Ảnh hưởng của sự thiếu nước đến cây hoàn ngọc (pseuderanthemum palatiferum) (LV01015)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI 2

ĐỒNG THỊ TÁM

ẢNH HƯỞNG CỦA SỰ THIẾU NƯỚC
ĐẾN CÂY HOÀN NGỌC
(Pseuderanthemum palatiferum)
Chuyên ngành: Sinh học thực nghiệm
Mã số: 60 42 01 14

LUẬN VĂN THẠC SĨ SINH HỌC
Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS. Nguyễn Văn Mã

Hà Nội, 2013


LỜI CẢM ƠN
Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS.TS. Nguyễn Văn Mã đã
tận tình hướng dẫn, chỉ bảo và tạo mọi điều kiện giúp đỡ tôi hoàn thành luận
văn này.
Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo khoa Sinh-KTNN, trường
ĐHSP Hà Nội 2. Các thầy cô trong Ban Giám Hiệu, phòng Đào Tạo trường
Cao Đẳng Y Tế Phú Thọ. Ủy ban nhân dân xã Thanh Minh Thị xã Phú Thọ
Tỉnh Phú Thọ đã tạo điều kiện giúp đỡ tôi trong quá trình học tập và hoàn
thành luận văn.
Tôi xin cảm ơn sự động viên, khích lệ của gia đình, bạn bè và đồng
nghiệp trong suốt thời gian làm luận văn.

Tác giả
Đồng Thị Tám

LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số
liệu, kết quả nghiên cứu trong luận văn là trung thực và chưa có ai công bố
trong một công trình nào khác.
Tác giả

Đồng Thị Tám


DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT

TN

: thí nghiệm

ĐC

: đối chứng

ASTT

: áp suất thẩm thấu

cDNA : Sợi ADN bổ sung được tổng hợp từ ARN nhờ enzim phiên mã
ngược (Complementary DNA)
LEA

: Late embryogenesis abundant

CS

: cộng sự


DANH MỤC BẢNG VÀ HÌNH

BẢNG
Bảng 3.1. Ảnh hưởng của sự thiếu nước đến chiều cao cây ........................... 22
Bảng 3.2. Ảnh hưởng của sự thiếu nước đến đường kính thân cây ................ 24
Bảng 3.3. Ảnh hưởng của sự thiếu nước đến số lượng lá ............................... 25
Bảng 3.4. Ảnh hưởng của sự thiếu nước đến diện tích lá ............................... 27
Bảng 3.5. Ảnh hưởng của sự thiếu nước đến hàm lượng diệp lục tổng số ..... 28
Bảng 3.6. Ảnh hưởng của sự thiếu nước đến cường độ quang hợp ................ 30
Bảng 3.7. Ảnh hưởng của sự thiếu nước đến hàm lượng prolin của lá .......... 31
Bảng 3.8. Ảnh hưởng của sự thiếu nước đến hàm lượng đường trong cây .... 33
Bảng 3.9. Ảnh hưởng của sự thiếu nước đến hàm lượng hoạt chất lupeol
và betulin ......................................................................................... 35

HÌNH
Hình 3.1. Ảnh hưởng của sự thiếu nước đến chiều cao cây............................ 23
Hình 3.2. Ảnh hưởng của sự thiếu nước đến đường kính thân cây ................ 24
Hình 3.3. Ảnh hưởng của sự thiếu nước đến số lượng lá ............................... 26
Hình 3.4. Ảnh hưởng của sự thiếu nước đến diện tích lá................................ 27
Hình 3.5. Ảnh hưởng của sự thiếu nước đến hàm lượng diệp lục tổng số ..... 29
Hình 3. 6. Ảnh hưởng của sự thiếu nước đến cường độ quang hợp ............... 30
Hình 3. 7. Ảnh hưởng của sự thiếu nước đến hàm lượng prolin của lá .......... 32
Hình 3. 8. Ảnh hưởng của sự thiếu nước đến hàm lượng đường .................... 33

MỤC LỤC
MỞ ĐẦU ........................................................................................................... 6
1. Lý do chọn đề tài ....................................................................................... 6
2. Mục đích nghiên cứu ................................................................................. 7
3. Nhiệm vụ nghiên cứu ................................................................................ 7
4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ............................................................. 8
4.1. Đối tượng nghiên cứu............................................................................. 8
4.2. Phạm vi nghiên cứu ................................................................................ 8
NỘI DUNG ....................................................................................................... 9
Chương 1. Tổng quan tài liệu ............................................................................ 9
1.1. Giới thiệu chung về cây Hoàn ngọc ....................................................... 9
1.1.1. Đặc điểm sinh thái ............................................................... 9
1.1.2. Giá trị cây Hoàn ngọc......................................................... 10
1.1.3. Tình hình gieo trồng hiện nay............................................. 11
1.2. Ảnh hưởng của sự thiếu nước tới sự sinh trưởng của cây trồng nói
chung và cây Hoàn ngọc nói riêng .............................................................. 11
1.3. Kết quả nghiên cứu về khả năng chịu thiếu nước của thực vật ........... 13
1.3.1. Nghiên cứu về cơ sở phân tử của tính chịu hạn ................. 13
1.3.2. Nghiên cứu về ảnh hưởng của hạn đối với khả năng sinh
trưởng, phát triển, và một số quá trình sinh lý ở thực vật ............. 15
1.3.3. Nghiên cứu về ảnh hưởng của hạn đối với một số dung dịch
vi lượng ........................................................................................ 16
Chương 2. Đối tượng và phương pháp nghiên cứu......................................... 17
2.1. Đối tượng nghiên cứu........................................................................... 17
2.2. Phương pháp nghiên cứu ...................................................................... 17
2.2.1. Cách bố trí thí nghiệm ........................................................ 17


