Đặc điểm phản ứng của các giống lạc l24, l23, l08, ltb, lcb, lbk trong điều kiện hạn sinh lý ở giai đoạn hạt nảy mầm

T¹p chÝ Khoa häc & C«ng nghÖ
-
Sè 2
(
46
) Tập 2
/
N¨m 2008


97
ĐẶC ĐIỂM PHẢN ỨNG CỦA CÁC GIỐNG LẠC L24, L23, L08, LTB,
LCB, LBK TRONG ĐIỀU KIỆN HẠN SINH LÝ Ở GIAI ĐOẠN HẠT NẢY MẦM
Nguyễn Thị Tâm, Nguyễn Thu Giang (Trường ĐH Sư phạm - ĐH Thái Nguyên)
Chu Hoàng Mậu (Đại học Thái Nguyên)
1. Đặt vấn đề
Lạc (Arachis hypogaea L.) là cây công nghiệp ngắn ngày có giá trị kinh tế cao. Ở nước
ta trong những năm gần đây diện tích, năng suất và sản lượng lạc đã tăng hơn trước kia, nhưng
so với thế giới vẫn còn ở mức thấp. Một trong những nhân tố chính có ảnh hưởng đến năng suất
và chất lượng hạt lạc là khô hạn. Để hạn chế ảnh hưởng của hạn tới năng suất cây trồng nói
chung, cây lạc nói riêng, ngoài các biện pháp tưới tiêu hợp lý cần sử dụng các giống có khả năng
chịu hạn cao, đặc biệt ở những vùng đất không chủ động nước. Vì vậy, nghiên cứu khả năng
chịu hạn của các giống lạc là rất cần thiết. Cho đến nay đã có một số công trình nghiên cứu về khả
năng chịu hạn của cây lạc ở các giai đoạn và mức độ khác nhau [3], [5], [6], [7]. Trong bài báo này
chúng tôi trình bày các kết quả nghiên cứu về khả năng chịu hạn của một số giống lạc thông qua
phân tích một số chỉ tiêu hóa sinh ở giai đoạn nảy mầm, làm cơ sở cho việc tuyển chọn giống lạc
chịu hạn làm vật liệu chọn giống.
2. Vật liệu và phương pháp
- Vật liệu nghiên cứu là hạt của các giống lạc: L24, L23, L08 (Trung tâm NC và Phát
triển đậu đỗ - Viện Cây lương thực và cây thực phNm thuộc Viện Khoa học Nông nghiệp Việt
Nam cung cấp); LBK (Sở NN&PTNT Bắc Kạn cung cấp); LTB

(Sở NN&PTNT Thái Bình
cung cấp); LCB (Sở NN&PTNT Cao Bằng cung cấp).
- ChuNn bị mẫu: Hạt lạc sau khi bóc vỏ gỗ được ngâm nước 2 tiếng, sau đó ủ Nm bằng
dung dịch MS pha loãng 10 lần chứa sorbitol 5%. Hạt nảy mầm sau các khoảng thời gian ủ
1ngày, 3 ngày, 5 ngày, 7 ngày, 9 ngày được lấy để xác định hoạt độ của amylase và hàm lượng
đường tan, hoạt độ enzyme protease và hàm lượng protein tan. Đối chứng là hạt lạc được ủ bằng
dung dịch MS pha loãng 10 lần không chứa sorbitol.
- Xác định hoạt độ của α- amylase theo phương pháp Heinkel được mô tả trong tài liệu
của Nguyễn Lân Dũng (1979) [2].
- Xác định hàm lượng đường tan theo phương pháp vi phân tích được mô tả trong tài liệu
của Phạm Thị Trân Châu và CS (1998) [1].
- Xác định hoạt độ của protease theo phương pháp Anson cải tiến theo mô tả của Nguyễn
Văn Mùi (2001) [4].
- Hàm lượng protein tan xác định theo phương pháp Lowry được mô tả trong tài liệu của
Phạm Thị Trân Châu và CS (1998) [1].
- Xác định hệ số khác nhau và phân nhóm các giống lạc thực hiện theo chương trình
NTSYSpc 2.02i.
3. Kết quả nghiên cứu
3.1. Ảnh hưởng của sorbitol 5% đến ho¹t ®é cña
α
- amylase và hàm lượng đường tan
Kết quả phân tích sự biến động của hoạt độ của α - amylase ở giai đoạn hạt nảy mầm khi
x
ử lý dung dịch sorbitol 5% được trình bày ở bảng 1. Kết quả ở bảng 1 cho thấy, hoạt độ của α -
T¹p chÝ Khoa häc & C«ng nghÖ
-
Sè 2
(
46

