TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI II KHOA SINH-KTNN ********* 000 ********* VŨ THỊ VÂN NGHIÊN CỨU MỘT SỐ CHỈ TIÊU SINH LÝ, HÓA SINH CỦA GIỐNG LÚA NẾP N97 VÀ BN4 KHI NẢY MẦM Ở NHIỆT ĐỘ KHÁC NHAU KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC CHUYÊN NGÀNH: SINH LÝ THỰC VẬT Người hướng dẫn: PGS.TS NGUYỄN VĂN MÃ HÀ NỘI - 2011 Khóa luận tốt nghiệp Vũ Thị Vân K33C - Sinh LỜI CẢM ƠN Với lòng biết ơn sâu sắc, em xin chân thành cảm ơn thầy giáo, PGS - TS Nguyễn Văn Mã người trực tiếp hướng dẫn tận tình giúp đỡ em hoàn thành tốt khoá luận tốt nghiệp Tôi xin trân trọng cảm ơn tới Ban Giám hiệu trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2; Ban chủ nhiệm khoa Sinh – KTNN; thầy, cô giáo tổ môn Sinh lý thực vật; Trung tâm Hỗ trợ Nghiên cứu khoa học Chuyển giao công nghệ trường đại học Sư phạm Hà Nội giúp đỡ tạo điều kiện tốt để hoàn thành khóa luận Tôi xin chân thành cảm ơn người thân bạn bè chia sẻ, giúp đỡ, động viên, khích lệ suốt trình thực khó luận tôt nghiệp Hà Nội, tháng 05 năm 2011 Sinh viên Vũ Thị Vân ii Khóa luận tốt nghiệp Vũ Thị Vân K33C - Sinh LỜI CAM ĐOAN Tôi thực đề tài “Nghiên cứu số tiêu sinh lý, hóa sinh hai giống lúa nếp N97 BN4 giai đoạn nảy mầm nhiệt độ khác nhau” Trung tâm Hỗ trợ Nghiên cứu khoa học Chuyển giao công nghệ trường đại học Sư phạm Hà Nội Tôi xin cam đoan số liệu, kết luận văn trung thực, riêng chưa công bố công trình khoa học khác Nếu sai xin hoàn toàn chịu trách nhiệm Hà Nội, tháng năm 2011 Sinh viên Vũ Thị Vân iii Khóa luận tốt nghiệp Vũ Thị Vân K33C - Sinh MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1 Lý chọn đề tài Mục tiêu nghiên cứu .2 Nhiệm vụ phạm vi nghiên cứu Ý nghĩa lí luận thực tiễn NỘI DUNG Chương TỔNG QUAN TÀI LIỆU .4 Giới thiệu khái quát lúa .4 1.1 Nguồn gốc lịch sử phát triển lúa .4 1.2 Đặc điểm sinh trưởng lúa .5 1.3 Vai trò lúa tình hình sản xuất lúa gạo 1.3.1 Vai trò lúa 1.3.2 Tình hình sản xuất lúa gạo .8 Ảnh hưởng nhiệt độ đến nảy mầm hạt lúa 10 2.1 Tác hại nhiệt độ đến nảy mầm hạt lúa 10 2.2 Tình hình nghiên cứu ảnh hưởng nhiệt độ đến lúa 12 Prolin, enzyme amylase vai trò chúng nảy mầm hạt lúa 14 Chương 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 18 Đối tượng nghiên cứu 18 Phương pháp nghiên cứu 18 2.1 Phương pháp bố trí thí nghiệm 18 iv Khóa luận tốt nghiệp Vũ Thị Vân K33C - Sinh 2.2 Phương pháp xác định tiêu sinh lí .19 2.3 Phương pháp xác định tiêu hóa sinh 19 2.4 Phương pháp xử lí số liệu thống kê 23 Chương 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 24 Ảnh hưởng nhiệt độ đến nảy mầm sinh trưởng mầm lúa 24 1.1 Tỉ lệ nảy mầm hạt lúa .24 1.2 Thời gian sinh trưởng mầm lúa 25 1.3 Khối lượng tươi khô mầm lúa 26 Ảnh hưởng nhiệt độ đến hoạt độ enzim amylaza mầm lúa 28 Ảnh hưởng nhiệt độ đến hàm lượng đường khử mầm lúa 29 Ảnh hưởng nhiệt độ đến hàm lượng tinh bột mầm lúa 31 Ảnh hưởng nhiệt độ đến hàm lượng prolin mầm lúa 32 KẾT LUẬN 35 TÀI LIỆU THAM KHẢO 36 v Khóa luận tốt nghiệp Vũ Thị Vân K33C - Sinh MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Lúa gạo gắn bó mật thiết với đời sống người có ý nghĩa vô to lớn Nó nguồn cung cấp lượng chủ yếu để trì sống cho người, cung cấp chất dinh dưỡng như: protein, chất béo, vitamin Gạo dùng để sản xuất bia, rượu, cồn, bánh kẹo, axeton, thuốc chữa bệnh; cám sử dụng nhiều chăn nuôi gia súc, nuôi trồng thủy sản, dùng dược phẩm (sản xuất thuốc B1), mĩ phẩm, sơn… Ngoài ra, phận khác lúa làm vật liệu xây dựng, sản xuất giấy, làm