2.2.2. Kỹ thuật trồng và chăm sóc ................................................ 17

2.2.3. Phương pháp phân tích các chỉ tiêu nghiên cứu ............... 17
2.2.4. Phương pháp xử lý số liệu thí nghiệm. ............................... 21
Chương 3. Kết quả nghiên cứu và thảo luận .................................................. 22
3.1. Ảnh hưởng của sự thiếu nước đến khả năng sinh trưởng .................... 22
3.1.1. Ảnh hưởng của sự thiếu nước đến chiều cao cây .............. 22
3.1.2. Ảnh hưởng của sự thiếu nước đến đường kính thân cây ... 23
3.1.3. Ảnh hưởng của sự thiếu nước đến số lượng lá .................. 25
3.2. Ảnh hưởng của sự thiếu nước đến khả năng quang hợp . .................... 27
3.2.1. Ảnh hưởng của sự thiếu nước đến diện tích lá ................... 27
3.2.2. Ảnh hưởng của sự thiếu nước đến hàm lượng diệp lục tổng
số ................................................................................................. 29
3.2.3. Ảnh hưởng của sự thiếu nước đến cường độ quang hợp ... 31
3.3. Ảnh hưởng của sự thiếu nước đến hàm lượng prolin của lá ................ 33
3.4. Ảnh hưởng của sự thiếu nước đến hàm lượng đường trong cây.......... 34
3.5. Ảnh hưởng của sự thiếu nước đến hàm lượng hoạt chất lupeol và
betulin .......................................................................................................... 36
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ ............................................................................. 39
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................... 41


6

MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Từ xưa đến nay, những cây thuốc dân gian vẫn đóng vai trò hết sức
quan trọng trong đời sống hàng ngày của con người. Từ trước khi có sự ra đời
của thuốc tây, nhiều loài cây cỏ trong tự nhiên đã được sử dụng trong dân
gian để chữa bệnh và rất có hiệu quả. Rất nhiều loại bệnh tật đã được chữa
khỏi nhờ các loại thảo dược.
Ngày nay những hợp chất tự nhiên được phân lập từ cây cỏ đã được

ứng dụng rộng rãi trong rất nhiều ngành công nghiệp, nông nghiệp, chúng
được dùng để sản xuất thuốc chữa bệnh, thuốc bảo vệ thực vật, làm nguyên
liệu cho ngành công nghiệp thực phẩm và mỹ phẩm v.v... Mặc dù công nghệ
tổng hợp hoá dược ngày nay đã phát triển mạnh mẽ, tạo ra các biệt dược khác
nhau sử dụng trong công tác phòng, chữa bệnh. Điều đó đã góp phần làm tăng
tuổi thọ con người, song nhu cầu sử dụng cây cỏ để làm thuốc cũng ngày càng
tăng lên, được khoa học hiện đại soi sáng, vì trong chúng có chứa những biệt
dược rất khó tổng hợp. Mặt khác việc dùng thuốc nam hầu như không gây ra
tác dụng phụ.
Có nhiều bộ môn khoa học nghiên cứu về cây thuốc ra đời. Việc
nghiên cứu cây thuốc đã giúp cho chúng ta hiểu rõ về thành phần và cấu trúc
hóa học, hoạt tính sinh học, tác dụng dược lí của cây thuốc. Trên cơ sở các
nghiên cứu đó có thể tạo ra chất mới có hoạt tính sinh học cao như mong
muốn để làm thuốc chữa bệnh.
Cây Hoàn ngọc có tên khoa học là Pseuderanthemum palatiferum
thuộc họ ô rô Acanthaceae. Theo tài liệu chuyền tay trong dân gian thì cây
Hoàn ngọc có rất nhiều công dụng chữa các bệnh từ thông thường đến nan y.
Cách đây gần 10 năm, các nhà khoa học thuộc Viện Nghiên cứu Quốc tế về


7

Nông nghiệp Fuchu của Nhật đã phối hợp với trường Đại học Cần Thơ công
bố kết quả nghiên cứu cây Hoàn Ngọc có tác dụng chữa trị đến 25 loại bệnh
như gan nhiễm mỡ, u xơ, huyết áp, tiểu đường, nhiễm khuẩn, rối loạn chức
năng. Dựa vào cơ sở trên, Viện Hóa học thuộc Viện Khoa học và Công nghệ
Việt Nam đã tiếp tục nghiên cứu và làm rõ hơn tác dụng của cây Hoàn Ngọc
trong việc ức chế sự phát triển của các khối u ác tính và virus HIV. [5], [25]..
Cây Hoàn ngọc có giá trị rất lớn về mặt kinh tế và mặt điều trị một số
bệnh. Hiện nay cây Hoàn ngọc được trồng khá phổ biến tại mỗi gia đình và

được coi là cây thuốc tại nhà. Đối với cây trồng nói chung sự thiếu nước gây
ảnh hưởng xấu đến sinh trưởng và phát triển của cây, cuối cùng ảnh hưởng
đến năng suất và phẩm chất của chúng đặc biệt là đối với cây lá mềm như cây
Hoàn ngọc. Thiếu nước ở cây trồng nói chung được rất nhiều tài liệu nghiên
cứu trên nhiều đối tượng khác nhau như trên đối tượng cây đậu tương, đậu
xanh, lạc, lúa… tuy nhiên trên đối tượng cây Hoàn ngọc thì chưa có tài liệu
nào nói tới.
Chính vì vậy chúng tôi tiến hành nghiên cứu đề tài: “Ảnh hưởng của
sự thiếu nước đến cây Hoàn ngọc”
2. Mục đích nghiên cứu
Đánh giá ảnh hưởng của sự thiếu nước đến các quá trình sinh lí, sinh
hóa của cây Hoàn ngọc.
3. Nhiệm vụ nghiên cứu
- Theo dõi khả năng sinh trưởng phát triển trong điều kiện gây hạn
nhân tạo: chiều cao cây, đường kính thân cây; số lượng lá.
- Theo dõi khả năng quang hợp trong điều kiện gây hạn nhân tạo: hàm
lượng diệp lục, chỉ số diện tích lá, cường độ quang hợp.
- Theo dõi hàm lượng một số chất ở cây Hoàn ngọc trong điều kiện gây
hạn nhân tạo: prolin, đường khử, lupeol, betulin


