Nghiên cứu hoạt động của gen điều khiển quá trình ra hoa ở cây hoa cúc chiếu sang phá đêm bằng đèn led

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

Nguyễn Thị Thu Hiền

Nghiên cứu hoạt động của gen điều khiển quá trình ra hoa ở cây hoa
cúc chiếu sang phá đêm bằng đèn led

Chuyên ngành: sinh học thực nghiệm

Hướng dẫn khoa học: PGS. TS. Chu Quang Hà

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
i


MỤC LỤC
DANH MỤC BẢNG .............................................................................................. iv
DANH MỤC HÌNH ................................................................................................ v
LỜI CẢM ƠN ....................................................................................................... vii
LỜI CAM ĐOAN .................................................................................................. vii
DANH MỤC KÍ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT ......................................................... ix
MỞ ĐẦU ................................................................................................................ 1
TỔNG QUAN TÀI LIỆU ........................................................................................ 3
1.1. MỘT SỐ ĐẶC ĐIỂM SINH HỌC CỦA CÂY HOA CÚC ........................... 3
1.1.1. Giới thiệu về cây hoa cúc........................................................................ 3
1.1.2. Nhu cầu ánh sáng cho quá trình sinh trƣởng, phát triển của cây hoa cúc . 5
1.2. TỔNG QUAN VỀ SỰ RA HOA Ở THỰC VẬT .......................................... 9
1.2.1. Con đƣờng ra hoa tự khiển.................................................................... 10
1.2.2. Con đƣờng phụ thuộc gibberellin đòi hỏi mức hoocmon gia tăng ......... 11
1.2.3. Con đƣờng ra hoa phụ thuộc nhiệt độ ( sự xuân hóa) ............................ 11
1.2.4. Quang chu kì ........................................................................................ 13

1.3. TỔNG QUAN VỀ ĐÈN LED ..................................................................... 21
1.3.1. Giới thiệu về đèn LED .......................................................................... 21
1.3.2. Ảnh hƣởng của ánh sáng LED đến sự phát triển của thực vật................ 22
1.3.3. Ƣu, nhƣợc điểm của đèn LED .............................................................. 23
1.4. CÁC NGHIÊN CỨU CÓ LIÊN QUAN ĐẾN ẢNH HƢỞNG CỦA ĐỘ DÀI
THỜI GIAN CHIẾU SÁNG ĐẾN QUANG CHU KỲ CỦA THỰC VẬT ......... 24
Chƣơng 2. VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ............................... 28
Chƣơng 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .............................................................. 38
3.1. KẾT QUẢ ĐÁNH GIÁ SỰ SINH TRƢỞNG VÀ PHÁT TRIỂN CỦA CÂY
HOA CÚC DƢỚI ĐIỀU KIỆN CHIẾU SÁNG BẰNG ĐÈN LED .................... 38
3.1.1. Đánh giá sinh trƣởng và phát triển của cây Hoa cúc 40 ngày tuổi ......... 39
3.1.2. Đánh giá sinh trƣởng và phát triển cây Hoa cúc 50 ngày tuổi ................ 40
3.1.3. Đánh giá sinh trƣởng và phát triển của cây Hoa cúc 70 ngày tuổi ......... 42
3.1.4. Đánh giá sinh trƣởng và phát triển của cây Hoa cúc 110 ngày tuổi ....... 45
3.1.5. Hiệu quả tiết kiệm điện năng của đèn LED ........................................... 49
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
ii


3.2. KẾT QUẢ PHÂN LẬP GEN CO ĐIỀU KHIỂN QUÁ TRÌNH RA HOA Ở
CÂY HOA CÚC ................................................................................................ 51
3.2.1. Tách chiết RNA tổng số........................................................................ 51
3.2.2. Kết quả phân lập gen CO ...................................................................... 54
3.2.3. Kết quả đánh giá sự biểu hiện của gen CO và FT cảm ứng ra hoa ở cây
Hoa cúc .......................................................................................................... 61
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ............................................................................... 67
TÀI LIỆU THAM KHẢO ..................................................................................... 68

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
iii

DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.2: Các gen điều khiển quá trình ra hoa ở cây Arabidopsis ........................... 17
Bảng 2.1: Trình tự nucleotide các cặp mồi sử dụng .................................................. 28
Bảng 2.2: Sơ đồ bố trí đèn trong các ô thí nghiệm .................................................... 29
Bảng 2.3: Kí hiệu mẫu thí nghiệm ............................................................................ 31
Bảng 2.4: Thành phần phản ứng PCR ...................................................................... 33
Bảng 2.5: Chu kỳ nhiệt cho phản ứng PCR .............................................................. 33
Bảng 2.6: Thành phần phản ứng gắn gen vào vector pBT......................................... 35
Bảng 3.1: Sinh trƣởng và phát triển cây hoa cúc sau 50 ngày tuổi ............................ 40
Bảng 3.2: Sinh trƣởng và phát triển của hoa cúc 70 ngày tuổi .................................. 43
Bảng 3.3: Sinh trƣởng và phát triển của hoa cúc sau 110 ngày tuổi .......................... 45
Bảng 3.4: Hiệu quả tiết kiệm năng lƣợng ................................................................. 50
Bảng 3.5: Kết quả định lƣợng RNA tổng số bằng Nano Drop .................................. 53
Bảng 3.6: Mã số trong Ngân hàng dữ liệu gen và vùng phân lập của các thể phân lập
thuộc chi cúc Chrysanthemum sử dụng trong phân tích, so sánh trình tự gen CO ..... 58

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
iv


DANH MỤC HÌNH
Hình 1.2: Cây hoa cúc vàng pha lê ............................................................................. 5
Hình 1.3. Sự ra hoa ở cây ngày ngắn và cây ngày dài ............................................... 13
Hình 1.4: Con đƣờng quang chu kỳ điều khiển sự ra hoa ở cây Arabidopsis ............ 19
Hình 1.5: Ảnh hƣởng của ánh sáng đỏ và đỏ xa đến sự ra hoa của cây ngày ngắn và
cây ngày dài ............................................................................................................. 20
Hình 1.6: Hình ảnh đèn Led và đèn Led sử dụng trong nuôi cấy mô ........................ 22
Hình 3.1: Cây hoa cúc 40 ngày tuổi.......................................................................... 39

