Ảnh hưởng của muối nacl tới sinh trưởng và hàm lượng proline của ngô ở giai đoạn cây con

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI 2
KHOA SINH-KTNN
===o0o===

PHAN THỊ ÁNH TUYẾT

ẢNH HƯỞNG CỦA MUỐI NACL TỚI
SINH TRƯỞNG VÀ HÀM LƯỢNG PROLINE
CỦA NGÔ Ở GIAI ĐOẠN CÂY CON

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Chuyên ngành: Sinh lý học thực vật
Người hướng dẫn khoa học
PGS. TS NGUYỄN VĂN MÃ

HÀ NỘI - 2016


LỜI CẢM ƠN
Trước hết tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu sắc đến
PGS. TS Nguyễn Văn Mã đã trực tiếp hướng dẫn, tận tình chỉ bảo và tạo mọi
điều kiện để tôi hoàn thành khóa luận.
Tôi chân thành cảm ơn Ban Lãnh đạo trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2,
Ban chủ nhiệm khoa Sinh - KTNN, đã tạo mọi điều kiện cho tôi học tập và
hoàn thành đề tài.
Tôi xin chân thành cảm ơn tập thể cán bộ Phòng thí nghiệm sinh lí thực
vật, trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2 đã nhiệt tình giúp đỡ và tạo điều kiện
trong suốt quá trình tôi thực hiện đề tài.
Cuối cùng tôi xin cảm ơn những người thân và bạn bè đã động viên, tạo
mọi điều kiện giúp đỡ tôi trong suốt thời gian tôi học tập cũng như hoàn thành
khóa luận.

Tôi xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, ngày 26 tháng 04 năm 2016
Sinh viên thực hiện

Phan Thị Ánh Tuyết


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan kết quả nghiên cứu đề tài “Ảnh hưởng của muối
NaCl tới sinh trưởng và hàm lượng Proline của ngô ở giai đoạn cây con”
là kết quả nghiên cứu của riêng tôi do PGS. TS Nguyễn Văn Mã hướng dẫn
và không trùng lặp với kết quả của tác giả khác.

Hà Nội, ngày 26 tháng 04 năm 2016
Sinh viên thực hiện

Phan Thị Ánh Tuyết


MỤC LỤC
MỞ ĐẦU ........................................................................................................... 1
1. Lý do chọn đề tài .................................................................................................... 1
2. Mục đích nghiên cứu.............................................................................................. 2
3. Nhiệm vụ nghiên cứu ............................................................................................. 2
4. Phạm vi nghiên cứu ................................................................................................ 2
5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn ............................................................................... 2
NỘI DUNG ....................................................................................................... 3
Chương 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU ............................................................... 3
1.1. Giới thiệu về cây ngô .......................................................................................... 3
1.1.1. Nguồn gốc phân loại của cây ngô .................................................... 3

1.1.2. Đặc điểm sinh học của cây ngô ....................................................... 3
1.1.3. Tình hình sản xuất ngô trên thế giới và ở Việt Nam ......................... 4
1.2. Đất mặn và tác hại của đất mặn ......................................................................... 7
1.3. Proline và vai trò của proline đối với thực vật.................................................. 9
1.3.1. Cấu trúc phân tử proline ................................................................. 9
1.3.2. Vai trò đa năng của proline ............................................................ 10
1.4.Tình hình nghiên cứu ảnh hưởng của NaCl đến cây trồng trong và
ngoài nước ................................................................................................................. 11
1.4.1. Tình hình nghiên cứu ngoài nước ................................................... 11
1.4.2. Tình hình nghiên cứu trong nước ................................................... 11
Chương 2. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .................. 13
2.1. Đối tượng nghiên cứu ....................................................................................... 13
2.2. Phương pháp nghiên cứu .................................................................................. 13
2.2.1. Địa điểm nghiên cứu ....................................................................... 13


2.2.2. Vật liệu và dụng cụ thí nghiệm ....................................................... 13
2.2.3. Môi trường nghiên cứu ................................................................... 13
2.2.4. Phương pháp bố trí thí nghiệm ....................................................... 14
2.2.5 Phương pháp xác định các chỉ tiêu nghiên cứu............................... 15
2.2.6. Phương pháp xử lý số liệu .............................................................. 17
Chương 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ...................................................... 18
3.1. Ảnh hưởng của muối NaCl đến sinh trưởng cây ngô ở giai đoạn
cây con ...................................................................................................................... 18
3.1.1. Ảnh hưởng của muối NaCl đến chiều cao cây ngô ở giai đoạn
cây con ....................................................................................................... 18
3.1.2. Ảnh hưởng của muối NaCl đến diện tích lá cây ngô ...................... 23
3.1.3. Ảnh hưởng của muối NaCl đến sự ra lá của cây ngô ..................... 25
3.1.3. Ảnh hưởng của muối NaCl đến tốc độ ra lá của cây ngô .............. 27
3.2. Ảnh hưởng nồng độ muối NaCl đến hàm lượng proline trong lá ngô. ........ 28

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ......................................................................... 32
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................... 33


DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1. Diện tích, năng suất, sản lượng ngô trên thế giớinăm 2004-2014 ... 5
Bảng 1.2. Bảng diễn biến diện tích, năng suất, sản lượng ngôcủa Việt
Nam năm 2005-2014......................................................................... 7
Bảng 3.1. Ảnh hưởng của muối NaCl đến chiều cao cây (đo 2 ngày/lần)...... 20
Bảng 3.2. Ảnh hưởng nồng độ muối NaCl đến diện tích lá ngô..................... 24
Bảng 3.3: Ảnh hưởng NaCl đến sự ra lá của cây ngô ..................................... 26
Bảng 3.4: Ảnh hưởng NaCl đến tốc độ ra lá ngô ............................................ 27
Bảng 3.5: Ảnh hưởng nồng độ muối NaCl đến hàm lượng proline trong lá .. 29


DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1. Các nước dẫn đầu về sản lượng bắp vụ mùa 2013-2014 ................. 6
Hình 1.2. Cấu trúc phân tử proline ................................................................. 10
Hình 3.1. Cây ngô giống LVN-4 sau 5 ngày tuổi ........................................... 18
Hình 3.2. Ảnh hưởng của muối NaCl đến chiều cao cây theo nồng độ .......... 22
Hình 3.3. Ảnh hưởng của muối NaCl đến chiều cao cây theo ngày ............... 22
Hình 3.4. Ngô giai đoạn 1 lá ........................................................................... 29
Hình 3.5. Ngô giai đoạn 3 lá ........................................................................... 27
Hình 3.6. Ngô giai đoạn 5 lá ........................................................................... 29
Hình 3.7: Ảnh hưởng nồng độ muối NaCl đến hàm lượng proline trong lá... 31


MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Cây ngô (Zea mays L.) là loại cây lương thực quan trọng trên thế giới

bên cạnh lúa mì và lúa gạo. Hạt ngô không những cung cấp chất dinh dưỡng
cho con người mà còn làm thức ăn chăn nuôi. Ngô được sử dụng làm chất
tinh trong thức ăn tổng hợp của gia súc, làm thức ăn xanh và ủ chua lý tưởng
cho đại gia súc đặc biệt là bò sữa. Ngô còn được dùng trong ngành công
nghiệp lương thực – thực phẩm và công nghiệp nhẹ [9]. Tuy nhiên, vấn đề sản
xuất ngô hiện nay đang gặp nhiều khó khăn dẫn đến suy giảm về sản lượng và
năng suất. Và một trong những nguyên nhân dẫn đến tình trạng đó là chất
lượng đất canh tác bị biến đổi do nhiễm mặn.
Hiện nay, ở Việt Nam có khoảng trên 1 triệu ha đất mặn, tập trung chủ
yếu ở hai khu vực: đồng bằng sông Hồng và đồng bằng sông Cửu Long.
Ngoài ra còn một ít đất mặn kiềm phân bố ở Ninh thuận và Bình Thuận [5].
Đất bị nhiễm mặn đang ngày càng ảnh hưởng xấu đến hàng ngàn ha nông
nghiệp và là mối đe dọa lớn đối với sản xuất nghành nông nghiệp trong nước.
Theo một số tác giả, trong các giai đoạn sinh trưởng của cây thì sinh
trưởng ở giai đoạn cây con rất nhạy cảm với nồng độ mặn trong môi trường.
Sự sinh trưởng của cây trong điều kiện đất bị nhiễm mặn sẽ tác động đến các
thông số như: diện tích lá, mật độ lỗ khí giảm, sự đóng mở lỗ khí bị ảnh
hưởng, protein tan, giảm hàm lượng nước tương đối và đặc biệt hàm lượng
proline tăng lên nhiều lần. Proline là một loại axit amin có hiệu lực sinh học
đa năng trong điều kiện stress môi trường. Khi cây gặp hạn, mặn, nhiệt độ
thấp và các tác nhân khác gây giảm thế nước của dịch bào thì hàm lượng
proline tăng lên nhiều lần, có thể tới hàng chục, hàng trăm lần.
Ở Việt Nam, đã có một số công trình nghiên cứu về ảnh hưởng của NaCl
trên các đối tượng như đậu xanh, đậu tương, cây quách [2], [3]. Công trình

1


nghiên cứu về ảnh hưởng NaCl đến sinh trưởng và các chỉ tiêu hóa sinh trong
cây ngô cũng đã được tiến hành [7], [8], tuy nhiên số công trình nghiên cứu

còn ít, nên tôi quyết định nghiên cứu đề tài “Ảnh hưởng của muối NaCl tới
sinh trưởng và hàm lượng proline của ngô ở giai đoạn cây con”.
2. Mục đích nghiên cứu
Nghiên cứu ảnh hưởng của muối NaCl tới sinh trưởng và hàm lượng
proline của ngô ở giai đoạn cây con.
3. Nhiệm vụ nghiên cứu
Nghiên cứu ảnh hưởng của các nồng độ muối NaCl đến:
- Sự sinh trưởng của cây ngô: chiều cao cây, diện tích lá, tốc độ ra lá.
- Hàm lượng proline trong lá ở giai đoạn: 1 lá, 3 lá, 5 lá.
4. Phạm vi nghiên cứu
Phạm vi nghiên cứu: nghiên cứu ảnh hưởng của NaCl tới giống ngô
LVN-4 ở giai đoạn cây con
5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
Bổ sung tư liệu về tác động của muối NaCl tới cây ngô ở giai đoạn cây con.