8

4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
4.1. Đối tượng nghiên cứu
- Đối tượng thực vật: cây Hoàn ngọc trắng do Viện Di truyền Nông
nghiệp Việt Nam cung cấp.
4.2. Phạm vi nghiên cứu
Nghiên cứu ảnh hưởng của thiếu nước trong điều kiện gây hạn nhân tạo
đối với cây Hoàn ngọc trồng tại khu Thanh Minh thị xã Phú Thọ.

5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
5.1. Ý nghĩa khoa học
Kết quả nghiên cứu của đề tài bổ sung các tài liệu nghiên cứu ảnh
hưởng của sự thiếu nước đối với cây trồng.
5.2. Ý nghĩa thực tiễn
Kết quả nghiên cứu của đề tài sẽ góp phần khẳng định mức độ ảnh
hưởng của sự thiếu nước đối với cây hoàn ngọc. Trên cơ sở đó sẽ lựa chọn và
định hướng gieo trồng ở những vùng sinh thái thích hợp.


9

NỘI DUNG
Chương 1. Tổng quan tài liệu
1.1. Giới thiệu chung về cây Hoàn ngọc
1.1.1. Đặc điểm sinh thái
1.1.1.1. Đặc điểm thực vật
Cây Hoàn ngọc có tên khoa học là Pseuderanthemum palatiferum
thuộc họ ô rô Acanthaceae. Tên thông thường: Xuân Hoa, Hoàn Ngọc, Nhật
Nguyệt, Tù Linh, Trạc Mã… gồm có Hoàn ngọc trắng và Hoàn ngọc đỏ.
Cây Hoàn ngọc trắng thuộc loại cây bụi, phân nhiều cành, có chiều cao
khoảng 1- 2m, lá mọc đối, hình mũi mác, đầu lá nhọn, thường xuyên xanh cả
hai mặt. Cụm hoa mọc ở kẽ lá hoặc đầu cành có mầu trắng pha tím. Khi
nhấm, lá có dịch nhầy nhớt, Vị thuốc là lá của cây hoàn ngọc trắng, Hoàn
ngọc trắng cũng mọc hoang và được trồng ở nhiều nơi để làm thuốc.
Cây Hoàn ngọc đỏ là cây bụi, cao từ 0,6 - 1,5m, sống nhiều năm. Khi
còn non, thân trơn nhẵn, mầu hơi vàng hồng, lá đơn, nguyên, mọc đối, cuống
lá dài, phiến lá hình mũi mác. Những lá non, ở ngọn có mầu nâu hoặc hơi
vàng đỏ, phủ một lớp lông rất mịn. Lá già màu xanh, mặt trên xanh đậm, mặt
dưới xanh nhạt. Cụm hoa dạng bông, mọc ở kẽ lá hay đầu cành, tràng hình

ống, mau tím nhạt. Cây mọc phổ biến ở một số tỉnh đồng bằng sông Hồng:
Thái Bình, Nam Định, Hưng Yên, Hải Dương... Lá non nhấm có vị chát se,
hơi chua, thường được dùng ăn kèm với thịt, cá như một loại rau gia vị để
giúp cho việc tiêu hóa tốt, tránh đầy bụng, sôi bụng, đau bụng.
1.1.1.2. Nhu cầu về nước, ánh sáng, nhiệt độ


10

Nước có vai trò rất quan trọng với tất cả cơ thể sống và với cây Hoàn
ngọc nói riêng. Nước là nguyên liệu cho cây trong quá trình quang hợp tạo ra
các chất hữu cơ. Nước tham gia vào quá trình trao đổi năng lượng và điều
hòa nhiệt độ cho cây. Nước trong cơ thể thực vật thường thoát ra ngoài dưới
dạng hơi nước qua lỗ khí là chủ yếu. Cây Hoàn ngọc là cây ưa ẩm, sinh
trưởng nhanh vào mùa hè, mùa đông có hiện tượng nửa rụng lá.
Cây Hoàn ngọc là cây bụi thường mọc dưới tán lá rừng, sống ở những
vùng ôn đới và nhiệt đới. Ánh sáng là yếu tố vô cùng quan trọng cho sự
sinh trưởng của cây vì nó rất cần cho quá trình quang hợp. Nhờ quá
trình quang hợp mà cây tổng hợp các hợp chất hữu cơ làm nguyên liệu để
xây dựng nên cơ thể và tích lũy năng lượng ở trong cây để tiến hành sinh
trưởng.
Nhiệt độ có ảnh hưởng đến hình thái của cây. Tùy theo nơi sống có
nhiệt độ cao hay thấp mà cây hình thành nên những bộ phận bảo vệ. Cây mọc
ở nơi trống trãi, cường độ ánh sáng mạnh, nhiệt độ cao thì cây có vỏ dày, màu
nhạt, tầng bần phát triển nhiều lớp có tác dụng cách nhiệt, lá nhỏ, có tầng
cutin dày hạn chế sự bốc hơi nước. Cây Hoàn ngọc thường sống ở những
vùng ôn đới và nhiệt đới, nên sinh trưởng và phát triển tốt ở 200-300C. Nhiệt
độ trên 340C cây phát triển kém.
1.1.2. Giá trị cây Hoàn ngọc
Cây Hoàn ngọc có giá trị lớn về mặt kinh tế cũng như trong lĩnh vực

làm thuốc điều trị bệnh, Hiện nay Doanh nghiệp Tư nhân Trà Hoàn Ngọc 7
Nga Tây Ninh trồng thử nghiệm và chiết xuất ra thành phẩm trà túi lọc từ lá
và rễ cây Hoàn Ngọc ngay tại Tây Ninh. Doanh nghiệp này có mạng lưới
phân phối trà Hoàn Ngọc gồm hơn 50 đại lý ở 30 tỉnh thành và 1 đại lý ở
bang California, Mỹ mang lại doanh thu hàng tỷ đồng.


