PHẢN ỨNG của một số GIỐNG đậu TƯƠNG CHỊU hạn KHÁC NHAU nảy mầm TRONG điều KIỆN THIẾU nước

MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Cây đậu tương (Glycine max L. Merr) là loại cây thuộc họ Đậu (Fabaceae)
có giá trị kinh tế cao. Hạt đậu tương chứa 38 - 40% protein, gấp 3 lần protein
trong gạo, ngô. Hạt đậu tương còn chứa một số loại axit amin rất cần thiết cho cơ
thể như: xistin, metiônin, lyzin. Ngoài ra, chúng còn chứa các thành phần dinh
dưỡng khác như: lipit (12 - 25%), gluxit (10 - 15%), các chất khoáng (Ca, Mg,
Fe, P, K, Na, S), các vitamin A, B1, B2 , C, D, E, K [2].
Cây đậu tương là nguồn nguyên liệu quan trọng cho nhiều ngành sản xuất
công nghiệp thực phẩm, y tế và phục vụ trực tiếp nhu cầu sử dụng của con người
cũng như cho ngành chăn nuôi. Sản phẩm từ cây đậu tương được sử dụng trực
tiếp dạng hạt thô hay được dùng để chể biến thành các dạng sản phẩm khác như:
sữa đậu nành, bánh kẹo, đậu phụ, bột đậu,… Bên cạnh đó, đậu tương còn là loại
cây dễ canh tác, phù hợp với nhiều hệ sinh thái khác nhau và có khả năng cải tạo
đất rất tốt do hoạt động cộng sinh của các vi khuẩn Rhizobium trong các nốt rễ.
Như vậy, phát triển cây đậu tương ở nước ta là việc làm có ý nghĩa, trên các
mặt kinh tế, nhân văn và môi trường. Phát triển cây đậu tương là yếu tố góp phần
vào chiến lược phát triển bền vững của đất nước.
Cây đậu tương có nguồn gốc ở khu vực Châu Á, đã được trồng cách đây
khoảng 5000 năm [2]. Do có ý nghĩa cả về mặt dinh dưỡng và môi trường nên diện
tích gieo trồng đậu tương ngày càng được mở rộng trên toàn thế giới. Hiện nay, cây
đậu tương được trồng trên 200 quốc gia. Chủ yếu diện tích trồng đậu tương tập
trung ở các nước như Hoa Kì (34%), Brazil (28%), Achentina (18%).
Ở Việt Nam, đậu tương là một cây công nghiệp quan trọng chỉ sau lúa, ngô,
lạc. Đậu tương được trồng ở Việt Nam sớm, nhưng do tập quán canh tác nên đậu

1


tương chưa được phát triển cả về diện tích và năng suất. So với bình quân chung
của thế giới, năng suất đậu tương của Việt Nam chỉ bằng 57%. Vấn đề cơ bản

hạn chế năng suất đậu tương ở Việt Nam là điều kiện khí hậu, đặc biệt là hạn
hán. Việt Nam là nước nằm trong khu vực nhiệt đới gió mùa, lượng mưa phân bố
không đều giữa các vùng và các thời điểm trong năm nên hạn có thể xảy ra ở
nhiều vùng và nhiều mùa khác nhau ảnh hưởng đến sinh trưởng, phát triển của
cây trồng nói chung, cây đậu tương nói riêng. Mặt khác, cơ sở cho việc tạo giống
cây trồng trong đó có đậu tương chủ yếu dựa trên kết quả của những nghiên cứu
cơ bản quan trọng như nghiên cứu khả năng chống chịu của chúng với điều kiện
ngoại cảnh. Do đó, để đáp ứng việc sản xuất cây đậu tương thì cần tiến hành cải
tiến kỹ thuật, chọn tạo giống mới, đặc biệt những giống có khả năng chịu hạn.
Điều đó đồng nghĩa với việc cần tiến hành các thí nghiệm nghiên cứu phản ứng
của các giống đậu tương trong điều kiện thiếu nước để tìm ra giống chống chịu tốt,
cho năng suất cao.
Cây trồng có phản ứng với sự thiếu nước không giống nhau. Với mỗi loại cây
đều có những biến đổi hình thái hoặc phản ứng hoá sinh phù hợp. Cây ở giai đoạn
khác nhau có khả năng chịu hạn cũng khác nhau, thường lúc cây sinh trưởng mạnh
và tạo cơ quan mới, chúng rất nhạy cảm với sự thiếu nước.
Giai đoạn nảy mầm là thời điểm quan trọng trong chu trình sống của thực
vật nói chung, của đậu tương nói riêng. Quá trình nảy mầm ảnh hưởng đến sự
sinh trưởng và phát triển bình thường của cây về sau. Thời kì này, cây rất mẫn
cảm với sự thiếu nước.
Trên đối tượng đậu tương đã có một số nhà khoa học tiến hành nghiên cứu
như: A. Hamid, Sheila A. Blackman, Miquel Ribas - Carbo, Finnegan…[22],
[23], [25] tìm hiểu ảnh hưởng của sự thiếu nước đến quá trình quang hợp, hô
hấp, sinh trưởng. Ở Việt Nam, một số tác giả cũng nghiên cứu về đậu tương như:

2


Nguyễn Huy Hoàng, Trần Đình Long, Nguyễn Văn Mã, Trần Thị Phương Liên…
[3], [4], [5], [7], [9], [11], [16] với các vấn đề về đánh giá khả năng chịu hạn,

quang hợp, chất lượng hạt, nâng cao khả năng chịu hạn, chọn tạo giống.
Tuy nhiên, việc nghiên cứu một cách có hệ thống về các biến đổi sinh lý,
hoá sinh của cây đậu tương khi gặp hạn còn chưa đầy đủ.
Xuất phát từ những lý do trên, tôi tiến hành nghiên cứu đề tài: “Phản ứng của
một số giống đậu tương chịu hạn khác nhau nảy mầm trong điều kiện thiếu nước”.
2. Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu
2.1 Mục tiêu nghiên cứu
- Xác định được một số chỉ tiêu sinh lý của cây đậu tương trong giai đoạn nảy mầm.
- Nghiên cứu ảnh hưởng của sự thiếu nước đến hàm lượng prolin và hoạt độ
của một số enzym trong mầm đậu tương.
2.2 Nhiệm vụ nghiên cứu
- Xác định tỷ lệ nảy mầm
- Xác định chiều dài mầm, khối lượng tươi, khối lượng khô của mầm
- Xác định hàm lượng prolin trong mầm đậu tương
- Xác định hoạt độ các enzym protease, lipase và amylase trong mầm đậu tương
3. Ý nghĩa lý luận và thực tiễn
- Bổ sung nguồn tài liệu về việc nghiên cứu hàm lượng prolin, hoạt độ một số
enzym của mầm đậu tương và một số chỉ tiêu khác trong điều kiện thiếu nước.
- Xác định khả năng chống chịu với môi trường của một số giống đậu tương.

3


CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1. Sự nảy mầm của hạt đậu tương
Nảy mầm là giai đoạn quan trọng trong chu trình sinh trưởng và phát triển
của thực vật nói chung và của đậu tương nói riêng. Quá trình nảy mầm diễn ra
mạnh mẽ sẽ tạo cơ sở thuận lợi cho sự sinh trưởng và phát triển sau này của cây.
Quá trình nảy mầm diễn ra với nhiều biến đổi sinh lý, sinh hóa trong hạt với
tốc độ cao để chuẩn bị cho sự hình thành một cây non mới. Đậu tương thuộc cây

Hai lá mầm nên sự nảy mầm ở đậu tương cũng gồm các pha như sự nảy mầm
của cây Hai lá mầm, đó là:
+ Pha trương hạt
+ Pha hình thành và hoạt hóa enzym
+ Pha tích lũy chất dinh dưỡng
+ Pha động viên chất dinh dưỡng và xây dựng chất hữu cơ đặc trưng cho cơ
thể trong giai đoạn nảy mầm
Sự nảy mầm bắt đầu bằng sự hấp thụ nước nhờ cơ chế hút trương của hạt
làm hạt trương lên. Sau khi kết thúc sự ngủ nghỉ, trong hạt bắt đầu tăng tính thủy
hóa của keo nguyên sinh chất, giảm tính ưa mỡ và độ nhớt của keo dẫn đến
những biến đổi sâu sắc và đột ngột trong quá trình trao đổi chất trong hạt liên
quan đến sự nảy mầm. Đặc trưng nhất là tăng mạnh mẽ hoạt tính enzym thủy
phân phân giải polixacarit, protein và các chất phức tạp khác thành các chất đơn
giản, dẫn đến thay đổi hoạt động thẩm thấu. Các sản phẩm thủy phân này dùng
làm nguyên liệu cho quá trình hô hấp tăng lên mạnh mẽ của phôi hạt, vừa làm
tăng áp suất thẩm thấu trong hạt giúp cho quá trình hút nước vào hạt nhanh chóng.
Sự tăng hoạt tính enzym dẫn đến sự biến đổi các chất dự trữ và mức độ hoạt
hóa các enzym riêng biệt phụ thuộc vào tính chất đặc trưng về thành phần hoá
học của hạt. Đối với đậu tương, hạt dự trữ chủ yếu là protein thì hoạt tính enzym

4


protease tăng lên mạnh mẽ hơn các enzym khác. Sự tăng hoạt tính enzym có lẽ là
do quá trình tổng hợp mới các enzym ở trong lớp alơron hơn là quá trình hoạt
hóa các enzym cũ vốn có trong hạt.
1.2. Ảnh hưởng của sự thiếu nước đến cây đậu tương trong giai đoạn nảy mầm
Nước là điều kiện quan trọng cho sự nảy mầm. Nước tham gia vào quá trình
trao đổi chất, các phản ứng hoá sinh trong tế bào, là nguyên liệu của phản ứng.
Nước đảm bảo sự thống nhất giữa cơ thể với môi trường.

