Tìm hiểu ảnh hưởng của các chất điều hòa tăng trưởng thực vật lên hiện tượng rụng trái non xoài (mangifera indical )
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (3.35 MB, 107 trang )
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP HCM
---------------------------------
TÌM HIỂU ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC CHẤT ĐIỀU HÒA
TĂNG TRƯỞNG THỰC VẬT LÊN HIỆN TƯỢNG RỤNG
TRÁI NON XOÀI (Mangifera indica L.)
Mã số cs.2002.23.27
Chủ nhiệm đề tài: TS. Lê Thị Trung
Tham gia thực hiện: CN Võ Anh Kiệt
TP Hồ CHÍ MINH - 2003
LỜI CẢM ƠN
Chúng tôi xin được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến:
- Ban Giám Hiệu Trƣờng Đại học Sƣ Phạm Tp. Hồ Chí Minh;
- Phòng Khoa học Công nghệ - Sau Đại học, Phòng kế hoạch - Tài chánh, Thư viện
Trƣờng Đại học Sƣ Phạm Tp. Hồ Chí Minh;
- PGS. TS. Bùi Trang Việt và Bộ môn Sinh lý Thực vật Trƣờng Đại học Khoa học Tự
nhiên - ĐHQG Tp. Hồ Chí Minh;
- GS.TS. Marc Laulier, GS.TS. Gérard Tremblin và Phòng Thí Nghiệm Sinh lý -Sinh
hóa Thực vật trƣờng Đại học Maine, Cộng hòa Pháp;
- Bà Hồ Thị Điệp, Trƣởng Trại Giống Cây trồng Đồng Tiến - Hốc Môn và Ong
Huỳnh Tấn Nhựt, Phó Trƣởng trại;
đã tạo mọi điều kiện thuận lợi để tôi hoàn thành được đề tài.
i
MỤC LỤC
CÁC CHỮ VIẾT TẮT .............................................................................................................vii
DANH MỤC CÁC BẢNG .................................................................................................... viii
DANH MỤC CÁC HÌNH .......................................................................................................... x
DANH MỤC CÁC ẢNH .........................................................................................................xii
MỞ ĐẦU ................................................................................................................................... 1
CHƢƠNG 1:TỔNG QUAN TÀI LIỆU ................................................................................. 3
1.1. Định nghĩa trái ............................................................................................................ 3
1.2. Định nghĩa các chất điều hòa tăng trƣởng thực vật .................................................... 3
1.3. Sự thành lập và tăng trƣởng trái .................................................................................. 3
1.3.1. Sự thụ tinh và thành lập trái ................................................................................. 3
1.3.2. Đƣờng cong tăng trƣởng trái ................................................................................ 3
1.4. Vai trò của các chất điều hòa tăng trƣởng thực vật trong sự tăng trƣởng trái ............ 4
1.4.1. Các chất tăng trƣởng tổng cộng và các auxin ...................................................... 4
1.4.2. Các giberelin ........................................................................................................ 4
1.4.3. Các citokinin ........................................................................................................ 4
1.4.4. Acid abcisic .......................................................................................................... 5
1.4.5. Etilen .................................................................................................................... 5
1.5. Hiện tƣợng rụng ở thực vật ......................................................................................... 5
1.5.1. Định nghĩa ............................................................................................................ 5
1.5.2. Các sinh trắc nghiệm ............................................................................................ 5
1.5.3. Sự thay đổi cấu trúc tế bào tại vùng rụng ............................................................ 6
ii
1.5.3.1. Cấu trúc vùng rụng........................................................................................ 6
1.5.3.2. Hai kiểu rụng................................................................................................. 6
1.5.4. Các thay đổi sinh lí trong sự rụng ........................................................................ 6
1.5.4.1. Trạng thái lão suy của các tế bào vùng rụng ................................................. 6
1.5.4.2. Hiện tƣợng tƣơng quan giữa vùng rụng vứi các cơ quan khác ..................... 7
1.5.4.3. Sự hô hấp ...................................................................................................... 7
1.5.4.4. Hoạt động của con đƣờng sinh học phân tử.................................................. 7
1.5.5. Sự biến đổi enzym trong vùng rụng ..................................................................... 8
1.6. Vai trò của các chất điều hòa tăng trƣởng thực vật trong sự rụng .............................. 8
1.6.1. Vai trò của auxin .................................................................................................. 8
1.6.2.