chất đốt Hơn nửa dân số giới sử dụng 25 – 50% lúa gạo lương thực hàng ngày họ [35] Với lợi ích to lớn mà lúa mang lại, lúa trở thành trồng phổ biến chủ lực nhiều nước giới Ngày nay, với tiến kỹ thuật phong phú, đại tạo hàng vạn giống lúa khác đáp ứng nhu cầu xã hội, phải kể đến có mặt giống lúa đặc sản lúa nếp, lúa thơm, lúa dẻo Tuy nhiên, lúa lại nhạy cảm với nhiệt độ nhiệt độ thấp vào thời kỳ nảy mầm, mạ, làm đòng trổ Ở Việt Nam có khí hậu nhiệt đới gió mùa, nóng ẩm nên thuận lợi cho nghề trồng lúa Tuy nhiên, diễn biến khí hậu nước ta năm gần khắc nghiệt, đặc biệt điều kiện nhiệt độ Vào mùa hè nhiệt độ thường tăng cao, hay có đợt nắng nóng kéo dài, vào mùa đông nhiệt độ thường hạ thấp có nhiều đợt rét đậm, rét hại làm mạ lúa bị chết rét giảm sút khả hút nước, tổn thương cấu trúc tế bào, rối loạn trao đổi chất Sau hết rét sống sót thường sinh trưởng kém, giảm tích lũy chất khô [26], [33] Đây nguyên nhân chủ yếu làm giảm suất phẩm chất trồng nói chung lúa nói riêng Khóa luận tốt nghiệp Vũ Thị Vân K33C - Sinh Do vậy, nghiên cứu ảnh hưởng nhiệt độ khả chịu nhiệt độ, tăng cường tính chống chịu nhiệt độ lúa đòi hỏi thực tiễn quan trọng ngành trồng lúa Thực tế giới nói chung Việt Nam nói riêng có nhiều nghiên cứu tìm hiểu tác động nhiệt độ thấp đến lúa Chẳng hạn nghiên cứu tổn thương nhiệt độ thấp gây nhiều giai đoạn tăng trưởng khác lúa [30], nghiên cứu tượng giảm suất lúa gặp nhiệt độ thấp [29], [32], [34], [35], hay nghiên cứu ảnh hưởng gibberellin kinetin đến sinh trưởng mạ lúa điều kiện nhiệt độ khác [11], nghiên cứu ảnh hưởng số chất điều hòa sinh trưởng (α – NAA, GA3, Kinetin) đến nảy mầm số tiêu sinh lý mạ lúa CR203[12], nghiên cứu việc bổ sung hoocmon kích thích sinh trưởng để tăng khả chịu rét cho mạ [13], nghiên cứu việc bổ sung nguyên tố khoáng kali trước gieo hạt, việc thực biện pháp che rét cho mạ [15], [10] Tuy nhiên việc nghiên cứu diễn biến sinh lý, hóa sinh xảy trình nảy mầm hạt tác động nhiệt độ đòi hỏi cần thiết Vì vậy, chọn đề tài: “Nghiên cứu số tiêu sinh lý, hóa sinh hai giống lúa nếp N97 BN4 giai đoạn nảy mầm nhiệt độ khác nhau” nhằm tìm hiểu sâu chuyển hóa sinh lý, hóa sinh vào pha nảy mầm hai giống lúa nếp nhiệt độ khác Mục tiêu nghiên cứu Xác định số tiêu sinh lý, hóa sinh diễn trình nảy mầm hạt lúa 300C, 250C, 200C, 150C Nhiệm vụ nghiên cứu Xác định số tiêu sinh lý (tỉ lệ nảy mầm, chiều cao cây, khối lượng tươi khô, thời gian sinh trưởng), hóa sinh (hàm lượng prolin, hàm Khóa luận tốt nghiệp Vũ Thị Vân K33C - Sinh lượng đường khử, hàm lượng tinh bột lại hạt, hoạt độ enzym α amylaza) mầm lúa mức nhiệt độ 300C, 250C, 200C, 150C Đối tượng phạm vi nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu giống lúa nếp: N97 BN4 Phạm vi nghiên cứu: nghiên cứu số tiêu sinh lý, hóa sinh giai đoạn nảy mầm hạt lúa Ý nghĩa lí luận thực tiễn Nghiên cứu sâu biến đổi sinh lý, hóa sinh giai đoạn nảy mầm nhiệt độ bất lợi để làm sở cho việc nghiên cứu tăng cường tính chống chịu nhiệt độ Khóa luận tốt nghiệp Vũ Thị Vân K33C - Sinh NỘI DUNG Chương I TỔNG QUAN TÀI LIỆU Giới thiệu khái quát lúa 1.1 Nguồn gốc lịch sử phát triển lúa Lúa loại trồng loài người Nhiều tài liệu khảo cổ học nghiên cứu nhà khoa học đến quan điểm thống là, lúa có nguồn gốc Đông Nam Á, tổ tiên loài lúa trồng dạng lúa dại Oryza fatua, Oryza offcinalis, Oryza minuta [3] Lúa thuộc Hòa thảo (Graminales), họ Hòa thảo (Gramineae), chi Oryza Chi Oryza phân bố rộng giới có 21 loài hoang dại loài lúa hoá lúa châu Á (Oryza