Nghiên cứu huỳnh quang diệp lục của một số giống khoai tây trong điều kiện thường và gây hạn nhân tạo

Khóa luận tốt nghiệp

Chuyên ngành: Sinh lý học thực vật

LỜI CẢM ƠN
Trong quá trình nghiên cứu, em đã nhận được sự giúp đỡ của các thầy cô
giáo, các bạn trong khoa Sinh_KTNN trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2. Em
xin bày tỏ lòng chân thành cảm ơn tới các thầy cô, các bạn, đặc biệt là thầy
Nguyễn Văn Đính, thầy Nguyễn Khắc Thanh, cô Điêu Thị Mai Hoa đã trực
tiếp hướng dẫn em trong thời gian qua.
Là một sinh viên, lần đầu tiên tham gia nghiên cứu khoa học, đề tài của
em không tránh khỏi những thiếu sót. Kính mong sự đóng góp ý kiến của thầy
cô và các bạn.
Em xin chân thành cảm ơn!
Xuân hoà, tháng 5 năm 2009
Sinh viên
Phan Thị Thu Hường

Phan Thị Thu Hường

K31B_Sinh


Khóa luận tốt nghiệp

Chuyên ngành: Sinh lý học thực vật

LỜI CAM KẾT
Để đảm bảo tính trung thực, tính chính xác của đề tài, tôi xin cam kết:
-Đề tài của tôi không sao chép từ đề tài khác.
-Đề tài của tôi không trùng với đề tài khác.

-Kết quả thu được trong đề tài do nghiên cứu thực tiễn đảm bảo tính
chính xác và trung thực.
Sinh viên
Phan Thi Thu Hường

Phan Thị Thu Hường

K31B_Sinh


Khóa luận tốt nghiệp

Chuyên ngành: Sinh lý học thực vật

MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN
LỜI CAM KẾT
MỤC LỤC
MỞ ĐẦU ........................................................................................................... 1
1. Lý do chọn đề tài. .......................................................................................... 1
2. Mục đích nghiên cứu. .................................................................................... 3
3. Nội dung nghiên cứu huỳnh quang diệp lục. ................................................ 3
Chương 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU ............................................................... 4
1.1.

Giới thiệu chung về khoai tây. ............................................................ 4

1.2.

Huỳnh quang diệp lục và tình hình nghiên cứu huỳnh quang diệp lục

ở thực vật nói chung và khoai tây nói riêng. ................................................. 5
1.2.1. Huỳnh quang diệp lục ở thực vật. .................................................. 5
1.2.2 Tình hình nghiên cứu huỳnh quang diệp lục ở thực vật nói chung và
khoai tây nói riêng. ..................................................................................... 8
Chương 2: Đối tượng và phương pháp nghiên cứu ........................................ 10
2.1. Đối tượng nghiên cứu .......................................................................... 10
2.1.1. Giống Diamant (nhập nội từ Hà Lan) ............................................ 10
2.1.2. Giống Solara (nhập nội từ Hà Lan) ................................................ 11
2.1.3. Giống Atlantic (nhập nội từ Mỹ) .................................................. 11
2.1.4 Giống Esprit .................................................................................... 12
2.2. Phương pháp nghiên cứu ...................................................................... 12
2.2.1. Phương pháp bố trí thí nghiệm ....................................................... 12
2.2.2 Phương pháp xác định huỳnh quang diệp lục ................................. 13
2.2.3 Xử lý số liệu .................................................................................... 14
Chương 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ...................................................... 16

Phan Thị Thu Hường

K31B_Sinh


Khóa luận tốt nghiệp

Chuyên ngành: Sinh lý học thực vật

3.1. Huỳnh quang diệp lục của lá khoai tây khi gây hạn (ở thời kỳ cây có
triệu chứng héo). .......................................................................................... 16
3.1.1. Huỳnh quang ổn định Fo................................................................. 16
3.1.2. Huỳnh quang cực đại Fm ................................................................ 18

3.1.3. Huỳnh quang biến đổi Fvm.............................................................. 20
3.2. Huỳnh quang diệp lục của lá khoai tây sau khi tưới nước trở lại. ........ 21
3.2.1. Huỳnh quang ổn định F0................................................................. 21
3.2.2. Huỳnh quang cực đại Fm. ............................................................... 24
3.2.3. Huỳnh quang biến đổi Fvm. ............................................................. 27
Chương 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ...................................................... 30
4.1. Kết luận ................................................................................................. 30
4.2. Kiến nghị............................................................................................... 30