Vai trò của citokinin ......................................................................................... 9
1.6.3. Vai trò của giberelin............................................................................................. 9
1.6.4. Vai trò của acid abcisic ........................................................................................ 9
1.6.5. Vai trò của etilen .................................................................................................. 9
1.7. Cây xoài và các nghiên cứu liên quan ...................................................................... 10
1.7.1. Cây xoài ............................................................................................................. 10
1.7.2. Các nghiên cứu liên quan ................................................................................... 11
CHƢƠNG 2: VẬT LIỆU - PHƢƠNG PHÁP ..................................................................... 12
Vật liệu ............................................................................................................................. 12
Phƣơng pháp .................................................................................................................... 12
2.1. Theo dõi sự tăng trƣởng trái và hiện tƣợng rụng ngoài thiên nhiên ......................... 12
2.1.1. Theo dõi sự tăng trƣởng trái............................................................................... 12
2.1.2. Theo dõi sự rụng trái theo thời gian ở các giai đoạn tăng trƣởng của phát hoa. 12
2.1.3. Theo dõi hiện tƣợng rụng theo thời gian ở giai đoạn phát
iii
hoa đạt kích thƣớc tối đa .............................................................................................. 13
2.1.4. Theo dõi sự rụng theo tuổi trái ........................................................................... 13
2.2. Sinh trắc nghiệm khúc cắt vùng rụng trái xoài để theo dõi tốc độ rụng và xác định
thời rụng t50 ...................................................................................................................... 14
2.3. Quan sát hình thái giải phẫu...................................................................................... 14
2.3.1. Các biến đổi hình thái của phôi và vùng rụng ................................................... 14
2.3.2. Các biến đổi hình thái tại vùng rụng theo thời gian ........................................... 14
2.3.2.1. Cấu trúc vùng rụng...................................................................................... 14
2.3.2.2. Các biến đổi về cấu trúc trong quá trình rụng ............................................. 15
2.3.3. Các biến đổi về cấu trúc vùng rụng dƣới tác dụng của các chất điều hòa tăng
trƣởng thực vật ............................................................................................................. 15
2.4. Khảo sát một số biến đổi sinh lí hóa học xảy ra tại vùng rụng của trái xoài ở các giai
đoạn tăng trƣởng khác nhau của phát hoa........................................................................ 15
2.4.1. Cƣờng độ hô hấp ................................................................................................ 15
2.4.2. Sự thoát khí etilen tại vùng rụng ........................................................................ 15
2.4.3. Hàm lƣợng RNA và protein tổng số .................................................................. 16
2.4.3.1. Li trích và đo RNA ..................................................................................... 16
2.4.3.2. Li trích và đo protein................................................................................... 16
2..4.4. Kiểm chứng tính nguyên vẹn của DNA trong quá trình rụng.......................... 16
2.4.5. Biến đổi hàm lƣợng diệp lục tố xảy ra tại vùng rụng ........................................ 16
2.5. Đo hàm lƣợng các chất điều hòa tăng trƣởng thực vật ............................................. 17
2.5.1. Li trích và phân đoạn ......................................................................................... 17
2.5.2. Sắc kí lớp mỏng ................................................................................................. 17
2.5.3. Đo hàm lƣợng các chất điều hòa tăng trƣởng thực vật bằng các sinh trắc
nghiệm 17
2.6. Sự thay đổi hoạt tính enzym liên quan trong sự rụng ............................................... 18
iv
2.7. Ảnh hƣởng của các chất trích và các chất điều hòa tăng trƣởng thực vật tinh khiết
trên sự rụng của khúc cắt vùng rụng lá đậu (Dolichos sp.).............................................. 18
2.8. Ảnh hƣởng các chất điều hòa tăng trƣởng thực vật dạng tinh khiết trên sự rụng của
khúc cắt vùng rụng trái xoài............................................................................................. 19
2.9. Áp dụng các chất điều hòa tăng trƣởng thực vật để kiểm soát sự rụng trái non trên
cây xoài ............................................................................................................................ 19
CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ - THẢO LUẬN ........................................................................... 20
Kết quả ............................................................................................................................. 20
3.1. Theo dõi sự tăng trƣởng trái và hiện tƣợng rụng ngoài thiên nhiên ......................... 20
3.1.1. Sự ra hoa và tăng trƣởng trái.............................................................................. 20