11

Cây Hoàn ngọc còn có giá trị rất lớn trong việc chữa bệnh nâng cao sức
khỏe con người như:
Cây Hoàn ngọc có tác dụng chữa một số bệnh như: Chữa đi lỏng, lỵ,
rối loạn tiêu hoá, táo bón, điều trị chảy máu dạ dày và đường ruột, đái ra máu.
Chữa khỏi khối u xơ ở phổi và tuyến tiền liệt, xơ gan cổ trướng, viêm gan,
viêm thận cấp hoặc mạn, suy thận… Điều trị được chấn thương sọ não, va
đập, gãy dập xương hay bắp thịt, chữa đau mắt đỏ, mắt trắng, đau ứ máu, cảm
cúm nhiệt độ cao.
Cây Hoàn ngọc có tác dụng khôi phục sức khỏe cho người ốm yếu, mệt
mỏi, người già, suy nhược thần kinh, làm việc quá sức, khủng hoảng về tinh
thần và thể lực
Cây Hoàn ngọc có tác dụng khôi phục sức khỏe cho gia súc, gia cầm
như: chó, gà chọi… [5], [6], [26], [27]
1.1.3. Tình hình gieo trồng hiện nay
Hiện nay có tới 20 ha nông trại trồng cây Hoàn Ngọc tại xã Phước
Minh. huyện Dương Minh Châu, tỉnh Tây Ninh. Tại các tỉnh phía Bắc cây
Hoàn ngọc được trồng rất phổ biến tại mỗi gia đình và được coi là cây thuốc
tại nhà.
1.2. Ảnh hưởng của sự thiếu nước tới sự sinh trưởng của cây trồng nói
chung và cây Hoàn ngọc nói riêng
Sự thiếu nước ở thực vật nói chung và cây Hoàn ngọc nói riêng chủ yếu

do hạn hán và áp suất thẩm thấu môi trường gây nên. Hạn là hiện tượng
thường xuyên xảy ra trong tự nhiên và liên quan trực tiếp đến vấn đề nước
trong cơ thể thực vật. Khái niệm “khô hạn” dùng để chỉ tình trạng mất nước
của cây. Hiện tượng mất nước có thể là do tác động sơ cấp, là kết quả của sự
thiếu nước trong môi trường, hoặc là tác động thứ cấp được gây ra bởi nhiệt
độ thấp, sự đốt nóng hay tác động của muối. Hạn cũng như những yếu tố
ngoại cảnh bất lợi khác khi tác động lên cơ thể, gây ra các phản ứng của cơ


12

thể, tuỳ theo từng kiểu gen mà mức độ phản ứng của cơ thể cũng như thiệt hại
do khô hạn gây ra khác nhau, một số bị chết, một số bị tổn thương, một số
khác bị ảnh hưởng đến sinh trưởng và phát triển. Đặc tính chống chịu hạn của
thực vật là khả năng ngăn ngừa thương tổn khi bị tác động với hạn.
Khô hạn có thể phân biệt thành hai trường hợp:
Hiện tượng khô xảy ra khi mất một phần nước trong các cơ quan ở giai
đoạn nhất định của chu kỳ sống ở thực vật (hạt, tạo phấn, bào tử), hiện tượng
này không làm ảnh hưởng đến tế bào, mô của cây. Đây là quá trình biến đổi
trạng thái trong tế bào có sự điều khiển của hệ thống thông tin di truyền [12].
Trong giai đoạn hình thành hạt, tế bào bị mất nước, khả năng chịu hạn tăng
lên, Khả năng này đạt cực đại ở thời kỳ hạt chín và có chiều hướng giảm dần
khi hạt nảy mầm. Hạt khô còn có khả năng chống chịu với hàng loạt các điều
kiện ngoại cảnh bất lợi khác như nhiệt độ, gió.
Hạn do tác động của môi trường bên ngoài đã gây ảnh hưởng đến đời
sống của cây, có thể dẫn đến huỷ hoại cây cối và mất mùa, hiện tượng này
xảy ra khi trong môi trường đất và không khí thiếu nước đến mức áp suất
thẩm thấu của cây không cạnh tranh được để lấy nước từ môi trường vào tế
bào. Những yếu tố bất lợi này chính là các thành phần như thổ nhưỡng, nhiệt
độ, gió nóng hay thời tiết và khí hậu. Có hai loại hạn do môi trường tác động

là hạn đất và hạn không khí [1].
- Hạn đất thường xảy ra ở những vùng có khí hậu hay thổ nhưỡng đặc
thù, hạn tác động mạnh lên bộ rễ của cây.
- Hạn không khí: thường xảy ra ở những vùng gió, nóng, nhiệt độ cao.
Hạn không khí thường tác động chủ yếu lên các bộ phận bên trên mặt đất như
lá, hoa. Hạn do tác động của môi trường dẫn đến hiện tượng mất nước trong
cây ở các bộ phận mô, tế bào khác nhau.