sativa L.) lúa châu Phi (Oryza glaberrima) [28], có loài Oryza sativa L (2n = 24) trồng phổ biến khắp nước trồng lúa giới [3], [1] Dựa vào đặc điểm hình thái, Kato cộng (1928) đề nghị phân chia lúa Oryza sativa L thành hai loài phụ: Indica Japonica Gustrin đứng quan điểm thực vật học lại chia thành ba loài phụ: Indica, Japonica Javanica [4], [37] Ngoài ra, dựa theo cấu tạo tinh bột hạt gạo phân biệt thành lúa nếp (glutinosa) lúa tẻ (utilissma) Ở Việt Nam, lúa phân chia theo thời vụ trồng như: lúa chiêm, lúa xuân lúa hè thu [3] Trong lại phân theo trà: sớm, trung, muộn Về trung tâm phát sinh lúa, có quan điểm khác nói chung ý kiến nhiều nhà khoa học giới thống sau: lúa trồng hóa từ nhiều nơi khác thuộc châu Á phải kể đến nước Trung Quốc, Việt Nam, Thái Lan, Myanma, Ấn Độ Vùng Đông Nam Á nơi lúa trồng sớm (Các nhà khoa học A.G Haudricourt & Louis Hedin (1944), E Werth (1954), H Wissmann (1957), Carl Sauer (1952), Jacques Barrau (1965, 1974), Khóa luận tốt nghiệp Vũ Thị Vân K33C - Sinh Soldheim (1969), Chester Gorman (1970) lập luận vững đưa giả thuyết cho vùng Đông Nam Á nơi khai sinh nông nghiệp đa dạng sớm giới) [40], thời kì đồ đồng nghề trồng lúa phát triển Ở nơi coi phát sinh lúa có nhiều loài lúa hoang dại người ta dễ dàng tìm thấy gen lúa Từ nơi phát sinh, lúa lan vùng lân cận di thực khắp giới với giao lưu lại người Cây lúa trồng điều kiện sinh thái cộng với can thiệp người thông qua đường chọn tạo nhân giống mà ngày lúa có hàng vạn giống với nhiều đặc trưng đặc tính đa dạng đáp ứng cho mục đích khác người [4], [28] 1.2 Đặc điểm sinh trưởng lúa Cây lúa trồng (Oryza sativa L.) thuộc loại thân thảo, loài thực vật sống năm, cao - 1,8m, cao hơn, bao gồm phận chính: rễ, thân, lá, bông, hạt Hạt lúa ngâm nước trương lên, sau hút đủ nước ủ hạt nảy mầm, mầm nhú trước rễ nhú sau Cây lúa mọc rễ (rễ phôi), rễ trụ gian mầm rễ nút (hay rễ bất định) Hệ rễ lúa thuộc loại rễ chùm bao gồm chủ yếu rễ bất định Thân lúa phát triển từ thân mầm, có hình ống tròn, cấu tạo nhiều ống rỗng đốt đặc, bẹ bao bọc lúc trổ Lá lúa mỏng, hẹp (2 - 2,5cm) dài 50 - 100cm, lúa hoàn chỉnh bao gồm: bẹ lá, phiến lá, tai lá, lưỡi gân Nơi tiếp giáp bẹ phiến gốc Hoa lúa hoa nhỏ tự thụ phấn mọc thành cụm hoa phân nhánh cong hay rủ xuống, dài 30 - 50cm, hoa nhỏ bao gồm: cuống hoa, đế hoa hoa lưỡng tính Các phần lúa gồm có: đáy bông, trục bông, gié gié phụ Hạt thóc dài - 12mm dày - 3mm, bao gồm hạt gạo vỏ trấu bao bọc lấy hạt gạo Hạt gạo gồm phôi nội nhũ [24], [40] Khóa luận tốt nghiệp Vũ Thị Vân K33C - Sinh thời gian sinh trưởng lâu 300C khoảng 2,5 lần Điều kéo theo nhiều biến đổi hóa sinh gây bất lợi cho mầm hạt lúa ảnh hưởng đến trình sinh trưởng, phát triển sau lúa 25 BN4 N97 20 15 10 30 độ 25 độ 20 độ 15 độ nhiệt độ Hình 3.1.2: Thời gian sinh trưởng mầm giống lúa nếp BN4 N97 Cả giống nghiên cứu có thời gian sinh trưởng tương đương tất mức nhiệt độ Kết cho thấy thời gian nảy mầm hai giống lúa BN4 N97 chịu ảnh hưởng nhiệt độ 1.3 Khối lượng tươi, khô mầm lúa Kết số liệu nghiên cứu khối lượng tươi, khô mầm lúa thể bảng 3.1.3 hình 3.1.3a, 3.1.3b Bảng 3.1.3: Khối lượng tươi, khô hai giống lúa nếp Khối lượng tươi khô mầm hạt lúa (mg/mầm) Giống T30 T25 tươi khô T20 tươi khô BN4 72,61 22,23 N97 57,72 16,45* 62,91 16,73* 56,59 15,06 45,64 13,91 79,05 24,66 tươi khô T15 tươi khô 70,76 20,90 59,30 16,55 Ghi chú: *, thể sai khác mức nhiệt độ, giống với mức ý nghĩa > 95%, kí hiệu giống thể ý nghĩa 26 Khóa luận tốt nghiệp Vũ Thị