) Tập 2
/
N¨m 2008


98

amylase trong giai đoạn hạt nảy mầm sau khi bị xử lý bởi sorbitol 5% biểu hiện khác nhau giữa
các giống lạc và giữa các ngày tuổi. Xu hướng chung của sự biến động này là hoạt độ của α -
amylase tăng từ giai đoạn 1 ngày tuổi và cao nhất ở 7 ngày tuổi sau đó giảm dần ở 9 ngày tuổi.
Trong đó giống L24 có hoạt độ của α-amylase cao nhất so với các giống còn lại. Ở các giai
đoạn 1, 3, 5, 7, 9 ngày tuổi giống L24 có hoạt độ enzyme tương ứng là 0,45 ĐVHĐ/mg, 1,02
ĐVHĐ/mg, 2,13 ĐVHĐ/mg, 2,64 ĐVHĐ/mg, 1,82 ĐVHĐ/mg và thấp nhất là giống L08.
Bảng 1. Hoạt độ của
α
- amylase trong các giai đoạn hạt nảy mầm khi xử lý bởi sorbitol 5%
Giống
Hoạt độ của α
αα
α- amylase (ĐVHĐ/mg hạt nảy mầm)
1 ngày 3 ngày 5 ngày 7 ngày 9 ngày
L24
ðC
0,41±0,04 0,79±0,11 1,62±0,04 1,78±0,04 1,52±0,06
TN
0,45±0,04 1,02±0,24 2,13±0,04 2,64±0,05 1,82 ±0,09
% so ðC
109,75 129,11 131,48 148,31 119,73
LCB
ðC

0,39±0,05 0,46±0,04 1,56±0,03 1,76±0,03 1,41±0,10
TN
0,44±0,12 0,58±0,16 2,06±0,03 2,41±0,03 1,67±0,13
% so ðC
112,82 126,08 132,05 136,93 118,43
L23
ðC
0,38 ± 0,01 0,71±0,11 1,42±0,02 1,62±0,02 1,58±0,05
TN
0,41±0,03 0,93±0,06 1,88±0,03 2,21± 0,03 1,76±0,11
% so ðC
107,89 130,99 132,39 136,42 111,39
LBK
ðC
0,33±0,12 0,52±0,12 1,31±0,04 1,42±0,03 1,30±0,08
TN
0,41±0,13 0,63±0,04 1,65±0,05 1,87±0,04 1,65±0,12
% so ðC
124,24 121,15 125,95 131,69 126,92
LTB
ðC
0,32±0,01 0,48±0,22 1,15±0,04 1,36±0,02 1,09±0,09
TN
0,39±0,01 0,59±0,03 1,47±0,04 1,79±0,03 1,38±0,06
% so ðC
121,89 122,92 127,83 131,62 126,61

L08
ðC
0,32±0,01 0,41±0,09 1,02±0,04 1,35±0,19 0,73±0,03

TN
0,39±0,07 0,52±0,02 1,31± 0,04 1,77 ± 0,07 0,94±0,07
% so ðC 121,87 126,83 128,43 131,11 128,77
Kết quả phân tích ở bảng 1 đã chứng tỏ sorbitol 5% ảnh hưởng đến hoạt độ của α -
amylase ở giai đoạn hạt nảy mầm của các giống lạc. Kết quả này phù hợp với những nghiên cứu
công bố trước đây [5], [6], [7].
Đường tan trong tế bào có vai trò trong việc điều chỉnh áp suất thNm thấu trong dịch bào
khi gặp điều kiện ngoại cảnh bất lợi. Vì vậy, khảo sát hàm lượng đường tan ở giai đoạn hạt nảy
mầm để tìm mối liên quan với khả năng chịu hạn của lạc là rất cần thiết. Kết quả xác định hàm
lượng đường tan trong giai đoạn hạt nảy mầm được trình bày ở bảng 2.
Kết quả bảng 2 cho thấy, ở cả mẫu thí nghiệm và đối chứng hàm lượng đường tan đều
tăng ở giai đoạn hạt nNy mầm 1 ngày tuổi và tăng cao nhất ở giai đoạn 7 ngày tuổi, bắt đầu giảm
ở giai đoạn 9 ngày tuổi. Sự biến động hàm lượng đường tan ở các giống lạc có sự khác nhau.
Hàm lượng đường ở các mẫu xử lý hạn luôn cao hơn so với đối chứng. Ở giai đoạn 7 ngày tuổi,
giống L
24
hàm lượng đường tan cao nhất (đạt 7,99%, tăng 32,94% so với đối chứng), giống L
08