2


NỘI DUNG
Chương 1
TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Giới thiệu về cây ngô
1.1.1. Nguồn gốc phân loại của cây ngô
Cây ngô (Zea mays L.) là cây nông nghiệp một lá mầm thuộc chi Zea, họ
hoà thảo (Poaceae), có bộ nhiễm sắc thể (2n = 20). Cây ngô có nguồn gốc từ
Trung mỹ (Mexico) và được trồng phổ biến nhiều nơi trên thế giới trong đó có
Việt Nam. Ở Việt Nam cây ngô được trồng ở nhiều nơi với diện tích lớn [9].
1.1.2. Đặc điểm sinh học của cây ngô
1.1.2.1. Đặc điểm cấu tạo tạo của cây ngô
Rễ ngô là hệ rễ chùm đặc trưng cho bộ rễ của các cây họ hòa thảo, độ

sâu và sự mở rộng của bộ rễ thấp, phụ thuộc vào độ phì nhiêu và độ ẩm của
đất. Ngô có ba loại rễ chính: rễ mầm, rễ đốt và rễ chân kiềng.
Thân cây ngô có các khớp nối (các mấu hay mắt) cách nhau khoảng 2030 cm. Ngô có hình thái phát triển khác biệt, các lá hình mũi mác rộng bản,
dài 50-100 cm và rộng 5-10 cm, thân cây thẳng, thông thường cao 2-3 m với
nhiều mấu, có các lá hình thành từ các mấu với các bẹ chẵn, bên dưới các lá là
các bắp ôm sát thân cây. Khi còn non mỗi ngày dài ra khoảng 3 cm. Từ các
đốt thân ở phía dưới có sinh ra một số rễ.
Bông cờ (hoa đực) nằm ở đỉnh cây, xếp theo chùm gồm một trục chính
và nhiều nhánh. Hoa đực mọc thành bông nhỏ gọi là bông chét. Mỗi râu ngô
đều có thể được thụ phấn để tạo ra các hạt ngô trên bắp.
Bắp ngô là các cụm hoa cái hình bông, phát sinh từ chồi nách các lá,
song chỉ 1-3 chồi khoảng giữa thân mới tạo thành bắp. Bắp có cuống gồm
nhiều đốt ngắn mỗi đốt trên cuống có một lá bi bao bọc. Râu ngô là các núm

3


nhụy thuôn dài trông giống như một búi tóc, ban đầu có màu xanh lục và sau
đó chuyển dần sang màu hung đỏ hay hung vàng. Trên râu có nhiều lông tơ và
chất tiết làm cho hạt phấn bám vào và dễ nảy mầm.
Hạt ngô thuộc loại quả dính gồm 5 phần chính: vỏ hạt, lớp aloron, phôi,
nội nhũ và chân hạt. Trong đó nội nhũ là phần chính của hạt chứa các tế bào
dự trữ chất dinh dưỡng [4].
1.1.2.2. Đặc điểm sinh trưởng của ngô
Thời gian sinh trưởng của cây ngô dài, ngắn khác nhau phụ thuộc vào
giống và điều kiện ngoại cảnh. Trung bình thời gian sinh trưởng từ khi gieo
đến khi được thu hoạch là 90-160 ngày.
Có nhiều ý kiến về thời gian sinh trưởng phát triển của cây ngô, song có
thể chia thành các thời kỳ sau: thời kỳ nảy mầm, thời kỳ 3-6 lá, thời kỳ 8-10
lá, thời kỳ xoáy nõn, thời kỳ nở hoa và thời kỳ chín.

Sự phát triển của cây ngô chia làm 2 giai đoạn: giai đoạn sinh trưởng
sinh dưỡng và giai đoạn sinh trưởng sinh thực.
Ngô là loại thực vật cần thời gian ban đêm dài và nhiệt độ thích hợp cho
sự phát triển là trên 100 C.
Ngôchịu lạnh kém nên trong khu vực ôn đới người ta trồng ngô vào
mùa xuân.
Ngô là cây có vai trò quan trọng trong sản xuất nông nghiệp. Hạt ngô có
giá trị dinh dưỡng cao, nhiều gluxit và protein, chứa khoảng 10,6% protein, 69%
gluxit chủ yếu là tinh bột, 4% - 5% lipit, chứa vitamin B1. Bên cạnh đó các sản
phẩm từ cây ngô còn là nguyên liệu cho thức ăn trong chăn nuôi [3], [4].
1.1.3. Tình hình sản xuất ngô trên thế giới và ở Việt Nam
1.1.3.1. Tình hình sản xuất ngô trên thế giới
Ngô (Zea may L.) cùng với lúa gạo (Oryza sativa L.) và lúa mì (Triticum
sp.) chiếm khoảng 87% sản lượng toàn lương thực toàn thế giới. Ngành sản

4


xuất ngô trên thế giới có xu thế tăng qua các năm từ niên vụ 2001-02 đến niên
vụ 2013-14. Diện tích từ 173,3 triệu ha trong niên vụ 2001-02 tăng lên 177,4
triệu ha trong niên vụ 2013-14, tăng 29% trong vòng 13 niên vụ. Năng xuất
cũng tăng 26% trong giai đoạn 2001-13. Sản lượng ngô thế giới tăng 63%,
bình quân 4,2%/ năm
Ngô được trồng khắp nơi trên thế giới, trong đó Hoa kỳ là nước dẫn đầu
về sản lượng ngô, đạt trên 353 triệu tấn trong niên vụ 2013-14, kế đến là Trung
Quốc đạt trên 217 triệu tấn. Thứ ba là Braxin với sản lượng là 80,5 triệu tấn. Ở
khu vực Đông Nam Á quốc gia dẫn đầu về sản lượng là Indonexia.
Bảng 1.1. Diện tích, năng suất, sản lượng ngô trên thế giới
năm 2004-2014
Sản lượng (triệu