Vân K33C - Sinh Từ số liệu bảng cho thấy: nhiệt độ 250C khối lượng tươi khô mầm đạt giá trị lớn Khi tăng nhiệt độ từ 250C lên 300C khối lượng tươi khô giống BN4 giảm giống N97 giảm khối lượng tươi, khối lượng khô gần không giảm Điều nhiệt độ tăng cao mầm giữ nước Từ nhiệt độ 250C trở xuống khối lượng tươi khô mầm giảm dần giảm với tốc độ khác ngưỡng nhiệt độ giống Khi nhiệt độ giảm từ 250C xuống 200C khối lượng tươi khô giống giảm nhiệt độ giảm từ 200C xuống 150C (hình 3.1.3a 3.1.3b) Nhiệt độ hạ thấp khối lượng khô giống BN4 giảm với tốc độ nhanh giống N97 Điều giống BN4 có trình quang hợp, tổng hợp vật chất hữu mầm mạnh trình phân hủy chất dinh dưỡng nội nhũ hạt cho việc nuôi mầm tiêu hao vào môi trường qua thải nhiệt mạnh giống N97 Kết cho thấy nhiệt độ ảnh hưởng lớn đến khối lượng tươi khô mầm hạt lúa ảnh hưởng đến giống khác 100 BN4 80 N97 60 40 20 30 độ 25 độ 20 độ 15 độ nhiệt độ Hình 3.1.3a: Khối lượng tươi mầm giống lúa BN4 N97 27 Khóa luận tốt nghiệp Vũ Thị Vân K33C - Sinh 30 BN4 25 N97 20 15 10 30 độ 25 độ 20 độ 15 độ nhiệt độ Hình 3.1.3b: Khối lượng khô mầm giống lúa BN4 N97 Ảnh hưởng nhiệt độ đến hoạt độ enzyme α - amylase mầm lúa Trong trình hạt lúa nảy mầm sử dụng chất dự trữ nội nhũ hạt, lúa tinh bột chất dự trữ chủ yếu nội nhũ hạt, nguyên liệu sử dụng để chuyển hóa dễ dàng thành dextrin đường glucozơ Enzyme chủ yếu xúc tác chuyển hóa tinh bột thành dextrin đường cung cấp cho trình hô hấp sinh trưởng mầm chưa có rễ hoàn thiện α - amylase Kết nghiên cứu hoạt độ enzyme α - amylase hạt mầm lúa điều kiện nhiệt độ khác trình bày bảng 3.2 hình 3.2 Bảng 3.2: Hoạt độ amylase mầm giống lúa nếp Hoạt độ amylase (đơn vị/gam) Giống T30 T25 T20 T15 BN4 4.84 ± 0.02* 4.78 ± 0.06* 4.43 ± 0.06 4.07 ± 0.07 N97 4.50 ± 0.05' 4.46 ± 0.02' 4.25 ± 0.02 3.62 ± 0.07 Ghi chú: ', *, thể sai khác mức nhiệt độ, giống với mức ý nghĩa > 95%, kí hiệu giống thể ý nghĩa 28 Khóa luận tốt nghiệp Vũ Thị Vân K33C - Sinh Kết thu bảng 3.2 cho thấy: hoạt độ enzyme α - amylase 300C đạt giá trị cao nhất, nhiệt độ hạ thấp hoạt độ enzyme α amylase giảm giống Điều giải thích hoạt động phân giải tinh bột hạt 300C mạnh giảm dần nhiệt độ giảm BN4 N97 30 độ 25 độ 20 độ 15 độ nhiệt độ Hình 3.2: Hàm lượng enzyme α - amylase mầm giống lúa BN4 N97 Trong giống nghiên cứu giống BN4 có hoạt độ enzyme α – amylase cao tốc độ giảm chậm giống N97 Điều chứng tỏ hạt mầm giống BN4 hoạt động hô hấp mạnh giúp mầm sinh trưởng tốt Ảnh hưởng nhiệt độ đến hàm lượng đường khử mầm lúa Hàm lượng đường khử tiêu phản ánh khả giữ nước tế bào Đường khử thuộc chất có hoạt tính thẩm thấu Ở nhiệt độ cao hạt mầm thường bị chết nước, nhiệt độ thấp hạt mầm thường bị chết nước không lấy nước từ môi trường, tổng hợp tích lũy đường phản ứng với điều kiện ngoại cảnh bất lợi Kết hàm lượng đường khử hạt mầm giống lúa trình bày bảng 3.3 hình 3.3 29 Khóa luận tốt nghiệp Vũ Thị Vân K33C - Sinh Bảng 3.3: Hàm lượng đường khử mầm giống lúa Hàm lượng đường khử (% khối lượng tươi) Giống T30 T25 T20 T15 BN4 2.222 ± 0.002 2.214 ± 0.003 2.174 ± 0.002 2.145 ± 0.003 N97 2.231 ± 0.002' 2.227 ± 0.003' 2.148 ± 0.003 2.127 ± 0.002 Ghi chú: ', thể sai khác giống, mức nhiệt độ với mức ý nghĩa > 95%, kí hiệu giống thể ý nghĩa Kết thu bảng 3.3 cho thấy: hàm lượng đường khử hạt giống nhiệt độ 300C đạt giá trị cao Từ nhiệt độ 300C xuống 250C hàm lượng đường khử giống BN4 có chiều hướng giảm, giống N97 gần không giảm, từ 250C trở xuống hàm lượng đường khử giống giảm dần nhiệt độ xuống thấp 2.24 BN4 2.22 N97 2.2 2.18 2.16 2.14 2.12 2.1 2.08 2.06 30 độ 25 độ 20 độ 15 độ nhiệt độ Hình 3.3: Hàm lượng đường khử mầm giống lúa BN4 N97 Trong giống nghiên cứu cho thấy hàm lượng đường khử hạt giống N97 thường thấp giống BN4 Kết lần cho thấy hoạt động trao đổi gluxit N97 chịu ảnh hưởng nhiệt độ thấp mạnh giống BN4 30 Khóa luận tốt nghiệp Vũ Thị Vân K33C - Sinh Ảnh hưởng nhiệt độ đến hàm lượng tinh bột lại hạt lúa nảy mầm Trong trình nảy mầm tinh bột bị phân giải thành đuờng dễ hòa tan, đường sử dụng trình hô hấp để cung cấp lượng đồng thời vận chuyển tới tế bào trụ phôi làm nguyên liệu cho trình sinh tổng hợp chất hữu Hàm lượng lại mạ thể mức độ thủy phân mạnh hay yếu, tương ứng với lượng tinh bột sử dụng nhiều hay Kết hàm lượng tinh bột lại hạt mầm giống lúa trình bày bảng 3.4 hình 3.4 Bảng 3.4: Hàm lượng tinh bột lại hạt nảy mầm giống lúa nếp Giống Hàm lượng tinh bột (% khối lượng tươi) T30 T25 T20 T15 BN4 43.13 ± 0.45* 43.90 ± 0.27* 45.26 ± 0.42 47.03 ± 0.39 N97 36.22 ± 0.15" 36.76 ± 0.44" 38.36 ± 0.41 39.98 ± 0.33 Ghi chú: *, " thể sai khác mức nhiệt độ, giống với mức ý nghĩa > 95%, kí hiệu giống thể ý nghĩa Từ bảng kết nghiên cứu thấy nhiệt độ hạ thấp hàm lượng tinh bột lại mầm hạt lúa cao nhiệt độ hạ thấp mầm lúa khó thực hô hấp để phân giải tinh bột tạo chất dinh dưỡng nuôi mầm Kết phù hợp với giảm hoạt độ enzyme α-amylase hàm lượng đường khử mầm lúa nhiệt độ hạ thấp Chỉ có 300C 250C hàm lượng tinh bột lại mầm giống cao không đáng kể, nhiệt độ 300C điều kiện thuận lợi cho hạt nảy mầm, phát triển 250C chưa phải điều kiện bất lợi cho mầm 31 Khóa luận tốt nghiệp Vũ Thị Vân K33C - Sinh Khi so sánh giống nghiên cứu hàm lượng tinh bột lại giống BN4 cao giống N97 từ ban đầu lượng tinh bột có sẵn giống BN4 lớn giống N97 50 BN4 45 N97 40 35 30 25 20 15 10 30 độ 25 độ 20 độ 15 độ nhiệt độ Hình 3.4: Hàm lượng tinh bột lại hạt nảy mầm Ảnh hưởng nhiệt độ đến hàm lượng prolin mầm lúa Prolin axit amin thuộc nhóm hợp chất amon bậc phân tử nhỏ Những hợp chất đóng vai trò then chốt việc điều chỉnh áp suất thẩm thấu tế bào chất thực vật để phản ứng lại với điều kiện môi trường bất lợi [27] Do định lượng prolin điều kiện nhiệt độ khác đánh giá khả chống chịu nhiệt độ bất lợi trồng 5.1 Hàm lượng prolin rễ Kết hàm lượng prolin rễ mầm trình bày bảng 3.5.1 hình 3.5.1 Bảng 3.5.1: Hàm lượng prolin rễ mầm hạt lúa thời điểm 1cm Giống Hàm lượng prolin rễ (µg/g) (X ± m) T30 T25 BN4 4,88 ± 0,19* 5,31 ± 0,28* 7,96 ± 0,19’ 10,78 ± 0,23 N97 6,27 ± 0,19" 5,99 ± 0,28" 7,12 ± 0,19’ 32 T20 T15 8,81 ± 0,28 Khóa luận tốt nghiệp Vũ Thị Vân K33C - Sinh Ghi chú: *, ", ‘ thể sai khác giống, mức nhiệt độ thời điểm với mức ý nghĩa > 95%, kí hiệu giống thể ý nghĩa Kết nghiên cứu thu bảng 3.5.1 cho thấy hàm lượng prolin rễ mầm hạt lúa giống nhiệt độ 300C 250C gần không thay đổi, từ 250C trở xuống nhiệt độ thấp hàm lượng prolin cao tốc độ tăng hàm lượng prolin mạnh nhiệt độ thấp Hàm lượng prolin giống BN4 300C 250C thấp giống N97 200C 150C cao 12 BN4 N97 10 30 độ 25 độ 20 độ 15 độ nhiệt độ Hình 3.5.1: hàm lượng prolin rễ mầm giống lúa BN4 N97 5.2 Hàm lượng prolin thân mầm Hàm lượng prolin mầm trình bày bảng 3.5.2 hình 3.5.2 Bảng 3.5.2: Hàm lượng prolin thân mầm hạt lúa Giống Hàm lượng prolin thân (µg/g) T30 T25 T20 T15 BN4 20,72 ± 0,56 22,94 ± 0,75 26,03 ± 0,28 34,77 ± 0,47 N97 17,41 ± 1,97 19,58 ± 0,56 22,78 ± 0,38 27,32 ± 0,38 33 Khóa luận tốt nghiệp Vũ Thị Vân K33C - Sinh Kết nghiên cứu cho thấy: hàm lượng