Hình 3.2: Hình ảnh cây hoa cúc 50 ngày tuổi .......................................................... 41
Hình 3.3: Ảnh hƣởng của đèn Led đến thời gian ra hoa của cây hoa cúc 50 ngày tuổi
................................................................................................................................. 42
Hình 3.4: Ảnh hƣởng của đèn Led đến thời gian ra nụ của cây 70 ngày tuổi ........... 44
Hình 3.5: Hình ảnh Hoa cúc sinh trƣởng ở 70 ngày tuổi ........................................... 44
Hình 3.6: Hình ảnh hoa cúc ở 110 ngày tuổi............................................................. 47
Hình 3.7: Ảnh hƣởng của đèn Led đến đƣờng kính hoa ............................................ 48
Hình 3.8:Tổng năng lƣợng sử dụng trong một vụ ..................................................... 51
Hình 3.9: Kết quả điện di tách chiết RNA tổng số trên gel agarose 1% .................... 52
Hình 3.10: Kết quả điện di kiểm tra sản phẩm PCR với cặp mồi MTP ..................... 55
Hình 3.11: Hình ảnh điện di kiểm tra sản phẩm PCR dùng cặp mồi đặc hiệu (CS_CO
F/R) sử dụng khuôn là cDNA tổng hợp từ RNA tổng số của các mẫu hoa cúc.......... 55
Hình 3.12: Kết quả điện di sản phẩm colony PCR với cặp mồi pUC18F/R............... 57
Hình 3.13 : Hình ảnh so sánh trình tự nucleotide gen CO của thể phân lập COLclone36 với bốn thể phân lập khác thuộc chi Chrysanthemum trên Ngân hàng dữ liệu
gen. .......................................................................................................................... 59
Hình 3.14: Hình ảnh so sánh trình tự axit amin gen CO của thể phân lập COL-clone36
với bốn thể phân lập khác thuộc chi Chrysanthemum trên Ngân hàng dữ liệu gen. ... 60
Hình 3.15: Cây phát sinh chủng loại dựa vào trình tự nucleotide của gen CO chi
Chrysanthemum. Thể phân lập COL-clone36 nghiên cứu đƣợc so sánh với bốn thể
phân lập khác đƣợc công bố trên Ngân hàng dữ liệu gen. ......................................... 60

v
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN


Hình 3.16: Kết quả phân tích mức độ biểu hiện ở cấp độ phiên mã của gen CO ở lá
của cây hoa cúc ở 42, 49, 56 và 63 ngày tuổi............................................................ 62
Hình 3.17: Biểu hiện của gen FT ở các giai đoạn phát triển khác nhau ở mẫu lá bánh
tẻ , lá non và đỉnh chồi của cây hoa cúc .................................................................... 64
Hình 3.18: Kết quả phân tích mức độ biểu hiện ở cấp độ phiên mã của gen CO ở lá

của cây hoa cúc ở 42, 49, 56 và 63 ngày tuổi............................................................ 65

vi
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan:
Đây là công trình nghiên cứu của tôi, các số liệu và kết quả trình bày
trong luận án là trung thực, chƣa đƣợc công bố trong bất kể công trình nghiên
cứu nào khác.

Hà Nội, ngày

tháng

năm 2016

Tác giả

Nguyễn Thị Thu Hiền

vii
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN


LỜI CẢM ƠN
Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy PGS.TS. Chu Hoàng Hà, đã
tận tình hƣớng dẫn và tạo mọi điều kiện thuận lợi, giúp đỡ tôi trong suốt quá
trình học tập, làm việc và hoàn thành luận văn.

Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến TS. Phạm Bích Ngọc đã dành thời
gian chỉ bảo tận tình cho tôi trong suốt quá trình làm việc. Đã có những lúc
khó khăn nhƣng Cô luôn bên cạnh động viên và hƣớng dẫn giúp tôi có thể hoàn
thành đƣợc luận văn này.
Tôi xin chân thành cảm ơnThs Phạm Thị Vân, Ths Hoàng Đăng Hiếu,
CN. Nguyễn Văn Đoài cùng tập thể cán bộ phòng Công nghệ tế bào thực vật,
những ngƣời anh, ngƣời chị,những ngƣời đồng nghiệp đã luôn chia sẻ, giúp đỡ
tôi trong suốt quá trình làm việc.
Cuối cùng, tôi xin chân thành cảm ơn gia đình, bạn bè, những ngƣời thân
luôn bên tôi, ủng hộ và giúp đỡ tôi để tôi có thể hoàn thành tốt công việc cũng
nhƣ luận văn này.
Hà Nội, tháng 1 năm 2016
Học viên

Nguyễn Thị Thu Hiền

viii
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN


DANH MỤC KÍ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT
Led

:Light-emitting diode

cDNA

: Complementary DNA

DNA

: Deoxirybonucleotide acid

E.coli

: Escherichia coli

Bp

: base pair

PCR

: Polymerase Chain Reaction

RNA

: Ribonucleotide acid

CO

: CONSTANS

FT

: FLOWERING LOCUS T

C/N

: Carbonhydrat/ nitrogen

GA

: Gibberellin

TSF

: TWIN SISTEROF FT

CFL

: Compact fluorescent lamp

RT-PCR

: Reverse transcriptpolymerase chain reaction

FREL

: Far red light

ix
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN


MỞ ĐẦU
Trong những năm gần đây nền kinh tế thị trƣờng phát triển, một hƣớng
chuyển đổi cơ cấu cây trồng nông nghiệp sang phát triển hoa cây cảnh đang
đƣợc xã hội quan tâm vì nó không chỉ mang lại giá trị về tinh thần mà còn
mang lại lợi ích kinh tế cao cho ngƣời sản xuất.

Trong các loài hoa, cây hoa cúc đƣợc trồng phổ biến, phát triển nhanh vì
nó là loại hoa đẹp, đƣợc dùng nhiều trong các dịp lễ tết. Cây hoa cúc vừa có giá
trị trang trí lại có thể sử dụng làm dƣợc liệu chính vì vậy nó đƣợc trồng rộng rãi
ở nhiều địa phƣơng bởi khả năng thích nghi cao, dễ sản xuất và dễ dàng trong
việc vận chuyển.
Nhiều giống hoa cúc có phản ứng rất chặt với ánh sáng ngày ngắn ( cúc
vàng pha lê, chi trắng…) chính vì vậy ngay khi mới trồng mà gặp điều kiện ánh
sáng ngày ngắn cây đã ra hoa, không đủ thời gian để cây sinh trƣởng điều này
làm giảm đáng kể chất lƣợng của cành hoa. Để khắc phục hiện tƣợng này,
ngƣời ta thƣờng sử dụng đèn compact, hay đèn sợi đốt để chiếu sáng bổ sung
cho cây hoa cúc nhằm tăng thời gian sinh trƣởng đến khi cây đạt chiều cao cần
thiết mới ra hoa. Tuy nhiên, khi sử dụng đèn compact hay đèn sợi đốt lƣợng
điện năng tiêu thụ lớn, tuổi thọ không cao, mất nhiều chi phí. Chính vì vậy
trong những năm gần đây đèn Led đƣợc đƣa vào nghiên cứu và sử dụng nhằm
loại bỏ những hạn chế trên của đèn compact và đèn sợi đốt. Nhƣng câu hỏi đặt
ra đó là chất lƣợng ánh sáng của đèn Led ảnh hƣởng nhƣ thế nào đến quá trình
ra hoa của cây, không chỉ ở mức độ hình thái, sinh trƣởng mà ở cả mức độ phân
tử. Xuất phát từ những băn khoăn này, chúng tôi tiến hành thực hiện đề tài:
“Nghiên cứu hoạt động của gen điều khiển quá trình ra hoa ở cây hoa cúc
chiếu sáng phá đêm bằng đèn Led” với mục tiêu, nội dung và phạm vi nghiên
cứu nhƣ sau:

1


Mục tiêu nghiên cứu:
(1). Lựa chọn đƣợc chế độ chiếu sáng thích hợp đối với sự sinh trƣởng
và phát triển của cây hoa cúc.
(2). Phân lập đƣợc một gen liên quan đến sự điều khiển quá trình ra hoa
ở cây hoa cúc.

(3). Đánh giá sự biểu hiện của gen điều khiển quá trình ra hoa ở cây hoa cúc.
Nội dung nghiên cứu:
(1). Khảo sát sự ảnh hƣởng của một số công thức đèn Led đến sự sinh
trƣởng và phát triển của cây hoa cúc, so sánh với các công thức chiếu sáng
truyền thống.
(2). Tách dòng và xác định trình tự gen CO- một gen quan trọng điều
khiển quá trình ra hoa.
(3). Đánh giá biểu hiện của gen CO và gen FT.
Phạm vi nghiên cứu:
(1). Phòng Công nghệ Tế bào Thực vật- Viện Công nghệ Sinh học- Viện
Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam.
(2). Trại thực nghiệm Sinh học Cổ Nhuế- Viện Công nghệ Sinh họcViện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam.

2


TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. MỘT SỐ ĐẶC ĐIỂM SINH HỌC CỦA CÂY HOA CÚC

1.1.1. Giới thiệu về cây hoa cúc
Cây hoa cúc có nguồn gốc từ Trung Quốc, Nhật Bản và một số nƣớc
Châu Âu
Giới (Regnum)

Thực vật (Plantae)

Ngành (Divisio)

Thực vật hạt kín (Angiospermae)

Lớp (Class)

Hai lá mầm (Eudicots)

Bộ (Ordo)

Hƣớng dƣơng (Asterales)

Họ (Familia)

Cúc (Asteraceae)

Chi (Genus)

Chrysanthemum

Loài điển hình (Species)

Chrysanthemum indicum

Hoa cúc đƣợc trồng ở nhiều nơi trên thế giới nhƣ: Hà Lan, Italia, Trung
quốc, Nhật Bản, Hàn Quốc....Ở nƣớc ta cây hoa Cúc (Chrysanthemum sp) đã
du nhập vào từ thế kỷ XV, đến đầu thế kỷ XIX đã hình thành một số vùng
chuyên canh nhỏ cung cấp hoa cho thị trƣờng. Hiện nay Cúc có mặt ở khắp nơi
từ nông thôn đến thành thị, từ miền núi đến đồng bằng. Các vùng trồng nhiều
mang tính tập trung là Hà Nội (450 ha), thành phố Hồ Chí Minh (370 ha), Đà
Lạt (160 ha), Hải Phòng (110 ha).
Tại vùng trồng hoa Tây Tựu-Từ Liêm-Hà Nội, hoa hồng và hoa cúc là
hai loại hoa có diện tích trồng và sản lƣợng cao nhất. Hoa cúc đứng hàng thứ
hai với chu kỳ 3 tháng một lần cho thu hoạch. Hoa cúc của vùng không chỉ

3


đƣợc tiêu thụ tại các thị trƣờng phía Bắc mà đang đƣợc đƣa dần vào thị trƣờng
phía Nam và xuất khẩu sang Trung Quốc .Trong diện tích gần 136 ha trồng hoa
của vùng Trung du và miền núi phía Bắc, diện tích trồng hoa hồng đã chiếm tới
trên 55,27% với sản lƣợng 26,53 triệu bông/năm. Diện tích trồng hoa cúc lớn
thứ hai với 14,5 ha, sản lƣợng 5 triệu cành/năm (Đề án Phát triển sản xuất, xuất
khẩu rau, quả và hoa tƣơi Việt Nam).
Hoa Cúc có tác dụng sơ phong tiết nhiệt, làm nhẹ đầu mắt. Trong phòng
chống cảm cúm, hiệu quả kháng viêm và cải thiện hệ miễn dịch của hoa Cúc có
thể rút ngắn thời gian bệnh và làm giảm các triệu chứng ho, sốt, nhức đầu,
nghẹt mũi.
Tất cả các loài hoa Cúc đều có thể dùng làm thuốc. Tuy nhiên, do hiệu
suất cao, hoa Cúc vàng (hoàng Cúc), tên khoa học Chrysanthemum indicum L.
thƣờng đƣợc sử dụng trong Đông y. Hoàng Cúc đƣợc trồng để lấy hoa làm
cảnh, làm thuốc, ƣớp chè hoặc cất rƣợu. Trong những năm gần đây, các nhà
khoa học phƣơng Tây đặc biệt quan tâm đến giá trị dƣợc học của hoa Cúc tím
(Cúc dại), tên khoa học là Echinacea purpurea.
Theo nghiên cứu của Tiến sĩ Jurg Gertsch, thuộc Việc Công nghệ Swiss,
những hoạt chất alkylamides trong hoa Cúc dại có khả năng điều chỉnh 1 trong
những yếu tố quan trọng nhất của hệ miễn dịch đƣợc gọi là tumor necrosis
factor alpha (TNF-a). Alkylamides kích thích hoạt động của TNF-a để gia tăng
sức đề kháng chống lại những tác động có hại vủa vi trùng, vi khuẩn.
Hoa Cúc là loại dƣợc thảo có tác dụng giải độc tốt nhất cho hệ thống
tuần hoàn và hệ thống hô hấp. Hoạt chất trong hoa Cúc không chỉ giúp giải tỏa
những áp lực ở mắt từ bệnh cảm cúm theo mùa hoặc hiện tƣợng khí nghịch của
Đông y mà còn có khả năng cải thiện hoạt động ở những mao mạch, tăng
cƣờng lƣu thông khí huyết đến mắt. Những chất chống oxy hóa trong hoa Cúc
có khả năng trung hòa những gốc tự do để bảo vệ những cấu trúc collagen ở