3.1.2. Hiện tƣợng rụng ngoài thiên nhiên ................................................................... 22
3.1.2.1. Sự rụng trái theo thời gian ở các giai đoạn tăng trƣởng của phát hoa ........ 22
3.1.2.2. Sự rụng trái theo thời gian ở giai đoạn phát hoa đạt kích thƣớc tối đa ....... 23
3.1.2.3. Sự rụng trái theo tuổi trái ............................................................................ 25
3.2. Tốc độ rụng và thời rụng t50 trong sinh trắc nghiệm khúc cắt vùng rụng trái xoài . 27
3.3. Quan sát hình thái giải phẫu...................................................................................... 28
3.3.1. Các biến đổi hình thái của phôi và vùng rụng tƣơng ứng .................................. 28
3.3.2. Cấu trúc vùng rụng............................................................................................. 28
3.3.3. Các biến đổi hình thái trong quá trình rụng theo thời gian ................................ 31
3.3.4. Các biến đổi hình thái tế bào vùng rụng dƣới tác dụng của các chất điều hòa
sinh trƣởng thực vật ..................................................................................................... 31
3.4. Một số biến đổi sinh lí hóa học xảy ra tại vùng rụng ................................................ 37
3.4.1. Thay đổi cƣờng độ hô hấp và sự thoát khí etilen tại vùng
v
rụng .............................................................................................................................. 37
3.4.2. Hàm lƣợng RNA và protein tổng số .................................................................. 37
3.4.3. Kiểm chứng tính nguyên vẹn của DNA trong quá trình rụng............................ 38
3.4.4. Biến đổi hàm lƣợng diệp lục tố xảy ra tại vùng rụng ........................................ 38
3.5. Hàm lƣợng của các chất điều hòa tăng trƣởng thực vật............................................ 40
3.6. Sự thay đổi hoạt tính enzym cellulaz ........................................................................ 43
3.7. Ảnh hƣởng của các chất trích từ trái xoài trên sự rụng của khúc cắt vùng rụng lá đậu
(Dolichos sp.) ................................................................................................................... 44
3.8.Ảnh hƣởng các chất điều hòa tăng trƣởng thực vật tinh khiết trên sự rụng của khúc
cắt vùng rụng trái xoài ..................................................................................................... 45
3.9. Ấp dụng các chất điều hòa tăng trƣởng thực vật để kiểm soát sự rụng trái non trên
cây xoài ............................................................................................................................ 46
Thảo luận ......................................................................................................................... 49
Về thời điểm xảy ra hiện tƣợng rụng trái non xoài và cơ quan quyết định hiện tƣợng
này ................................................................................................................................ 49
Về các thay đối hình thái và sự lão suy xảy ra tại vùng rụng ...................................... 50
Về sự gia tăng cƣờng độ hô hấp và sản xuất khí etilen tại vùng rụng ......................... 51
Về con đƣờng sinh học phân tử (sự biểu hiện gen) trong quá trình rụng .................... 51
Về sự thay đổi và vai trò của các chất điều hòa sinh trƣởng thực vật trong trái .......... 52
Về ảnh hƣởng của các chất trích từ trái xoài trên khúc cắt vùng rụng lá đậu (Dolichos
sp.)................................................................................................................................ 53
Về ảnh hƣởng của các chất điều hòa sinh trƣởng thực vật tinh khiết trên khúc cắt vùng
rụng của trái xoài ......................................................................................................... 54
Về sự áp dụng các chất điều hòa sinh trƣởng thực vật ngoài thiên nhiên để kiểm soát
sự rụng ......................................................................................................................... 54
vi
KẾT LUẬN - ĐỀ NGHỊ .......................................................................................................... 57
TÀI LIỆU THAM KHẢO ....................................................................................................... 59
PHỤ LỤC
vii
CÁC CHỮ VIẾT TẮT
AAB
: Acid abcisic
ACC
: 1-Aminocyclopropan-1-Carboxylic acid
AIA
: Acid Indol Acetic
BA
: Benzil Adenin
BCA
: acid bicinchoninic
Bq (becquerel) : Hoạt tính của một lƣợng nucleic phóng xạ
Ci Curie)
: 37.1010 Bq
CMC
: Carboxymetil celluloz
CTAB
: Cetyltrimethyl Ammonium Bromide
DMF
: N,N-dimethylformamide
DNA
: Acid desoxiribonucleic
EDTA
: muối Ethylenediaminetetraacetic acid disodium dihydrate
GA
: Glycinamid
GA3
: Acid Giberelic
HPLC
: Sác kí lỏng cao áp
NAA
: Acid 1- Naphtilacetic
PVP
: Polyvinylpyrrolydone
RNA
: Acid ribonucleic
mRNA
: RNA thong tin
TE
:Tris EDTA
v/v
: thể tích / thể tích
w/v
: trọng lƣợng / thể tích
viii
DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 3.1: Trọng lƣợng tƣơi của trái và các thành phần của trái xoài Cát Hòa Lộc (Mangifera
ỉndica L.) trong quá trình tăng trƣởng...................................................................................... 21
Bảng 3.2: Tỉ lệ rụng trái xoài Cát Hòa Lộc (Mangifera indica L.) theo thời gian ở các giai
đoạn 3 và giai đoạn 4 của phát hoa .......................................................................................... 23
Bảng 3.3: Sự rụng trái non xoài Cát Hòa Lộc (Mangifera ìndica L.) theo tuổi trái trong 10