prolin thân mầm giống thấp 300C nhiệt độ hạ thấp hàm lượng prolin tăng cao với tốc độ nhanh Giữa giống nghiên cứu giống BN4 có hàm lượng prolin cao giống N97 tất ngưỡng nhiệt độ nghiên cứu 50 45 40 35 30 25 20 15 10 BN4 N97 30 độ 25 độ 20 độ nhiệt độ 15 độ Hình 3.5.2: Hàm lượng prolin thân mầm giống lúa BN4 N97 Như vậy, qua kết nghiên cứu hàm lượng prollin rễ thân mầm cho thấy: nhiệt độ hạ thấp hàm lượng prolin rễ thân mầm hạt tăng để thích nghi với điều kiện bất lợi Đường khử prolin chất có hoạt tính thẩm thấu cao, giúp tăng khả giữ nước cho tế bào, tăng khả chống chịu điều kiện bất lợi môi trường, có nhiệt độ Theo nghiên cứu nhiều tác giả hàm lượng đường tan axit amin prolin liên quan trực tiếp đến khả chống chịu hạn, chịu lạnh (Borhnert cs, 1996; Nguyễn Hoàng Lộc cs, 1993) [20] Kết nghiên cứu giống lúa nếp mức nhiệt độ cho thấy: nhiệt độ giảm hàm lượng prolin tăng hàm lượng đường khử hoạt độ enzyme α-amylase giảm giống BN4 thường có hàm lượng cao Như vậy, thấy giống BN4 có khả chống chịu với nhiệt độ tốt giống N97 34 Khóa luận tốt nghiệp Vũ Thị Vân K33C - Sinh KẾT LUẬN Tỷ lệ nảy mầm hạt lúa, sinh khối tươi, khô mầm lúa giảm sút, thời gian nảy mầm sinh trưởng mầm kéo dài nhiệt độ giảm xuống Đặc biệt nhiệt độ giảm từ 300C xuống 150C thời gian nảy mầm hạt sinh trưởng mầm tăng gấp khoảng 2,5 lần Trong giống nghiên cứu giống BN4 có tỷ lệ nảy mầm, sinh khối tươi, khô cao giống N97 tốc độ giảm tiêu sinh lý lại thấp giống N97 nhiệt độ hạ thấp Các tiêu sinh hóa phụ thuộc rõ rệt vào nhiệt độ Khi nhiệt độ hạ thấp, hoạt độ enzyme α - amylase giảm sút, trình phân giải gluxit nội nhũ hạt bị kìm hãm, hàm lượng tinh bột lại hạt tăng, theo hàm lượng đường khử thời điểm giảm nhiệt độ giảm Hàm lượng prolin rễ thân phụ thuộc rõ rệt vào nhiệt độ Ở điều kiện nhiệt độ thuận lợi cho hạt nảy mầm (300C) hàm lượng prolin rễ thân mầm thấp Khi nhiệt độ giảm hàm lượng prolin rễ thân tăng dần từ 250C xuống 200C hàm lượng prolin tăng so với từ 200C xuống 150C Hàm lượng prolin thân mầm nhiều rễ tốc độ tăng thường cao rễ Khi nhiệt độ hạ thấp hàm lượng prolin giống BN4 tăng mạnh giống N97 Trong giống lúa nghiên cứu cho thấy phản ứng giống tiêu khác Điều đặc điểm sinh lý giống Tuy nhiên, nhìn chung qua kết nghiên cứu tiêu tác động nhiệt độ, nhận thấy giống BN4 thể khả chống chịu với nhiệt độ tốt giống N97 35 Khóa luận tốt nghiệp Vũ Thị Vân K33C - Sinh TÀI LIỆU THAM KHẢO TÀI LIỆU TIẾNG VIỆT Akihamat, Bêachllh, Chabrolink, Xawanok, Murata Y, Nguyễn Xuân Hiển, Nguyễn Bích Nga (1976), Nghiên cứu lúa nước ngoài, Tập Chọn giống lúa, Nxb Khoa học kỹ thuật Hà Nội Phạm Thị Trân Châu, Nguyễn Thị Hiền, Phùng Gia Tường (1998), Thực hành hóa sinh học, Nxb Giáo dục Bùi Huy Đáp (1978), Lúa Việt Nam làng lúa Nam Đông Nam châu Á, Nxb Nông nghiệp Hà Nội Bùi Huy Đáp (1980), Cây lúa Việt Nam, Nxb Khoa học kỹ thuật Hà Nội Bùi Huy Đáp (1987), Lúa xuân năm rét đậm, Nxb Nông nghiệp Hà Nội Trương Đích (2003), Kỹ thuật trồng giống lúa mới, Nxb Nông nghiệp Hà Nội Nguyễn Văn Hoan (2002), Kỹ thuật thâm canh mạ, Nxb Nông nghiệp Hà Nội Nguyễn Huy Hoàng (1992), Nghiên cứu đánh giá khả chịu hạn số giống đậu tương nhập nội miền Bắc Việt Nam, Luận án phó tiến sĩ Thiên Đào Hồ (2002), Kỹ thuật nuôi trồng giống trồng, vật nuôi ứng dụng kỹ thuật tiến phát triển, Nxb Nông nghiệp 10 Phạm Quốc Hùng (1999), So sánh ảnh hưởng nhiệt độ thấp KCl đến số chuyển hóa hóa sinh, sinh lý vào pha nảy mầm, mạ suất giống lúa chịu rét khác CR203, KD X123, Luận văn thạc