đánh giá một số dòng lạc có nguồn gốc từ mô sẹo chịu mất nước của các giống l23, l18, md7 và md9

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM
------    ------




ĐINH TIẾN DŨNG







ĐÁNH GIÁ MỘT SỐ DÕNG LẠC
CÓ NGUỒN GỐC TỪ MÔ SẸO CHỊU MẤT NƢỚC
CỦA CÁC GIỐNG L23, L18, MD7 VÀ MD9






LUẬN VĂN THẠC SĨ SINH HỌC

Thái Nguyên - 2010

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM
------    ------






ĐINH TIẾN DŨNG




ĐÁNH GIÁ MỘT SỐ DÕNG LẠC
CÓ NGUỒN GỐC TỪ MÔ SẸO CHỊU MẤT NƢỚC
CỦA CÁC GIỐNG L23, L18, MD7 VÀ MD9


Chuyên ngành: Sinh học thực nghiệm
Mã số: 60.42.30

LUẬN VĂN THẠC SĨ SINH HỌC



Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: TS. Nguyễn Thị Tâm








Thái Nguyên - 2010
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết
quả nghiên cứu trong luận văn là trung thực và chưa được ai công bố.





Tác giả
Đinh Tiến Dũng

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

LỜI CẢM ƠN

Tôi xin bày tỏ lòng cảm ơn sâu sắc tới T.S Nguyễn Thị Tâm đã tận tình hướng
dẫn và tạo mọi điều kiện để tôi thực hiện và hoàn thành đề tài này.
Tôi xin chân thành cảm ơn giảng viên ThS. Vũ Thị Thu Thủy, KTV Nguyễn Thị
Hồng Chuyên – Phòng Hóa sinh, KTV Trần Thị Hồng – Phòng Di truyền học và công
nghệ gen – Khoa Sinh - KTNN - ĐHSP Thái Nguyên đã giúp đỡ tôi trong quá trình
thực hiện đề tài

Tôi xin cảm ơn Ban chủ nhiệm khoa Sinh - KTNN đã tạo điều kiện giúp đỡ tôi
trong quá trình học và nghiên cứu đề tài.
Tôi xin gửi lời cảm ơn đến gia đình và bạn bè đã luôn động viên và ủng hộ tôi
trong suốt quá trình nghiên cứu.



Tác giả
Đinh Tiến Dũng














Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

MỤC LỤC
Trang
Mở đầu………………………………………………………………..................... 1
Chƣơng 1. Tổng quan tài liệu…………………………………………………… 3
1.1.

Giới thiệu về cây lạc……………………………………………………. 3
1.1.1. Nguồn gốc, phân loại, phân bố và đặc điểm sinh học cây lạc ………...... 3
1.1.2. Giá trị kinh tế của cây lạc……………………………………………….. 4
1.1.3. Tình hình sản xuất lạc trên thế giới và ở Việt Nam……………………... 5
1.2.
Hạn và cơ chế chịu hạn của thực vật………………………………..... 7
1.2.1. Khái niệm về hạn và ảnh hưởng của hạn tới thực vật ………………….. 7
1.2.2. Tác động của hạn đối với cây lạc…......................………….................... 8
1.2.3. Cơ sở sinh lý , sinh hoá và di truyề n củ a tí nh chị u hạ n ở cây lạc………... 9
1.2.3.1 Cơ sở sinh lý, hóa sinh của tính chịu hạn……………………………….. 9
1.2.3.2 Cơ sở phân tử của tính chịu hạn………………………………………… 10
1.2.4 Ứng dụng của công nghệ tế bào thực vật trong đánh giá và chọn dòng
chịu hạn ở lạc. ………………………………………………………….. 12
1.3. Kĩ thuật RAPD trong phân tích hệ gen thực vật .................................. 13
Chƣơng 2. Vật liệu và phƣơng pháp nghiên cứu
2.1.
Vậ t liệ u ……………………………......................................................... 18
2.1.1. Vật liệu thực vật……………………………………………………........
18
2.1.2. Hóa chất và thiết bị................................................................................... 18
2.2.
Phƣơng phá p nghiên cƣ́ u........................................................................ 19
2.2.1. Phương pháp đánh giá đặc điểm nông học các dòng chọn lọc................... 19
2.2.2. Phương pháp đánh giá chất lượng hạt …………………………………... 20
2.2.3. Phương pháp đánh giá khả năng chịu hạn ...................................... ……. 22
2.2.3.1. Đánh giá khả năng chịu hạn ở giai đoạn hạt nảy mầm............................... 22
2.2.3.2. Đánh giá khả năng chịu hạn ở giai đoạn cây non 3 lá bằ ng phương phá p
gây hạ n nhân tạ o ……………………………………………………….. 24
2.2.4.
2.2.4. Phương pháp đánh giá sự thay đổi ADN genome………………..

25
2.2.5. Xử lý số liệu và tính toán kết quả………….....................………………. 27
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

Chƣơng 3. Kết quả và thảo luận

3.1.
Đặc điểm nông học của một số dòng chọn lọc………………................
29
3.1.1. Đặc điểm nông học của một số dòng chọn lọc thế hệ R2.......................... 29
3.1.2. Đặc điểm nông học của một số dòng chọn lọc thế hệ R3.......................... 37
3.1.3. Nhận xét về đặc điểm nông học và kết quả chọn lọc ngoài đồng ruộng ... 41
3.2.
Chất lƣợng hạt của một số dòng lạc chọn lọc thế hệ R3....….............. 43
3.2.1. Hàm lượng lipit, protein và đường tan trong hạt của các dòng chọn lọc 43
3.2.2. Hàm lượng amino acid liên kết trong hạt của một số dòng chọn lọc và
giống gốc………………………………………………………………... 45
3.2.3 Nhận xét về chất lượng hạt của các dòng lạc chọn lọc…………………..
3.3.
Đánh giá khả năng chịu hạn của các dòng chọn lọc.............................. 49
3.3.1 Khả năng chịu hạn ở giai đoạn nảy mầm các dòng chọn lọc thế hệ
R4............................................................................................................... 49
3.3.1.1. Ảnh hưởng của hạn sinh lý đến hoạt độ α – amylase trong giai đoạn hạt
nảy mầm…………………………………………....................................
49
3.3.1.2. Ảnh hưởng của hạn sinh lý đến hàm lượng đường tan trong giai đoạn hạt
nảy mầm …………………………………………..…………………..... 52
3.3.1.3. Mố i tương quan giữ a hoạ t độ α-amylase và hà m lượ ng đườ ng tan……… 55
3.3.1.4. Nhận xét về khả năng chịu hạn của các dòng lạc và giống gốc trong điều
kiện hạn sinh lý ở giai đoạn hạt nảy mầm………………………………. 56

3.3.2. Khả năng chịu hạn ở giai đoạn cây non của các dòng chọn lọc thế hệ
R4.................……...………………………………………………...…… 56
3.3.2.1 Khối lượng tươi, khô của rễ, thân lá và chiều dài rễ cây non 3 lá sau khi
xử lý hạn…………………………………………………………………. 57
3.3.2.2 Ảnh hưởng của hạn nhân tạo đến tỷ lệ cây sống, khả năng giữ nước và
chỉ số chịu hạn tương đối của các giống lạc ở giai đoạn cây non ………. 61
3.3.2.3 Khả năng phục hồi của các dòng chọn lọc khi gây hạn nhân tạo………... 63
3.3.2.4 Sự biến đổi hàm lượng proline trong giai đoạn cây non trong điều kiện
hạn nhân tạo…………………………………………………………….. 64
3.3.2.5. Mối tương quan giữa hàm lượng proline và chỉ số chịu hạn……………. 66
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