Năm

Diện tích (triệu ha)

Năng suất (tấn/ha)

2004-2005

145

4,9

717

2005-2006

145

4,8

700

2006-2007

150

4,8

716

2007-2008

160

5

795

2008-2009

159

5

800

2009-2010

159

5,2

825

2010-2011

164

5,1

834

2011-2012

171

5,2

886

2012-2013

176

4,9

863

2013-2014

177

5,5

967

(Nguồn: htpp://
KPMG India Private Limited, India Maize Summit, 2014, USDA.)[20]

5

tấn)


Hình 1.1. Các nước dẫn đầu về sản lượng bắp vụ mùa 2013-2014[20].
Tuy nhiên, hiện nay việc phát triển ngô trên thế giới đang gặp nhiều khó
khăn do biến đổi khí hậu, trái đất nóng lên làm thay đổi các vùng đất trồng
trọt. Đất đai bị hạn hán, nhiễm chua phèn, nhiễm mặn, ảnh hưởng nghiêm
trọng đến sản xuất nông nghiệp nói chung và sản xuất ngô nói riêng. Thực tế,
hầu hết ngô được trồng trên các vùng đất khó khăn (không chủ động nước
tưới, chua phèn…). Do vậy các nhà khoa học trên thế giới đã tập trung nghiên
cứu chọn tạo các giống mới và các biện pháp kỹ thuật nhằm tăng cường sản
xuất ngô trên các vùng đất khó khăn.
1.1.3.2. Tình hình sản xuất ngô ở Việt Nam
Trong vòng 4 năm gần đây, Việt Nam đã nhập siêu lượng ngô tăng liên
tục từ 1,6 triệu tấn (năm 2011) lên đến 2,26 triệu tấn (năm 2013) và đến
15/11/2014 đã nhập 3,875 triệu tấn, kim ngạch xuất khẩu từ 326,3 triệu đô la
(năm 2011) và 1.002,1 triệu đô la (năm 2014) (AGROINFO, 2014; Tổng cục
Hải quan, 2014) để đáp ứng nhu cầu chế biến thức ăn chăn nuôi (6,4-7 triệu
tấn/năm, chiếm 90%) (MARD, 2014) vì lượng cung ngô từ sản xuất nội địa
không đáp ứng đủ (4,8-5,2 triệu tấn/năm). Tuy vậy, theo Tổng cục thống kê
hiện nay, diện tích, năng suất, sản lượng ngô của Việt Nam đã có sự tăng
trưởng tích cực (bảng 1.2).

6


Bảng 1.2. Bảng diễn biến diện tích, năng suất, sản lượng ngô
của Việt Nam năm 2005-2014

Năng suất (tạ/ha) Sản lượng (1000 tấn)

Chỉ tiêu

Diện tích (1000 ha)

2005

1052,6

36,0

3787,1

2006

1033,1

37,3

3854,6

2007

1096,1

39,3

4303,2

2008

1140,2

40,1

4573,1

2009

1089,2

40,1

4371,7

2010

1125,7

41,1

4625,7

2011

1121,3

43,1

4835,6

2012

1156,6

43,0

4973,6

2013

1172,5

44,3

5193,5

2014

1200,0

47,0

5650,0
(Nguồn: htpp:// faostat.fao.org)[19].

1.2. Đất mặn và tác hại của đất mặn
Đất mặn là đất chứa một lượng muối hòa tan trong nước ở vùng rễ cây
làm thiệt hại đến sinh trưởng cây trồng. Mức độ gây hại tùy thuộc vào từng

loại cây trồng, giống cây, thời gian sinh trưởng của cây, các yếu tố môi trường
đi kèm [1].
Đất mặn là một trong những yếu tố chính cản trở sự phát triển của thực
vật, dựa theo nguồn gốc phát sinh đất mặn bao gồm: đất mặn ven biển hoặc
đất vùng cửa sông do nước biển xâm nhập vào mùa khô và mặn bên trong đất
do hiện tượng mao dẫn từ tầng dưới lên phổ biến ở các vùng xa mạc và cận xa
mạc [4].
Hiện nay, đã có khoảng gần 10% bề mặt hành tinh đã phủ đất mặn. Phần
lớn nhiễm mặn xảy ra ở vùng khô hạn, đặc biệt là ở 75 nước, trong đó nhiều
nhất là: Úc, Trung Quốc, Ấn Độ, Irắc, Mexico, Pakistan, Mỹ, Thổ Nhĩ Kỳ.