Hạt khô có hàm lượng nước từ 10 – 14% thì không nảy mầm. Nhờ lực hút
trương của keo mà hạt giống hút nước và khi hàm lượng nước bằng 50 – 70%
khối lượng hạt thì các hoạt động sống tăng cường lên mạnh mẽ và phôi phát động
sinh trưởng hay nảy mầm.
Hạn là tổ hợp các điều kiện khí hậu gây nên hiện tượng thiếu nước ở thực
vật làm ảnh hưởng đến sinh trưởng, phát triển. Người ta chia hạn ra làm hai nhóm:
+ Hạn trong đất: là những yếu tố làm cho đất không cung cấp được nước
cho cây do đất thiếu nước hoàn toàn hoặc hàm lượng muối trong đất quá cao nên
áp suất giữ nước của hệ keo đất lớn, vượt quá áp suất rễ. Vì vậy, cây không thể
lấy được nước.
+ Hạn không khí: do độ ẩm không khí quá thấp hoặc độ ẩm thấp kết hợp với
gió mạnh.
Sự thiếu nước thường làm cho tế bào thiếu nước, tế bào mất sức căng, đỉnh
sinh trưởng bị héo và các quá trình sinh lý diễn ra không bình thường.
Do hạn làm màng tế bào bị biến tính làm tăng khả năng thấm các ion từ
trong tế bào chất ra ngoài.
Khi gặp hạn, hoạt động của enzym thủy phân thường diễn ra nhanh hơn là
enzym tổng hợp dẫn đến tế bào mất chất dinh dưỡng.

5


Hạn hán cũng gây ảnh hưởng trầm trọng đến quá trình hô hấp. Khi thiếu
nước, cường độ hô hấp tăng nhưng hiệu quả năng lượng bị giảm sút.
Thiếu nước gây ảnh hưởng xấu đến sự sinh trưởng, phát triển của cây và
cuối cùng ảnh hưởng đến năng suất, phẩm chất của chúng.
1.3. Phản ứng chịu hạn ở cây đậu tương
Cũng như các loài cây trồng khác, những giống đậu tương có khả năng
chống lại hoặc hạn chế sự mất nước bằng những biến đổi hình thái hoặc những
phản ứng hoá sinh phù hợp.

Biến đổi hình thái được chú ý tới nhiều là ở bộ rễ. Bộ rễ khoẻ là một điều
kiện tăng tính chịu hạn của cây. Bên cạnh đó là sự giảm diện tích lá của đậu
tương khi gặp hạn nhằm giảm sự thoát hơi nước ở lá [20].
Các thay đổi hoá sinh thường liên quan đến cơ chế chống mất nước nhằm
sinh tổng hợp ra các chất bảo vệ hoặc nhanh chóng bù lại sự thiếu hụt nước. Điều
chỉnh áp suất thẩm thấu nội bào thông qua tích lũy các chất hòa tan, các protein
và axit amin như: prolin, các enzym thủy phân…là cơ chế giúp tế bào duy trì
lượng nước tối thiểu [17]. Trong điều kiện thiếu nước, các phản ứng hóa sinh
diễn ra nhằm khử độc các sản phẩm được tạo nên trong quá trình phân giải các
hợp chất cao phân tử, hoặc xúc tiến phục hồi các cấu trúc sinh học bị tổn thương.
Sau khi hạn ngừng tác động, các quá trình phục hồi diễn ra nhanh chóng nếu bộ
gen được bảo tồn trong điều kiện hạn hán. Nhờ có sự tham gia của protein đặc
hiệu mà ADN chỉ bị biến đổi khi ở điều kiện hạn nặng và kéo dài.
Ngoài ra, còn có những thay đổi về các phản ứng sinh lý như: hô hấp, cường
độ quang hợp, cường độ thoát hơi nước của lá cho phù hợp với điều kiện gặp hạn
của cây [23].

6


1.4. Tình hình nghiên cứu tính chịu hạn ở cây đậu tương
Nghiên cứu tính chịu hạn của thực vật đối với những điều kiện bất lợi của môi
trường là một yêu cầu bức thiết. Việc nghiên cứu về tính chịu hạn đã được tiến hành
ở nhiều nước trên thế giới với nhiều loại cây trồng khác nhau, trong đó có đậu tương.
Các nghiên cứu tìm hiểu bản chất khả năng chịu hạn của cây trồng nói
chung, cây họ Đậu và đậu tương nói riêng ngày càng được mở rộng. Những năm
gần đây, nhờ các trang thiết bị hiện đại, các nhà khoa học có điều kiện đi sâu, tìm
hiểu cơ chế sinh lý liên quan đến tính chịu hạn ở thực vật như: ảnh hưởng của
thiếu nước đến sự phát triển của hạt [25], đến quá trình quang hợp [23] và hô hấp
[22]…Một số cơ chế hoá sinh và sinh học phân tử cũng đã được nghiên cứu như:

xác định vị trí của gen liên quan đến điều chỉnh áp suất thẩm thấu (Maitra N,
Cushman J, C 1994…), gen tổng hợp một số chất hình thành và tích luỹ nhiều khi
hạn hán: prolin, nhóm amin bậc 4, một số đường,... [15], [17], [25].
Sheila A. Blackman và cộng sự (1992) [25] đã nghiên cứu protein sốc nhiệt
(HSP - heat shock protein) trong phôi mầm hạt đậu tương đang chín ở điều kiện bình
thường và dưới áp suất thẩm thấu cao. Kết quả nghiên cứu khẳng định HSP tăng lên
trong quá trình hình thành hạt và giảm khi hạt nảy mầm. HSP hỗ trợ bảo vệ tế bào
vào thời điểm oligosacarit chưa được tổng hợp đủ lượng để thực hiện chức năng.
Nhiều nghiên cứu khẳng định có mối liên quan giữa sự tích luỹ ABA với sự
tăng hàm lượng các chất điều chỉnh áp suất thẩm thấu khi gặp hạn, các chất này
(thường là các protein hoặc axit amin) được tổng hợp bởi các gen RAB
(responsive to abscisic acid). Bên cạnh đó, một số chất có khả năng điều chỉnh
áp suất thẩm thấu không liên quan đến sự tích luỹ ABA, sự tăng hàm lượng của
chúng độc lập với sự tích luỹ ABA.
Ở Việt Nam, trong những năm qua, đã có nhiều công trình nghiên cứu về
tính chịu hạn của cây đậu tương. Chẳng hạn: nghiên cứu đặc điểm di truyền và