13

Hạn tác động lên cây gây mất nước trong cây. Nước là yếu tố giới hạn
đối với cây trồng, vừa là nguyên liệu khởi đầu vừa là sản phẩm trung gian và
cuối cùng của các quá trình chuyển hoá sinh học. Nước là môi trường để các
phản ứng trao đổi chất xảy ra, do vậy việc cung cấp nước cho cây trồng và
hướng nghiên cứu tăng cường tính chịu hạn của cây trồng là mục tiêu của quá
trình tạo giống chống chịu và thường xuyên được quan tâm. Mức độ thiếu hụt
nước càng lớn thì càng ảnh hưởng xấu đến quá trình sinh trưởng và phát triển
của cây, nếu thiếu nước nhẹ sẽ làm giảm tốc độ sinh trưởng, thiếu nước trầm
trọng sẽ làm biến đổi hệ keo nguyên sinh chất làm tăng cường quá trình già
hoá tế bào khi bị khô kiệt nước, nguyên sinh chất bị đứt vỡ cơ học dẫn đến tế
bào, mô bị tổn thương và chết. Đối với thực vật nói chung và cây trồng nói
riêng, hạn ảnh hưởng tới quá trình sinh trưởng, phát triển của cây chủ yếu là
giai đoạn cây non và giai đoạn ra hoa.
Như vậy, ảnh hưởng của hạn bất cứ ở giai đoạn sinh trưởng, phát triển
nào của cây trồng cũng ảnh hưởng đến các yếu tố cấu thành năng suất, làm
giảm năng suất của cây trồng.
1.3. Kết quả nghiên cứu về khả năng chịu thiếu nước của thực vật
Việc nghiên cứu khả năng chịu thiếu nước hay khả năng chịu hạn được
tiến hành ở nhiều nước trên thế giới, trên nhiều loại cây trồng và theo nhiều

hướng khác nhau.
1.3.1. Nghiên cứu về cơ sở phân tử của tính chịu hạn
Maitra và Cushman (1994) đã phân lập được cDNA của dehydrin từ lá
đậu tương khi bị mất nước, ngoài ra các tác giả còn phân lập được cDNA của
LEA nhóm D-95 từ lá và rễ cây đậu tương khi bị hạn [19].
Nghiên cứu của Porcel và cs (2005) đã chỉ ra rằng, gen mã hóa protein
dehydrin (LEA D-11) có vai trò đối với khả năng chống hạn của cây đậu
tương. Nghiên cứu này cũng chứng minh có sự cộng sinh của Arbuscular


14

Mycorrhizal- AM có thể làm thay đổi mô hình cấu trúc của protein LEA D-11
và có thể làm thay đổi mức độ chịu hạn của cây đậu tương, thay đổi khả năng
giữ nước của lá [20] . Nghiên cứu của Luguez về đột biến gen d1 và d2 dẫn
đến hậu quả làm tăng tính nhạy cảm đối với stress nước ở cây đậu tương [18].
Phân lập gen dehydrin liên quan đến khả năng chịu hạn của cây đậu
tương của Trần Thị Phương Liên và cs (1999), nâng cao tính chịu hạn của cây
đậu tương bằng phương pháp đột biến thực nghiệm của Chu Hoàng Mậu
(2001), xác định trình tự gen mã hóa dehydrin từ một số giống đậu tương Việt
Nam của Cao Xuân Hiếu và cs (2003), phân lập và tách dòng gen dehydrin
của một số giống đậu tương địa phương của Nguyễn Thu Hiền (2005) [4].
Khả năng bảo vệ của tế bào khỏi tác động của điều kiện cực đoan như
thiếu nước, mặn... Đó là vai trò của các protein và các enzim , ví dụ: LEA
(Late embryogenesis abudant protein- LEA), proteaza, amilaza... [12], [13].
Khả năng điều chỉnh áp suất thẩm thấu (ASTT) có liên quan trực tiếp
đến khả năng cạnh tranh nước của tế bào rễ cây đối với đất. Về phương diện
này nhóm chất được quan tâm bao gồm: các axit amin như prolin, estoin,
glycinebetain, alaninebetain, saccoza, fructoza....[ 20].
Khi tế bào mất nước, các chất hòa tan trong cơ thể thực vật sẽ được tích

luỹ dần trong tế bào chất, nhằm chống lại việc giảm tiềm năng nước và tăng
khả năng giữ nước của nguyên sinh chất. Hầu hết các loại chất hữu cơ hòa tan
có tác dụng điều chỉnh ASTT được sinh ra ngay trong quá trình trao đổi chất.
Những thay đổi hóa sinh khác trong tế bào do hạn gây ra cũng đã được đề cập
đến, chẳng hạn như giảm cố định CO2, giảm tổng hợp protein và axit nucleic,
tăng hoạt tính ribonucleaza, làm tăng hàm lượng prolin, tăng nồng độ các chất
hoà tan như betaine [1], [20].


15

1.3.2. Nghiên cứu về ảnh hưởng của hạn đối với khả năng sinh trưởng,
phát triển, và một số quá trình sinh lý ở thực vật
Theo Kuzushko (1984) [16] để đánh giá khả năng chịu hạn của các cây
lấy hạt có thể sử dụng sự biến đổi thông số chế độ nước như: khả năng giữ
nước, khả năng hút nước, độ thiếu hụt bão hòa nước và cường độ thoát hơi
nước của lá, Các cây có khả năng trao đổi nước thuận lợi thì có khả năng chịu
hạn tốt đảm bảo cho năng suất ổn định trong môi trường thiếu nước.
Sharma và CS, 1994 [24] cho thấy hình thái rễ lúa của giống lúa nương
có khả năng chịu hạn thường khỏe, to và có khả năng xuyên sâu, các giống
lúa nước có khả năng lan rộng, có nhiều rễ phụ.
Huỳnh quang diệp lục của lá thực vật bậc cao có sự biến đổi khi stress
ánh sáng, nhưng các giống khác nhau sự biến đổi huỳnh quang khác nhau
(Critch và CS, 1981 [14]; Lichtentather và CS, 1988 [17]).
Nghiên cứu đặc điểm nông học sinh lý học và di truyền về khả năng
chịu hạn của các giống khoai tây khác nhau ở Peru bằng cách gây hạn nhân
tạo cho các giống (từ 25-40 ngày) thì năng suất khoai tây giảm rõ rệt so với
đối chứng, nhưng khả năng giảm năng suất và hoạt độ enzym nitrateductase
của 16 giống nghiên cứu là khác nhau. Chỉ số về độ mở lỗ khí, huỳnh quang
diệp lục của lá có liên quan đến năng suất của các giống khác nhau (Roland