3.3.2.6 Nhận xét về khả năng chịu hạn củ a cá c dòng lạc và giống gốc ở giai
đoạ n cây non …………………………………………………………… 67
3.4. Đánh giá sự thay đổi ADN genome một số dòng chọn lọc bằng kĩ
thuật RAPD …………………………………………………….……… 69
3.4.1. Kết quả tách chiết ADN tổng số……………………………………….... 69
3.4.2. Phân tích đa hình ADN bằng kĩ thuật RAPD…………………………..... 70
3.4.3. So sánh sự khác nhau của các dòng chọn lọc và giống gốc ở mức độ
phân tử…………………………………………………………………… 73
3.4.4. Nhận xét về đa hình RAPD……………………………………………… 75
Kết luận……………………………………………………………………...…… 76
Công trình đã công bố liên quan đến luận văn…………...……………………. 77
Tài liệu tham khảo..……………………………………………............................ 78

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

DANH MỤC BẢNG
Trang
Bảng 1.1. Diện tích, năng suất, sản lượng lạc trên thế giới từ năm 2000-2008 ............ 6
Bảng 1.2. Diện tích, năng suất, sản lượng lạc ở Việt Nam từ 2000 – 2008 .................. 7
Bảng 2.1. Các dòng chọn lọc ở thế hệ R
3
và giống gốc ……………………………… 18
Bảng 2.2.
Thành phần hóa chất trong phân tích hàm lượng - amylase ……………..
23
Bảng 2.3. Trình tự 5 mồi ngẫu nhiên trong phản ứng RAPD………………………… 27
Bảng 3.1. Đặc điểm nông học của các dòng lạc R2....................................................... 30
Bảng 3.2. Một số chỉ tiêu cấu thành năng suất ở các dòng thế hệ R2
.........................................
32

Bảng 3.3. Giá trị Tα, Ttn của các đặc điểm nông học thế hệ R2.................................... 35
Bảng 3.4 Đặc điểm nông học của các dòng lạc thế hệ R3............................................. 37
Bảng 3.5 Một số chỉ tiêu cấu thành năng suất của của các dòng thế hệ R3
……………….
39
Bảng 3.6. Giá trị Tα, Ttn của các đặc điểm nông học thế hệ R3................................... 40
Bảng 3.7 Một số chỉ tiêu hóa sinh trong hạt các dòng thế hệ R3.................................. 44
Bảng 3.8 Hàm lượng amino acid liên kết trong hạt của một số dòng chọn lọc và
giống gốc thế hệ R3………………………………………………………… 45
Bảng 3.9 Hàm lượng amino acid liên kết trong protein hạt của một số dòngchọn lọc
thế hệ R3 và giống gốc ................................................................................. 47
Bảng 3.10 Thành phần và hà m lượ ng cá c amino acid không thay thế trong hạ t củ a cá c
dòng lạc.......................................................................................................... 47
Bảng 3.11.
Hoạt độ của -amylase trong giai đoạ n hạ t nả y mầ m khi xử lý sorbitol 10%
50
Bảng 3.12. Hàm lượng đường tan trong giai đoạ n hạ t nả y mầ m khi xử lý sorbitol 10% .. 52
Bảng 3.13. Tương quan giữa hoạt độ của α-amylase và hàm lượng đường ở giai đoạn
hạt nảy mầm ……………………………………......................................... 55
Bảng 3.14. Khối lượng tươi, khô của thân lá cây non 3 lá sau khi xử lý hạn………….. 57
Bảng 3.15. Khối lượng tươi, khô của rễ cây non 3 lá sau khi xử lý hạn……………….. 58
Bảng 3.16. Chiề u dài rễ của các dòng lạc ở giai đoạn cây non thế hệ R4...……………. 60
Bảng 3.17. Tỷ lệ cây sống, khả năng giữ nước và chỉ số chịu hạn tương đối của các
giống lạc ở giai đoạn cây non thế hệ R4…………………………………… 62
Bảng 3.18. Khả năng phục hồi của các dòng lạc chọn lọc sau khi gây hạn nhân tạo….. 64
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

Bảng 3.19. Hàm lượng prolin của thân lá của các dòng lạc ở giai đoạn cây non các
dòng chọn lọc thế hệ R4…………………………………………………… 65
Bảng 3.20. Tương quan giữa chỉ số chịu hạn và hàm lượng proline………………….. 67

Bảng 3.12.
Hàm lượng và độ tinh sạch của ADN tổng số tách từ các dòng chọn lọc….
70
Bảng 3.22
Tổng số phân đoạn ADN được nhân bản ngẫu nhiên trong phản ứng RAPD
với 5 mồi ngẫu nhiên……………………………………………………….
70
Bảng 3.23
Tỷ lệ phần trăm phân đoạn đa hình khi sử dụng 5 mồi RAPD……………..
71
Bảng 3.24
Hệ số sai khác di truyền của 3 dòng lạc giống L23 và giống gốc ……….
74

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

DANH MỤC HÌNH
Trang
Hình 3.1. Một số hình ảnh dòng R
2
.9 và giống gốc …………………………… 36
Hình 3.2 Một số hình ảnh dòng chọn lọc thế hệ R3………………………....... 42
Hình 3.3 Sắc kí đồ amino acid của dòng R
3
.26 (giống MD7)………………… 46
Hình 3.4. Biểu đồ hàm lượng amino acid không thay thế củ a cá c dòng lạc
nghiên cứ u vớ i giống gốc…………………………………...………. 48
Hình 3.5. Sự biế n độ ng hoạ t độ α-amylase củ a cá c dòng lạc thế hệ R4 có
nguồn gốc mô sẹo chịu mất nước giống MD7……………………… 52
Hình 3.6. Biểu đồ sự biế n độ ng hàm lượng đường tan của các dòng lạc thế hệ
R4 giống L18 ……………………………………………………….. 54
Hình 3.7. Đồ thị hình rada biểu thị khả năng chịu hạn của các dòng và giống

gốc MD7 ở giai đoạn cây non……………………………………….. 63
Hình 3.8. Đồ thị hình rada biểu thị khả năng chịu hạn của các dòng và giống
gốc R23 ở giai đoạn cây non………………………………………… 63
Hình 3.9. Sự biế n độ ng hà m lượ ng prolin e ở giai đoạn cây non của các dòng
thuộc giống MD7, L18 và giống gốc………………………………... 66
Hình 3.10. Một số hình ảnh giai đoạn cây non, chiều dài rễ của các dòng chọn
lọc thế hệ R4 trước và sau khi gây hạn và phục hồi…………………. 68
Hình 3.11. Kết quả tách chiết ADN tổng số của các giống lạc………………….. 69
Hình 3.12. Hình ảnh điện di sản phẩm PCR-RAPD của 6 mẫu lạc mới mồi M1
và M2 ………………………………………………………………. 72
Hình 3.13. Hình ảnh điện di sản phẩm PCR-RAPD của 6 mẫu lạc mới mồi M3
và M4 ………………………………………………………………. 72
Hình 3.14. Hình ảnh điện di sản phẩm PCR-RAPD của 6 mẫu lạc mới mồi M5.. 73
Hình 3.15. Sơ đồ mô tả quan hệ di truyền của 3 dòng lạc giống L23 và giống
gốc…………………………………………………………………… 75




Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

CHỮ VIẾT TẮT

ABA Abscisic Acid
ADN Deoxyribose Nucleic Acid
AFLP Amplified Fragment Length Polymorphism (Tính đa hình chiều dài
các phân đoạn được nhân bản)
ASTT Áp suất thẩm thấu
CS Cộng sự
CNSH Công ngệ sinh học

CSCHTĐ Chỉ số chịu hạn tương đối
ĐVHĐ Đơn vị hoạt độ
ĐHSP Đại học sư phạm
HSP Heat shock protein (Protein sốc nhiệt)
LEA Late Embryogenesis Abundant protein (Protein tổng hợp với số lượng
lớn ở giai đoạn cuối của quá trình phát triển phôi)
Kb Kilobase
KLK Khối lượng khô
MGPT Môi giới phân tử
MS Murashige Skoog (Môi trường theo Murashige và Skoog)
NXB Nhà xuất bản
PCR Polymerase Chain Reaction (Phản ứng chuỗi polymerase)
RAPD Random Amplified Polymorphism ADN (Phân tích ADN đa hình
được nhân bản ngẫu nhiên)
HSP Protein sốc nhiệt
LEA Late Embryogenesis Abundant protein (Protein tổng hợp với số lượng
lớn ở giai đoạn cuối của quá trình phát triển phôi)
PTNT Phát triển nông thôn
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

1
MỞ ĐẦU
1. Đặt vấn đề
Lạc (Arachis hypogaea L.) là cây công nghiệp ngắn ngày, có giá trị
kinh tế cao. Cây lạc được gieo trồng phổ biến ở hơn 100 nước với diện tích
25,6 triệu ha [13].
Hạt lạc là một trong những nguồn thực phẩm chứa nhiều chất béo và protein
cần thiết cho khẩu phần ăn của con người. Ngoài ra, hạt lạc còn chứa nhiều
vitamin và một lượng hydratcacbon nhất định. Hạt lạc là nguyên liệu chính để
sản xuất dầu ăn, bánh kẹo, fomat,... và là mặt hàng xuất khẩu có giá trị. Các phụ

phẩm của lạc (khô dầu, thân, lá) được sử dụng làm thức ăn cho gia súc hay phân
bón đều rẻ tiền. Trồng lạc có tác dụng chuyển đổi cơ cấu kinh tế nông nghiệp
hiện nay [12], [13].
Ở Việt Nam, cây lạc đóng vai trò quan trọng trong cơ cấu nông nghiệp, đặc
biệt ở những nơi khí hậu thường xuyên biến động và điều kiện canh tác còn gặp
nhiều khó khăn. Trong những năm gần đây, việc tổng kết kinh nghiệm thực tiễn
và áp dụng khoa học tiên tiến vào sản xuất đã góp phần tăng năng suất một cách
đáng kể [20]. Tuy nhiên, do điều kiện khí hậu của Việt Nam nắng nóng, mưa
nhiều nên sản xuất lạc ở nước ta vẫn còn nhiều yếu tố hạn chế, một trong những
nhân tố chính có ảnh hưởng đến năng suất và chất lượng lạc là khô hạn. Để hạn
chế ảnh hưởng của năng suất cây trồng nói chung, cây lạc nói riêng, ngoài các
biện pháp tưới tiêu hợp lý cần sử dụng các giống có năng suất và khả năng chịu
hạn cao, đặc biệt ở những vùng đất không chủ động nước. Vì vậy, nghiên cứu
các đặc điểm nông học, chất lượng hạt và khả năng chịu hạn của các giống lạc là
rất cần thiết.
Một trong những hướng nghiên cứu đang được quan tâm hiện nay là sử dụng
các chỉ thị phân tử và công nghệ tế bào thực vật để cải tiến đặc điểm năng suất,
chất lượng hạt và khả năng chịu hạn của một số giống cây trồng, trong đó có cây
lạc. Bằng kĩ thuật nuôi cấy invitro, chúng tôi đã tạo được một số dòng cây từ mô
sẹo chịu mất nước của các giống lạc L18, L23, MD7 và MD9. Trên cơ sở nghiên
cứu chọn dòng chịu hạn của các giống và các dòng chọn lọc có nguồn gốc từ mô
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

2
sẹo chịu mất nước ở quần thể R0 và thế hệ R1 [49] và với mục đích chọn tạo
được các dòng lạc có các đặc điểm nông học mong muốn, chất lượng hạt và khả
năng chịu hạn cao, chúng tôi nghiên cứu đề tài: “Đánh giá một số dòng lạc
chọn lọc có nguồn gốc từ mô sẹo chịu mất nước của các giống L18, L23, MD7
và MD9”
2. Mục tiêu nghiên cứu

Thông qua việc đánh giá các đặc điểm nông học, sinh lý, hóa sinh và sinh
học phân tử nhằm chọn dòng có năng suất, chất lượng và khả năng chịu hạn cao
tại Thái Nguyên từ một số dòng chọn lọc có nguồn gốc từ mô sẹo chịu mất nước
của các giống lạc L18, L23, MD7 và MD9.
3. Nội dung nghiên cứu
3.1. Phân tích một số đặc điểm nông học của các dòng có nguồn gốc từ mô sẹo
chịu mất nước của các giống L18, L23, MD7, MD9 ở thế hệ R2, R3.
3.2. Đánh giá chất lượng hạt các dòng chọn lọc thông qua phân tích một số chỉ
tiêu hóa sinh: protein, đường, lipit và thành phần amino acid trong hạt tiềm sinh
ở thế hệ R3.
3.3. Đánh giá khả năng chịu hạn của các dòng thế hệ R4 ở giai đoạn nảy mầm và
cây non.
3.4. Phân tích sự thay đổi ADN genome của một số dòng chọn lọc thế hệ R4
bằng kĩ thuật RAPD.











Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

3
Chƣơng 1
TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1.1. Giới thiệu về cây lạc
1.1.1. Nguồn gốc, phân loại, phân bố và đặc điểm sinh học
Vào thời kì phát hiện ra châu Mĩ, cùng với sự xâm nhập của châu Âu vào
lục địa này, người ta đã biết đến cây lạc. Những người Tây Ban Nha và Bồ Đào
Nha đầu tiên đến châu Mĩ đã thấy dân bản xứ trồng lạc cùng với những cây
lương thực khác. Hiện nay, cây lạc được trồng phổ biến trên thế giới và Việt
Nam [10].
Lạc thuộc họ đậu Leguminosae, chi Arachi, phân họ cánh Bướm phượng
Papillonacea, có tên khoa học là Arachis hypogaea L. và có bộ nhiễm sắc thể 2n
= 40. Về đặc điểm hình thái, cây lạc có 3 bộ phận chính là: rễ, thân và lá [4],
[43].
Rễ cây lạc thuộc loại rễ cọc bao gồm rễ chính và rễ bên. Khi cây lạc được
5 lá thật thì bộ rễ tương đối hoàn chỉnh. Bộ rễ có thể ăn sâu 18cm - 30cm và rộng
khoảng 30cm - 40cm. Sau khi gieo từ 15 - 30 ngày, những nốt sần đầu tiên xuất
hiện do loại vi khuẩn Rhyzobium cộng sinh với hệ rễ. Tại nốt sần xảy ra quá trình
cố định đạm cung cấp chất dinh dưỡng cho cây [8], [13].
Thân cây lạc thuộc loại thân thảo ít gỗ. Khi còn non thân thường tròn và
đặc. Khi thân già có hình góc cạnh và rỗng giữa. Tốc độ tăng trưởng của thân
tăng dần và đạt cao nhất ở thời kì ra hoa rộ. Cây lạc phân cành ngay từ gốc. Cành
cấp 1 được mọc từ gốc thường có nhiều hoa, cành cấp 2 mọc từ cành cấp 1 và
thường có ít hoa hơn. Số cành/cây khác nhau tuỳ giống và có ảnh hưởng trực tiếp
đến số hoa và quả của cây [4], [12], [13].
Lá lạc thuộc lá kép lông chim chẵn, gồm 2 đôi lá chét. Hai lá mầm có vai
trò cung cấp chất dinh dưỡng cho cây ở giai đoạn đầu. Hai lá kèm hình mũi mác
có nhiệm vụ bảo vệ mầm, lá thật có màu xanh thẫm và nhọn ở đầu. Diện tích lá
đạt tối đa ở thời kỳ hình thành quả và hạt nhưng lại giảm nhanh và có thể đạt giá
trị âm vào thời kỳ chín. Khi hoa tắt thì lá không mọc thêm nữa. Hoa tắt được vài
ngày bộ lá chuyển sang màu vàng. Lúc quả chín, bộ lá đen và rụng [13].
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

4
Hoa lạc mọc ở nách lá thành chùm từ 3 - 5 hoa/chùm. Hoa lạc màu vàng,
không có cuống gồm 5 phần: lá bắc, lá đài, tràng hoa, nhị đực và nhụy cái. Khi
cây có từ 9 - 10 lá thật thì hoa nở. Khi hoa nở là đã thụ phấn xong, sau đó cuống
nhụy mọc dài, nghiêng xuống, đầu bầu nhụy cắm vào đất. Quá trình phân hoá
hoa kéo dài nên quá trình nở hoa cũng kéo dài [13].
Quả lạc là loại quả khô thường có 2 - 3 hạt. Quả lạc bao gồm gốc quả, mỏ
quả và eo quả. Eo rõ hay không rõ, vỏ quả có gân hay không có gân là đặc điểm
khác nhau giữa các giống. Hạt lạc bao gồm vỏ lụa bao bọc bên ngoài, bên trong
hạt có phôi với hai lá mầm và một trục thẳng. Kích thước và màu sắc hạt thay đổi
tuỳ theo giống, thời vụ gieo trồng và chế độ chăm sóc [13].
Các chất khoáng cần thiết cho cây lạc bao gồm các nguyên tố đa lượng
(N, P, K…) và các nguyên tố vi lượng (Mo, Bo, Cu…). Ngoài ra, số giờ
nắng/ngày cũng ảnh hưởng rõ rệt đến sự ra hoa, tạo quả của lạc. Trong những
ngày nắng hoa nở rộ và quá trình thụ phấn, thụ tinh thuận lợi hơn ngày không
nắng. Điều kiện đất đai, thổ nhưỡng cũng ảnh hưởng trực tiếp đến sự sinh trưởng
và phát triển của cây lạc. Từ những đặc điểm đó, cần có biện pháp kỹ thuật thích
hợp để nâng cao năng suất, chất lượng và tính chống chịu của cây lạc [12], [13].
Căn cứ theo thời gian sinh trưởng của cây lạc, người ta chia thành giống
chín sớm (thời gian sinh trưởng 90- 125 ngày) và giống chín muộn (140- 160
ngày). Nhiệt độ thích hợp cho sinh trưởng và phát triển của cây lạc từ 24
o
C -
33
o
C, dưới 12
o
C hạt lạc không nảy mầm, từ 15
o
C tỉ lệ nảy mầm khá cao, dưới

17
o
C hoa không thụ phấn, yêu cầu độ ẩm khoảng 60 - 70%, lượng mưa phân bố
đều. Đất thích hợp nhất cho trồng lạc là đất có màu sáng, thoát nước nhanh, dễ
vỡ, lượng canxi, lân, chất hữu cơ vừa phải, mùn ít hơn 2%, pH= 6,0 – 6,4 [13].
1.1.2. Giá trị kinh tế
Ở nước ta, lạc được coi là cây trồng có hiệu quả kinh tế cao và có giá trị
rất đa dạng. Trước hết, với giá trị dinh dưỡng cao nên lạc là cây thực phẩm quan
trọng trong đời sống của người dân. Trong dầu lạc chứa hàm lượng axit béo
chưa no cao (80% trong thành phần axit béo của dầu lạc) đây chính là loại dầu
thực phẩm tốt. Trong hạt lạc có chất lecithin (photphattidyl cholin) có tác dụng
trong việc làm giảm lượng cholesterol trong máu, chống hiện tượng xơ vữa
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

5
mạch máu. Lạc là loại thực phẩm cung cấp năng lượng cao, 100g hạt lạc cung
cấp 590 cal, trong khi đậu tương là 400 cal. Hạt có thể sử dụng trực tiếp hoặc ép
làm dầu thực vitamin mật, sữa lạc, bơ lạc, phomat lạc... [12].
Hạt lạc chứa nhiều loại vitamin, đặc biệt là vitamin A. Vì vậy, sử dụng
các sản phẩm từ hạt lạc sẽ khắc phục được sự thiếu hụt vitamin A [7].
Lạc còn được sử dụng trong chăn nuôi, khô dầu lạc chế biến thành thức
ăn gia súc, vitamin mỏ quả lạc có thể nghiền thành cám, cám lạc có giá trị tương
đương vitamin với cám gạo. Vỏ lạc có thành phần là cellulo và hemicellulo được
sử dụng để chế biến thành vật liệu hấp phụ kim loại nặng, đây là một trong
những hướng nghiên cứu có tính ứng dụng quan trọng trong việc xử lí nước thải,
bảo vệ nguồn nước [10].
Ngoài giá trị dinh dưỡng, lạc còn là cây cải tạo đất rất tốt. Cũng như các
cây họ đậu khác, ở rễ lạc có các nốt sần do các vi sinh vật cộng sinh cố định đạm
hình thành. Nhờ khả năng này mà lượng protein ở hạt và các cơ quan như thân,
lá, … cao hơn nhiều cây trồng khác. Cũng nhờ khả năng cố định đạm nên sau