7


khả năng chịu hạn ở con lai đậu tương F1 (Nguyễn Huy Hoàng) [3], nghiên cứu
mối quan hệ giữa tính chịu hạn với thành phần điện di protein của hạt đậu tương
(Trần Thị Phương Liên, Nông Văn Hải,…) [9], nghiên cứu khả năng cộng sinh
cố định đạm của một số dòng vi khuẩn ở đậu tương (Nguyễn Huy Hoàng,
Nguyễn Văn Mã, Ngô Đức Dương) [5]. Kết quả nghiên cứu đã được ứng dụng
trong sản xuất và chọn tạo được nhiều giống đậu tương mới có năng suất cao,
phẩm chất tốt, phù hợp với điều kiện khí hậu, canh tác của Việt Nam.
Tại Trung tâm Nghiên cứu và thực nghiệm đậu đỗ, Viện Khoa học kỹ thuật
Nông nghiệp Việt Nam, nhiều giống đậu tương nhập nội và giống địa phương đã
được đánh giá khả năng chịu hạn, chịu nóng bằng một số phương pháp: cho hạt nảy

mầm trong dung dịch đường sacarozơ, phương pháp dùng nhiệt độ cao... [3], [4].
Kết quả từ trên 1000 mẫu giống nhập nội đã phân lập 68 mẫu giống chịu hạn tổng
hợp, 14 mẫu giống vừa chịu nóng, chịu hạn tốt vừa có đặc tính kinh tế quan trọng…
Các nghiên cứu về huỳnh quang diệp lục, cường độ quang hợp cho phép
đánh giá nhanh khả năng chịu hạn của cây [11], [16].

8


CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. Đối tượng nghiên cứu
- Đối tượng nghiên cứu là cây đậu tương thuộc các giống: DT84, VX9-3 và
AK03 do Viện Khoa học kỹ thuật Nông nghiệp Việt Nam cung cấp.
- Nguồn gốc của các giống thí nghiệm:
+ VX9-3: Hạt có dạng hình bầu dục, màu vàng nhạt. Rốn hạt có màu nâu
nhạt. Khối lượng 1000 hạt là 140 - 150g. Năng suất 12 - 15 tạ/ha. Thời gian sinh
trưởng 90 - 95 ngày. Giống được chọn lọc cá thể từ một giống nhập nội của
Philippin. Được công nhận giống năm 1990. Giống có khả năng chịu hạn trung
bình.
+ AK03: Giống được tạo bằng cách chọn lọc cá thể từ giống đậu tương nội
nhập G 2261. Được công nhận giống năm 1990. Dạng hạt bầu dục, màu vàng
nhạt. Khối lượng 1000 hạt 125 - 130g. Năng suất trung bình 13 - 15 tạ/ha. Thời gian
sinh trưởng 80 - 85 ngày. Giống có khả năng chịu hạn trung bình.
+ DT84: Giống được tạo ra bằng cách xử lý đột biến dòng 33 - 3 (tổ hợp lai
DT80 × ĐH4) bằng tia gama C060 /18 Kr. Được công nhận giống năm 1995. Hạt
to, màu vàng sáng. Khối lượng 1000 hạt 150 - 160g. Năng suất trung bình 13 18 tạ/ha. Thời gian sinh trưởng 85 - 95 ngày. Giống có khả năng chịu hạn khá.
2.2. Phương pháp nghiên cứu
2.2.1. Phương pháp bố trí thí nghiệm
- Chúng tôi tiến hành thí nghiệm tại Trung tâm Hỗ trợ nghiên cứu khoa học
và chuyển giao công nghệ - Trường ĐHSP Hà Nội 2.

- Để xác định các chỉ tiêu nghiên cứu, chúng tôi tiến hành thí nghiệm gieo
hạt trong dung dịch đường theo phương pháp xác định khả năng chịu hạn của
Volcova [26]: chọn hạt giống đều, khỏe, có phôi sáng, không sâu mọt, không
nấm mốc. Khử trùng khay đựng, bình, tay… bằng cồn; giấy lọc phải được sấy ở

9


1300C trong vòng 1 giờ; hạt được khử trùng bằng dung dịch KMnO 4 1% trong 5
phút. Hạt đậu tương nảy mầm trong dung dịch saccarozơs với áp suất thẩm thấu
9atm. Hạt sinh trưởng trong dung dịch đường dễ nhiễm nấm nên cần cho thêm
kháng sinh nistatin 1/2 viên trong 1/2 lit.
Sau đó, chia hạt thành 2 phần gieo trên khay có giấy thấm: phần 1 được tưới
bằng nước cất (lô đối chứng), phần 2 được tưới bằng dung dịch đường (lô thí
nghiệm). Hàng ngày, bổ sung lượng nước hoặc dung dịch đường 50 ml/khay.
2.2.2. Phương pháp xác định chỉ tiêu nghiên cứu
2.2.2.1. Xác định tỷ lệ nảy mầm của hạt
Những hạt nảy mầm là hạt có chiều dài rễ mầm đạt từ 3mm trở lên [26 ], tỷ
lệ nảy mầm tính theo công thức sau:
P=

a
×100
b

Trong đó:
P: Khả năng nảy mầm của hạt
a: Số hạt nảy mầm trong lô thí nghiệm
b: Số hạt nảy mầm trong lô đối chứng
2.2.2.2. Sinh trưởng của mầm đậu tương