và CS, 2007 [23]).
Ảnh hưởng của thiếu nước rõ nhất là làm giảm độ tăng trưởng của tế
bào trên toàn bộ cây, diện tích lá giảm, giảm sự phát triển của cây [21]. Theo
Lin năm (1963) khô hạn làm tăng độ ăn sâu của rễ, nhưng diện tích vùng rễ
giảm 2/3 so với đối chứng, sự lan rộng của bộ rễ là yếu tố quan trọng trong
khả năng chịu hạn của cà chua.
Theo Wright và cộng sự của ông độ dày phiến lá (hoặc khối lượng
khô/đơn vị diện tích lá) tương quan thuận với hiệu số sử dụng nước và tương


16

quan với năng suất trong điều kiện khô hạn, Nageswara Rao và Wright (1994)
khẳng định chỉ tiêu diện tích lá/đơn vị khô của lá hoặc ngược lại khối lượng
khô của lá/đơn vị diện tích lá là chỉ tiêu cơ bản đánh giá khả chống chịu hạn
của các giống lạc trong vùng khô hạn [16],[ 22].
Nguyễn Văn Mã và CS 2004 [8], khi nghiên cứu một số chỉ tiêu sinh lý
của các giống lạc chịu hạn cho thấy: giống lạc L14 có khả năng chịu hạn tốt
thì lá có khả năng giữ nước, khả năng hút nước, khả năng điều tiết thoát hơn
nước từ giai đoạn cây con đến giai đoạn ra hoa tốt hơn giống L05 có khả năng
chịu hạn kém, đồng thời những giống này còn có hàm lượng diệp lục tổng số,
cường độ quang hợp và hiệu suất huỳnh quang biến đổi tốt hơn rõ rệt so với
giống chịu hạn kém. Giống chịu hạn L15 khi gặp môi trường thiếu nước bị
giảm rõ rệt về diện tích lá, cường độ quang hợp. Vì vậy giảm khả năng đậu
quả, khối lượng q
uả chắc, giảm hàm lượng lipit trong hạt.
Nghiên cứu 10 giống đậu xanh khi gây hạn nhân tạo và nghiên cứu ở
lạc, Nguyễn Văn Mã [8], [9] thấy rằng: sự thiếu nước ảnh hưởng đã rõ rệt tới
khả năng trao đổi nước, hàm lượng diệp lục, sự tạo quả và hạt.
1.3.3. Nghiên cứu về ảnh hưởng của hạn đối với một số dung dịch vi lượng

Kết quả nghiên cứu của Điêu Thị Mai Hoa, Nguyễn Văn Mã đã khẳng
định: phun phân vi lượng dưới dạng chế phẩm Vilado có ảnh hưởng tới khả
năng chịu hạn của đậu xanh và cũng khẳng định khi phun Vilado vào thời kỳ
ra hoa và cành có thể làm tăng năng suất đậu xanh từ 10 – 13%, tăng hàm
lượng protein 15 – 35% [3].
Kết quả nghiên cứu của Nguyễn Văn Mã khi phun dung dịch vi lượng
qua lá ở nồng độ 0.02% vào lúc ra hoa làm tăng khả năng chịu hạn và năng
suất so với đối chứng. Xử lý hạt giống với nồng độ 0.005% và phun lên lá với
nồng độ 0.02% cũng có kết quả tương tự [10].


17

Chương 2. Đối tượng và phương pháp nghiên cứu
2.1. Đối tượng nghiên cứu
- Đối tượng thực vật: cây Hoàn ngọc trắng do Viện Di truyền Nông
nghiệp Việt Nam cung cấp.
2.2. Phương pháp nghiên cứu
2.2.1. Cách bố trí thí nghiệm
- Địa điểm: ngoài đồng ruộng tại khu Thanh Minh thị xã Phú Thọ.
- Bố trí thí nghiệm: đảm bảo sự đồng đều một cách ngẫu nhiên
Để theo dõi được các chỉ tiêu nghiên cứu, tiến hành trồng cây và chia
làm 2 lô. Lô đối chứng (không gây hạn) và lô thí nghiệm (gây hạn) vào giai
đoạn cây con.
Phần 1: lô đối chứng được trồng và đảm bảo lượng nước phù hợp
Phần 2. lô thí nghiệm: được cách li không tưới nước và được che bằng
nilon.
Gây hạn đến khi lô thí nghiệm có lá dưới cùng bị héo thì tiến hành đo
các chỉ tiêu nghiên cứu.
2.2.2. Kỹ thuật trồng và chăm sóc

Kỹ thuật trồng và chăm sóc theo hướng dẫn của Bộ Nông nghiệp và
Phát triển Nông thôn.
2.2.3. Phương pháp phân tích các chỉ tiêu nghiên cứu
Khi cây con ra được 6 lá mới bắt đầu tiến hành gây hạn, các chỉ tiêu
nghiên cứu được xác định vào các thời điểm: trước khi gây hạn, khi gây hạn
được: 10; 20; 30; 40 ngày và sau gây hạn 10 ngày.
2.2.3.1. Ảnh hưởng của sự thiếu nước đến khả năng sinh trưởng