sĩ Sinh học, Trường Đại học Sư phạm Hà Nội 36 Khóa luận tốt nghiệp Vũ Thị Vân K33C - Sinh 11 Nguyễn Như Khanh (1992), “Ảnh hưởng gibberelin kinetin đến sinh trưởng mạ lúa điều kiện nhiệt độ khác nhau”, Thông báo khoa học số - 1992, Trường Đại học Sư phạm Hà Nội 12 Nguyễn Như Khanh (1995), “Ảnh hưởng số chất điều hòa sinh trưởng (α - NAA, GA3, Kinetin) đến nảy mầm số tiêu sinh lý mạ lúa CR203”, Tạp chí Sinh học 17 (số 1), Tháng - 1995, tr.36 - 40 13 Nguyễn Như Khanh (1996), “Hiệu ứng axit gibberellic (GA3) nồng độ thấp mạ non giống lúa chịu điều kiện nhiệt độ thấp”, Thông báo khoa học, số - 1996, Sinh học Kỹ thuật Nông nghiệp, Hà Nội 14 Nguyễn Như Khanh, Phạm Quốc Hùng (1997), “Sự động viên chất dự trữ tinh bột mạ ngày tuổi thuộc giống lúa chịu rét khác tác động nhiệt độ thấp KCl”, Tạp chí di truyền học Ứng dụng, Tháng - 1997 15 Nguyễn Thị Ngọc Lan (2004), Nghiên cứu số tiêu sinh lý, hóa sinh giống lúa chịu rét khác ảnh hưởng rét KCl xử lý trước gieo hạt điều kiện vụ đông xuân Thái Nguyên, Luận văn thạc sĩ Sinh học, Trường Đại học Sư phạm Hà Nội 16 Nguyễn Xuân Lâm, Mối tương quan khả tích lũy kali với số tiếu sinh lý, hóa sinh mạ giống lúa DT10, CR203 thơm đỏ (Bình Định) ảnh hưởng nhiệt độ thấp 17 Nguyễn Văn Mã, Nguyễn Thị Minh Ngọc (2007), Hàm lượng prolin trình sinh trưởng đậu tương, Những vấn đề nghiên cứu khoa học sống, Nxb khoa học - kĩ thuật, tr.342 - 344 18 Nguyễn Văn Mùi (2001), Thực hành hóa sinh học, Nxb Đại học quốc gia, Hà Nội 19 Niên giám thống kê (2009), Nxb Thống kê, Hà Nội 37 Khóa luận tốt nghiệp Vũ Thị Vân K33C - Sinh 20 Đinh Thị Phòng (2001), Nghiên cứu chọn giống chịu hạn lúa công nghệ tế bào thực vật, Luận án tiến sĩ Sinh học, Viện Công nghệ Sinh học, Trung tâm Khoa học tự nhiên công nghệ Quốc Gia 21 Đào Xuân Tân (2009), “Một số kết chọn tạo giống lúa nếp thơm BN4”, Nông nghiệp phát triển nông thôn, Tháng 12 – 2009 22 Nguyễn Quốc Thông, Lê Thị Lan Oanh, Nguyễn Văn Thiết, Vũ Văn Vụ, Trần Dụ Chi (2000), Nghiên cứu tác động khô hạn lên nhãn cách xác định huỳnh quang diệp lục, Tạp chí Sinh học 22 (số 3), tr.59 63 23 Nguyễn Thị Thanh Thủy, Nguyễn Văn Mã (2008), Sự biến đổi hoạt độ enzyme protease, amylase hoạt độ prolin đậu tương gặp hạn thời kỳ hoa, Tạp chí khoa học trường đại học sư phạm Hà Nội 2, số 3, tr.115 - 119 24 Yoshida, Suchi (1985), “Những thành tựu chọn giống trồng sở di truyền”, Cơ sở sinh học chọn giống lương thực, Nxb Khoa học kỹ thuật Hà Nội TÀI LIỆU TIẾNG NƯỚC NGOÀI 25 Bates L.S (1973), Rapid determination of free protein for water stress studies, Plant and soil, 39, p.205 - 207 26 Bobylev G.S etal (1992), The lability of chloroplast membranes in the plants adapting to temperature alteraction, Plant physiol, V.39, N3, p.541 552 27 Christine Cirousse, René Bournoville, and Jean - Louis Bonnemain (1996), Water deficit - induced changes in concentrations in proline and some other amino acids in the phloem sap of Alfalfa, Plant Physionlogy 111, p.109 - 113 38 Khóa luận tốt nghiệp Vũ Thị Vân K33C - Sinh 28 Gurdev S Khush (1997), Origin, dispersal, cultivation and variation of rice Plant Molecular Biology 35: 25 - 34 29 Hayase H, T Sasake, N Nishiyama, N Ito (1969), Male sterility caused by cooling treatment at the young microspore stage in rice plants II The most sensitive stage to cooling and the fertilizing ability of pistils, Proc Crop Sci Soc Japan 38, p.706 - 711 30 Kaneda C, HM Beachell (1973), Response of japonica - indica rice hybrids to low