- Chiều dài mầm (mm)
Dùng thước chia đến milimet để đo. Thời gian đo: ngày thứ 2, thứ 4 và thứ 6
sau khi gieo.
- Khối lượng tươi của mầm (mg/mầm)
Cân khối lượng tươi của mầm sau khi thí nghiệm xong (ngày thứ 8).
- Khối lượng khô của mầm (mg/mầm)
Rửa mầm bằng nước cất, sau đó sấy trong 3 giờ ở nhiệt độ 105 oC. Xác định
khối lượng khô sau khi thí nghiệm xong (ngày thứ 8).

10


2.2.2.3. Phương pháp xác định hàm lượng prolin: theo phương pháp của Bates
và cộng sự (1973) [18]
Cân 0,5g/mẫu nghiền kỹ, thêm 10ml dung dịch axit sulfosalicylic 3%. Ly
tâm 7000 vòng/phút trong vòng 20 phút, lọc lấy dịch trong. Lấy 2ml dịch chiết
cho vào bình (hoặc ống nghiệm), thêm 2ml axit axetic và 2ml dung dịch
ninhydrin (dung dịch này gồm 30ml dung dịch axit axetic + 1,25g ninhydrin),
đậy kín. Ủ bình trong nước nóng 100oC trong 1 giờ. Sau đó, ủ đá 5 phút. Bổ sung
vào bình phản ứng 4ml toluen, lắc đều. Lấy phần dịch hồng ở trên đem đo mật
độ quang học ở bước sóng 520nm trên máy quang phổ UV - Visible Spectrophotometer.
Hàm lượng axit amin prolin được tính theo công thức sau (công thức suy ra
từ việc lập đường chuẩn prolin):
Y = 1,4083 . X + 0,014
Trong đó:
Y: Hàm lượng prolin (mg/l)
X: Giá trị mật độ quang học đo được ở bước sóng 520nm
Sau đó hàm lượng prolin được đổi ra mg/g.
2.2.2.4. Phương pháp xác định hoạt độ một số enzym
- Xác định hoạt độ protease theo Phạm Thị Trân Châu [1]

Hàm lượng nitơ amin trong mẫu nghiên cứu được tính theo công thức:
X=

(V2 − V1 ).2, 28.V . f
V3 .g

Trong đó:
X: Hàm lượng nitơ amin trong mẫu nghiên cứu
V: Số ml dung dịch mẫu
V1: Số ml NaOH 0,2N chuẩn độ bình đối chứng

11


V2: Số ml NaOH 0,2N chuẩn độ bình thí nghiệm
V3: Số ml dịch lọc đem chuẩn độ
g: Số gam mẫu phân tích
f: Hệ số điều chỉnh NaOH 0,2N
2,28: Số mg nitơ amin tương ứng với 1ml NaOH 0,2N
- Xác định hoạt độ của enzym lipase theo Nguyễn Văn Mùi [14]
Hoạt độ lipase được biểu thị bằng số ml NaOH 0,1N trong 10g hạt theo công thức:
X=

(a − b). f .10
w

Trong đó:
X: Hoạt độ enzym lipase
a: Số ml NaOH 0,1N dùng để chuẩn độ bình thí nghiệm
b: Số ml NaOH 0,1N dùng để chuẩn độ bình kiểm tra

f: Hệ số chỉnh lý NaOH 0,1N
w: Khối lượng hạt
- Xác định hoạt độ enzym amylase theo Phạm Thị Ánh Hồng [6]
Hoạt độ amylase được tính theo công thức:
X=

(V0 − V ).342
×K
20.103 .2.w.t

Trong đó:
Vo: Số ml Na2S2O3 0,05N dùng chuẩn độ mẫu đối chứng
V: Số ml Na2S2O3 0,05N dùng chuẩn độ mẫu thí nghiệm
K: Hệ số điều chỉnh nồng độ của Na2S2O3 0,05N
342: Trọng lượng phân tử đường maltôzơ
w: Khối lượng nguyên liệu
t: Thời gian phản ứng

12


2.2.3. Phương pháp xử lý thống kê các kết quả thực nghiệm
Kết quả thí nghiệm được xử lý theo các tham số:
n

∑X

X=
cv =

i =1

n

n

;

δ

2

=

∑(X
i =1

i

− X )2

n −1

; δ = δ2

δ
δ ×100
m.100
; m=
; m %=

n
X
X

md = m12 + m2 2 ; td =

d
; d = X1 − X 2
md

X : Giá trị trung bình số học
n : Số lần nhắc lại
m : Sai số trung bình số học
cv : Hệ số biến động
m %: Độ chính xác của thí nghiệm

δ : Độ lệch chuẩn
md : Sai số của hiệu các trung bình số học
td : Tiêu chuẩn độ tin của hiệu

Tiêu chuẩn độ tin của hiệu được so với bảng tiêu chuẩn Student với số bậc
tự do: n1 + n2 - 2.
Trong đó: n1: Số lần nhắc lại ở công thức thí nghiệm
n2: Số lần nhắc lại ở công thức đối chứng
Sự sai khác giữa các trị số trung bình chỉ có ý nghĩa khi td lớn hơn hoặc
bằng giá trị tương ứng với mức xác suất 0,95.