ngày đầu ................................................................................................................................... 26
Bảng 3.4: Sự thay đổi hàm lƣợng RNA và protein tổng số (đơn vị: mg/g trọng lƣợng tƣơi)
trong các khúc cắt vùng rụng trái non xoài (Mangifera indica L.) 7 ngày tuổi. ...................... 38
Bảng 3.5: Hàm lƣợng diệp lục tố (đơn vị: Mg/ml) trong khúc cắt vùng rụng trái non xoài Cát
Hòa Lộc (Mangifera indica L.) 7 ngày tuổi theo thời gian. ..................................................... 39
Bảng 3.6: So sánh hàm lƣợng các chất điều hòa tăng trƣởng thực vật (sau khi sắc kí) trong
trái xoài Cát Hòa Lộc (Mangifera indica L.) ở các ngày tuổi khác nhau ................................ 42
Bảng 3.7: Đƣờng kính vòng phân hủy carboxymetilcelluloz từ chất trích của khúc cắt vùng
rụng trái xoài Cát Hòa Lộc (Mangifera indica L.) 7 ngày tuổi. ............................................... 43
Bảng 3.8: Tỉ lệ đậu trái (%) sau 7 ngày xử lí các chất điều hòa tăng trƣởng thực vật trên trái ở
các ngày tuổi khác nhau để kiểm soát sự rụng trái non xoài Cát Hoa Lộc (Mangifera indica
L.) ngoài thiên nhiên (tháng 1/2001). ...................................................................................... 47
ix
Bảng 3.9: Kết quả xử lí dung dịch chứa các chất điều hòa tăng trƣởng thực vật nhằm kiểm
soát sự rụng trái non xoài Cát Hoa Lộc (Mangifera indica L.) ngoài thiên nhiên (tháng
1/2002) ..................................................................................................................................... 48
x
DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 2.1: Sơ đồ sinh trắc nghiệm khúc cắt vùng rụng trái non xoài Cát Hòa Lộc (Mangifera
indica L.). ................................................................................................................................. 14
Hình 3.1: Đƣờng cong tăng trƣởng của trái và các thành phần của ƣái xoài Cát Hòa Lộc
(Mangifera indica L.) ............................................................................................................... 22
Hình 3.2: Tỉ lệ rụng trái non xoài Cát Hòa Lộc (Mangifera indica L.) theo thời gian trong 14
ngày đầu ................................................................................................................................... 24
Hình 3.3: Tỉ lệ rụng trái non xoài Cát Hòa Lộc (Mangifera indica L.) theo thời gian từ tuần
thứ hai ...................................................................................................................................... 24
Hình 3.4: Sự rụng trái non xoài Cát Hòa Lộc (Mangifera indica L.) theo tuổi trái từ tuần thứ
hai ............................................................................................................................................. 27
Hình 3.5: Tốc độ rụng của khúc cắt vùng rụng trái xoài Cát Hòa Lộc (Mangifera indica L.) 7
ngày tuổi theo thời gian. .......................................................................................................... 27
Hình 3.6: Cƣờng độ hô hấp và sự thoát khí etilen của khúc cắt vùng rụng trái xoài Cát Hòa
Lộc (Mangifera indica L.) 7 ngày tuổi theo thời gian. ............................................................. 37
Hình 3.7: Sự thay đối hàm lƣợng auxin trong trái non xoài Cát Hòa Lộc (Mangifera indica L.)
theo tuổi trái. ............................................................................................................................ 40
Hình 3.8: Sự thay đối hàm lƣợng chất cản trong trái non xoài Cát Hòa Lộc (Mangifera indica
L.) theo tuổi trái. ...................................................................................................................... 41
Hình 3.9: Sự thay đổi hàm lƣợng giberelin trong trái non xoài Cát Hòa Lộc (Mangifera indica
L.) theo tuổi trái. ...................................................................................................................... 41
Hình 3.10: Sự thay đổi hàm lƣợng citokinin trong trái non xoài Cát Hòa Lộc (Mangifera
indica L.) theo tuổi trái............................................................................................................. 42
xi
Hình 3.11: Sai biệt t50 của khúc cắt vùng rụng lá đậu (Dolichos sp.) do xử lý chất trích thô,
pha acid và pha trung tính từ trái xoài Cát Hòa Lộc (Mangifera indica L.) ở các ngày tuổi
khác nhau. ................................................................................................................................ 45
Hình 3.12: Sai biệt t30 của khúc cắt vùng rụng trái non xoài Cát Hoa Lộc (Mangifera indica
L.) 7 ngày tuổi dƣới ảnh hƣởng của các chất điều hòa tăng trƣởng thực vật tinh khiết. ......... 46
xii
DANH MỤC CÁC ẢNH
Ảnh 3.1: Lát cắt dọc (x10) qua trái xoài Cát Hòa Lộc (Mangifera indica L.)
7 ngày tuổi và vùng rụng của trái này. ..................................................................................... 29
Ảnh 3.2 : Lát cắt dọc (x10) qua trái xoài Cát Hòa Lộc (Mangifera indica L.)
7 ngày tuổi và vùng rụng của trái này. ..................................................................................... 29
Ảnh 3.3 : Lát cắt dọc (x10) qua trái xoài Cát Hòa Lộc (Mangifera indica L.)
7 ngày tuổi và vùng rụng của trái này. ..................................................................................... 29
Ảnh 3.4: Lát cắt ngang vùng cuống (x10) ở phía trong vùng rụng của trái xoài
Cát Hòa Lộc (Mangifera indica L.) 7 ngày tuổi....................................................................... 30
Ảnh 3.5: Lát cắt ngang vùng rụng (x10) của trái xoài Cát Hòa Lộc (Mangifera indica L.)