4


mắt. Hoa Cúc rất thông dụng ở các dân tộc Bắc Mỹ và châu Âu. Các nhà khoa
học cho biết các hoạt chất của hoa Cúc vừa có tính kháng viêm giống nhƣ
cortisone vừa có tác dụng kháng khuẩn

Hình 0.1: Cây hoa cúc vàng pha lê

Cây hoa cúc là cây ngày ngắn, ƣa đêm lạnh. Thời kỳ đầu cây non mới ra
rễ, cây cần ít ánh sáng; trong quá trình sinh trƣởng, ánh sáng quá mạnh sẽ làm
cây chậm lớn và chất lƣợng hoa giảm. Ngày nay cùng với tiến bộ khoa học kỹ
thuật trong nông nghiệp, thì việc trồng cây nói chung và việc trồng hoa cúc nói
riêng đã đƣợc áp dụng nhiều giống mới, nhiều thiết bị kỹ thuật hiện đại nhƣ nhà
lƣới, nhà kính, kỹ thuật canh tác..., sử dụng các chất kích thích sinh trƣởng, ánh
sáng, phân bón...Và trong đó, việc điều chỉnh các cƣờng độ chiếu sáng khác
nhau cho hoa cúc để đem lại năng suất, chất lƣợng tốt nhất, có hiệu quả kinh tế
cao nhất là vấn đề mà mỗi ngƣời trồng cần quan tâm.
1.1.2. Nhu cầu ánh sáng cho quá trình sinh trƣởng, phát triển của cây hoa cúc
Sự sinh trƣởng phát triển của thực vật nói chung và của cây hoa cúc nói
riêng đều chịu tác động của các yếu tố ngoại cảnh nhƣ ánh sáng, nhiệt độ, độ
ẩm, đất trồng, dinh dƣỡng, quang chu kỳ bổ sung, cơ sở hạ tầng... Trong đó ánh
sáng (quang chu kỳ và quang chu kỳ bổ sung) và nhiệt độ thấp (sự xuân hóa) là
hai yếu tố quan trọng nhất ảnh hƣởng đến giai đoạn cảm ứng hình thành hoa.
Hoa Cúc là loại cây hoa ngày ngắn, sự phân hoá và phát dục của hoa
đƣợc tác động dƣới tác dụng đồng thời của quang chu kì và nhiệt độ. Trong quá
5


trình sinh trƣởng, phát dục, dƣới tác dụng phối hợp của độ dài chiếu sáng trong

ngày và nhiệt độ ở mức độ nhất định mới có thể ra hoa, trong đó độ dài chiếu
sáng là yếu tố quan trọng hơn, yêu cầu khắt khe hơn. Khi thời gian chiếu sáng
kéo dài thì thời gian sinh trƣởng của cây hoa Cúc dài hơn, thân cao, lá to, chất
lƣợng hoa tăng. Thời gian chiếu sáng ngắn thì sẽ kích thích phân hóa mầm hoa
sớm: cây ngắn, chất lƣợng hoa kém. Thời kỳ để phân hóa mầm hoa tốt nhất là
10 giờ chiếu sáng trên ngày với nhiệt độ là 20-25ºC.
Khống chế chiều cao cây: Tuỳ theo các mục đích sử dụng khác nhau mà
yêu cầu độ cao của cây cũng khác nhau, vì vậy khống chế chiều cao cây cũng là
một biện pháp kĩ thuật không thể thiếu đối với hoa cúc. Chiều cao cây do yếu
tố di truyền của giống và điều kiện thâm canh chăm sóc quyết định. Giống thấp
cây nhất chỉ cao khoảng 20–30cm, giống cao nhất có thể cao trên 3m. Thời
gian sinh trƣởng dài, ngắn ảnh hƣởng trực tiếp đến chiều cao cây. Trong thời
gian sinh trƣởng dinh dƣỡng với điều kiện thích hợp mỗi tuần có thể tăng 2–4
đốt, với giống sinh trƣởng nhanh có thể dài thêm 6–13cm. Vì vậy điều chỉnh
thời gian cắm cành, thời vụ trồng rút ngắn độ dài thời ki sinh trƣởng dinh
dƣỡng là biện pháp khống chế chiều cao đơn giản, nhanh nhạy nhất. Yếu tố ánh
sáng gây tác động lên độ dài thời gian sinh trƣởng sinh dƣỡng nên cũng gây
ảnh hƣởng đến chiều cao cây.
Ảnh hưởng đến độ lớn của hoa: Độ lớn của hoa là một chỉ tiêu quan
trọng để đánh giá chất lƣợng hoa Cúc. Trong trồng trọt ngƣời ta thƣờng dùng
các biện pháp tăng cƣờng bón phân, tƣới nƣớc, phun phân qua lá, phun chất
kích thích sinh trƣởng, biện pháp ghép… để làm tăng đƣờng kính hoa. Có thể
dùng biện pháp kéo dài độ chiếu sáng trong ngày sau khi mầm hoa đã phân hoá
để tăng đƣờng kính hoa. Sau khi xử lí chiếu sáng ngày ngắn 35 ngày để cho
mầm hoa phân hoá, khi đã có nụ và sau khi tỉa bớt nụ, đặt cây trong điều kiện
chiếu sáng ngày dài cho đến khi hoa nở. Điều này có thể làm cho rất nhiều
giống tăng đƣờng kính hoa.
6