có hàm lượng đường tan thấp nhất (đạt 5,29% tăng 28,40% so với đối chứng). Kết quả nghiên
cứu của chúng tôi về hàm lượng đường tan trong giai đoạn nảy mầm của các giống lạc có xử lý
bởi sorbitol 5% phù hợp với những nhận định trước đây về tăng áp suất thNm thấu của tế bào
thông qua các phân tử đường tan làm tăng khả năng chịu hạn [3], [5], [6], [7], [8].
T¹p chÝ Khoa häc & C«ng nghÖ
-
Sè 2
(
46
) Tập 2
/

N¨m 2008


99
Bảng 2. Hàm lượng đường tan của các giống nghiên cứu ở giai đoạn nảy mầm
Giống
Hàm lượng đường tan (%)
1 ngày 3 ngày 5 ngày 7 ngày 9 ngày
L24
ðC
2,95±0,29 3,98±0,32 5,79±0,13 6,01±0,25 4,12±0,05
TN
3,29 ±0,08 4,56±0,17 7,61±0,06 7,99±0,11 4,54±0,21
% so ðC 111,53 114,57 131,43 132,94 110,19
LCB
ðC
2,60±0,14 3,76±0,26 5,41±0,25 5,46±0,28 4,02±0,25
TN
2,75±0,16 4,25±0,39 6,34±0,14 6,68±0,09 4,35±0,33
% so ðC 105,76 113,03 117,19 122,34 108,20
L23
ðC
2,53±0,02 4,01±0,45 5,52±0,12 5,63±0,29 3,96±0,28
TN
2,63±0,24 4,24±0,21 6,26±0,32 6,54±0,23 4,36±0,31
% so ðC 103,95 105,73 113,41 116,16 110,10
LBK
ðC
2,33±0,30 3,83±0,11 4,71±0,16 4,25±0,23 3,49±0,12
TN

2,49±0,21 4,18±0,34 5,16±0,37 5,43±0,17 3,62±0,13
% so ðC 106,87 109,14 109,55 127,76 103,72
LTB
ðC
2,16±0,11 3,41±0,36 4,01±0,26 4,18±0,06 3,34±0,26
TN
2,48±0,26 4,08±0,06 4,82±0,10 5,31±0,15 3,50±0,16
% so ðC 114,81 119,65 120,20 127,03 104,79
L08
ðC
2,15±0,24 3,12±0,17 3,68±0,26 4,12±0,09 3,13±0,26
TN
2,45±0,09 3,68±0,32 4,54±0,32 5,29±0,02 3,49±0,23
% so ðC 113,95 117,62 123,37 128,40 111,50
Chúng tôi tiếp tục khảo sát mối tương quan giữa hoạt độ của α - amylase và hàm lượng
đường tan, kết quả phân tích thể hiện ở bảng 3.
Bảng 3. Tương quan giữa hoạt độ của
α
- amylase và hàm lượng đường ở giai đoạn hạt nảy mầm
Giống Phương trình hồi quy Hệ số tương quan (R)
L24
Y = 1,88X+1,65 0,96
LCB
Y = 1,42X+2,64 0,90
L23
Y = 1,84X+1,86 0,89
LBK
Y= 1,12X+2,50 0,87
LTB
Y= 1,09X+ 2,50 0,83

L08
Y= 1,65X+1,95 0,92
Kết quả bảng 3 cho thấy, hệ số tương quan (R) của các giống lạc đều trong khoảng 0,83≤
R≤ 0,96. Điều này chứng tỏ hàm lượng đường tan và hoạt độ của α - amylase có tương quan
chặt chẽ và liên quan đến khả năng nảy mầm của hạt. Trong phạm vi nghiên cứu chúng tôi đã
cho thấy hàm lượng đường tan phụ thuộc tuyến tính vào hoạt độ của α - amylase. Hoạt độ của
enzyme α - amylase càng cao thì hàm lượng đường tan được hình thành do quá trình phân giải
tinh bột càng lớn, cung cấp cho quá trình này mầm của hạt, sự sinh trưởng của mầm cũng như
điều chỉnh áp suất thNm thấu của tế bào trong điều kiện cực đoan. Có thể xếp theo thứ tự giảm
dần hoạt độ enzyme α - amylase và hàm lượng đường tan giữa các giống như sau: L
24
> L
BK
>
L
23
> L
CB
> L
TB
> L
08.