7


Trên quy mô toàn cầu nhiễm mặn có thể phá hủy 3 ha đất mỗi phút, đồng
thời dự đoán rằng 30% canh tác có thể bị mất trong vòng 25 năm tới và lên
đến 50% vào năm 2050. Chi phí toàn cầu cho thủy lợi liên quan đến nhiễm
mặn chắc chắn phải là một con số khổng lồ [5].
Các loài thực vật nói chung và ngô nói riêng đều chịu tác động của mặn.
Theo tác giả Frova, Grattan và Grieve [14], ảnh hưởng trực tiếp của muối lên
quá trình sinh trưởng được chia làm 3 nhóm:
Làm giảm thế năng thẩm thấu của dung dịch đất từ đó làm giảm nước tự
do trong đất.
Phá hủy cấu trúc vật lí của đất đó, ảnh hưởng đến tính thấm của của
nước và sự thông khí của đất bị giảm.
Tăng nồng độ của các ion có thể sẽ kéo theo ức chế trao đổi chất ở thực
vật (đặc biệt là các ion gây độc và sự thiếu hụt chất khoáng).
Theo tác giả Nguyễn Văn Mã (2015) [5], trong các loại muối thì NaCl là
loại gây mặn điển hình nhất. Mặn là nguyên nhân gây ảnh hưởng xấu đến
nhiều mặt của cây trồng.

Mặn gây độc cho cây, do sự cạnh tranh của Na+ (ảnh hưởng mặn của
muối NaCl) với K+ vị trí liên kết làm ảnh hưởng đến hoạt động của nhiều
Enzym và nhiều quá trình trao đổi trong xitosol, quá trình tổng hợp protein. Và
nồng độ muối trong đất cao còn làm cây rơi vào tình thế khó xử chúng phải tự
tổng hợp các chất tương thích để cân bằng suất thẩm thấu nhưng điều này tốn
mất khá nhiều năng lượng. 1 mol chất tan tương thích cần 30-80 mol ATP.
Muối làm mất cân bằng ion trong tế bào, hiện nay nguyên nhân này được
cho là nguyên nhân chủ yếu gây chết tế bào khi bị nhiễm mặn. Ngoài muối
còn gây ra stress thẩm thấu, gây mất cân bằng ion trong tế bào, gây stress oxy
hóa, ảnh hưởng đến sự trao đổi nước, quá trình hô hấp, quang hợp và sinh
trưởng của thực vật.

8


Theo tác giả Dubey (1997) [11] mặn là nguyên nhân gây ra ảnh hưởng
của ion và áp suất thẩm thấu lên cơ thể thực vật và gần như các phản ứng của
thực vật đều liên quan đến quá trình này. Phản ứng chung nhất của thực vật
đối với muối là làm giảm sinh trưởng. Các tác động áp suất thẩm thấu của
muối lên thực vật thể hiện là giảm thế năng nước của đất và làm tăng nồng độ
các chất tan xung quanh vùng rễ. Khi thế năng nước của đất quá thấp, thực vật
sẽ không có khả năng lấy nước từ đất. Vì vậy một số loài khi bị stress muối
cũng giống stress hạn. Tuy nhiên ở nồng độ trung hoặc thấp, thực vật điều
chỉnh áp suất thẩm thấu bằng cách tích lũy các chất tan nội bào để lấy nước
vào tế bào [13].
Khi nồng độ muối cao một số triệu chứng mà thực vật gặp phải như hoại
tử, đầu lá bị cháy do ion Na+ và Cl- [17]. Khi nồng độ ion cao có thể phá vỡ
tính toàn vẹn và chức năng của màng sinh chất, ảnh hưởng đến sự cân bằng
và nồng độ chất tan nội bào và sự hấp thu dinh dưỡng, gây ra hiện tượng thiếu
hụt chất dinh dưỡng tương tự như xảy ra khi cây thiếu dinh dưỡng [14].

Một số nghiên cứu cho thấy dưới stress muối thì sinh trưởng của cây
trồng bị chậm lại như ở cà chua [16], bông [15] và củ cải đường [13]. Tuy
nhiên có sự khác nhau giữa khả năng chịu muối của các loài cũng như các
thông số sinh trưởng.
1.3. Proline và vai trò của proline đối với thực vật
1.3.1. Cấu trúc phân tử proline
Proline là một α – amino acid. Proline có nhiều đặc tính của nhóm chất
béo. Proline có công thức phân tử C5H9NO2, có mạch bên là hidrocacbua khác
với các axit amin khác ở chỗ nhóm amin bậc 1 ở Cα liên kết với cacbon của
mạch bên tạo thành vòng pirolidin [18].
Codon của nó là CCU, CCC, CCA, và CCG. Nó không phải là một axit
amin thiết yếu, có nghĩa là cơ thể có thể tự tổng hợp được nó. Trong số 20
axit amin hình thành protein thì proline là protein duy nhất có hai nhóm alkyl,
do đó nó là một amin bậc hai [18].

9


Hình 1.2. Cấu trúc phân tử proline [18]
1.3.2. Vai trò đa năng của proline
Proline là một loại axit amin. Proline tự do và proline trong phân tử
protein là các thành phần bắt buộc của tế bào thực vật. Khi cây gặp hạn, mặn,
nhiệt độ thấp và các tác nhân khác gây giảm thế nước của dịch bào thì hàm
lượng proline tự do tăng lên nhiều lần, có thể tới hàng chục hàng trăm lần. Đã
có nhiều công trình nghiên cứu về tổng hợp proline trong điều kiện sống thay
đổi, trong điều kiện stress muối, stress thẩm thấu, stress nhiệt độ, nghiên cứu
thực vật chuyển gen tích lũy nhiều proline và có khả năng chịu đựng tốt điều
kiện hạn, mặn đã cho thấy vai trò của của chúng giúp cơ thể vượt qua stress [5].
Proline tự do có hiệu lực sinh học đa năng trong điều kiện stress môi
trường. Chúng không những có chức năng điều chỉnh áp suất thẩm thấu và