18

* Chiều cao cây: Chiều cao cây xác định bằng phương pháp đo trực
tiếp từ cổ rễ đến đỉnh sinh trưởng của mỗi cây. Mỗi thí nghiệm đo 10 cây
ngẫu nhiên.
* Đường kính thân cây: Đường kính thân được đo bằng thước kỹ thuật
ở tại điểm cổ rễ đầu tiên. Mỗi thí nghiệm đo 10 cây ngẫu nhiên.
* Số lượng lá: được xác định bằng cách đếm trực tiếp của 10 cây ngẫu
nhiên.
2.2.3.2. Ảnh hưởng của sự thiếu nước đến khả năng quang hợp
* Diện tích lá/cây: được xác định nhờ máy quét lá qua các giai đoạn
sinh trưởng. Mỗi thí nghiệm đo 10 cây ngẫu nhiên.[9]
* Hàm lượng diệp lục tổng số: Xác định chỉ số hàm lượng diệp lục tổng
số bằng cách đo trên máy SPAD -502, do Nhật Bản sản xuất.
Nguyên tắc hoạt động của máy: Diệp lục có khả năng hấp thụ ánh sáng
ở 2 vùng xanh (blue) và đỏ (red) nhưng không hấp thụ ánh sáng lá cây (green)
hoặc ánh sáng đỏ xanh (hồng ngoại) bằng việc xác định nguồn năng lượng
hấp thụ được ở vùng đỏ có thể ước tính được lượng diệp lục có trong mô lá.
Cách đo: kẹp lá vào buồng đo đồng thời ấn nhẹ, trong vòng 30 giây đến
1 phút, đến khi máy phát ra tín hiệu âm thanh, khi đó đọc kết quả hiện trên
màn hình. [9]

* Cường độ quang hợp: xác định cường độ quang hợp hấp thụ CO2
trong quang hợp nhờ hệ thống PP SYSTEM TPS-2
Nguyên tắc thí nghiệm:
Sử dụng thiết bị PP SYSTEM TPS-2 phân tích chỉ tiêu quang hợp
(CO2) của cây trồng dựa trên phương pháp phát hiện bằng detector hồng
ngoại.
Máy sử dụng bộ vi xử lý điện tử điều khiển và thiết lập các thông số đo,
hiện thị kết quả đo trên màn hình LCD.


19

Thiết bị, vật liệu: máy đo cường độ quang hợp PP SYSTEM TPS-2,
mẫu lá (chọn các lá cùng tầng tốt nhất là tầng thứ 3 từ trên xuống).
Cách tiến hành:
Bước 1: Kết nối đầu dò thu tín hiệu vào chân PLC, kết nối đầu khí vào
của đầu dò (ký hiệu là A trên đầu dò) vào cổng PCL. A trên máy o . Kết nối
đầu khí ra của đầu dò (ký hiệu là R trên đầu dò) vào cổng PCL R trên máy đo.
Bước 2: Ấn vào nút Power để mở máy, chờ máy khởi động (khi máy
hiển thị nhiệt độ sưởi ấm 550C thì khởi động xong)
Bước 3: Trong khi chờ máy khởi động thiết lập thông số của phép đo
như chế độ lưu tự động hay lưu bằng tay, chế độ ánh sáng tự nhiên hay đèn
led, mức độ chiếu sáng…
Bước 4: Sau khi máy khởi động xong ta chọn mẫu lá để đo, chọn các
mẫu lá cùng tầng tốt nhất là lá thứ 3 từ trên xuống vì lá đó có khả năng quang
hợp tốt nhất.
Bước 5: Sau khi chọn được lá cần đo phải lau sạch lá (chú ý không
được làm tổn thương lá). Kẹp buồng lá vào lá cần đo theo đúng kỹ thuật.
Bước 6: Chờ thông số CO2 hiển thị tương đối ổn định rồi ấn nút 4/X để
xem dữ liệu tính toán của phép đo, ghi lại kết quả đo.

Tiếp tục ta kẹp buồng lá vào các lá khác để đo mẫu tiếp theo. [9]
2.2.3.3. Ảnh hưởng của sự thiếu nước đến một số hợp chất trong cây
- Hàm lượng prolin của lá: Xác định hàm lượng axit amin prolin: theo
phương pháp của Bates và cộng sự (1973)[11] đã được Đinh Thị Phòng cải
tiến. [15]
- Bước1: cân 0.5g mẫu nghiền kỹ trong chày cối sứ đã được giữ ở nhiệt
độ 4°C có bổ sung 10 ml dung dịch axit sufosalysilic 3%.
- Bước 2: Ly tâm 7000vòng/phút, lấy dịch trên bỏ cặn.


20

- Bước 3: Lấy 2ml dịch ly tâm trộn với 2ml hỗn hợp ninhydrin +2ml
dung dịch axit acetic để lạnh, sau đó đem đun cách thuỷ toàn bộ hỗn hợp trên
ở 100°C trong 60 phút.
- Bước 4: Lấy mẫu ra cho ngay vào đá ủ 5 phút, sau đó bổ sung 4ml
toluen trộn thật đều, lúc này hỗn hợp phân thành hai pha, đem hút nhẹ pha
trên (2ml) có màu hồng đo ở bước sóng 520nm.
Hàm lượng prolin được tính theo mM/g khối lượng tươi.
- Hàm lượng đường trong cây
Định lượng tinh bột, đường khử bằng phương pháp vi phân tích bằng
phương pháp của Phạm Thị Trân Châu và Cs) [2], [9]
- Cân 0.5g mẫu rồi nghiền trong 10ml nước cất, li tâm lạnh 6000
vòng/phút trong thời gian 15 phút, lọc lấy dịch lọc.
- Cho vào ống nghiệm 2ml dịch lọc và 2ml dung dịch K3Fe(CN)6, lắc
đều, đun sôi cách thủy trong 15 phút, sau đó để nguội.
- Thêm 4ml dung dịch hỗn hợp (Fe2(SO4)3 0.1%: Gelatin 10% theo tỉ lệ
20:1) vào ống nghiệm. Lắc đều và dẫn bằng nước cất đến mức 30ml.
- Đo quang phổ ở bước sóng λ=585nm trên máy UV – 2450 (Shimadzu,
Nhật Bản).