7 ngày tuổi................................................................................................................................ 30
Ảnh 3.6: Lát cắt ngang vùng cuống (x10) ở phía ngoài vùng rụng của trái
xoài Cát Hòa Lộc (Mangifera indica L.) 7 ngày tuổi. .............................................................. 30
Ảnh 3.7: Lát cắt dọc qua vùng rụng (x10) trái non xoài
Cát Hòa Lộc (Mangifera indica L.) 7 ngày tuổi (sinh trắc nghiệm với môi trƣờng MS với
thành phần đa lƣợng giảm 1/2) lúc 0 giờ. ................................................................................ 32
Ảnh 3.8: Lát cắt dọc qua vùng rụng (x10) trái non xoài
Cát Hòa Lộc (Mangifera indica L.) 7 ngày tuổi (sinh trắc nghiệm với môi trƣờng MS với
thành phần đa lƣợng giảm 1/2) lúc 18 giờ. .............................................................................. 32
Ảnh 3.9: Lát cắt dọc qua vùng rụng (x10) trái non xoài
Cát Hòa Lộc (Mangifera indica L.) 7 ngày tuổi (sinh trắc nghiệm với môi trƣờng MS với
thành phần đa lƣợng giảm 1/2) lúc 24 giờ. .............................................................................. 32
Ảnh 3.10: Lát cắt dọc qua vùng rụng (x10) trái non xoài
Cát Hòa Lộc (Mangifera
xiii
indica L.) 7 ngày tuổi (sinh trắc nghiệm với môi trƣờng MS với thành phần đa lƣợng giảm
1/2) lức 42 giờ. ......................................................................................................................... 33
Ảnh 3.11: Lát cắt dọc qua vùng rụng (x10) trái non xoài Cát Hòa Lộc
(Mangifera indica L.) 7 ngày tuổi (sinh trắc nghiệm với môi trƣờng MS với thành phần đa
lƣợng giảm 1/2) lúc 48 giờ....................................................................................................... 33
Ảnh 3.12: Lát cắt dọc qua vùng rụng (x10) trái non xoài
Cát Hòa Lộc (Mangifera indica L.) 7 ngày tuổi (sinh trắc nghiệm với môi trƣờng MS với
thành phần đa lƣợng giảm 1/2) lức 66 giờ. .............................................................................. 33
Ảnh 3.13: Lát cắt dọc qua vùng rụng (x10) trái non xoài
Cát Hòa Lộc (Mangifera indica L.) 7 ngày tuổi (sinh trắc nghiệm với môi trƣờng MS với
thành phần đa lƣợng giảm 1/2) lức 72 giờ. .............................................................................. 34
Ảnh 3.14: Lát cắt dọc qua vùng rụng (x10) trái non xoài
Cát Hòa Lộc (Mangifera indica L.) 7 ngày tuổi (sinh trắc nghiệm với môi trƣờng MS với
thành phần đa lƣợng giảm 1/2) lúc 90 giờ. .............................................................................. 34
Ảnh 3.15: Lát cắt dọc qua vùng rụng (x10) trái non xoài
Cát Hòa Lộc (Mangifera indica L.) 7 ngày tuổi (sinh trắc nghiệm với môi trƣờng MS với
thành phần đa lƣợng giảm 1/2) lúc 96 giờ. .............................................................................. 34
Ảnh 3.16: Lát cắt ngang qua vùng rụng (x10) của trái xoài
Cát Hòa Lộc (Mangifera indica L.) 7 ngày tuổi ở 39 giờ ( trong sinh trắc nghiệm với môi
trƣờng MS 1/2 bán lỏng). ......................................................................................................... 35
Ảnh 3.17: Lát cắt ngang qua vùng rụng (x10) của trái xoài
Cát Hòa Lộc (Mangifera indica L.) 7 ngày tuổi tại thời điểm tso (62,8 giờ) (trong sinh trắc
nghiệm với môi trƣờng MS 1/2 bán lỏng). .............................................................................. 35
Ảnh 3.18: Lát cắt vùng rụng (x10) của trái xoài
Cát Hòa Lộc (Mangifera indica L.) 7 ngày tuổi trong sinh trắc nghiệm với môi trƣờng MS 1/2
bán lỏng chứa MA 2mg/l sau 3 ngày xử lí............................................................................... 35
xiv
Ảnh 3.19: Lát cắt vùng rụng (x40) của trái xoài Cát Hòa Lộc (Mangifera indica L.) 7 ngày
tuổi trong sinh trắc nghiệm với môi trƣờng MS 1/2 bán lỏng chứa AAB 1mg/l sau 2 ngày xử
lí. .............................................................................................................................................. 36
Ảnh 3.20: Lát cắt vùng rụng (x10) của trái xoài Cát Hòa Lộc (Mangifera indica L.) 7 ngày
tuổi ƣơng sinh trắc nghiệm với môi trƣờng MS 1/2 bán lỏng chứa GA3 20 mg/l sau 3 ngày xử
lí. .............................................................................................................................................. 36
Ảnh 3.21: Lát cắt vùng rụng (x10) của trái xoài Cát Hòa Lộc (Mangifera indica L.) 7 ngày
tuổi trong sinh trắc nghiệm với môi trƣờng MS 1/2 bán lỏng chứa BA 1mg/l sau 3 ngày xử lí.