Điều chỉnh sự ra hoa: thời gian ra hoa ở cây cúc có thể điều chỉnh bằng
hoá chất và nhiệt độ hoặc khống chế quang chu kỳ. Độ dài chiếu sáng tới hạn
trong ngày có tác dụng điều tiết quá trình sinh trƣởng phát triển của cây và phụ
thuộc vào các loài khác nhau gọi là hiện tƣợng quang chu kỳ. Mỗi loài thực vật
có độ dài ngày tới hạn nhất định, trong đó cây ra hoa trong điều kiện thời gian
chiếu sáng trong ngày ngắn hơn thời gian chiếu sáng tới hạn gọi là cây ngày
ngắn và cây ra hoa trong điều kiện thời gian chiếu sáng trong ngày dài hơn thời
gian chiếu sáng tới hạn gọi cây ngày dài. Hoa cúc thuộc lớp hai lá mầm và là
loại cây ngày ngắn nghĩa là sự hình thành và phát triển của hoa diễn ra trong
điều kiện ngày có thời gian chiếu sáng ngắn hơn 12-13 giờ. Cây hoa cúc cần
trên 16 giờ chiếu sáng để phân hóa hoa và sinh trƣởng mạnh, vì vậy khi độ dài
ngày tự nhiên ít hơn 16 giờ thì cần phải bổ sung thêm ánh sáng đèn để giúp cây
phát triển chiều cao. Ví dụ: ở Đà lạt, vào mùa hè độ dài ngày từ 12 đến 13 giờ,
vì vậy cần bổ sung quang chu kỳ từ 3 đến 4 giờ vào ban đêm sẽ đảm bảo đủ
ánh sáng ngày dài cho sự sinh trƣởng của cây. Vào mùa đông, độ dài ngày từ
11 đến 12 giờ, vì vậy cần bổ sung quang chu kỳ từ 4 đến 5 giờ vào ban đêm.
Thời gian bắt đầu chiếu sáng bổ sung hiệu quả nhất là từ 22 giờ đêm đến 2 giờ
sáng. Những giống hoa cúc có nguồn gốc từ Châu âu cơ bản là nở vào mùa thu
đông nhƣng những năm gần đây ngƣời ta đã phát hiện ra phản ứng với quang
chu kỳ của cúc kết hợp với việc tạo giống với các nguồn gen khác nhau, có thể
khống chế làm cho cúc ra hoa theo ý muốn. Hiện nay các nhà sản xuất thông
qua khống chế quang chu kỳ kết hợp với khống chế nhiệt độ có thể làm cho cúc
quanh năm có hoa.
Nhiệt độ không chỉ ảnh hƣởng đến tốc độ phát triển của nụ của cây hoa
cúc mà còn ảnh hƣởng đến sự phân hóa và phát dục của hoa. Nụ đã đƣợc phân
hóa nếu gặp nhiệt độ thấp, quá trình phát dục sẽ bị chậm nên hoa cũng nở
muộn. Thời gian nở hoa sớm hay muộn tùy thuộc vào chế độ nhiệt và đặc tính
di truyền của giống. Khi nghiên cứu về ảnh hƣởng của nhiệt độ tới sự ra hoa
của các giống Cúc tại Châu Âu, Karlson, chia cúc làm 3 nhóm:
7

 Nhóm giống không bị ảnh hƣởng bởi nhiệt độ: trong phạm vi từ 10 27ºC, nhiệt độ không ảnh hƣởng gì đến sự phân hóa và phát dục của hoa.
Nhƣng nhiệt độ cao hơn hoặc thấp hơn nhiệt độ trên sẽ ức chế sự ra hoa.
 Nhóm giống bị nhiệt độ thấp ức chế ra hoa: bình thƣờng chúng bắt đầu
phân hóa mầm hoa từ 16ºC trở lên, nhiệt độ thấp hơn 16ºC sẽ ức chế sự phân
hóa hoa.
 Nhóm giống bị nhiệt độ cao ức chế ra hoa: thời điểm bắt đầu phân hóa
hoa của nhóm này ở nhiệt độ cao (>20ºC), nhƣng nếu nhiệt độ quá cao (>35ºC)
thì kéo dài sự phát dục của nụ bị ngừng trệ.
Cúc là cây ngày ngắn, ƣa ánh sáng và đêm lạnh. Thời kỳ đầu non mới ra
rễ cây cần ít ánh sáng, nhƣng trong quá trình sinh trƣởng ánh sáng mạnh cũng
làm cho cây chậm lớn. Ngoài ra Jong (1989) và Strojuy (1985) đã khẳng định,
thời gian chiếu sáng rất quan trọng cho cây hay nói cách khác ngày đêm dài
hay ngắn có tác dụng khác nhau đối với loại hoa này, hầu hết các giống Cúc
trong thời kỳ sinh trƣởng sinh dƣỡng cần ánh sáng ngày dài trên 13h, còn trong
giai đoạn trổ hoa cây chỉ cần ánh sáng ngày ngắn từ 10-11h và nhiệt độ không
khí < 20ºC. Bởi vậy trong điều kiện Việt Nam cây Cúc rất phù hợp với thời tiết
thu đông, nhƣng hiện nay một số giống Cúc nhập nội có thể ra hoa trong điều
kiện ngày dài. Theo Wang và Chen (1990) nhiệt độ, ánh sáng không tác động
một cách riêng rẽ mà phối hợp nhau, kìm hãm hay thúc đẩy sự sinh trƣởng và
phát triển của cây hoa Cúc. Fukuda và các cộng sự (1987), đã cho rằng đối với
nhóm Cúc ra hoa mùa thu, sự hình thành và phát triển chồi là trong điều kiện
ngày ngắn, chồi hoa hình thành ≥ 15ºC, ở nhiệt độ cao không gây ức chế. Còn
nhóm ra hoa mùa đông dù trong điều kiện ngày ngắn, nhƣng nếu ở nhiệt độ cao
sẽ ức chế sự phát triển của chồi hoa. Riêng nhóm ra hoa ở mùa hè, chồi hoa
thƣờng hình thành ở 10ºC trong điều kiện ngày trung tính. Nhiều nghiên cứu
khác cũng cho thấy độ dài ngày có ảnh hƣởng đến sự ra hoa của cây Cúc, theo
8

Novatna (1988) vào thời kỳ ra hoa, cây yêu cầu thời gian chiếu sáng là 10 giờ,
nhiệt độ thích hợp là 18ºC, nếu thời gian chiếu sáng dài Cúc sẽ kéo dài thời
gian sinh trƣởng, cây cao, lá to và ra hoa muộn.
* Biện pháp kéo dài thời kỳ sinh trưởng dinh dưỡng làm chậm sự nở hoa
bằng: chiếu sáng bổ sung:Mục đích của chiếu sáng bổ sung là giảm thời gian
tối của mỗi ngày chứ không phải là kéo dài thời gian chiếu sáng liên tục vì vậy
nếu chiếu sáng thực hiện vào lúc nửa đêm để chia cắt thời gian tối liên tục
thành hai giai đoạn tối, đồng thời cũng là để tăng số giờ chiếu sáng thì hiệu quả
hơn nhiều. Nguyên tắc xác định thời gian chiếu sáng bổ sung là làm cho thời
gian tối liên tục trong đêm mỗi đoạn ngắn hơn 7 h. Nói chung đƣợc thực hiện
vào khoảng 11h đêm đến 4h sáng hôm sau. Nhƣ vậy mỗi nửa kỳ tối đều không
vƣợt quá 7h.
* Biện pháp rút ngắn thời kỳ sinh trưởng dinh dưỡng, kích thích sự nở
hoa của cúc
Ở thực tế sản xuất song song với việc chiếu sáng bổ xung để làm chậm
sự nở hoa của cúc, ngƣời ta cũng còn sử dụng biện pháp ngƣợc lại là che sáng
để kích thích hoa nở sớm hơn.
1.2. TỔNG QUAN VỀ SỰ RA HOA Ở THỰC VẬT