13

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
3.1. Khả năng nảy mầm của hạt
Nảy mầm là quá trình sinh lý quan trọng trong chu kì sinh trưởng và phát
triển của thực vật nói chung và của đậu tương nói riêng, đảm bảo duy trì sự sống,
tạo cơ sở ban đầu cho một cơ thể mới. Ở giai đoạn này, thực vật rất mẫn cảm với
sự thiếu nước. Quá trình nảy mầm của hạt đậu tương bắt đầu bằng sự hút nước
và trương nước của hạt, lượng nước tối thích cho sự nảy mầm bằng 50 - 70%
khối lượng của hạt. Khi gieo hạt trong môi trường dung dịch sacaroza có áp suất
thẩm thấu cao, những hạt nảy mầm được là do chúng có khả năng hút nước lớn
hơn sức hút của môi trường.
Những hạt nảy mầm là hạt có chiều dài rễ mầm đạt từ 3mm trở lên và được
xác định vào ngày thứ 3 sau khi gieo hạt [26]. Tỉ lệ nảy mầm của hạt đậu tương
được trình bày ở bảng 1.
Bảng 1: Tỉ lệ nảy mầm của đậu tương
Giống
VX9-3
AK03
DT84

Số hạt nảy mầm (hạt/mẫu 50 hạt)
Đối chứng
Thí nghiệm
45,67 ± 0,67
47,00 ± 0,58
48,33 ± 0,33

23,00 ± 0,58
26,00 ± 1,00
33,67 ± 0,62

Khả năng
nảy mầm (%)
50,36
55,32
69,67

Từ kết quả bảng 1 cho thấy: phần được tưới nước cất có tỉ lệ nảy mầm cao ở
hầu hết các giống, đạt trung bình 45,67 - 48,33 (hạt/mẫu); phần được tưới dung
dịch đường, tỉ lệ nảy mầm của các giống đều giảm, đạt từ 23 - 33,67 (hạt/mẫu),
bằng 50,36 – 69,67% so với đối chứng.
Theo nghiên cứu của tác giả Nguyễn Huy Hoàng (1992) [4] đã kết luận: trong
môi trường đường, giống chịu hạn tốt có tỷ lệ nảy mầm 80%, khá từ 61 - 80%, trung

14


bình từ 41 - 60%, yếu từ 21 - 40%, kém dưới 20%. Như vậy, giống DT84 thuộc
nhóm chịu hạn khá, AK03 và VX9-3 thuộc nhóm chịu hạn trung bình.
3.2. Sinh trưởng của mầm đậu tương
3.2.1. Chiều dài mầm
Tiến hành đo vào ngày thứ 3, 5, 7 sau khi gieo hạt. Kết quả được trình bày ở bảng 2.
Bảng 2: Chiều dài mầm (mm)
Giống

Ngày 3
Ngày 5
Ngày 7

ĐC
TN

% so ĐC
ĐC
TN
% so ĐC
ĐC
TN
% so ĐC

VX9-3

AK03

DT84

18,1±0,3
7,0±0,3
38,67
29,4±0,4
13,6±0,4
46,26
42,5±0,3
20,4±0,4
48,00

17,3±0,4
10,9±0,2
63,01
30,2±0,3
18,8±0,3
62,25

45,0±0,5
26,6±0,7
59,11

19,6±0,5
7,9±0,3
40,31
32,1±0,3
15,7±0,2
48,91
45,7±0,4
23,0±0,4
50,33

Qua phân tích kết quả bảng 2 cho thấy: trong môi trường đủ nước, mầm
đậu tương sinh trưởng mạnh hơn hẳn so với khi thiếu nước.
Trong điều kiện bình thường, sự sinh trưởng của mầm đậu tương diễn ra
mạnh mẽ từ ngày thứ 3 trở đi đến ngày thứ 7. Vào ngày thứ 7, chiều dài mầm
của giống DT84 và AK03 có sự chênh lệch không đáng kể, thấp nhất là VX9-3.
Trong điều kiện áp suất thẩm thấu cao, sự chênh lệch so với đối chứng ngày
càng nhiều, biểu hiện ở hai giống DT84 và VX9-3. Riêng AK03 có tỷ lệ phần
trăm so với đối chứng giảm dần.

15


Chiều dài
mầm (mm)

50

ĐC

40

TN

30
20
10
Ngày
3

5

7

VX9-3

Chiều dài
mầm (mm)

Chiều dài
mầm (mm)

50
50
40
30
20

10

40
30
20
10
Ngày
3

5

Ngày

7

3

AK03

5

7

DT84

Hình 1: Sự sinh trưởng mầm của các giống đậu tương

16

% so ĐC

70

DT84

60

AK03

50
VX 9-3

40
30
20
10
Ngày
3

5

7

Hình 2: Sự sinh trưởng của mầm đậu tương khi thiếu nước
Như vậy, thiếu nước làm giảm khả năng sinh trưởng của mầm đậu tương.
Chiều dài mầm trong dung dịch đường ngắn hơn nhiều so với mầm đối chứng.
Trong dung dịch đường, những giống có sự sinh trưởng mầm tốt là giống có thể
hút được nước từ môi trường để tiến hành trao đổi chất, đảm bảo quá trình nảy
mầm diễn ra bình thường.