.................................................................................................................................................. 36
Ảnh 3.22: Chất trích DNA từ vùng rụng trái non xoài Cát Hòa Lộc (Mangifera indica L.)
đƣợc điện di trên gel agaroz. .................................................................................................... 39
Ảnh 3.23: Sự gia tăng hoạt tính cellulaz tại vùng rụng của trái xoài Cát Hòa Lộc (Mangifera
indica L.) 7 ngày tuổi. .............................................................................................................. 44
MỞ ĐẦU
1
MỞ ĐẦU
Xoài (Mangifera indica L.) là loại cây ăn trái có nguồn gốc từ Ấn Độ Miến Điện và
đƣợc trồng từ hơn 4.000 năm [55]. Hiện nay, cây xoài đƣợc trồng ít nhất tại 87 nƣớc trên thế
giới, bao gồm cả vùng nhiệt đới và á nhiệt đới với diện tích khoảng 1,8 tới 2,2 triệu ha, đạt
sản lƣợng 20 triệu tấn / năm [4].
Ở Việt Nam, xoài đƣợc trông ở nhiều nơi, nhƣng tập trung ở đồng bằng sông Cửu
Long. Ở miền Bắc, diện tích trồng xoài còn rất thấp, chủ yếu ở Lai Châu và Sơn La [4]. Có
rất nhiều giống xoài khác nhau. Nhiều ngƣời ƣa chuộng xoài Cát, xoài Thơm, xoài Tƣợng,
xoài Gòn, xoài Thanh Ca... Trong số đó, xoài Cát Hòa Lộc ở huyện Cái Bè (Tiền Giang) và
huyện Cái Mơn (Bến Tre) là nổi tiếng hơn cả. Sản lƣợng xoài của Việt Nam vào năm 2001 là
295.600 tấn với diện tích là 51.600 ha [8].
Xoài đƣợc tiêu thụ trong nƣớc và là trái có giá trị xuất khẩu cao. Sản lƣợng xuất khẩu
xoài từ năm 1999 đến năm 2001 tăng từ 45.000 tấn lên 75.800 tấn, sau chuối, dứa, nhãn,
chôm chôm [7].
Ngƣời trồng xoài luôn luôn cố gắng làm tăng năng suất trái. Tuy nhiên, ở xoài, hiện
tƣợng rụng trái non xảy ra rất mạnh, có thể làm mất tới trên 98% số trái khi thu hoạch. Trái to
đến đƣờng kính 35 mm vẫn rụng [2].
Có nhiều nguyên nhân làm rụng trái non: hoa không thụ phấn; hoa thụ phấn nhƣng lại
không thụ tinh; thời tiết bất thƣờng (nắng nóng kéo dài hay mƣa nhiều quá...); cây bị nhiễm
bệnh (sâu, rầy, nấm...); chế độ dinh dƣỡng... Tuy nhiên, các chất điều hòa tăng trƣởng thực
vật có vai trò đặc biệt quan trọng trong sự kiểm soát các hiện tƣợng sinh lí thực vật, bao gồm
sự rụng.
Do đó, chúng tôi thực hiện đề tài: " Tìm hiểu ảnh hƣởng của các chất điều hòa tăng
trƣởng thực vật lên hiện tƣợng rụng trái non xoài (Mangifera indica L.) nhằm:
2
- Tìm hiểu hiện tƣợng rụng của trái xoài non dƣới ảnh hƣởng của các chất
điều hòa tăng trƣởng thực vật;
- Áp dụng các chất điều hòa tăng trƣởng thực vật để kiểm soát sự rụng trái non xoài
Cát Hòa Lộc.
Đề tài đƣợc thực hiện tại Bộ môn Sinh lí thực vật - Di truyền trƣờng Đại học Khoa
học Tự nhiên - Đại học Quốc gia Tp Hồ Chí Minh và phòng thí nghiệm Sinh lí - Sinh hóa -Vi
sinh trƣờng Đại học Sƣ Phạm Tp Hồ Chí Minh. Một số thí nghiệm về giải phẫu đƣợc thực
hiện tại trƣờng Đại học Maine (Cộng hòa Pháp). Đo sự thoát khí etilen đƣợc thực hiện tại
Trung tâm Dịch vụ Phân tích thí nghiệm thành phố Hồ Chí Minh. Thử nghiệm ngoài đồng tại
Trại giống cây trồng Đồng Tiến Hốc Môn.