2. Ảnh hưởng của sorbitol 5% đến hoạt độ của protease và hàm lượng protein
Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của sorbitol 5% đến hoạt độ của protease ở giai đoạn hat
n
ảy mầm được trình bày ở bảng 4.
T¹p chÝ Khoa häc & C«ng nghÖ
-
Sè 2

(
46
) Tập 2
/
N¨m 2008


100

Bảng 4. Hoạt độ của protease trong các giai đoạn hạt nảy mầm khi xử lý sorbitol 5%
Giống
Hoạt ñộ enzyme protease (ðVHð/ mg hạt nảy mầm)
1 ngày 3 ngày 5 ngày 7 ngày 9 ngày
L24
ðC
0,45±0,01 0,56±0,01 0,61±0,01 0,68±0,06 0,65±0,09
TN
0,54±0,06 0,64±0,20 0,80±0,02 0,85±0,12 0,80±0,06
% so ðC 120,00 114,28 131,14 125,00 123,08
LCB
ðC
0,42±0,09 0,55±0,02 0,59±0,07 0,65±0,12 0,62±0,07
TN
0,48±0,06 0,59±0,08 0,74±0,02 0,83±0,05 0,78±0,09
% so ðC 106,67 107,27 125,42 127,69 125,80
L23
ðC
0,41±0,07 0,53±0,40 0,57±0,05 0,62±0,07 0,61±0,05
TN
0,50±0,03 0,56±0,04 0,70±0,05 0,81±0,09 0,72±0,07

% so ðC 121,95 105,66 122,80 130,65 118,03
LBK
ðC
0,36±0,05 0,41±0,26 0,51±0,03 0,59±0,10 0,48±0,03
TN
0,42±0,06 0,48±0,08 0,66±0,09 0,77±0,04 0,67±0,12
% so ðC 116,67 117,07 129,41 130,51 125,00
LTB
ðC
0,33±0,03 0,38±0,11 0,45±0,01 0,51±0,12 0,46±0,09
TN
0,39±0,06 0,46±0,02 0,59±0,06 0,71±0,04 0,62±0,03
% so ðC 118,18 121,05 131,11 139,22 134,78
L08
ðC
0,29±0,06 0,41±0,27 0,46±0,10 0,47±0,10 0,43±0,05
TN
0,33±0,06 0,47±0,05 0,55±0,09 0,61±0,12 0,52±0,01
% so ĐC 113,79 114,63 119,57 129,79 120,93
Kết quả ở bảng 4 cho thấy, hoạt độ của protease của các giống lạc biểu hiện rất khác
nhau, dao động từ 0,33 ĐVHĐ/mg đến 0,98 ĐVHĐ/mg. Trong đó, giống L
24
có hoạt độ của
protease cao nhất đạt 0,98 ĐVHĐ/mg, thấp nhất là giống L08 0,61ĐVHĐ/mg, cùng ở giai đoạn
7 ngày tuổi. Tương tự như sự biến đổi hoạt độ của amylase, hoạt độ của protease ở mẫu thí
nghiệm luôn cao hơn đối chứng. Kết quả nghiên cứu của chúng tôi phù hợp với những nhận
định của các tác giả trước đây khi nghiên cứu về ảnh hưởng của hạn sinh lý đến hoạt độ của
protease [6], [7], [8].
Kết quả phân tích ảnh hưởng của sorbitol 5% đến hàm lượng protein ở giai đoạn hạt nảy
mầm được trình bày ở bảng 5.

Hàm lượng protein trong hạt nảy mầm của các giống lạc tăng mạnh từ giai đoạn 3 ngày
tuổi và đạt cao nhất ở giai đoạn 7 ngày tuổi, đến 9 ngày tuổi hàm lượng protein bắt đầu giảm. Ở
tất cả các giống nghiên cứu, mẫu thí nghiệm luôn cao hơn mẫu đối chứng. Cụ thể, hàm lượng
protein của giống L
24
ở giai đoạn 1 ngày tuổi chỉ đạt 16,51%, đến giai đoạn 5 ngày tuổi đạt
22,34%, tiếp tục tăng đến giai đoạn 7 ngày tuổi đạt 28,79% và giảm xuống chỉ còn 26,33% khi ở
giai đoạn 9 ngày tuổi. Trong đó giống L
24
có hàm lượng protein cao nhất đạt 28,79% (tăng so
với ĐC 43,31%), thấp nhất là giống L
08
đạt