3.2.2. Khối lượng tươi của mầm đậu tươi
Sự tăng kích thước, khối lượng của mầm đậu tương là kết quả của quá trình
trao đổi chất ở hạt nảy mầm và phụ thuộc vào lượng nước có trong môi trường.
Tiến hành cân khối lượng tươi của mầm sau khi thí nghiệm xong, kết quả
được trình bày ở bảng 3 và hình 2.

17


Bảng 3: Khối lượng tươi của mầm đậu tương (mg/mầm)
Giống

Đối chứng

Thí nghiệm

% so ĐC

VX9-3

487,0 ± 8,3

383,0 ± 7,3

78,65

AK03

448,0 ± 16,0

248,0 ± 9,8

55,36

DT84

437,0 ± 6,2

384,0 ± 9,3

87,88

Khối lượng tươi
(mg/mầm)
500

ĐC
TN

400
300
200
100
Ngày
VX9-3

AK03

DT84

Hình 3: Khối lượng tươi của mầm đậu tương
Phân tích kết quả bảng 3 cho thấy: ở lô đối chứng, sự chênh lệch về khối
lượng tươi giữa các giống là không đáng kể. Ở lô thí nghiệm, khả năng tăng
trưởng khối lượng tươi của mầm ở giống DT84 và VX9-3 gần như không có sự
khác biệt; riêng AK03 thấp hơn nhiều so với DT84 và VX9-3, thấp hơn so với
đối chứng (55,36%).
Điều kiện thiếu nước hạn chế sự sinh trưởng của mầm đậu tương. Khối lượng
mầm đậu tương trong các lô thí nghiệm giảm và dao động từ 55,36 - 87,88% so
với đối chứng.

18


3.2.3. Khối lượng khô của mầm đậu tương
Kết quả thí nghiệm được trình bày ở bảng 4 và hình 4.
Bảng 4: Khối lượng khô của mầm đậu tương (mg/mầm)
Giống
VX 9-3
AK03
DT84

Đối chứng
89,7 ± 1,3
66,3 ± 0,6
91,4 ± 0,7

Thí nghiệm
97,4 ± 1,0
70,7 ± 0,9
98,5 ± 0,4

% so ĐC
109,03
106,64
108,58

Khối lượng khô (mg/mầm)

ĐC

100

TN

50

Giống
VX9-3

AK03

DT84

Hình 4: Khối lượng khô của mầm đậu tương
Khi thiếu nước, khối lượng khô của mầm trong các lô thí nghiệm luôn cao
hơn lô đối chứng (106,64 - 109,03%).
Điều kiện thiếu nước kìm hãm các quá trình trao đổi chất trong mầm đậu
tương, làm giảm sự tích luỹ chất khô. Vì vậy, đậu tương gieo trong dung dịch
đường mầm sinh trưởng chậm hơn.

19


3.3. Hàm lượng prolin trong mầm đậu tương
Prolin là một imino axit ưa nước, được tổng hợp từ glutamin bởi enzym chìa
khoá là 1 – pyrroline – 5 - carboxylate synthetase [24]. Cho đến nay đã có nhiều
nghiên cứu chỉ ra rằng: prolin là một trong những chất có vai trò điều hoà áp suất
thẩm thấu ở tế bào thực vật. Hàm lượng prolin trong lá, rễ cây sống trong điều
kiện khô hạn hay mô nuôi cấy trong môi trường có áp suất thẩm thấu cao tăng
lên nhiều lần so với cây sống trong điều kiện thường [19], [21]. Do vậy, định
lượng prolin trong điều kiện gây hạn được coi như là một phương pháp đánh giá
khả năng chịu hạn của cây trồng.
Tiến hành xác định hàm lượng prolin vào ngày thứ 2, 4, 6 sau khi gieo. Kết
quả nghiên cứu được trình bày ở bảng 5, hình 4 và hình 5.
Bảng 5: Hàm lượng prolin trong mầm đậu tương (mg/g)
Giống

VX9-3

AK03

DT84

ĐC

0,52±0,01

0,75±0,01

0,73±0,01

Ngày 2

TN
% so ĐC
ĐC

0,61±0,01
117,31
0,48±0,01

0,89±0,01
118,67
0,84±0,01

0,84±0,02
115,07
0,64±0,04

Ngày 4

TN
% so ĐC
ĐC

0,61±0,01
127,08
0,94±0,01

0,92±0,01

109,52
0,81±0,01

0,70±0,03
109,38
0,68±0,01

Ngày 6

TN
% so ĐC

0,99±0,00
105,32

1,02±0,01
125,93

1,00±0,02
147,06

Trong điều kiện đủ nước, hàm lượng prolin ở các giống khác nhau là khác
nhau, thể hiện khả năng đảm bảo thẩm thấu của các giống đậu tương là khác nhau.
Vào ngày thứ 6, giống VX9-3 có giá trị lớn nhất và thấp nhất ở DT84. Ở ngày
thứ 2 và thứ 4 thì AK03 có giá trị cao hơn cả, thấp nhất là VX9-3.