bảo vệ mà còn chống oxi hóa, tạo năng lượng và các chức năng khác đảm bảo
sự ổn định của tế bào và chuyển nó sang trạng thái thích nghi mới. Vai trò
đảm bảo thế thẩm thấu, điều tiết thẩm thấu của proline có ý nghĩa rất lớn
trong điều kiện hạn hán của môi trường. Khi gặp hạn các tế bào thực vật cần
tăng nồng độ chất thẩm thấu để giữ nước và tăng khả năng hút nước. Điều này
thường đạt được do sự tích tụ ion vô cơ, nhưng có giới hạn,vì có thể gây độc
cho trao đổi chất của tế bào hoặc sự hình thành mới các chất thẩm thấu hữu cơ
phân tử thấp tuy có tiêu tốn nhiều năng lượng nhưng có thể tích lũy nhiều mà
không gây tác động xấu tới tế bào. Sự tích tụ proline cùng với một số chất bảo
vệ khác cũng có thể làm giảm thế nước của tế bào.

10


Ngoài vai trò điều chỉnh thẩm thấu, proline còn tác động chống stress,
thể hiện ở khả năng trực tiếp hay gián tiếp tác động tới các chất phân tử lớn,
tạo điều kiện giữ gìn cấu trúc nguyên bản trong điều kiện stress. Proline có cả
phần ưa nước cả phần kị nước trong cấu trúc nên proline rất dễ tan trong
nước. Do vậy, proline không tác động vào protein như là một chất hóa học và
không tham gia vào tương tác kị nước nội phân tử, điều mà làm phá vỡ cấu
trúc của chúng, mà chỉ liên kết với nhóm kị nước bề mặt. Giả thiết rằng tính
chất như vậy của hợp thể proline giữ nguyên được kể cả khi giảm thế nước ở
dịch bào và khi tăng nồng độ muối.
Khả năng chống oxi hóa đã tạo ra hiệu quả bảo vệ gián tiếp của prolin
trong điều kiện stress môi trường. Tác động chống oxi hóa của prolin thể hiện
ở khả năng của chúng bảo vệ protein và màng khỏi tổn thương do chúng làm
bất hoạt các nhóm hydroxyl và các chất phản ứng mạnh khác sinh ra khi cây
gặp các stress gây kìm hãm vận chuyển điện tử trong lục lạp và ty thể. Prolin
có vai trò trong việc dập tắt oxy singlet cùng với carotenoit ở lục lạp [5].
1.4.Tình hình nghiên cứu ảnh hưởng của NaCl đến cây trồng trong và

ngoài nước
1.4.1. Tình hình nghiên cứu ngoài nước
Tác giả Farsiani A và cộng sự [12] trong nghiên cứu của mình ông đã chỉ
ra rằng có sự suy giảm về tỉ lệ nảy mầm, chiều dài của rễ và thân mầm, khối
lượng tươi, khối lượng khô của rễ và thân mầm khi cây ngô thực nghiệm trên
môi trường NaCl.
Theo Basalah MO (2010), áp xuất thẩm thấu tạo ra bởi NaCl có ảnh
hưởng tới tỷ lệ nảy mầm, chiều dài và trọng lượng của rễ mầm, thân mầm. Ít
ảnh hưởng tới trọng lượng khô của rễ mầm và thân mầm.
1.4.2. Tình hình nghiên cứu trong nước
Nguyễn Thị Hồng Thắm, Ong Xuân Phong, Nguyễn Văn Mã (2012), đã
nghiên cứu phản ứng của hạt ngô nảy mầm dưới ảnh hưởng của áp suất thẩm

11


thấu môi trường. Kết quả cho thấy áp suất thẩm thấu môi trường làm giảm sút
rõ rệt tỷ lệ nảy mầm và khả năng sinh trưởng của mầm ngô [7].
Đào Quang Thắng (2012), nghiên cứu khả năng chịu mặn ở giai đoạn
nảy mầm và cây con của ngô (Zea mays L). Nghiên cứu này đã đánh giá khả
năng chịu mặn ở giai đoạn nảy mầm bằng phương pháp gây mặn nhân tạo
thông qua đánh giá tỉ lệ nảy mầm, sinh trưởng của rễ mầm, thân mầm, khối
lượng tươi, khối lượng khô, hàm lượng đường khử, enzim α – amylase, hàm
lượng proline của 2 giống ngô V98-1 và CP333 [8].
Ở Việt Nam tác giả Bùi Chí Bửu và Nguyễn Thị Lang đã nghiên cứu khả
năng chịu mặn của một số giống lúa tại Đồng bằng sông Cửu Long. Tiến hành
tạo môi trường mặn bằng cách hoà tan NaCl trong nước cất và xử lý mặn
trong 3 tuần. Kết quả theo dõi các chỉ tiêu: khối lượng khô của rễ mầm, thân
mầm đều bị ảnh hưởng của mặn [1].
Kim Thị Duyên, Nguyễn Văn Mã (2011), nghiên cứu phản ứng đậu

tương DT2008 nảy mầm trong điều kiện dung dịch NaCl có áp suất thẩm thấu
khác nhau, đã đưa ra kết luận sự gia tăng hàm lượng prolin trong mầm tỷ lệ
thuận với sự gia tăng của áp suất thẩm thấu.