Phan Thị Thu Hường

K31B_Sinh


Khóa luận tốt nghiệp

Chuyên ngành: Sinh lý học thực vật

DANH MỤC CHƢ̃ VIẾT TẮT

KHKTNN
ĐC
TN
FAO
HQDL
Nxb

Phan Thị Thu Hường

: Khoa ho ̣c kỹ thuâ ̣t nông nghiê ̣p

: Đối chứng
: Thí nghiệm
: Tổ chức cây lương thực thế giới
: Huỳnh quang diệp lục
: Nhà xuất bản

K31B_Sinh


Khóa luận tốt nghiệp

Chuyên ngành: Sinh lý học thực vật

DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 3.1.1

Huỳnh qu ang ổ n đinh
̣ F

o

của các giống khoai tây khi

bắ t đầ u có triê ̣u chứng héo……………………………..
Bảng 3.1.2

Huỳnh quang cực đại của các giống khoai tây khi bắt
đầ u có triê ̣u chứng héo…………………………………

Bảng 3.1.3

24

Huỳnh quang biến đổi của các giống khoai tây sau khi
tưới nước trở la ̣i trong thời gian 3 ngày………………..

Bảng 3.2.3.b

24

Huỳnh quang cực đại của các giống khoai tây sau khi
tưới nước trở la ̣i trong thời gian 10 ngày………………

Bảng 3.2.3.a

22

Huỳnh quang cực đại của các giống khoai tây sau khi
tưới nước trở la ̣i trong thời gian 3 ngày………………..

Bảng 3.2.2.b

21

Huỳnh quang ổn định của các giống khoai tây sau khi
tưới nước trở la ̣i trong thời gian 10 ngày………………

Bảng 3.2.2.a

20

Huỳnh quang ổn định của các giống khoai tây sau khi
tưới nước trở la ̣i trong thời gian 3 ngày………………..

Bảng 3.2.1.b

18

Huỳnh quang biến đổ i của các giố ng khoai tây khi bắ t
đầ u có triê ̣u chứng héo…………………………………

Bảng 3.2.1.a

16

26

Huỳnh quang biến đổi của các giống khoai tây sau khi
tưới nước trở la ̣i trong thời gian 10 ngày………………

Phan Thị Thu Hường

27

K31B_Sinh


Khóa luận tốt nghiệp

Chuyên ngành: Sinh lý học thực vật

DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 3.1.1

Huỳnh quang ổn định F o của các giống khoai tây khi bắt
đầ u có triê ̣u chứng héo…………………………………...

Hình 3.1.2

Huỳnh quang cực đại của các giống khoai tây khi bắt đầu
có triệu chứng héo………………………………………..

Hình 3.1.3

Huỳnh quang cực đại của các giống khoai tây sau kh

25

Huỳnh quang biến đổi của các giống khoai tây sau khi
tưới nước trở la ̣i trong thời gian 3 ngày………………….

Hình 3.2.3.b

25

i

tưới nước trở la ̣i trong thời gian 10 ngày………………...
Hình 3.2.3.a

23

Huỳnh quang cực đại của các giống khoai tây sau khi
tưới nước trở la ̣i trong thời gian 3 ngày………………….

Hình 3.2.2.b

22

Huỳnh quang ổn định của các giống khoai tây sau khi
tưới nước trở lại trong thời gian 10 ngày………………...

Hình 3.2.2.a

20

Huỳnh quang ổn định của các giống khoai tây sau khi
tưới nước trở la ̣i trong thời gian 3 ngày………………….

Hình 3.2.1.b

19

Huỳnh quang biến đổi của các giống khoai tây khi bắt
đầ u có triê ̣u chứng héo…………………………………...

Hình 3.2.1.a

17

27

Huỳnh quang biến đổi của các giốn g khoai tây sau khi
tưới nước trở la ̣i trong thời gian 10 ngày………………...

28


Khóa luận tốt nghiệp

Chuyên ngành: Sinh lý học thực vật

MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Dân số không ngừng phát triển, trong khi đó diện tích đất trồng trọt ngày
càng thu hẹp. Để đáp ứng nhu cầu về lương thực, thực phẩm cho con người,
khắc phục diện tích gieo trồng thu hẹp biện pháp chủ yếu là thâm canh phát
triển năng suất cây trồng.
Theo FAO, ba yếu tố làm phát triển sản lượng cây trồng là diện tích,
tăng vụ và tăng năng suất. Ở các nước Đông Nam Á, yếu tố diện tích làm tăng
10%, tăng vụ là 4%, tăng năng suất là 76%.
Nhiệm vụ đặt ra cho các nhà khoa học nói chung và những nhà nghiên
cưú về cây trồng nói riêng là chọn, tạo được những giống cây trồng cho năng
suất phẩm chất tốt, thích ứng với nhiều vùng đất khác nhau. Theo nhiều nhà
nghiên cứu về cây trồng cho biết: khoai tây là cây lương thực, thực phẩm có
giá trị dinh dưỡng và giá trị kinh tế cao.
Khoai tây có tên khoa học là Solanum tuberosum.L. Cây khoai tây được
con người biết đến trong khoảng 500 năm trước công nguyên có xuất xứ từ
Nam Mỹ (Peru, Chile), là cây lương thực chủ yếu của người Indies người nơi
đó gọi khoai tây là ―papa‖ xem như thân nhân của mình. Đầu thế kỷ XVI