Trong suốt cuộc đời mình, cơ thể thực vật chịu nhiều biến đổi đặc trƣng
phù hợp với từng giai đoạn khác nhau của vòng đời. Ở thực vật có hoa, sự ra
hoa là bƣớc chuyển quan trọng đánh dấu bƣớc phát triển mới của thực vật và có
ý nghĩa quyết định đối với sự tồn tại của thực vật. Hoa đƣợc thành lập từ chồi
ngọn hay chồi nách qua ba giai đoạn chính: chuyển tiếp ra hoa; hình thành cơ
quan hoa; tăng trƣởng và nở hoa.
Sự chuyển tiếp ra hoa gây nên các biến đổi sâu sắc của mô phân sinh
ngọn, từ mô phân sinh dinh dƣỡng thành mô phân sinh tiền hoa. Các biểu hiện
đầu tiên của sự chuyển tiếp ra hoa không thấy đƣợc bằng mắt thƣờng, chỉ biết
đƣợc bởi các phân tích tế bào học hay sinh hóa học, với sự tăng mạnh hoạt tính

9


biến dƣỡng (tổng hợp RNA, ribosome, protein), đặc biệt trong vùng đỉnh. Sự
chuyển tiếp ra hoa xảy ra đồng thời với sự biến đổi rất rõ của bộ máy dinh
dƣỡng, đặc biệt là sự kéo dài lóng thân do hoạt động mạnh của vùng dƣới ngọn
của mô phân sinh tiền hoa.
Sự hình thành cơ quan hoa: Sự chuyển tiếp ra hoa cần khoảng 2-3 ngày
để dẫn tới hình thành cơ quan hoa (quan sát đƣợc dƣới kính hiển vi). Sự phát
triển của các sơ khởi hoa nói chung xảy ra nhanh chóng, làm chồi phồng lên
thành nụ hoa (dễ thấy dƣới kính lúp, qua lát cắt dọc).
Sự tăng trƣởng và nở hoa: Khi sự tƣợng hoa hoàn thành, nụ hoa có thể
tiếp tục tăng trƣởng và nở (trƣờng hợp các cây nhất niên). Tuy nhiên nụ hoa có
thể vào trạng thái ngủ
Ngày nay, đã nhận biết đƣợc bốn con đƣờng tạo hoa đƣợc di truyền điều
phối. (1) con đƣờng phụ thuộc tuổi (tự khiển), (2) con đƣờng phụ thuộc gibberellin,
(3) con đƣờng phụ thuộc nhiệt độ, (4) con đƣờng phụ thuộc ánh sáng.
1.2.1. Con đƣờng ra hoa tự khiển
Ra hoa tự khiển là con đƣờng tạo hoa không phụ thuộc vào các điều
khiện ngoại cảnh. Khi cây sinh trƣởng đến một độ tuổi nhất định nào đó cây sẽ
ra hoa. Tùy theo các loài thực vật khác nhau mà có chu kỳ phát triển khác nhau.
Nhƣ cây lạc ở pha chồi lá mầm đã sẵn sàng ra hoa,hay nhƣ cây lúa mạch đen
chỉ ra hoa khi có ít nhất 7 lá hoàn chỉnh, một số cây cà chua sau khi có 5 lá đã
bắt đầu chuyển sang trạng thái phát triển sinh sản. Cây sồi ra hoa sau 10 đến 12
năm, một số loài tre bắt đầu chuyển sang pha trƣởng thành ra hoa sau 50 năm.
Sự chuyển đổi nhƣ vậy gọi là sự chuyển đổi pha trog mô phân sinh đỉnh cành,
nó xảy ra dƣới tác động của các nhân tố nhất định, trong trƣờng hợp này đó là
các nhân tố nội tại.

10

1.2.2. Con đƣờng phụ thuộc gibberellin đòi hỏi mức hoocmon gia tăng
Mỗi thời kỳ sinh trƣởng và phát triển của thực vật có nhu cầu dinh dƣỡng
khác nhau. Trong thời kỳ ra hoa cây cần nhu cầu dinh dƣỡng không nhiều nhƣng
phải cân đối. Lƣợng dinh dƣỡng phải đảm bảo nằm trong giới hạn cho phép:
Giới hạn trên là giới hạn mà ở đó sự phát triển dinh dƣỡng chiếm ƣu thế.
Giới hạn dƣới là giới hạn mà dƣới đó, dinh dƣỡng không đủ cho sự ra
hoa. Thông thƣờng, sự dinh dƣỡng nhiều đạm kích thích sự phát triển dinh
dƣỡng và ngƣợc lại, sự dinh dƣỡng giàu carbon kích thích sự ra hoa. Do đó,
việc lựa chọn tỉ lệ C/N ( carbonhydrat/ nitrogen) cao thích hợp sẽ kích thích sự
ra hoa, nếu tỉ lệ này thấp sẽ làm cây phát triển sinh dƣỡng cao, nếu tỉ lệ này quá
cao hoặc quá thấp sẽ ức chế sinh trƣởng của thực vật. Tóm lại, có nhiều yếu tố
dinh dƣỡng ảnh hƣởng tới sự ra hoa, tuy nhiên quan trọng nhất là: sự cạnh tranh
giữa phát triển dinh dƣỡng và phát triển sinh sản, sự thiếu dinh dƣỡng nhẹ (trên
mức tối thiểu), và cân bằng C/N.
Tƣơng quan hoocmon
Đỉnh sinh trƣởng của cành nhận đƣợc từ những phần còn lại của cây các
hoocmon và các chất khác ngoài cacbon hidrat và các chất dinh dƣỡng. Trong
Arabidopsis và một số loài khác, giảm thiểu các mức gibberellin đã làm chậm trễ
sự nở hoa. Vai trò của GA nội sinh trong sự điều tiết sinh sản cũng đã đƣợc
chứng minh trong cách xử lí khác vốn xúc tiến sự ra hoa của cây thông cũng
thƣờng do sự gia tăng lƣợng GA trong cây. Mặt khác, trong khi GA xúc tiến sự
trƣởng thành sinh sản ở các loài cây Hạt trần và nhiều thực vật Hạt kín thân cỏ,
xử lí GA3 đã gây nên sự trẻ lại ở cây thƣờng xuân và một số thực vật Hạt kín
thân gỗ
1.2.3. Con đƣờng ra hoa phụ thuộc nhiệt độ ( sự xuân hóa)
Xuân hóa là mối phụ thuộc của phát triển thực vật vào nhiệt độ. Nhiệt độ
lạnh có thể gia tăng hoặc cho phép tạo hoa trong nhiều loài. Hiện tƣợng xuân
hóa ở thực vật là hiện tƣợng cảm ứng thực vật nảy chồi hoặc ra hoa bằng xử lý