12


Chương 2
ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. Đối tượng nghiên cứu
Giống LVN4 là giống ngô lai do Viện nghiên cứu Ngô tạo ra, đang được
ưu chuộng do có khả thích ứng rộng, thời gian sinh trưởng ngắn, ít nhiễm sâu
bệnh, lá xanh bền, độ đồng đều cao, bắp kín hạt, lá bi bao kín, màu hạt đẹp, tỷ
lệ hạt cao và cho năng suất cao nhất trong các giống có cùng thời gian sinh
trưởng. Giống được Bộ Nông nghiệp và phát triển nông thôn công nhận giống
quốc gia với đánh giá xuất sắc, đã được nhiều giải thưởng trong thời gian qua.
2.2. Phương pháp nghiên cứu
2.2.1. Địa điểm nghiên cứu
Thí nghiệm được tiến hành tạiPhòng Sinh lý Thực Vật, nhà lưới khoa
Sinh - KTNN,Trung tâm hỗ trợ Nghiên cứu Khoa học và Chuyển giao công
nghệ Trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2.
2.2.2. Vật liệu và dụng cụ thí nghiệm
- Dung dịch Knop có bổ sung NaCl
- Các hoá chất: Ca(NO3)2, KNO3, K2SO4, KH2PO4, MgSO4, FeCl3.6H2O,
NaCl…
- Vật tư cần thiết cho thí nghiệm:
Cân phân tích điện tử (Thuỵ Sĩ), khay nhựa, ống đong, máy khấy từ, máy
đo pH, máy sấy Cabrorite (Anh) …
2.2.3. Môi trường nghiên cứu
Đánh giá khả năng chịu mặn của giống ngô LVN-4 ở trong chậu chứa

dung dịch dinh dưỡng Knop có bổ sung NaCl và trong Phòng thí nghiệm.
Điều kiện ánh sáng, nhiệt độ, độ ẩm ở trạng thái bình thường.

13


2.2.4. Phương pháp bố trí thí nghiệm
* Công thức thí nghiệm cần thực hiện.
Theo như kết quả nghiên cứu của Đào Quang Thắng (2012), đánh giá
về khả năng chịu mặn của 2 giống ngô V98-1và CP333 từ giai đoạn nảy
mầm và đến khi cây được 3 lá trong môi trường dung dịch gây mặn nhân tạo
với các nồng độ 0,3%; 0,5%; 0,7%; 0,9% NaCl cho thấy, ở nồng độ muối
0,9% NaCl thì khả năng nảy mầm của 2 giống ngô trên rất thấp (sau 5 ngày
tỷ lệ nảy mầm giống V98-1 là 11,15%, giống CP333 là 3,15% trong khi ở
công thức đối chứng là 65%). Vậy nên, tôi đánh giá khả năng chịu mặn của
giống ngô LVN-4 ở trong chậu chứa dung dịch dinh dưỡng Knop có bổ sung
để đạt được 0,1%; 0,3%; 0,5%; 0,7%; 0,9%; 1,1% NaCl.
Công thức thí nghiệm:
- Công thức 1 (CT1): dung dịch Knop, 0% NaCl (CT đối chứng)
- CT2: dung dịch Knop; 0,1% NaCl
- CT3: dung dịch Knop; 0,3% NaCl
- CT4: dung dịch Knop; 0,5% NaCl
- CT5: dung dịch Knop; 0,7% NaCl
- CT6: dung dịch Knop; 0,9% NaCl
- CT7: dung dịch Knop; 1,1% NaCl
Mỗi công thức được nhắc lại là 3 lần.
Cách dung dịch dinh dưỡng Knop có bổ sung để đạt được 0,1%; 0,3%;
0,5%; 0,7%; 0,9%; 1,1% NaCl như sau:
Cứ trong 1 lít dung dịch Knop có bổ sung 1g, 3g, 5g, 7g, 9g, 11g tương
ứng với từng công thức để đạt được dung dịch dinh dưỡng với các nồng độ

0,1%; 0,3%; 0,5%; 0,7%; 0,9%; 1,1% NaCl.

14


2.2.5 Phương pháp xác định các chỉ tiêu nghiên cứu
2.2.5.1. Phương pháp xác định hàm lượng Proline của ngô
* Nghiên cứu ngô ở giai đoạn 1 lá
Gieo hạt ngô vào đất khi ngô xuất hiện 1 lá thì cho ngô vào trong môi
trường dinh dưỡng Knop có bổ sung để đạt được 0,1%; 0,3%; 0,5%; 0,7%;
0,9%; 1,1% NaCl. Sau 1 ngày thì đo hàm lượng proline trong lá ngô.
* Nghiên cứu ngô ở giai đoạn 3 Lá
Gieo hạt ngô vào đất khi ngô xuất hiện 3 lá thì cho ngô vào trong môi
trường dinh dưỡng Knop có bổ sung để đạt được 0,1%; 0,3%; 0,5%; 0,7%;
0,9%; 1,1% NaCl. Sau 1 ngày thì đo hàm lượng proline trong lá ngô.
* Nghiên cứu ngô ở giai đoạn 5 lá
Gieo hạt ngô vào đất khi ngô xuất hiện 5 lá thì cho ngô vào trong môi
trường dinh dưỡng Knop có bổ sung để đạt được 0,1%; 0,3%; 0,5%; 0,7%;
0,9%; 1,1% NaCl. Sau 1 ngày thì đo hàm lượng proline trong lá ngô.
* Cách xác định hàm lượng proline
Xác định hàm lượng prolin trong mô thực vật (theo Bates và cộng sự ,
1973, theo mô tả của tác giả Nguyễn Văn Mã và cộng sự, 2013) [6].
Cách tiến hành: các phương pháp định lượng prorin tự do trong các mô lá,
bao gồm 4 bước chính:
Bước 1: cân 0,5g/ mẫu nghiền kĩ, thêm 10 ml dung dịch axit sulfosalicylic
3%, ly tâm 7000 vòng/ phút trong thời gian 20 phút, lọc lấy dịch lọc.
Bước 2: lấy 2 ml dịch chiết cho vào bình , thêm 2ml axit axetic và 2 ml
dung dịch ninhydrin, ủ trong nước nóng 100o C trong thời gian 1 giờ sau đó ủ
nước đá 5 phút.
Bước 3: bổ sung vào bình phản ứng 4 ml toluen, lắc đều. Lấy phần