khoai tây được trồng ở Châu Âu, trước hết là Tây Ban Nha, sau đó đến Anh,
thế kỷ XVIII được trồng ở Pháp, Đức. Đầu tiên khoai tây được trồng làm thức
ăn gia súc sau đó là người nghèo. Đến thế kỷ XIX, khoai tây được trồng làm
thực phẩm cho con người, do càng ngày con người càng phát hiện ra giá trị
dinh dưỡng của khoai tây. Hiện nay khoai tây được coi là cây lương thực chủ
yếu, được trồng ở nhiều nước ôn đới và cận nhiệt đới.

Phan Thị Thu Hường

1

K31B_Sinh


Khóa luận tốt nghiệp

Chuyên ngành: Sinh lý học thực vật

Ở Việt Nam, khoai tây là cây trồng mới được nhập nội từ Châu Âu do
người Pháp đưa vào từ năm 1890. Trước năm 1970, diện tích trồng khoai tây
chỉ khoảng 2000 ha, sau đó phát triển dần lên 102000 ha ở năm 1979-1980 và
cho đến nay đạt 180000 ha.
Khoai tây là thực phẩm có giá trị dinh dưỡng cao. Trong củ khoai tây có
nhiều tinh bột, vì vậy khoai tây là một trong năm loại cây lương thực quan
trọng (lúa, ngô, mỳ, mạch) của nhiều nước trên thế giới. Trong khoai tây chứa
nhiều chất dinh dưỡng quan trọng như: Protein, lipit, đường, các loại vitamin
như: B1, B2, B3, B6, PP. Quan trọng nhất là vitamin C. Ngoài ra còn chứa
một số chất khoáng quan trọng như: K, Ca, P, Mg. Hơn nữa khi trồng khoai
tây còn góp phần cải tạo đất: đất trồng khoai tây tơi xốp, thân và lá là nguồn
phân xanh làm tăng dinh dưỡng cho đất.

Ở nước ta, vụ đông ở miền Bắc là vụ trồng thích hợp của khoai tây, và
khoai tây trở thành cây trồng quan trọng trong canh tác luân canh: lúa xuânlúa mùa sớm-khoai tây [5].
Cây khoai tây là cây trồng cần nhiều nước đặc biệt là trong quá trình cây
bắt đầu sinh trưởng ra củ.
Trong nhiều năm trở lại đây, có nhiều công trình nghiên cứu về chỉ tiêu
sinh lý của cây trồng trong các điều kiện môi trường khác nhau. Trong các
phương pháp nghiên cứu thì phương pháp đo huỳnh quang diệp lục ngày càng
được quan tâm. Phương pháp này cho phép tính xác định chống chịu của thực
vật dưới tác động của điều kiện bất lợi. Huỳnh quang diệp lục là một thông số
phản ánh tình trạng sinh lý 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.

Phan Thị Thu Hường

2

K31B_Sinh


Khóa luận tốt nghiệp

Chuyên ngành: Sinh lý học thực vật

2. Mục đích nghiên cứu
Nghiên cứu huỳnh quang diệp lục của một số giống khoai tây trong điều
kiện bình thường và gây hạn nhân tạo, thông qua các chỉ tiêu: huỳnh quang ổn
định (Fo). Huỳnh quang cực đại (Fm), hiệu suất huỳnh quang biến đổi (Fvm) để
tìm hiểu ứng dụng vào đánh giá khả năng chịu hạn của khoai tây.

Nghiên cứu đánh giá và so sánh khả năng phục hồi của các giống khoai
tây trong điều kiện gây hạn và sau khi tưới nước trở lại từ đó chọn được
những giống khoai tây thích hợp với từng loại đất, khí hậu khác nhau.

3. Nội dung nghiên cứu huỳnh quang diệp lục.
- Nghiên cứu các chỉ tiêu huỳnh quang ổn định (Fo), huỳnh quang cực
đại (Fm), huỳnh quang biến đổi (Fvm) của huỳnh quang diệp lục trong điều
kiện thường và gây hạn nhân tạo. Nghiên cứu các chỉ tiêu này ở các giai đoạn
bắt đầu gây hạn, sau khi tưới nước trở lại 3 ngày và 10 ngày.