11


nhiệt độ lạnh (cây chỉ ra hoa sau khi trải qua một giai đoạn nhiệt độ lạnh nhất
định) đặc biệt là thực vật ôn đới.
Trong phản ứng xuân hóa, cơ quan tiếp nhận nhiệt độ thấp là đỉnh sinh
trƣởng ngọn. Chỉ cần đỉnh sinh trƣởng ngọn tiếp xúc với nhiệt độ thấp là đủ để
gây nên sự phân hóa mầm hoa mà không cần nhiệt độ thấp ở các cơ quan khác.
Giới hạn nhiệt độ cho sự xuân hóa khác nhau đối với từng loại thực vật nhƣng
đều nằm trong khoảng từ 0ºC- 15ºC. Trong khoảng nhiệt độ xuân hóa nếu nhiệt
độ càng thấp thì thời gian tiếp xúc càng ngắn.
Dựa vào yêu cầu của sự xuân hóa có thể phân thực vật ra làm 3 loại:
- Cây xuân hóa tuyệt đối (thƣờng có dạng hoa hồng): phải trải qua một
thời gian nhiệt độ lạnh mới ra hoa thƣờng là cây hai năm ( cải đƣờng, cà
rốt,…), cây nhiều năm
- Cây xuân hóa không bắt buộc (ra hoa sớm hơn nếu đƣợc tiếp xúc với
nhiệt độ lạnh): lúa mạch đen Petkus ra hoa khi có 7 lá nếu hạt đƣợc tiếp xúc
nhiệt độ lạnh, nhƣng cần 16-25 lá nếu không đƣợc tiếp xúc với nhiệt độ lạnh
- Cây không cần xuân hóa: cây một năm không qua mùa đông, cây đa
niên tƣợng hoa trƣớc mùa đông. Cơ quan để cây tiếp nhận kích thích của nhiệt
độ thấp là phôi hay chồi. Nhiệt độ thấp là yếu tố khởi động hoạt tính phân sinh
của phôi hay chồi và làm cho tất cả các chồi xuất phát từ đó cũng đƣợc xuân
hóa. Việc hiểu biết ảnh hƣởng của nhiệt độ thấp hay hiện tƣợng xuân hóa đến
sự phát triển của cây có ý nghĩa trong sản xuất. Bằng biện pháp xử lý nhiệt độ
thấp thích hợp, ngƣời ta có thể biến lúa mì đông thành lúa mì xuân, biến cây
hai năm thành cây một năm. Hơn nữa, với hầu hết các loại cây trồng, việc xử lý
nhiệt độ thấp hoặc bảo quản nhiệt độ thấp cho hạt giống, củ hoặc căn hành sẽ
làm tăng khả năng rút ngắn thời gian sinh trƣởng, xúc tiến sự ra hoa nhanh và
làm tăng năng suất, phẩm chất thu hoạch.

12


1.2.4. Quang chu kì
Sự tạo hoa đòi hỏi nhiều năng lƣợng đƣợc tích lũy trong quang hợp, tất
cả thực vật đều đòi hỏi ánh sáng để tạo hoa nhƣng điều này khác biệt với con
đƣờng tạo hoa phụ thuộc ánh sáng, chu kì quang.
Hiện tƣợng quang chu kì ánh sáng đƣợc khám phá bởi Tournis năm
1912, sau đó đƣợc Garner và Allard mở rộng sự quan sát trên nhiều loại cây
khác trong giai đoạn 1920-1940. Sự đáp ứng của cây trồng với quang chu kì
đƣợc chia thành 3 loại: Cây ngày ngắn, cây ngày dài và cây trung tính. Theo
quan điểm của Allard và Garner thì chu kì quang không dựa vào độ dài tuyệt
đối của ngày và đêm mà nói về ngày dài hơn hay ngắn hơn độ dài tới hạn. Thực
vật từ ngày ngắn ra hoa đƣợc khởi đầu khi độ dài của ngày trở nên ngắn hơn so
với độ dài tới hạn. Đối với thực vật từ ngày dài sự ra hoa bắt đầu khi độ dài của
ngày trở nên dài hơn. Thực vật trung tính ra hoa trong bất kì độ dài nào của
ngày nhƣ cây hoa mõm chó ( Antirrhininum), hoa hồng ( Rose).
Cây ngày ngắn sẽ không ra hoa nếu thời gian chiếu sáng vƣợt quá số giờ
tới hạn xác định. Nhƣ cây hoa cúc ( Chrysanthenum) sẽ không ra hoa nếu đƣợc
chiếu sáng hơn 15 giờ ( điều này có nghĩa là đòi hỏi tối thiểu 9 giờ bóng tối)

Hình 0.2. Sự ra hoa ở cây ngày ngắn và cây ngày dài
13


Cây ngày dài sẽ không ra hoa trừ khi nó nhận đƣợc số giờ chiếu sáng lớn
hơn một giới hạn xác định. Nhƣ cây yến mạch (Avena sativa) đòi hỏi ít nhất 9
giờ chiếu sáng trong 1 ngày và nó sẽ ra hoa hầu nhƣ nhanh hơn nếu duy trì
chiếu sáng liên tục. Nhƣ vậy, cây hoa cúc (Chrysanthenum sp), cây ngày ngắn
có khả năng ra hoa trong thời gian ngày sáng dài hơn so với thời gian tối thiểu

cần cho cây yến mạch, một cây ngày dài.
Từ những năm 40 của thế kỉ XX đã có nhiều nghiên cứu chỉ ra rằng sự ra
hoa và các phản ứng khác nhau đối với quang chu kì thực chất là độ dài đêm
mà không phải độ dài ngày. Nhƣ vậy, với những cây ngày dài thực chất là độ
dài đêm ngắn, còn cây ngày ngắn là thực vật có đêm dài. Có nhiều nghiên cứu
thực nghiệm cho thấy rằng những cây đƣợc cho là ngày ngắn cần có đêm tối
liên tục. Nếu trong thời gian tối bị lóe sáng với cƣờng độ rất thấp (khoảng 3-5
lux) trong thời gian 3-5 phút đủ để ngăn chặn cây ngày ngắn ra hoa. Thực
nghiệm ngắt quãng chu kì tối bằng ánh sáng có thành phần quang phổ khác
nhau đến thực vật ngày ngắn cho thấy hiệu quả nhất là các tia đỏ (660 nm) và
cũng nhƣ ảnh hƣởng của ánh sáng đỏ bị các tia đỏ xa (730 nm) loại bỏ.
Chu kì quang đƣợc các dạng khác nhau của phytocrom cũng nhƣ các
phân tử nhạy cảm đối với ánh sáng xanh (blue light) tiếp nhận. Phân tử nhạy
cảm ánh sáng xanh, đó là phân tử phototropin. Phototropin ảnh hƣởng đến phát
sinh hình thái và crytocrom ảnh hƣởng đến các phản ứng chu kỳ quang.
1.2.4.1. Quang chu kì của cây hoa cúc
Cúc là cây ngày ngắn. Hầu hết các giống cúc, việc thay đổi từ ngày dài
sang ngày ngắn có ảnh hƣởng đến sự ra hoa của cúc. Cúc sẽ ra hoa khi độ dài
đêm dài hơn thời gian tối thiểu. Nếu chia một vòng đời của cây cúc thành hai
đoạn là giai đoạn sinh dƣỡng (từ lúc nảy mầm đến khi chẩn bị ra hoa) và giai
đoạn sinh sản (từ lúc ra hoa đến khi đậu quả và chết) thì: ở giai đoạn sinh
dƣỡng, cây cần lƣợng chiếu sáng đủ lớn, kéo dài trong ngày (ngày dài) để tích
14