CHƢƠNG 1: TỐNG QUAN TÀI LIỆU
3
CHƢƠNG 1:TỔNG QUAN TÀI LIỆU
Rụng trái là một quá trình sinh lí xảy ra ở bất cứ giai đoạn nào trong quá trình tăng
trƣởng trái. Các chất điều hòa tăng trƣởng thực vật có vai trò chủ chốt trong sự kiểm soát các
quá trình tăng trƣởng và rụng trái [23]. Do đó, trong phần tổng quan tài liệu, sự thành lập trái,
tăng trƣởng và rụng trái dƣới ảnh hƣởng của các chất điều hòa tăng trƣởng thực vật đƣợc
trình bày.
1.1. Định nghĩa trái
Có nhiều định nghĩa đƣợc đặt ra, trong đó định nghĩa: trái là kết quả biến đổi của bầu
noãn, đúng hơn của hoa hay của phát hoa. Trái bao gồm cả hột và vỏ của nó (vỏ hột), đƣợc
dùng trong đề tài [31], [58].
1.2. Định nghĩa các chất điều hòa tăng trưởng thực vật
Chất điều hòa tăng trƣởng thực vật là các hợp chất hữu cơ, bao gồm các sản phẩm
thiên nhiên của thực vật và các hợp chất nhân tạo, có tác dụng kiểm soát các quá trình sinh lí
thực vật, với một nồng độ rất thấp [15],17].
1.3. Sự thành lập và tăng trưởng trái
1.3.1. Sự thụ tinh và thành lập trái
Sau quá trình thụ phấn, sự thụ tinh kép xảy ra, bầu noãn biến đổi thành trái, noãn biến
đổi thành hột ( các trợ bào và tế bào đối cực bị tiêu hủy).
Tuy nhiên, đôi khi trái đƣợc tạo thành không qua thụ phấn và thụ tinh, đó là hiện
tƣợng tạo trái đơn tính (trái không có hột nhƣ chuối, cam, nho). Ngƣời ta có thể tạo trái này
khi xử lí auxin. Auxin cần thiết cho sự tăng trƣởng trái có nguồn gốc từ ống phấn, noãn đã
thụ tinh và phôi [17], [69].
1.3.2. Đường cong tăng trưởng trái
Sau khi đậu trái, đời sống của trái có thể là vài tuần (chanh), vài tháng (xoài, lê), hoặc
vài năm (chà là ). Tuổi trái thƣờng đƣợc tính từ khi hoa nở [12].
4
Dù là loại trái nào, sự tăng trƣởng trái cũng theo đƣờng cong hình chữ S (táo, lê, cam,
cà chua) hay chữ S kép (nho, xoài, dừa) (trái có nhân trái) [53].
1.4. Vai trò của các chất điều hòa tăng trưởng thực vật trong sự tăng
trưởng trái
Các chất điều hòa tăng trƣởng thực vật tác động ở những giai đoạn khác nhau trong
quá trình tăng trƣởng trái một cách chuyên biệt. Hột là trung tâm tổng hợp quan trọng các
hormon tăng trƣởng thực vật trong các giai đoạn phát triển trái và hột, tuy nhiên không loại
trừ các nguồn khác (ngọn chồi, lá, hay rễ) [15].
1.4.1. Các chất tăng trưởng tổng cộng và các auxin
Hàm lƣợng các chất kích thích tổng cộng, cũng nhƣ các auxin trong hột có hai đỉnh
quan trọng: một ở giai đoạn tăng trƣởng trái nhanh lần 1, tƣơng ứng với sự phát triển nhân
noãn hay nội nhũ; và một ở giai đoạn tăng trƣởng trái chậm (trung quả bì và nội quả bì không
gia tăng thể tích), tƣơng ứng với sự phát triển nội nhũ toi đa và sự phát triển phôi. Trong giai
đoạn trái tăng trƣởng nhanh lần 2 (trên đƣờng biểu diễn s kép), tƣơng ứng với sự gia tăng thể
tích quả bì, hàm lƣợng các chất kích thích giảm tới mức thấp nhất. Vài loài còn một đỉnh nhỏ
thứ ba khi phôi hoàn thành tăng trƣởng [15].
1.4.2. Các giberelin
Nếu auxin và citokinin giàu và đạt tới đỉnh trong giai đoạn phát triển sớm của trái
(giai đoạn phân chia tế bào), giberelin nhiều trong giai đoạn kéo dài tế bào và đạt tới đỉnh
trƣớc khi trái trƣởng thành [18]. ở một số trái, giberelin đạt tới đỉnh vào thời điểm đậu trái,
sau đó giảm dần tới sự chín trái. Thƣờng, giberelin làm chậm sự trƣởng thành và chín trái.