22,61% (tăng so với ĐC 39,48%) cùng ở giai đoạn 7
ngày tuổi. Tuy vậy, khi xử lý hạn bằng dung dịch sorbitol 5% thì hàm lượng protein tan cũng chỉ
đạt đến giới hạn nhất định tùy thuộc vào khả năng chịu hạn của giống.
T¹p chÝ Khoa häc & C«ng nghÖ
-
Sè 2
(
46
) Tập 2
/
N¨m 2008


101
Bảng 5. Hàm lượng protein tan của các giống nghiên cứu ở giai đoạn nảy mầm
Giống

Hàm lượng protein tan (%)
1 ngày 3 ngày 5 ngày 7 ngày 9 ngày
L24
ĐC
13,28±0,26 14,04±0,16 16,08±0,19 20,09±0,17 19,07±0,42
TN
16,51±0,23 18,04±0,12 22,34±0,15 28,79±0,25 26,33±0,47
% so ĐC 124,32 128,49 138,93 143,31 138,07
LCB
ĐC
12,60±0,15 14,01±0,21 16,20±0,31 19,52±0,28 18,90±0,28
TN
15,66±0,28 17,96±0,48 21,47±0,02 27,30±0,16 25,65±0,13
% so ĐC 124,28 127,92 132,53 139,86 135,71
L23
ĐC
12,34±0,12 13,37±0,46 15,82±0,25 19,62±0,11 18,71±0,16
TN
15,28±0,06 17,42±0,33 21,23±0,11 27,07±0,19 25,34±0,18
% so ĐC 123,82 130,29 134,19 137,97 135,44
LBK
ĐC
11,28±0,18 13,14±0,25 15,12±0,37 19,50±0,37 19,20±0,25
TN
14,71±0,03 17,30±0,41 19,81±0,01 26,80±0,18 23,60±0,14
% so ĐC 130,41 131,65 131,02 137,40 122,91
LTB
ĐC
10,40±0,04 12,62±0,29 14,22±0,31 18,05±0,10 18,60±0,17
TN

13,20±0,15 16,80±0,36 19,01±0,40 24,95±0,04 22,80±0,49
% so ĐC 126,92 133,12 133,68 138,22 122,58
L08
§C
11,25±0,09 11,48±0,09 13,42±0,15 16,21±0,24 15,53±0,23
TN
13,28±0,35 15,21±0,25 18,25±0,18 22,61±0,17 21,07±0,12
% so ĐC 122,67 132,49 135,89 139,48 135,67
Về mối tương quan giữa hoạt độ của protease và hàm lượng protein tan, kết quả ở bảng 6
cho thấy, hàm lượng protein phụ thuộc chặt chẽ vào hoạt độ của protease với hệ số tương quan dao
động từ 0,81 đến 0,99. Hoạt độ của protease càng cao thì quá trình phân giải protein dự trữ càng lớn,
cung cấp nguyên liệu cho quá trình nảy mầm của hạt cũng như điều chỉnh áp suất thNm thấu của tế
bào trong điều kiện cực đoan. Có thể xếp theo thứ tự giảm dần hoạt độ enzyme protease và hàm
lượng protein tan giữa các giống như sau: L24> LBK> L23 > LCB> LTB> L08.

Bảng 6. Tương quan giữa hoạt độ của protease và hàm lượng protein ở giai đoạn hạt nảy mầm
Giống Phương trình hồi quy Hệ số tương quan (R)
L24
Y = 30.93X- 4,18 0,99
LCB
Y = 24,5X+ 5,04 0,81
L23
Y = 37,4X- 3,79 0,92
LBK
Y= 25,5X+ 4,52 0,93
LTB
Y=24,0X+ 5,63 0,92
L08
Y= 19,9X+ 6,90 0,97
3. Phân nhóm các giống lạc dựa trên sự phản ứng ở giai đoạn hạt nảy mầm

Trên cơ sở phân tích sự phản ứng của 6 giống lạc nghiên cứu ở giai đoạn hạt nảy mầm
trong điều kiện hạn sinh lý, căn cứ vào 20 tính trạng chúng tôi đã xác định hệ số khác nhau và
s
ơ đồ mô tả phân nhóm của các giống lạc nghiên cứu.