Phan Thị Thu Hường

3

K31B_Sinh


Khóa luận tốt nghiệp

Chuyên ngành: Sinh lý học thực vật

Chƣơng 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Giới thiệu chung về khoai tây
Khoai tây có khoảng 180 loài có khả năng cho củ và là một trường hợp
dạng đa bội 2n (có từ 24-72 nhiễm sắc thể), khoai tây thương phẩm thuộc loài
Solanum tuberosum.L, có nguồn gốc ở Chile thuộc dãy Andes, xuất phát từ
vùng cao nguyên Andes có độ cao 2000-3000m, độ dài ngày không quá 12h,
cây có đặc tính hình thành củ ở chu kỳ ngắn và nhiệt độ thấp [2].
Khoai tây là thực phẩm có giá trị dinh dưỡng cao. Trong củ khoai tây
có nhiều chất dinh dưỡng quan trọng: protein, lipit, đường, vitamin, nhưng

nhiều nhất là vitamin C. Ngoài ra còn có các chất khoáng quan trọng chủ yếu
là K, Ca, P, Mg. Sự có mặt của nhiều axit amim tự do đã làm tăng giá trị dinh
dưỡng của cây khoai tây. Trong 100g khoai tây luộc cung cấp ít nhất 5% nhu
cầu về protein, 3% lipit, 7-12% Fe, 10% là vitamin B6 và 50% nhu cầu
vitamin C cho ngày người trên ngày [2]. Là sản phẩm giàu chất dinh dưỡng,
khoai tây được coi là nguồn nguyên liệu cho công nghiệp thực phẩm. Mặt
khác, khoai tây là mặt hàng xuất khẩu của nhiều nước trên thế giới. Nó là mặt
hàng xuất khẩu với khối lượng khá lớn cho nhiều thị trường trong khu vực
Đông nam Á và Châu Á. Trồng khoai tây góp phần cải tạo đất, thân và lá là
nguồn phân xanh làm tăng dinh dưỡng cho đất [4].
Ở nước ta, khoai tây là cây vụ đông quan trọng trong cây trồng luân
canh: lúa xuân - lúa mùa sớm - khoai tây. Khoai tây có thời gian sinh trưởng
ngắn, năng suất cao, là cây lương thực quan trọng. Trong các năm gần đây,
một loạt các giống khoai tây đã được nhập nội và thuần hoá đưa vào sản xuất
cho năng suất cao và phẩm chất tốt như Mariella, Diamant, Sanetta, KT3,…

Phan Thị Thu Hường

4

K31B_Sinh


Khóa luận tốt nghiệp

Chuyên ngành: Sinh lý học thực vật

Khoai tây được du nhập vào Việt Nam từ năm 1890, chủ yếu được
trồng ở đồng bằng sông Hồng. Trước năm 1970, diện tích trồng khoai tây ở
nước ta còn thấp. Từ khi ra đời vụ đông khoai tây mới được chuyển từ cây rau

sang cây lương thực quan trọng. Tuy nhiên thời gian gần đây diện tích trồng
và năng suất khoai tây có nhiều biến động. Nguyên nhân chính là do trồng các
loại khoai tây đã bị thoái hoá.

1.2. Huỳnh quang diệp lục và tình hình nghiên cứu huỳnh
quang diệp lục ở thực vật nói chung và khoai tây nói riêng
1.2.1. Huỳnh quang diệp lục ở thực vật
Huỳnh quang diệp lục (HQDL) là bức xạ được diệp lục phát ra có
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 trở thành trạng thái kích
thích do kết quả của quá trình nhảy điện tử từ п —> п* và từ n —> п* (quỹ
đạo n do các điện tử n ở hợp chất hữu cơ vòng dị nguyên tử hình thành) [13].
Thông thường khi điện tử của phân tử bị kích thích có thể xảy ra hai 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 các 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 phần năng lượng hấp thụ theo những con đường sau:

Phan Thị Thu Hường

5

K31B_Sinh

Khóa luận tốt nghiệp

Chuyên ngành: Sinh lý học thực vật

Một là: nó có thể chuyển 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 độ.
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. 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 k k

f
d
ph
P * 
P

P* và P là trạng thái kích thích và trạng thái cơ bản của phân tử
diệp lục.
k f , kd , k ph là các hệ 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 điện tử của các điện tích trong tâm phản ứng) .

