 3.2.1 và hình 3.2.1 cho thấy: giá trị huỳnh quang ổn định F0 của lá đậu tương sau khi được tưới nước trở lại nhìn chung có xu hướng
giảm dần sau mỗi lần đo, F0 giảm chứng tỏ năng lượng được sử dụng trong
các phản ứng quang hoá ngày càng lớn, sự mất mát năng lượng bằng huỳnh
quang giảm sút. Các giống có xu hướng phục hồi hoạt động sinh lí, sinh hoá
khi được cung cấp nước trở lại. Tuy nhiên, ở giống DT90 giá trị F0 có xu
hướng tăng lên, F0 tăng có thể là do giống DT90 còn bị ảnh hưởng của hạn
làm cho số lượng tâm phản ứng PSII ở trạng thái mở giảm đi. ở hai giống
DT84 và ĐT12 giá trị F0 thể hiện sự thay đổi sau các lần đo.
3.2.2. Huỳnh quang cực đại
Huỳnh quang cực đại sau khi được tưới nước trở lại thu được kết quả được
trình bầy trong bảng 3.2.2 và hình 3.2.2.
Nguyễn Văn Hiếu
K29A - Sinh - KTNN
Khoá luận tốt nghiệp
Chuyên ngành: Sinh lí học thực vật
Bảng 3.2.2. Sự biến đổi huỳnh quang cực đại của lá đậu tương sau khi được
tưới nước trở lại.
STT
Tên
10
20
30
40
50
60
giống
phút
phút
phút
phút
phút
phút
1
DT84
2063
1089
2252
964
1307
1333
2
DT90
1518
1414
1477
1281
1133
1529
3
DT96
1549
1028
1170
1249
1398
1298
4
VX92
1087
1171
1109
1145
1406
1293
5
ĐVN5
1219
1464
1437
1354
1412
1284
6
D140
1397
1200
1326
1423
1545
1292
7
AK06
1253
1302
1111
1173
1343
1253
8
ĐT12
1536
1249
1916
1588
1246
1767
Fm
1800
1600
1400
1200
1000
800
DT96
ĐVN5
AK06
600
400
200
0
10
20
30
40
50
60
Phút
Hình 3.2.2. Sự biến đổi huỳnh quang cực đại của lá đậu tương sau khi được
tưới nước trở lại
Nguyễn Văn Hiếu
K29A - Sinh - KTNN
Khoá luận tốt nghiệp
Chuyên ngành: Sinh lí học thực vật
Nhìn vào bảng 3.2.2 và hình 3.2.2 ta thấy: giá trị huỳnh quang cực đại Fm sau khi tưới nước trở lại của các giống đậu tương nhìn chung có xu hướng
tăng dần sau mỗi lần đo, Fm tăng là hình thức tự vệ của cây khi quá trình
quang hợp bị ức chế bởi ánh sáng cao hay hạn hán. Tuy nhiên, ở giống ĐVN5
giá trị Fm có xu hướng giảm, Fm giảm cho thấy giống ĐVN5 vẫn còn bị ảnh
hưởng của hạn hán thể hiện bằng sự giảm sút của huỳnh quang diệp lục.
Giống AK06 giá trị Fm lại tương đối ổn định sau mỗi lần đo.
3.2.3. Hiệu suất huỳnh quang biến đổi
Kết quả đo hiệu suất huỳnh quang biến đổi - Fvm được trình bầy trong
bảng 3.2.3 và hình 3.2.3.
Bảng 3.2.3. Sự biến đổi hiệu suất huỳnh quang biến đổi của lá đậu tương sau
khi được tưới nước trở lại.
STT
Tên
10
20
30
40
50
60
giống
phút
phút
phút
phút
phút
phút
1
DT84
0,710
0,727
0,632
0,758
0,719
0,720
2
DT90
0,708
0,906
0,891
0,787
0,759
0,749
3
DT96
0,706
0,736
0,773
0,769
0,858
0,684
4
VX92
0,719
0,741
0,712
0,819
0,837
0,880
5
ĐVN5
0,728
0,758
0,722
0,754
0,764
0,784
6
D140
0,710
0,774
0,843
0,715
0,831
0,712
7
AK06
0,705
0,661
0,788
0,753
0,664
0,707
8
ĐT12
0,718
0,805
0,753
0,654
0,872
0,764
Nguyễn Văn Hiếu
K29A - Sinh - KTNN