khi thu hoạch đất trồng lạc cũng được cải thiện rõ rệt, lượng đạm trong đất tăng,
nhờ hoạt động của vi khuẩn nốt sần mà sau một vụ lạc sẽ để lại trong đất 40 –
60kg N/ha. Thân, lá lạc dùng làm phân bón cũng có hàm lượng N, P, K tương
đương với phân chuồng [10].
1.1.3. Tình hình sản xuất lạc trên thế giới và Việt Nam
Hiện nay, lạc được trồng trên 100 nước và sản lượng đạt 53,38 triệu tấn.
Châu Á là nơi có diện tích trồng và sản lượng lạc cao nhất, chiếm trên 60% sản
lượng của thế giới. Châu Phi đứng thứ hai chiếm 30%, các châu lục khác rất ít
(châu Mỹ 5%, châu Âu 0,22%) . Sản lượng lạc (trên 60%) tập chung ở một số
nước như Ấn Độ (chiếm 31% sản lượng lạc toàn thế giới), Trung Quốc (15%),
Xenegan, Nigieria và Mỹ [48].
Ấn Độ là nước đứng đầu thế giới về diện tích trồng lạc (trên 8 triệu ha)
nhưng năng suất thấp (6,9 - 9,89 tạ/ha), sản lượng hàng năm chỉ đạt 5,4 triệu tấn.
Nói chung, năng suất lạc ở Ấn Độ không đồng đều, có vùng chỉ đạt 0,5 tấn/ha,
có vùng lại đạt tới 3tấn/ha [53].
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

6
Trung Quốc là nước đứng thứ hai về diện tích trồng lạc. Diện tích trồng
lạc ở Trung Quốc có xu hướng tăng (năm 1993 tổng diện tích là 3379,0 nghìn
ha, đến năm 2002 tổng diện tích là 4920,7 nghìn ha). Năng suất lạc ở Trung
Quốc khá đồng đều ở các vùng. Nhiều năm nay, sản phẩm lạc Trung Quốc là
một trong các mặt hàng nông sản xuất khẩu nổi tiếng trên thị trường quốc tế.
Vào năm 60 của thế kỉ XX, năng suất lạc toàn quốc trung bình đạt 3,0 tấn/ha.
Sản lượng lạc hàng năm đạt 11,89 triệu tấn, đứng đầu thế giới [48].
Mỹ là nước trồng lạc không lớn (0,59 triệu ha), nhưng năng suất lạc cao
nhất thế giới (3,1tấn/ha) , sản lượng đạt 1,8 triệu tấn (số liệu năm 2003). Điều đó
chứng tỏ Mỹ là nước đứng đầu về áp dụng các tiến bộ khoa học kĩ thuật [53].
Diện tích trồng lạc ở Đông Nam Á không nhiều, chỉ chiếm 12,61% diện
tích thu hoạch và 12,95% sản lượng lạc của châu Á. Trong số 7 nước có trồng

lạc ở khu vực này thì Myanmar là nước có diện tích trồng lạc lớn nhất, theo sau
là Indonesia. Tổng diện tích trồng lạc của hai nước này chiếm tới gần 75% diện
tích trồng lạc trong khu vực. Về năng suất, nhìn chung năng suất lạc trong khu
vực còn ở mức thấp, trung bình là 1,17 tấn/ha. Malaysia là nước có diện tích
trồng lạc không lớn (6000 ha) nhưng lại có năng suất cao nhất khu vực, trung
bình năng suất đạt 2,33 tấn/ha và tương đương với mức năng suất cao của một số
nước trên thế giới [51].
Bảng 1.1. Diện tích, năng suất, sản lượng lạc trên thế giới từ năm 2000 – 2008
Chỉ tiêu/năm
2000 2004 2005 2006 2007 2008
Diện tích (triệu ha)
24,49 26,37 26,96 24,67 25,45 25,06
Năng suất (tấn/ha)
1,45 1,79 1,81 1,87 2,00 2,09
Sản lượng (triệu tấn)
35,53 46,90 48,93 46,25 51,00 53,38
( Nguồn: PAS, USDA 2008) [15]
Ở Việt Nam, cây lạc được trồng rộng rãi ở hầu hết các tỉnh, thành trong
cả nước và được chia theo các vùng sinh thái ở hai miền Nam, Bắc. Diện tích,
năng suất và sản lượng lạc không ngừng phát triển. Năm 2000, diện tích lạc chỉ
đạt 24,1 nghìn ha, với năng suất 1450kg/ha, đạt sản lượng 349,0 ngàn tấn nhưng
đến năm 2007 diện tích lạc ở nước ta đã lên 27,99 ngàn ha, năng suất 1980
kg/ha, với sản lượng 554,2 ngàn tấn. Do lạc là cây trồng nhiệt đới và á nhiệt đới,
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

7
hơn nữa yêu cầu về đất đai không quá khắt khe nên phù hợp với điều kiện nước
ta [48].
Bảng 1.2. Diện tích, năng suất, sản lượng lạc ở Việt Nam từ 2000 – 2008
Năm 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008

Diện tích
(1000 ha)
244,9 244,6 244,7 243,8 263,7 269,6 264,7 254,5 256
Năng suất
(tấn/ha)
1,45 1,48 1,62 1,67 1,78 1,81 1,87 2,00 2,09
Sản lượng
(1000 tấn)
355,3 363,1 400,4 306,2 469 489,3 462,5 510 533,8
(Nguồn: theo tổng cục thống kê Việt Nam 2010) [16]
Tình hình sản xuất lạc ở các vùng sinh thái khác nhau cũng rất khác nhau
về diện tích, năng suất và sản lượng. Nhìn chung, các vùng trồng lạc ở miền Bắc
có diện tích ổn định hơn ở miền Nam. Trong những năm gần đây, khí hậu thay
đổi phức tạp, đất nông nghiệp bị rửa trôi và phong hóa nhanh, hàm lượng mùn
và dinh dưỡng thấp (đất bạc màu, đất phù sa cổ, đất dốc tụ, ...). Vì vậy, trồng lạc
là một trong những biện pháp cải tạo đất, tạo nền nông nghiệp bền vững [7].
1.2. Hạn và cơ chế chịu hạn
1.2.1. Khái niệm về hạn và ảnh hƣởng của hạn đến thực vật
Mỗi cây trồng có một giới hạn nhất định đối với các nhân tố sinh thái của
môi trường như hạn, nóng, lạnh, mặn, ... Nếu ở ngoài giới hạn đó có thể gây hại
cho sự sinh trưởng và phát triển của cây, giảm năng suất sinh học [54].
Hạn đối với thực vật là khái niệm dùng để chỉ sự thiếu hụt nước do môi
trường gây nên trong suốt cả quá trình hay trong từng giai đoạn, làm ảnh hưởng
đến sinh trưởng và phát triển của cây. Mức độ tổn thương của cây trồng do khô
hạn gây ra có nhiều mức khác nhau như chết, chậm phát triển hay phát triển
tương đối bình thường. Những cây trồng có khả năng duy trì sự phát triển và cho
năng suất tương đối ổn định trong điều kiện khô hạn được gọi là cây chịu hạn và
khả năng của thực vật có thể giảm thiểu mức độ tổn thương do thiếu hụt nước
gây nên gọi là tính chịu hạn [1].
Hạn dẫn đến một số biến đổi trong mô và tế bào như làm biến tính và kết

tủa protein, làm tăng độ lỏng của lipit màng, mở xoắn các axit nucleic. Hạn cũng
phá hoại hệ thống quang hóa II trên màng thylacoid. Ảnh hưởng của hạn trước
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

8
hết là gây ra sự mất nước của tế bào và mô. Thiếu nước nhẹ làm ảnh hưởng tới
quá trình sinh trưởng, thiếu nước năng gây biến đổi hệ keo nguyên sinh chất, già
hóa tế bào, làm cho cây bị héo. Cuối cùng hệ nguyên sinh chất bị đứt vỡ cơ học
dẫn đến tế bào và mô bị tổn thương và chết. Hạn là nguyên nhân chính của sự
mất mùa và làm giảm năng suất gieo trồng [54].
Phản ứng của cây đối với hạn là sự đóng khí khổng, giảm tỷ lệ thoát hơi
nước của mô, giảm quang hợp và làm tăng tích lũy axit abxisic (ABA), proline,
manitol, sorbitol, sự cấu thành nhóm ascobat, glutathione, α-tocopherol,... và sự
tổng hợp protein mới [72].
Đã có nhiều công trình nghiên cứu về khả năng chịu hạn ở cây lúa, ngô,
đậu tương, đậu xanh ... như Lê Trần Bình và cs, 1988 [1], Chu Hoàng Mậu, 2009
[49], Đinh Thị Phòng, 2001 [41], …
1.2.2. Tác động của hạn đối với cây lạc
Nước là yếu tố ngoại cảnh ảnh hưởng lớn nhất đến năng suất lạc. Tuy
rằng, lạc được coi là cây trồng hạn, nhưng thực ra cây lạc chỉ chịu hạn ở một giai
đoạn nhất định. Tình trạng nước trong đất có ảnh hưởng rất lớn đến sự sinh
trưởng, phát triển của cây lạc. Điểm khủng hoảng nước của cây được nhiều tác
giả công nhận là thời kỳ ra hoa rộ, thời kỳ đâm tia, thời kì sinh trưởng sinh
dưỡng, thời kỳ hình thành quả và hạt. Thời kỳ nhu cầu nước của cây tương đối
thấp và cũng là thời kỳ cây có khả năng chịu hạn tốt nhất là thời kỳ sinh trưởng
sinh dưỡng. Sự hấp thu nước của cây lạc trong thời kỳ này ít hơn các thời kỳ tiếp
theo. Điều này giải thích được nguyên nhân cây ít mẫn cảm với thiếu nước trong
pha đầu sinh trưởng. Tuy nhiên nếu hạn hán kéo dài thì dù trong thời kỳ cây con
cũng ảnh hưởng xấu đến sinh trưởng và năng suất [54].
Khi cây lạc bị thiếu nước, chiều cao cây giảm rõ rệt, lá nhỏ, dày và cứng

hơn trong điều kiện bình thường, lá từ màu xanh đậm chuyển dần sang xanh nhạt
do diệp lục bị phá hủy. Thiếu nước trong thời kỳ ra hoa sẽ làm giảm số hoa, thời
gian ra hoa kéo dài, quá trình thụ phấn bị cản trở. Ở điều kiện hạn, rễ có thể ăn
sâu hơn 5- 10%, nhưng bán kính phân bố rễ giảm 2/3. Trong giai đoạn hình
thnàh quả, do diện tích lá đạt cao nhất, tốc độ chất khô tích lũy cũng cao cho nên
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

9
cần lượng nước lớn nhất so với các giai đoạn khác trong chu kì sinh trưởng [7],
[10], [51].
1.2.3. Cơ sở sinh lý, hóa sinh và sinh học phân tử của tính chịu hạn
1.2.3.1. Cơ sở sinh lý, hóa sinh của tính chịu hạn
Khi môi trường khô hạn, thực vật chống lại sự mất nước và nhanh chóng
bù lại phần nước đã mất nhờ hoạt động của bộ rễ và sự điều chỉnh ASTT của tế
bào. Sự thích nghi đặc biệt về cấu trúc hình thái của rễ và chồi nhằm giảm thiểu
tối đa sự mất nước hoặc tự điều chỉnh ASTT nội bào thông qua tích lũy của các
chất hòa tan, các protein và axit amin ... nhằm duy trì lượng nước tối thiểu trong
tế bào. Khả năng thu nhận nước chủ yếu phụ thuộc vào chức năng của bộ rễ. Bộ
rễ có hình thái khỏe, dài, mập, có sức xuyên sâu sẽ hút được nước ở những vùng
sâu. Ngoài ra, cây có hệ mạch dẫn phát triển dẫn nước lên các cơ quan thoát hơi
nước, hệ mô bì phát triển sẽ hạn chế sự thoát hơi nước của cây [1], [41].
Khả năng điều chỉnh áp suất thẩm thấu có mối liên quan trực tiếp đến khả
năng cạnh tranh nước của tế bào rễ cây đối với đất. Trong điều kiện khô hạn, áp
suất thẩm thấu tăng lên giúp cho tế bào rễ thu nhận được những phân tử nước ít
ỏi còn trong đất. Bằng cơ chế như vậy thực vật có thể vượt qua được tình trạng
hạn cục bộ [1].
Khi phân tích thành phần hóa sinh của các cây chịu hạn, các nghiên cứu
đều cho rằng khi cây gặp hạn có hiện tượng tăng lên về hàm lượng ABA, hàm
lượng proline, nồng độ ion K
+

, các loại đường, axit hữu cơ, ... giảm CO
2
, protein
và các axit nucleic [1], [41]. Các chất trên có chức năng điều chỉnh áp suất thẩm
thấu nhờ khả năng giữ và lấy nước vào tế bào hoặc ngăn chặn sự xâm nhập của
ion Na
+
, ngoài ra còn có thể thay thế vị trí của nước nơi xảy ra các phản ứng sinh
hóa, tương tác với protein và lipit màng, ngăn chặn sự phá hủy màng [56].
Nghiên cứu sự đa dạng và hoạt động của enzyme trong điều kiện gây hạn
đã được nhiều tác giả quan tâm. Trần Thị Phương Liên (1999) nghiên cứu đặc
tính hóa sinh của một số giống đậu tương có khả năng chịu nóng, hạn đã nhận
xét rằng áp suất thẩm thấu cao ảnh hưởng rõ rệt tới thành phần và hoạt độ
protease, kìm hãm sự phân giải protein dự trữ [27]. Một số nghiên cứu trên các
đối tượng như lạc, lúa, đậu xanh, đậu tương...cho thấy, có mối tương quan
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