- Hàm lượng hoạt chất lupeol, betulin: được xác định bằng phương
pháp kiểm nghiệm dược chất bằng phương pháp hóa học
Quy trình chiết
Mẫu thực vật: lá cây Hoàn ngọc tươi
Mẫu thực vật được làm sạch, sấy khô, xay nhỏ và ngâm chiết bằng hỗn
hợp dung môi etthanol /nước ở nhiệt độ phòng sau đó chiết phân bố lần lượt
với các dung môi n-hexan, etyl axetat (diclometan), n-butanol. Cất loại dung
môi dưới áp suất thấp thu được các cặn chiết tương ứng.
Phân lập các chất


21

Tinh chế các cặn chiết thu được bằng phương pháp sắc ký cột với các
chất hấp phụ khác nhau như: silica gel, RP-18, sephadex LH-20 và các hệ
dung môi thích hợp.
2.2.4. Phương pháp xử lý số liệu thí nghiệm.
* Xử lý số liệu thí nghiệm
Số liệu thí nghiệm được xử lý nhờ phần mềm thống kê Excel 2007 với
các thông số (Chu Văn Mẫn và CS, 2001) và chương trình thống kê sinh học
IRRISTART 4.0 của IRRI.

S( X i - X ) 2
Sxi
d =±
X=
n -1
n ;
với n <30
S( X i - X ) 2

d =±
n
với n ³ 30

d
m= n
Độ tin cậy của hai số trung bình được tính theo công thức

td =

d
2
2
md
=
m
+
m
1
2
md ;
; d = X 2 - X 1 (trong đã X 2 : trung bình

thí nghiệm; X 1 : trung bình đối chứng; m1 sai số mẫu đối chứng, m2 sai số
mẫu thí nghiệm)
So sánh td với ta lấy từ bảng phân phối Student Fisher với (n1 + n2 –
2) bậc tự do
* Nếu td < ta thì 2 số trung bình khác nhau không có ý nghĩa với xác
suất ³ 95%
* Nếu td ³ ta thì 2 số trung bình khác nhau có ý nghĩa với xác suất

³ 95%


22

Chương 3. Kết quả nghiên cứu và thảo luận
3.1. Ảnh hưởng của sự thiếu nước đến khả năng sinh trưởng
3.1.1. Ảnh hưởng của sự thiếu nước đến chiều cao cây
Kết quả theo dõi ảnh hưởng của sự thiếu nước đến chiều cao cây được
trình bày trong bảng 3.1 và hình 3.1
Bảng 3.1. Ảnh hưởng của sự thiếu nước đến chiều cao cây
Đơn vị: cm/cây
Thời
điểm

t0

t10

t20

t30

t40

t50

41.51±0.2

42.54±0.3

43.06±0.1

43.72±0.2

44.66±0.3

46.76±0.2

9

8

9

2

3

5

41.67±0.3

42.67±0.2

43.77±0.2

45.17±0.3

46.74±0.2

47.67±0.2

3

4

7

9

7

8

đo
(ngày)
TN
ĐC
% so
ĐC

99.62

99.70

98.38*

96.79*

95.55*

98.09*

Ghi chú : Dấu * chỉ sự sai khác giữa thí nghiệm và ĐC có ý nghĩa thống kê
với độ tin cậy trên 95%
Ký hiệu:
t0: thời điểm đo trước khi gây hạn
tn (n= 10.20.30.40): thời điểm ngày đo khi gây hạn
t50: thời điểm ngày đo sau gây hạn được 10 ngày


23

Hình 3.1. Ảnh hưởng của sự thiếu nước đến chiều cao cây
Phân tích bảng 3.1 và hình 3.1 cho thấy chiều cao cây Hoàn ngọc ở lô
TN và ĐC tăng dần qua các giai đoạn nghiên cứu. Tuy nhiên sự tăng trưởng
chiều cao ở lô TN chậm hơn ở lô ĐC từ 0.3% ( giai đoạn khi gây hạn được 10
ngày) đến 4.66% ( giai đoạn khi gây hạn được 40 ngày). Như vậy, mức độ
ảnh hưởng của thiếu nước đến chiều cao cây là tăng dần, ảnh hưởng lớn nhất
là khi gây hạn được 40 ngày. Khi ngừng gây hạn 10 ngày và tưới nước bình
thường chiều cao tăng 1.95%, chứng tỏ cây Hoàn ngọc có khả năng phục hồi
khi cây được cung cấp nước trở lại.
Từ kết quả trên cho thấy tốc độ tăng trưởng chiều cao của cây Hoàn
ngọc ở mỗi thời điểm gây hạn là khác nhau, khi thời gian gây hạn càng dài thì
tốc độ tăng trưởng chiều cao của cây càng giảm, do thiếu nước sẽ làm cho quá
trình sinh trưởng của cây diễn ra không bình thường.
3.1.2. Ảnh hưởng của sự thiếu nước đến đường kính thân cây
Kết quả theo dõi ảnh hưởng của sự thiếu nước đến đường kính thân cây

được trình bày trong bảng 3.2 và hình 3.2