Tần suất lượng tử của phản ứng quang hoá và huỳnh quang sẽ tương
ứng bằng:

QZ 

Phan Thị Thu Hường

k ph
k f  kd  k ph

kf
Q

, Fo k  k  k
f
d
ph

6

K31B_Sinh


Khóa luận tốt nghiệp

Chuyên ngành: Sinh lý học thực vật

Trong điều kiện tối ưu, khi các tâm phản ứng hoạt động (các tâm phản
ứng ―mở‖) hệ số kph lớn hơn đáng kể so với các hệ số còn lại, do đó năng
lượng được kích thích được sử dụng trong phả ứng quang hoá với hiệu suất

lượng tử Qz gần bằng đơn vị (bằng 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‖, xảy ra quá
trình oxi hoá hoàn toàn chất nhận điện tử đầu tiên Quinon (Q A ), còn khi các
tâm phản ứng ―đóng‖ xảy ra khử chất nhận điện tử đầu tiên Quinon (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 0, còn huỳnh quang tăng
lên đạt giá trị cực đại (Fm).
( QZ  0 )

,

QFm 

kf
k f  kd  k ph

Hiệu giữa cường độ huỳnh quang khi tâm phản ứng ―đóng‖ và ―mở‖ (Fv
= Fm-Fo) được gọi là huỳnh quang biến đổi của diệp lục. Nó tương đương 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 tương ứng 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:

QZ 

Phan Thị Thu Hường

QFm  QFo

QFm



7

k ph
k f  kd  k ph

K31B_Sinh


Khóa luận tốt nghiệp

Chuyên ngành: Sinh lý học thực vật

Như vậy, đo cường độ huỳnh quang ổn định (Fo) và cường độ huỳnh
quang cực đại (Fm) trong một thời gian tương đối, cho phép nhận giá trị tuyệt
đối về hiệu quả sử dụng năng lượng ánh sáng trong các phản ứng quang hoá:

QZ 

FV Fm  F0

Fm
Fm

Theo Ohad tỷ lệ Fv/Fm là phản ánh dòng điện tử trong phản ứng quang
hợp đi qua chất nhận điện tử thứ hai là QB. Tỷ lệ này giảm đi khá nhiều khi
điều kiện sinh trưởng gặp bất lợi (hạn hán, ánh sáng dư thừa, thiếu chất dinh

dưỡng,…). Hiệu suất huỳnh quang biến đổi đặc trưng cho hiệu quả khử
Quinon A trong hệ PSII. Ở điều kiện bất lợi có thể gây ra sự mất hoạt tính của
quang hệ II (PS II) trong vòng vài giờ. Sự mất hoạt tính PSII được thể hiện
bằng việc giảm huỳnh quang biến đổi [6].

1.2.2 Tình hình nghiên cứu huỳnh quang diệp lục ở thực vật nói
chung và khoai tây nói riêng
Huỳnh quang diệp lục là một thông số phản ánh trạng thái sinh lý 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 dưới tác động của điều kiện bất lợi ở trạng thái invivo mà không gây tổn
thương cho cây trồng trong quá trình nghiên cứu [5]. Nhờ ưu điểm vượt trội
này mà phương pháp đo huỳnh quang diệp lục để đánh giá trạng thái sinh lý
của thực vật trong những năm gần đây 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 được ra đời. Với sự phát triển này, đã đưa phương pháp phân tích

Phan Thị Thu Hường

8

K31B_Sinh


Khóa luận tốt nghiệp

Chuyên ngành: Sinh lý học thực vật

huỳnh quang trở thành một công cụ hết sức quan trọng trong nghiên cứu sinh
lý thực vật. Nhờ việc áp dụng các kĩ thuật hiện đại đó người ta 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 lý 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…
Trong những năm gần đây, các kĩ thuật hiện đại đo huỳnh quang đã đưa
phương pháp này trở thành một công cụ quan trọng để đánh giá tính chống
chịu của một số giống cây trồng như: cà chua, nhãn, lúa,…trong điều kiện
môi trường bất lợi. Tác động bất lợi của điều kiện môi trường (ánh sáng
mạnh, nhiệt độ cao, hạn hán,…) đã ảnh hưởng xấu đến trạng thái sinh lý và
các hoạt động quang hợp của cây và được thực hiện gián tiếp thông qua sự
biến đổi huỳnh quang diệp lục (Fo, Fm, Fvm). Với những giá trị dinh dưỡng và
kinh tế mà khoai tây mang lại, con người bắt đầu nghiên cứu các chỉ số Fo,
Fm, Fvm trên loại cây này bằng phương pháp đo huỳnh quang diệp lục. Chúng
tôi tiến hành nghiên cứu HQDL trên một số giống khoai tây mới được nhập
nội để đánh giá trạng thái sinh lý của chúng. Từ đó lựa chọn và định hướng
gieo trồng một cách hợp lí.