10
thuận giữa hàm lượng đường tan và hoạt độ α-amylase [23], [27], [36], ...Đường
tan là một trong những chất tham gia điều chỉnh áp suất thẩm thấu trong tế bào.
Sự tăng hoạt độ α-amylase sẽ làm tăng tăng hàm lượng đường tan do đó làm
tăng áp suất thẩm thấu và tăng khả năng chịu hạn của cây trồng [27], [42].
Một trong các chất liên quan đến thẩm thấu được chú ý là proline. Proline
là một amino acid có vai trò quan trọng trong sự điều hòa áp suất thẩm thấu
trong tế bào. Theo thông báo của Chen và Muranta (2002), sức chống chịu của
thực vật tăng lên khi được chuyển các gen mã hóa enzym tham gia vào con
đường sinh tổng hợp proline trong tế bào [59]. Nghiên cứu của Nguyễn Hữu
Cường và cs (2003) cho rằng, sự gia tăng hàm lượng proline của các giống lúa
nghiên cứu có mối tương quan thuận với tính chống chịu lạnh, mặn và hạn [3].
Chu Hoàng Mậu và cs (2005) khi nghiên cứu về hàm lượng proline ở các giống

lúa cạn đã nhận thấy khả năng chịu hạn của các giống lúa cạn có liên quan đến
hàm lượng protein và hàm lượng proline. Khi gặp hạn, cây lúa giảm hảm lượng
protein, tăng hàm lượng proline. Khả năng chịu hạn của cây lúa cạn phụ thuộc
tuyến tính vào hàm lượng proline [32]. Nghiên cứu trên đối tượng cây lạc cũng
cho kết quả tương tự [25]. Nhiều công trình nghiên cứu cho thấy sự tích lũy
proline có thể tăng 10 đến 100 lần ở thực vật dưới tác động của áp suất thẩm
thấu [19], [41], …
1.2.3.2. Cơ sở phân tử của tính chịu hạn
Phản ứng của thực vật trước tác động của hạn rất đa dạng, phụ thuộc vào
nhiều yếu tố khác nhau, trong đó có kiểu gen, độ dài và tính khốc liệt của điều
kiện ngoại cảnh. Biểu hiện của quá trình này là việc sinh tổng hợp của một loạt
các chất trong tế bào, một số hoocmon hoặc chất kích thích để giúp cây có khả
năng thích ứng. Khi đi sâu vào nghiên cứu ở mức độ phân tử của hiện tượng
nóng, hạn ở thực vật người ta đã có những bước tiếp cận khác nhau trên nhiều
loài cây trồng ở các giai đoạn phát triển. Được nghiên cứu nhiều nhất là các
protein sản phẩm biểu hiện gen. Các nhóm protein được đặc biệt quan tâm bao
gồm: protein sốc nhiệt, môi giới phân tử, LEA,... [55].
Protein sốc nhiệt (heat shock protein –HSP
s
): HSP
s
có ở hầu hết các loài
thực vật như lúa mì, lúa mạch, lúa gạo, ngô, đậu nành, hành, tỏi, ... chúng chiếm
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

11
khoảng 1% protein tổng số trong lá của các loài thực vật này. HSP được tổng
hợp khi tế bào gặp điều kiện cực đoan như: nóng, hạn, lạnh, phèn, mặn, ... Sự
xuất hiện của HSP có chức năng ngăn chặn hoặc sửa chữa sự phá hủy do stress
nóng và mở rộng giá trị ngưỡng chống chịu nhiệt độ cao. Trong các tế bào thực

vật HSP tế bào chất tập chung thành các hạt sốc nhiệt (HSG – heat shock
granules). Người ta cho rằng các HSP gắn kết trên các ARN polymeraza để ngăn
cản sự phiên mã tổng hợp mARN trong quá trình bị stress nóng. Sau sốc nóng
các hạt này phân tán và liên kết dày đặc với các riboxom hoạt động sinh tổng
hợp protein [55].
HSP
s
được chia thành 6 nhóm dựa trên cơ sở khối lượng phân tử khác
nhau: 110, 90, 70,60, 20, 8.5 kDa. Trong đó nhóm HSP 60 và HSP 70 có nhiều
đại diện của chất môi giới phân tử (chaperonin), HSP 8,5 kDa (ubiquitin) có
chức năng bảo vệ tế bào nhưng không phải chất môi giới phân tử. Ubiquitin có
hoạt tính proteaza với chức năng phân giải các protein không có hoạt tính
enzym. Ubiquitin ít chịu ảnh hưởng của nhiệt độ cao nên có vai trò tự sửa chữa
khi tế bào gặp điều kiện cực đoan, đặc biệt là nhiệt độ cao [27].
Môi giới phân tử (MGPT): MGPT là một nhóm nhiều loại protein khác
nhau, phần lớn các chất MGPT có hoạt tính ATP – aza. Chức năng chính của
MGPT ở thực vật là tham gia tạo cấu trúc không gian đúng cho protein mới tổng
hợp từ bước đầu tiên tới bước cuối cùng, ngay từ trong riboxom; chuyển protein
quan màng; duy trì cấu trúc đặc hiệu của protein; ngăn chặn sự hủy hoại protein
chưa tạo cấu trúc không gian đúng; khởi đầu cho sự phân hủy protein biến tính
[27], [71].
MGPT có 5 họ chính là : HSP70 (DnaK), chaperonin (HSP60), HSP90,
HSP100 và sHSP (small HSP). Các phân tử HSP được định vị trong tế bào chất
và nội bào quan như là nhân, ty thể, lập thể và mạng lưới nội chất. Có 2 họ môi
giới phân tử được nghiên cứu nhiều nhất là chaperonin và HSP70 [71]. Ở thực
vật HSP70 được phân lập từ nhiều loại cây khác nhau như lúa [67], ngô [64],
đậu xanh [73].
LEA (Late embryogenesis abundant protein – protein tích lũy với
lƣợng lớn ở giai đoạn cuối của quá trình hình thành phôi): LEA là protein có
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

12
vai trò bảo vệ thực vật bậc cao khi môi trường xảy ra stress, đặc biệt là hạn. LEA
là một trong nhóm gen liên quan đến sự mất nước của tế bào thực vật. Protein
LEA hạn chế sự mất nước do điều kiện ngoại cảnh bất lợi và đóng vai trò điều
chỉnh quá trình mất nước sinh lý khi hạt chín. Trong tự nhiên, phôi sau khi hình
thành trong giai đoạn chín thường được chuyển sang trạng thái ngủ, lượng nước
trong phôi và trong hạt giảm đến mức tối thiểu. Protein LEA được tạo ra hàng
lọat trong giai đoạn muộn của quá trình hình thành phôi. Mức độ phiên mã của
gen LEA được điều khiển bởi ABA, độ mất nước của tế bào và áp suất thẩm
thấu trong tế bào [65]. Protein LEA có những đặc điểm chính sau: Giàu amino
acid ưa nước, không chứa cystein và tryptophan, có khả năng chịu nhiệt. Protein
LEA thực hiện các chức năng như cô lập ion, bảo vệ protein màng tế bào, phân
hủy protein biến tính, điều chỉnh áp suất thẩm thấu. Nhiều gen LEA đã được
nghiên cứu và phân lập trên các đối tượng cây trồng khác nhau [58], [64].
1.2.4. Ứng dụng của công nghệ tế bào thực vật trong đánh giá và chọn dòng
chịu hạn
Kĩ thuật nuôi cấy mô tế bào thực vật có thể được sử dụng để đánh giá khả
năng chống chịu của cây trồng ở nhiều mức độ khác nhau như mức gen, mức tế
bào riêng rẽ, các loại mô, cơ quan nuôi cấy, phân lập và cây hoàn chỉnh. Cho đến
nay kỹ thuật nuôi cấy mô và tế bào thực vật đã được ứng dụng rộng rãi để đánh
giá khả năng chống chịu và chọn dòng chống chịu như chịu hạn mang lại hiệu
quả cao trong chọn lọc các giống cây trồng phù hợp với điều kiện sinh thái của
từng vùng miền khác nhau [21], [49].
Mundy và Chua (1998) tiến hành gây mất nước mô sẹo lúa đã nhận thấy
ABA (abscisic acid) là chất làm tăng khả năng giữ nước và chống chịu mất nước
của mô sẹo ở lúa. Nồng độ ABA thích hợp cho xử lý tiền mô sẹo ở lúa là 10
-5
M
và thời gian xử lý là 5 – 7 ngày [69].