20


Điều kiện thiếu nước làm tăng hàm lượng prolin trong hạt nảy mầm. Vào

ngày thứ 2, sự gia tăng prolin của lô thí nghiệm so với lô đối chứng không nhiều.
Vào ngày thứ 4: trong khi hàm lượng prolin của giống AK03 ở cả lô đối chứng
và thí nghiệm đều tăng thì giống DT84 lại giảm cả ở lô thí nghiệm và đối chứng.
Riêng VX9-3, lô đối chứng hàm lượng prolin giảm so với ngày thứ 2 còn lô thí
nghiệm không có sự biến đổi. Kết quả đo vào ngày thứ 6 cho thấy: hàm lượng
prolin các giống AK03, DT84 ở lô đối chứng không có sự chênh lệch nhiều so
với kết quả đo ngày thứ 4; riêng VX9-3 lại có sự gia tăng cao ở lô đối chứng (từ
0,48 lên 0,94 mg/g) và lô thí nghiệm (từ 0,61 lên 0,99 mg/g). Ở lô thí nghiệm, hàm
lượng prolin của các giống vẫn tăng so với đối chứng, cao nhất ở DT84 (147,06%).

Hình 5: Hàm lượng prolin trong mầm đậu tương khi đủ nước

21


Hình 6: Hàm lượng prolin trong mầm đậu tương khi thiếu nước
Như vậy, sự tăng cường tổng hợp prolin là một chỉ tiêu quan trọng phản ánh
khả năng chống chịu của cây khi gặp điều kiện hạn hán. Phản ứng này giúp cây
duy trì được áp lực thẩm thấu, cấu trúc thành tế bào và đảm bảo sự trao đổi nước
khi cây sống ở môi trường khô hạn, tạo điều kiện cho sự hoạt động bình thường
của cây.
3.4. Hoạt độ của các enzym phân giải chất dự trữ trong mầm đậu tương
3.4.1. Hoạt độ của enzym protease
Kết quả nghiên cứu về hoạt độ protease được trình bày trong bảng 6, hình 7,
hình 8 và hình 9.
Chất dự trữ trong hạt đậu tương chủ yếu là protein nên enzym protease hoạt
động chủ đạo trong quá trình biến đổi hoá sinh của hạt nảy mầm, tạo nguồn
nguyên liệu cho hô hấp, cung cấp năng lượng và chất trung gian cho quá trình
tổng hợp chất cần thiết cho nảy mầm và cây con sinh trưởng.

22


Bảng 6: Hoạt độ protease trong mầm đậu tương (mg/g)
Giống
Ngày 2
Ngày 4
Ngày 6

ĐC
TN
% so ĐC
ĐC
TN
% so ĐC
ĐC
TN
% so ĐC

VX9-3
1,61 ± 0,04
1,72 ± 0,04
106,83
1,77 ± 0,03
1,85 ± 0,04
104,52
1,93 ± 0,05
2,04 ± 0,05
105,70

AK03
0,68 ± 0,02
0.90 ± 0,02
132,35
0,95 ± 0,02
1,70 ± 0,03
178,95
1,14 ± 0,01
1,29 ± 0,02
113,16

DT84
2,22 ± 0,04
2,93 ± 0,06
131,98
1,56 ± 0,02
2,58 ± 0,06
165,38
1,40 ± 0,01
2,73 ± 0,09
195,00

Kết quả phân tích cho thấy: lô đối chứng, hoạt độ protease của hai giống
AK03 và VX9-3 tăng dần qua các ngày thí nghiệm; riêng DT84 lại giảm dần từ
ngày thứ 2 đến ngày thứ 4 và thứ 6. Hình 8 cho thấy, hoạt độ protease ở DT84 rất
cao ngay sau khi gieo. Đây là điều kiện thuận lợi thúc đẩy sự phân giải protein
diễn ra nhanh chóng, cung cấp nguyên liệu sơ cấp và năng lượng cho hạt nảy
mầm. Hoạt độ protease ở AK03 thấp nhất.
Khi thiếu nước, hoạt độ protease có sự biến đổi khác so với đối chứng.
Giống VX9-3 hoạt độ protease tăng dần qua các ngày thí nghiệm. Giống AK03

ngày thứ 4 tăng so với ngày thứ 2, đến ngày thứ 6 lại giảm nhưng hoạt độ vẫn
cao hơn ngày thứ 2. DT84 ngày thứ 4 giảm so với ngày thứ 2 nhưng đến ngày
thứ 6 lại tăng. Điều này thể hiện khả năng chống chịu vốn có của các giống đậu
tương là khác nhau.

23


Hoạt độ
protease (mg/g)
3

ĐC
TN

2

1

Ngày
3

5

7

VX9-3

Hoạt protease
(mg/g)

Hoạt độ
protease (mg/g)

3

3

2

2

1

1
Ngày
3

5

7

Ngày
3

AK03

5

7

DT84

Hình 7: Sự biến đổi hoạt độ protease trong mầm của các giống đậu tương

24


Hoạt độ protease (mg/g)
DT84

3

AK03
2

VX 9-3

1

Ngày

4

2

6

Hình 8: Sự biến đổi hoạt độ protease trong mầm đậu tương khi đủ nước
Hoạt độ protease (mg/g)

4
DT84

3

AK03
VX 9-3

2

1

2

Ngày
4

6

Hình 9: Sự biến đổi hoạt độ protease trong mầm đậu tương khi thiếu nước

25