Phan Thị Thu Hường

9

K31B_Sinh


Khóa luận tốt nghiệp

Chuyên ngành: Sinh lý học thực vật

Chƣơng 2: Đối tƣợng và phƣơng pháp nghiên cứu
2.1. Đối tượng nghiên cứu

Đề tài này chúng tôi sử dụng bốn giống khoai tây gồm: Diamant, Solara,
Atlantic và Esprit do trung tâm nghiên cứu cây cỏ, củ Viện khoa học nông
nghiệp Việt Nam cung cấp.

2.1.1. Giống Diamant (nhập nội từ Hà Lan)
Là tổ hợp lai(Tde V54-30-8  SVP 55-89).
2.1.1.1. Đặc tính nông học
-Thời gian chín hơi muộn đến hơi sớm.
-Hình dạng củ: củ to hình ôvan, hình dạng ổn định hay biến đổi nhẹ, mắt
nông chống chịu xây xát.
-Năng suất: cao và ổn định.
-Hàm lượng chất khô: tốt
-Tiêu chuẩn tiêu thụ: Lát sắt khá ổn định, ít hao hụt khi sấy khô, thích
hợp cho chiên giòn.
-Tán lá: rất tốt.
-Bệnh: Chống chịu bệnh lụi lá vừa phải, chống chịu khá bệnh lụi củ,
chống chịu khá bệnh virut X, vừa phải với virut Yn, miễn dịch bệnh mụn cóc
ở củ, chống chịu vừa phải với tác nhân gây bệnh u nang cổ do giun tròn type
A, khá mẫn cảm với các bệnh ghẻ củ thông thường.
2.1.1.2. Đặc tính hình thái học
-Thân cao, thẳng đứng, màu antocyanin yếu đến không màu. Lá rộng
trung bình, màu xanh đến xanh đậm, tán mở vừa phải.
-Hình dạng củ: củ hình ôvan, vỏ màu vàng, nhẵn, thịt củ màu vàng nhạt,
mắt củ khá nông.

Phan Thị Thu Hường

10

K31B_Sinh

Khóa luận tốt nghiệp

Chuyên ngành: Sinh lý học thực vật

-Mầm: mầm trung bình, hình trụ dài, màu đỏ, violet, đỉnh có chồi có màu
Antocyanin nhạt hoặc không màu.

2.1.2. Giống Solara (nhập nội từ Hà Lan)
2.1.2.1. Đặc điểm nông học
Thời gian sinh trưởng ngắn 85-90 ngày, củ lớn, hình tròn hoặc ôvan, vỏ
màu vàng, mắt sâu trung bình đến nông, chống chịu xây xát tốt. Năng suất cao
và tương đối ổn định. Nhạy cảm với bệnh lụi lá, chống chọi tốt với bệnh lụi
củ, bệnh xoắn lá, chống chịu với bệnh virut X và khá tốt với virut Yn. Chống
chịu tốt với tác nhân type A.
2.1.2.2. Đặc tính hình thái học
Cây cao trung bình, thân hơi nghiêng, tán lá hơi mở, số cụm hoa vừa
phải có ít đến rất ít quả mọng. Mầm lớn màu xanh violet đậm, số lượng mầm
trung bình.

2.1.3. Giống Atlantic (nhập nội từ Mỹ)
2.1.3.1. Đặc điểm nông học
- Thân cây: Từ trung bình đến rộng, thân đứng, lá rộng.
- Lá: Mềm và xếp gần nhau, màu xanh sáng, bản lá rộng, có nhiều nhánh
cấp hai.
- Củ: Từ ôvan đến tròn, vỏ củ có màu sáng, ruột trắng, mắt củ không sâu,
củ đồng đều, màu sắc lát chiên đẹp. Một khóm có trung bình từ 7-10 củ.
- Hoa có nhiều, màu trắng.
- Mầm củ: màu tím.

-Thời gian sinh trưởng: từ 90-100 ngày.
-Kháng bệnh rất tốt với PVX, PCN (G. rostochiensis) bệnh ghẻ, bệnh
héo xanh (Verticillium Will) và mốc sương. Chống bệnh tốt với nhóm A của
tuyến trùng (Golden Nematode).