Tác giả Đinh Thị Phòng (2001) bằng các phương pháp thổi khô mô sẹo
của các giống lúa CR203, CH133, Lốc, X11, C70 đã thu được 271 dòng mô và
900 dòng cây xanh có khả năng chịu hạn. Tác giả đã chọn tạo được giống DR1,
DR2 cho năng suất cao, ổn định, có khả năng chịu hạn, chịu lạnh hơn hẳng giống
gốc [41].
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

13
Nguyễn Thị Thu Hoài (2005) khi nghiên cứu về khả năng chịu hạn của
các giống lúa cạn địa phương đã kết luận rằng khả năng chịu mất nước và tốc độ
sinh trưởng của mô sẹo sau khi xử lý thổi khô của các giống nghiên cứu có sự
sai khác rõ rệt, giống BC12 là giống chịu hạn tốt nhất so với các giống nghiên
cứu [17].
Ngô Thị Liêm (2006) khi đánh giá khả năng chịu hạn của 5 giống lạc
(DBG, L14, MD7, L18) ở mức độ mô sẹo trên cơ sở xác định độ mất nước, khả
năng chống chịu mất nước khả năng sống sót và khả năng tái sinh cây đã cho
thấy khả năng chịu hạn của các giống lạc nghiên cứu là khác nhau, cao nhất là
ĐBG, thấp nhất là L18 [24], [25].
Theo tác giả Nguyễn Thị Thu Ngà (2007) khả năng chịu hạn của các
giống lạc ở mức độ mô sẹo được xếp theo thứ tự từ cao xuống thấp như sau: L12
> L14 > V79 > L15 > L25 [36].
Nguyễn Thị Thu Giang (2008) khi đánh giá khả năng chịu hạn của 6
giống lạc ở giai đoạn hạt nảy mầm, giai đoạn cây non 3 lá và ở mức độ mô sẹo
được sắp xếp theo thứ tự sau: L24> LCB> L23 > LBK> LTB >L08. Tác giả đã
tiến hành sàng lọc được 159 dòng mô sẹo có khả năng chịu hạn và 315 dòng cây
xanh của 5 giống lạc L23, L08, LTB, LCB, LBK [21].
Hoàng Tú Hằng (2009) khi đánh giá khả năng chịu hạn của một số dòng
thế hệ R1, R2 của 5 giống lạc (L08, L23, L
CB
, L

TB
, L
BK
) trong điều kiện hạn sinh
lý ở giai đoạn nảy mầm đã cho thấy các dòng R
2
.04, R
2
.09, R
2
.15, R
2
.18, R
2
.24
có khả năng chịu hạn tốt hơn so với các dòng chọn lọc khác và giống gốc [18].
Thân Mỹ Ngọc (2009) khi đánh giá khả năng chịu hạn của 6 dòng lạc và
giống gốc ở giai đoạn hạt nảy mầm trong môi trường có bổ sung sorbitol 10%
thu được kết quả dòng RD1.5 có khả năng chịu hạn cao nhất [37].
1.3. Kĩ thuật RAPD trong phân tích hệ gen thực vật
Kỹ thuật RAPD là kỹ thuật phân tích sự đa hình chiều dài các phân
đoạn ADN được nhân bản ngẫu nhiên, do hai nhóm nghiên cứu của Williams và
CS(1990), Welsh và McClelland (1991) đồng thời xây dựng. Thành phần và các
bước của phản ứng RAPD dựa trên cơ sở của phản ứng PCR, chỉ khác ở kích
thước mồi và nhiệt độ bắt cặp mồi, nhiệt độ bắt cặp mồi của phản ứng RAPD
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

14
vào khoảng 35
0

C- 45
0
C. Kỹ thuật RAPD có ưu điểm ở chỗ sử dụng các mồi
ngẫu nhiên dài 10 nucleotit. Mồi có thể bám vào bất kỳ vị trí nào có trình tự
nucleotit bổ sung trên phân tử ADN khuôn [29], [33], [35]. Do vậy, xác suất
đoạn mồi có được điểm gắn trên phân tử ADN mẫu là rất lớn. Sự khác nhau về
vị trí và số lượng các đoạn ADN có thể ghép cặp bổ sung với mồi chính là cơ
sở của sự đa hình về phổ băng ADN được nhân bản. Sản phẩm được phân tích
bằng điện di trên gel agarose hoặc polyacrylamide và có thể quan sát được sau
khi gel được nhuộm bằng hóa chất đặc trưng. Vì vậy, tính đa hình thường được
nhận ra là do sự có mặt hay vắng mặt của một sản phẩm nhân bản từ một locus
[63].
Từ khi ra đời kỹ thuật RAPD đã được ứng dụng rộng rãi cho nhiều đối
tượng khác nhau như đậu xanh, đậu tương, đu đủ, lạc, lúa, chuối...trong việc
đánh giá đa dạng di truyền giữa các loài và trong phạm vi một loài [11], [31],
[60] phân tích và đánh giá bộ genome thực vật nhằm xác định những thay đổi
của các dòng chọn lọc ở mức độ phân tử [5], [40], [60]. Ngoài ra còn được ứng
dụng hiệu quả trong việc tìm ra các chỉ thị phân tử để phân biệt các giống hay
các loài khác nhau...
Nguyễn Thị Thanh Bình, Hoàng Thị Hằng,Nông Văn Hải (2004) khi
phân tích tính đa dạng di truyền của 8 giống tằm dâu nuôi ở Việt Nam bằng kỹ
thuật RAPD với 5 đoạn mồi, kết quả nhận được 67 băng ADN nhân bản trong đó
có 26 (38,8%) băng đơn hình và 41 (61,2%) băng đa hình. Đoạn mồi 0P016 cho
số băng đa hình phong phú nhất, mồi 101 có tỷ lệ băng đa hình thấp nhất [2].
Lê Xuân Đắc và CS (1999) sử dụng 10 mồi ngẫu nhiên để phân tích đa
hình và chỉ ra sự sai khác ở mức độ phân tử của các dòng lúa tái sinh từ mô sẹo
chịu mất nước [11].
Nghiên cứu đa dạng tập đoàn giống lúa có tính khác nhau với bệnh bạc lá
bằng kĩ thuật RAPD, tác giả Đinh Thị Phòng đã sử dụng 21 mồi ngẫu nhiên với
36 giống lúa thu được tổng số 392 phân đoạn ADN được nhân lên. Tất cả 21 mồi

RAPD đều cho tính đa hình. Sự sai khác về hệ số tương đồng di truyền giữa các
giống khoảng 22% - 64 %. Có tổng số 36 giống lúa có tính kháng bệnh bạc lá
khác nhau có thể sử sử dụng như là những nguyên liệu để xác định nhóm gen