1.4.3. Các citokinin
Hoạt tính citokinin cao trong phôi ở giai đoạn phát triển sớm của trái, sau đó giảm khi
trái tăng trƣởng [15], [27]. Nội nhũ biến mất khi trái tăng trƣởng nhanh,
5
lúc ấy hoạt tính citokinin của vỏ hột còn cao, của phôi thì giảm bớt. Hàm lƣợng citokinin
trong vỏ hột thay đổi theo tuổi sinh lí của trái, không theo mùa. Sự kiện vỏ hột nhăn và sẫm
màu trong giai đoạn tăng trƣởng sớm của trái, liên quan trong sự rụng trái non, cho thấy vai
trò quan trọng của citokinin trong các mô vỏ hột. Hoạt tính citokinin còn cao trong phôi khi
trái chín và vỏ hột đã nhăn [27].
1.4.4. Acid abcisic
Acid abcisic cản tăng trƣởng trái và kích thích sự rụng trái non [5]. Nói chung, lúc
khởi đầu sự phát triển trái, hàm hƣơng các chất kích thích tăng trƣởng cao, và sau đó, là hàm
lƣợng các chất cản tăng trƣởng, chủ yếu là acid abcisic [10]. Hàm lƣợng acid abcisic cao vào
cuối giai đoạn phát triển trái và hột liên quan mật thiết với sự chín trái, rụng hay hƣu miên
hột [15].
1.4.5. Etilen
Etilen là chất khí, luôn luôn hiện diện trong các trái khác nhau, trong suốt sự phát
triển của chúng ở các nồng độ từ 0,04-0,2 ppm [53].
Auxin kích thích sự sản xuất etilen. Do đó, trong nhiều trƣờng hợp, hoạt động của
auxin là qua etilen. Thời điểm áp dụng auxin ảnh hƣởng rất quan trọng đến hiệu ứng auxin
trên tăng trƣởng trái cũng nhƣ sự tỏa etilen [35].
1.5. Hiện tượng rụng ở thực vật
1.5.1. Định nghĩa
Rụng ( abscission, theo tiếng latin abscissus, nghĩa là tách rời ) là quá trình sinh lí dẫn
tới sự tách rời một cơ quan (nhƣ lá, hoa hay trái) hay một phần khác (nhƣ nhánh) khỏi cơ thể
thực vật, do hoạt động của các enzym phân hủy vách tế bào, tại một vùng đặc biệt, gọi là
vùng rụng ( ở gốc cuống) [15].
1.5.2. Các sinh trắc nghiệm
Hầu hết các nghiên cứu về hiện tƣợng rụng ở thực vật đƣợc tiến hành với cơ quan lá,
hoặc ƣên cây nguyên, hoặc trên các khúc cắt vùng rụng (đoạn cuống lá
6
thật ngắn chứa vùng rụng ở giữa) ở các thực vật nhƣ Coleus, bông vải, đậu... [24]. Kĩ thuật
khúc cắt vùng rụng là một tiến bộ cho nghiên cứu về sự rụng vì vừa dễ dàng đƣợc thực hiện
trong phòng thí nghiệm dƣới điều kiện có kiểm soát vừa hạn chế tối đa hiệu ứng tƣơng quan
trong sự rụng [32].
Tốc độ rụng thƣờng đƣợc đánh giá bằng thời rụng t50, tức thời gian để 50% khúc cắt
tách rời tại vùng rụng [13], [49].
1.5.3. Sự thay đổi cấu trúc tế bào tại vùng rụng
1.5.3.1. Cấu trúc vùng rụng
Sự rụng của lá, hoa hay trái gần giống nhau và xảy ra tại một vùng đặc biệt gọi là
vùng rụng. Vùng này gồm một hoặc vài lớp tế bào nhu mô có vách mỏng, nằm ngang qua
cuống (trừ bó mạch), đƣợc hình thành từ sớm, trƣớc khi cơ quan trƣởng thành, hoặc ngay
trƣớc sự rụng [38], [62].
1.5.3.2. Hai kiểu rụng
Các biến đổi trong mô dẫn tới các quá trình tách rời tế bào vùng rụng của lá, hoa và
trái thƣờng khá giống nhau, nhƣng hoa hay trái rụng khác với lá là không có sự tái lập tế bào
để tạo vùng mô phân sinh [41].
Có hai kiểu rụng căn bản [13]:
- Kiểu rụng do hoạt động của mô phân sinh thƣờng xảy ra ở lá.
- Kiểu rụng không liên quan đến hoạt động của mô phân sinh hay kiểu rụng "cơ học"
thƣờng xảy ra ở trái và vài loại lá.
1.5.4. Các thay đổi sinh lí trong sự rụng
1.5.4.1. Trạng thái lão suy của các tế bào vùng rụng
Có ít nhất ba quan điểm về mối liên hệ giữa hiện tƣợng lão suy và rụng:
- Sự rụng là hiện tƣợng lão suy đặc biệt, lão suy tế bào cục bộ (localized cellular
senescence) [63]. Khi tế bào vùng rụng lão suy, màng tế bào trở nên thấm, do đó có sự di
chuyển vào thân các muối khoáng và các hợp chất hữu cơ