Phan Thị Thu Hường

11

K31B_Sinh


Khóa luận tốt nghiệp

Chuyên ngành: Sinh lý học thực vật

-Tiềm năng năng suất cao, chín sớm, chịu nhiệt độ, chất lượng tốt.
-Hàm lượng chất khô cao, đường thử thấp.
-Là giống cho năng suất rất cao, có sức hấp dẫn, củ to và đồng đều về cỡ
củ và dạng củ. Tuy nhiên giống không thích hợp ở đất cát. Lượng phân bón
vừa phải, trồng được ở mật độ cao. Những củ to thường có lỗ rỗng ở giữa,
lượng Glycoalkaloids thấp nhưng cao Solid. Giai đoạn ngủ nghỉ trung bình.
2.1.3.2. Đặc tính hình thái học
- Là một giống rất thích hợp cho chế biến, năng suất rất cao, cỡ củ lớn và
rất lớn. Giống Atlantic có khả năng chống sự va chạm, nhưng có điểm đen ở
trung tâm của củ. Phải cẩn thận nếu có nấm Fusarium xuất hiện.
- Nguồn gốc chọn tạo: Giống được chọn tạo tại Mỹ từ tổ hợp (B51416(Lenape) x Wauseon) vào năm 1969 và được công nhận giống năm 1976.

2.1.4 Giống Esprit
2.1.4.1 Đặc nông học

Thời gian sinh trưởng ngắn 85 – 90, củ lớn hình tròn hoặc ôvan, vỏ màu
hơi đỏ, mắt nông, chống chịu xây xát.
2.1.4.2 Đặc tính hình thái học
Hàm lượng chất khô cao, hàm lượng đường khử thấp. Năng suất cao, cỡ
củ lớn đến rất lớn.

2.2. Phương pháp nghiên cứu
2.2.1. Phƣơng pháp bố trí thí nghiệm

- Các thí nghiệm ttrong chậu: các giống nghiên cứu được trồng trong
chậu nhựa vào vụ đông năm 2008, mỗi giống mười chậu, mỗi chậu ba cây,
được đặt trong nhà lưới của khoa Sinh_KTNN, trường Đại học Sư phạm Hà
Nội 2. Được chia làm hai lô: một lô đối chứng, một lô làm thí nghiệm để gây
hạn nhân tạo . Hai lô này được chăm sóc như nhau cho đến khi cây sinh

Phan Thị Thu Hường

12

K31B_Sinh


Khóa luận tốt nghiệp

Chuyên ngành: Sinh lý học thực vật

trưởng được 50 ngày. Tiến hành gây hạn ở lô thí nghiệm bằng cách ngừng
tưới nước và che chắn bằng nilon trắng để cản nước mưa. Lô đối chứng tiến
hành tưới nước bình thường.
+ Đo huỳnh quang diệp lục ở lô thí nghiệm khi cây có triệu chứng

héo và đo song song ở lô đối chứng.
+ Sau khi đo xong tiến hành tưới nước trở lại ở lô thí nghiệm, đo
huỳnh quang diệp lục ở lô thí nghiệm ở những giai đoạn: sau khi tưới nước
trở lại 3 ngày và sau khi tưới nước trở lại 10 ngày. Đo đồng thời ở lô đối
chứng.
- Thí nghiệm đồng ruộng: Các giống nghiên cứu được trồng trong nhà
lưới của khoa Sinh_KTNN, trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2, chia làm sáu
luống với diện tích 300m2. Ta tiến hành chăm sóc tưới nước bình thường. Đo
các chỉ số cùng thời điểm với đo các giống được trồng trong chậu.

2.2.2 Phƣơng pháp xác định huỳnh quang diệp lục
-Huỳnh quang diệp lục được đo trên máy chlorophyll 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 Qiunon 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.

Phan Thị Thu Hường

13

K31B_Sinh


Khóa luận tốt nghiệp

Chuyên ngành: Sinh lý học thực vật

+ 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:

Fvm 

Fv Fm  F0

Fm
Fm

Lá chọn để đo là lá thứ ba tính từ ngọn xuống, là lá được đánh giá có
hoạt động sinh lý, sinh hoá mạnh nhất.

2.2.3 Xử lý số liệu
Số liệu được xử lý đánh giá theo phương pháp thống kê toán học nhờ
phần mềm Microsoft office Excel 2003 với các thông số:
Tiêu chuẩn độ tin cậy hiệu:

t 

X1  X 2
m12  m22

Trung bình số học:
n

X 

X
i 1

i

n

Độ lệch tiêu chuẩn:
n

  2

Phan Thị Thu Hường

Với

14

2 

(X
i 1

i  X2)

2

n 1

K31B_Sinh


Khóa luận tốt nghiệp

Chuyên ngành: Sinh lý học thực vật

Hệ số biến động:

CV 

 .100
X

Sai số trung bình số học:
n

m


n



(X
i 1

i

 X )2

n(n  1)

Trong đó n là dung lượng mẫu ( số lần nhắc lại thí nghiệm)
Tra bảng t Student fisher với:
Nếu t  0.05 sai số có ý nghĩa thống kê với độ tin cậy 95%.
Nếu t >0.05 sai số không có ý nghĩa thống kê.