cực tổng hợp chất dinh dƣỡng cho sự phát triển. Quá trình chuyển đổi từ giai
đoạn sinh dƣỡng đến sinh sản có liên quan mật thiết đến việc chuyển từ ngày
dài sang ngày ngắn.
Các nghiên cứu về quang chu kì của hoa cúc đƣợc tiến hành từ rất lâu.
Năm 1990, công bố trên tạp chí khoa học làm vƣờn (Scientia Horticulturae) của

Andersson và cộng sự về ảnh hƣởng của cƣờng độ và thời gian ánh sáng bổ
sung đối với sự phát triển của hoa cúc. Công trình cho thấy, trong trƣờng hợp
ngày ngắn (11h ánh sáng mặt trời) việc bổ sung thời lƣợng chiếu sáng nhân tạo
làm tăng số lƣợng hoa và giảm thời gian sản xuất (phát triển) khi cây trong giai
đoạn sinh dƣỡng. Đến năm 1994, Cecilia Hidén và Rolf U. Larsen đã lập ra mô
hình dự đoán gần chính xác sự phát triển của hoa cúc trong nhà kính dựa vào
các thông số về chế độ ánh sáng và nhiệt độ. Phát hiện này dựa trên hiện tƣợng
quang chu kì của hoa cúc.
Năm 2012, nghiên cứu về ảnh hƣởng của chất lƣợng ánh sáng sử dụng
trong kỹ thuật phá đêm, Higuchi và cộng sự tiến hành thử nghiệm các chế độ
sáng khác nhau cho kỹ thuật này ở cúc. Trong thí nghiệm này, ngày dài đƣợc
duy trì 16h chiếu sáng bằng các nguồn sáng khác nhau. Ngày ngắn dƣới 12h
chiếu sáng. Ánh sáng cung cấp cho ban ngày 200 μmol.m−2.s−1. Ánh sáng cho
16 phản ứng ngắt đêm 90 μmol.m−2.s−1. Sự ra hoa có thể bị ức chế khi đêm
dài bị gián đoạn bởi việc chiếu ánh sáng đỏ trong thời gian ngắn (4 tiếng vào
ban đêm 23h – 3h) (night break).. Sự ra hoa đƣợc theo dõi dƣới chế độ ngày
ngắn có bổ sung chiếu sáng với ánh sáng trắng, ánh sáng đơn sắc màu đỏ (660
nm), đỏ xa (740 nm), ánh sáng đơn sắc màu xanh (465 nm). Khi sử dụng ánh
sáng trắng cho ngày ngắn, phá đêm bằng ánh sáng đơn sắc đỏ tỏ ra hiệu quả
nhất, trong khi với ánh sáng đơn sắc xanh và đỏ xa thì gây ức chế ra hoa ít.
Ngƣợc lại khi sử dụng ánh sáng đỏ cho ngày ngắn, sự ức chế ra hoa khi chiếu
sáng bổ sung với ánh sáng đơn sắc xanh và đỏ xa cho ban đêm lại mạnh hơn.
Tuy nhiên, khi sử dụng ánh sáng xanh cho ban ngày, kết hợp với ánh sáng đơn
15


sắc xanh và đỏ, không có sự ức chế ra hoa khi phá đêm bằng ánh sáng xanh và
đỏ xa. Tác giả cũng đặt ra giả thuyết : “có ít nhất 2 phức hệ phytochromes liên
quan đến phản ứng ra hoa của hoa cúc” và hơn nữa, chất lƣợng ánh sáng cho
thời gian chiếu sáng ban ngày ảnh hƣởng đến chất lƣợng ánh sáng cần thiết cho

phản ứng ngắt đêm.
1.2.4.2. Gen kiểm soát sự ra hoa
Trên thế giới đã có rất nhiều nghiên cứu về những gen kiểm soát quá
trình ra hoa, chủ yếu nghiên cứu trên đối tƣợng là cây Arabidopsis. Đây là loài
cây đƣợc sử dụng phổ biến trong những nghiên cứu thực vật, là thực vật ngày
dài không bắt buộc và nở hoa trong phản ứng đối với cả hai ánh sáng đỏ và ánh
sáng xanh.
sự ra hoa của cây cây Arabidopsis đƣợc quy định bởi bốn con đƣờng
chính: con đƣờng tự khiển, xuân hóa, con đƣờng phụ thuộc GA và con đƣờng
quang chu kì (Zeevaart et al.,2008), Song (et al., 2013)
Có hơn 80 locus liên quan đến sự ra hoa đƣợc giải mã trong bộ gen của
cây Arabidopsis thông qua đột biến. Nhiều gen trong số này đã đƣợc xác định
chức năng, cùng với những nghiên cứu toàn bộ bộ gen đã cho ta những hiểu
biết về các mô hình sinh học phức tạp qui định trong Arabidopsis (Locke et al.
2006; Zeilinger et al. 2006). Tùy thuộc vào thời kỳ hoạt động khác nhau trong
sự kiểm soát sự ra hoa, các gen này có thể chia thành hai nhóm là nhóm gen
định dạng mô phân sinh hoa và gen định dạng cơ quan. Sự sinh trƣởng dinh
dƣỡng và sự ra hoa là hai mặt trái ngƣợc trong cây đƣợc cân bằng bởi nhiều
yếu tố. Một số gen thúc đẩy sự sinh trƣởng dinh dƣỡng và ức chế sự ra hoa và
một số gen có tác động ngƣợc lại. Do đó, có hai con đƣờng kiểm soát sự ra hoa
là ức chế và thúc đẩy.

16