dịch màu hồng ở trên đem đo OD520nm bằng máy đo quang phổ.
Bước 4: hàm lượng prolin được xác định vào đường chuẩn proline và
tính theo công thức sau:

15


Proline (  g/g) =
Trong đó:

X .V (ml).df
w( g )

X: giá trị OD520 của mẫu;
V: thể tích dịch chiết (= số ml toluen);
df: hệ số pha loãng (trong trường hợp này là 5);
w(g): khối lượng mẫu.

Đường chuẩn proline được sử dụng theo tài liệu “phương pháp nghiên
cứu sinh lý học thực vật” [6].
2.2.5.2. Phương pháp xác định sinh trưởng của ngô
Gieo hạt ngô vào đất sau 5 ngày tuổi thì nuôi trong môi trường dinh
dưỡngKnop có bổ sung để đạt được 0,1%; 0,3%; 0,5%; 0,7%; 0,9%; 1,1%
NaCl. Dung dịch dinh dưỡng được thay 4 ngày/lần. Đo sinh trưởng chiều cao
của cây ngô (cách 2 ngày/lần). đo số lá (cách 2 ngày/lần). Xác định tốc độ ra lá.
- Xác định chiều cao
Bằng cách dùng thước kẻ đo cây, đo từ phần gốc cây đến đỉnh lá cao
nhất của cây, cách 2 ngày xác định chiều cao của cây một lần.
- Xác định số lá
Bằng cách đếm tổng số lá trên cây trong từng các công thức thí nghiệm,

cứ cách 2 ngày xác định số lá trong mỗi công thức một lần.
- Xác định tốc độ ra lá
Bằng cách xác định thời gian để cây ra 1 lá, 2 lá, 3 lá, 4 lá, 5 lá trong
từng công thức thí nghiệm
- Xác định diện tích lá ngô
Bằng cách so sánh các diện tích lá với diện tích 1 dm2 vẽ trên giấy theo
phương pháp khối lượng [11].
Công thức tính diện tích lá:
S1 =

S 2m1
m2

16


Trong đó: S1: diện tích của lá
S2: diện tích của giấy
m1: khối lượng của lá bằng giấy
m2: khối lượng của 10 cm2
2.2.6. Phương pháp xử lý số liệu
Số liệu thu được được xử lý thống kê theo các tham số thống kê bằng
chương trình Excel 2007, sai khác giữa các giá trị trung bình được kiểm định
bằng giới hạn sai khác nhỏ nhất (Least signi ficant Difference – LSD) tại α =
0.05, giá trị thể hiện là giá trị trung bình ( X ) của các lần nhắc lại ± độ lệch
chuẩn (  )
n

 Xi
X=

i 1

n

=

 ( Xi  X )2
(n  1)

Các giá trị trung bình khác nhau có ý nghĩa thống kê với α= 0.05 thì theo
sau là các ký tự khác nhau, các giá trị trung bình khác nhau không có ý nghĩa
thống kê với α= 0.05 [7].

17


Chương 3
KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
3.1. Ảnh hưởng của muối NaCl đến sinh trưởng cây ngô ở giai đoạn cây con
Sau khi hạt ngô gieo ngoài cát 5 ngày, cây ngô được đưa vào trong môi
trường dinh dưỡng Knop với các nồng độ muối NaCl khác nhau: 0,1%; 0,3%;
0,5%; 0,7%; 0,9%; 1,1%. Và ta theo dõi ảnh hưởng của các nồng độ muối
NaCl đến sinh trưởng của cây ngô trong 14 ngày, cứ sau 2 ngày ta thu số liệu
một lần.

Hình 3.1. Cây ngô giống LVN-4 sau 5 ngày tuổi
3.1.1.Ảnh hưởng của muối NaCl đến chiều cao cây ngô ở giai đoạn cây con
Kết quả sau 14 ngày theo dõi ảnh hưởng của nồng độ muối NaCl đến
sinh trưởng chiều cao của giống ngô LVN-4, được thể hiện ở bảng 3.1, hình

3.2, hình 3.3.
- Xét ảnh hưởng của muối NaCl theo nồng độ thấy rằng:
Nồng độ muối càng cao thì khả năng sinh trưởng chiều cao của giống
ngô LVN-4 càng giảm.

18