Phan Thị Thu Hường

15

K31B_Sinh


Khúa lun tt nghip

Chuyờn ngnh: Sinh lý hc thc vt

Chng 3. KT QU V THO LUN
3.1. Hunh quang dip lc ca lỏ khoai tõy khi gõy hn
3.1.1. Hunh quang n nh Fo
C-ờng độ huỳnh quang ổn định Fo phản ánh sự mất đi năng l-ợng kích
thích bằng bức xạ trong khoảng thời gian vận chuyển chúng về tâm phản ứng
PSII ở trạng thái mở.
Kết quả đo huỳnh quang ổn định (Fo) đ-ợc trình ở bảng 3.1.1 và hình
3.1.1
Bảng 3.1.1: Huỳnh quang ổn định Fo của các giống khoai tây khi b t
õ u co triờ u chng heo.

STT Tên giống

Lô thí nghiệm Lô đối chứng
X m

% so với ĐC

X m

1

Diamant

513,8 0,03

452,0 0,03

113,67

2

Solara

425,7 0,01

341,4 0,05

124,69

3

Atlantic

340,7 0,09

379,7 0,03

89,73

4

Esprit

369,8 0,02

452,8 0,01

122,44

Phan Th Thu Hng

16

K31B_Sinh


Khúa lun tt nghip

Chuyờn ngnh: Sinh lý hc thc vt

Hình 3.1.1: hình biểu diễn huỳnh quang ổn định F o của các giống
khoai tây khi b t õ u co triờ u chng heo.

600
500
400
TN
C

300
200
100
0
Diamant

Solara

Atlantic

Esprit

T bng v hỡnh trờn ta thõy:
Huỳnh quang ổn định ca cỏc ging Diamant, Solara ở lô thí nghiệm
tăng hơn so với lô đối chứng. Cũn Atlantic v Esprit, hunh quang n nh
lụ C vn cao hn lụ TN. So sỏnh giỏ tr hunh quang n nh ca cỏc
ging khoai tõy trong iu kin thng v gõy hn nhõn to, ta thõy cú s gia
tng Fo khỏc nhau. Qua ú phn no phn ỏnh c kh nng chu hn khỏc
nhau ca tng ging. Rừ rng, hn ó nh hng trc tip lờn h thng quang
hp cỏc ging khoai tõy.

Giá trị Fo tăng đ-ợc giải thích là do ảnh h-ởng của hạn hán làm số
l-ợng tâm PSII ở trạng thái mở giảm đi, năng l-ợng dùng cho quang hoá giảm
dẫn đến c-ờng độ huỳnh quang ổn định tăng. Huỳnh quang ổn định tăng đồng
nghĩa với tính chịu hạn kém khi so sánh các giống với nhau. Nhìn vào bảng ta
thấy Solara là giống khoai tây có mức tăng F o lớn nhất. S chờnh lch gia lụ
C v lụ TN Atlantic l ớt nhõt.

Phan Th Thu Hng

17

K31B_Sinh


Khúa lun tt nghip

Chuyờn ngnh: Sinh lý hc thc vt

Hunh quang n nh lụ TN thõp hn lụ C gp hai ging Atlantic
v Esprit. Cú th l do chớnh iu kin thiu nc lm ri lon hot ng sinh
lý, bỡnh thng s lng tõm PSII trng thỏi m gim i trong iu kin hn
thỡ li tng lờn. Kt qu nhn c ca chỳng tụi cng tng t nh kt qu
nhn c khi nghiờn cu tớnh chng chu mn cỏc loi to, da chut chu
lnh [7].

3.1.2. Hunh quang cc i Fm
Huỳnh quang cực đại Fm là giá trị đo đ-ợc khi toàn bộ các tâm phản
ứng ở trạng thái đóng khi đó QA bị khử.
Kết quả đ-ợc thể hiện ở bảng 3.1.2 v hỡnh 3.1.2
Bng 3.1.2: Hunh quang cc i ca cỏc ging khoai tõy khi bt u

cú triu chng hộo.

STT Tên giống

Lô thí nghiệm Lô đối chứng
X m

% so với ĐC

X m

1

Diamant

1669,0 0,02

1841,0 0,03

90,66

2

Solara

1770,8 0,03

1681,1 0,01

105,34

3

Atlantic

1766,9 0,03

1755,9 0,01

100,63

4

Esprit

1585,5 0,01

1731,7 0,02

91,56

Phan Th Thu Hng

18

K31B_Sinh