temperatures, SABRAO J 6, p.17 - 32 31 Kishor P.B Hong Z, Miao G, Huc, Verna D.P.S (1995), Over Expression of pyrraline - cacboxylate Synthetase increase prolinproduction and confer osmotolerance intransgenic plant, plant physiol, 108 p.138 - 139 32 Nishiyama I (1976), Male sterility caused by cooling treatment at the young microspore stage in rice plants XIII Ultrastructure of tapetal hypertrophy without primary wall, Proc Crop sci Soc japan 45, p.270 - 278 33 Park I.K, Isunoda S (1979), Effect of low temperature on chloroplast structure in cultivars of rice, Plant and cell physiol, V.20, N7, p.1449 - 1453 34 Saito K, K Miura, K Nagano, Y Hayano-Saito, H Araki, A Kato (2001), Identification of two closely linked quantitative trait loci for cold tolerance on chromosome of rice and their association with anther length, Theor Appl Genet 103, p.862 - 868 35 Satake T, H Hayase (1970), Male sterility caused by cool treatment at the young microspore stage in rice plants V Estimation of pollen developmental stage and the most sensitive stage to coolness, Proc Crop Sci Soc Japan 39, p.468 - 473 36 Surajit K, De Datta (1981), Principles and practices of rice production, John Wiley & sons 39 Khóa luận tốt nghiệp Vũ Thị Vân K33C - Sinh TÀI LIỆU WEBSITE 37 www.dethi.violet.vn/ /347200 38 www.fao.org/es/esn/nutrition/ncp/viemap.pdf 39 www.vaas.org.vn/ /002_gdptcaylua.htm 40 http://vi.wikipedia.org/wiki/cay_lua_nuoc 40 [...]... lượng tươi và khô của mầm hạt lúa và sự ảnh hưởng đến mỗi giống là khác nhau 100 BN4 80 N97 60 40 20 0 30 độ 25 độ 20 độ 15 độ nhiệt độ Hình 3.1.3a: Khối lượng tươi của mầm 2 giống lúa BN4 và N97 27 Khóa luận tốt nghiệp Vũ Thị Vân K33C - Sinh 30 BN4 25 N97 20 15 10 5 0 30 độ 25 độ 20 độ 15 độ nhiệt độ Hình 3.1.3b: Khối lượng khô của mầm 2 giống lúa BN4 và N97 2 Ảnh hưởng của nhiệt độ đến hoạt độ enzyme... nhiệt độ xuống thấp 2. 24 BN4 2. 22 N97 2. 2 2. 18 2. 16 2. 14 2. 12 2.1 2. 08 2. 06 30 độ 25 độ 20 độ 15 độ nhiệt độ Hình 3.3: Hàm lượng đường khử của mầm 2 giống lúa BN4 và N97 Trong 2 giống nghiên cứu cho thấy hàm lượng đường khử trong hạt của giống N97 thường thấp hơn giống BN4 Kết quả này một lần nữa cho thấy hoạt động trao đổi gluxit của N97 chịu ảnh hưởng của nhiệt độ thấp mạnh hơn giống BN4 30 Khóa luận... biến đổi hóa sinh gây bất lợi cho mầm hạt lúa và ảnh hưởng đến quá trình sinh trưởng, phát triển sau này của cây lúa 25 BN4 N97 20 15 10 5 0 30 độ 25 độ 20 độ 15 độ nhiệt độ Hình 3.1 .2: Thời gian sinh trưởng của mầm 2 giống lúa nếp BN4 và N97 Cả 2 giống nghiên cứu đều có thời gian sinh trưởng tương đương nhau ở tất cả mức nhiệt độ Kết quả này cho thấy thời gian nảy mầm của cả hai giống lúa BN4 và N97 đều... 300C tỷ lệ nảy mầm của hạt lúa cả 2 giống là cao nhất, nhiệt độ càng hạ thấp tỷ lệ nảy mầm của 2 giống càng giảm Trong 2 giống nghiên cứu thì giống BN4 có tỷ lệ nảy mầm cao hơn trong tất cả các mức nhiệt độ nghiên cứu Và khi nhiệt độ hạ thấp thì giống BN4 có tỷ lệ nảy mầm giảm ít hơn giống N97 (giống BN4 ở 150C giảm 12, 05% so với ở 300C còn giống N97 ở 150C giảm 14 ,29 % so với ở 300C) Từ 24 Khóa luận... nhất và giảm dần khi nhiệt độ giảm 6 BN4 5 N97 4 3 2 1 0 30 độ 25 độ 20 độ 15 độ nhiệt độ Hình 3 .2: Hàm lượng enzyme α - amylase trong mầm 2 giống lúa BN4 và N97 Trong 2 giống nghiên cứu thì giống BN4 luôn có hoạt độ enzyme α – amylase cao hơn và tốc độ giảm chậm hơn giống N97 Điều này có thể chứng tỏ hạt mầm của giống BN4 hoạt động hô hấp mạnh hơn giúp mầm sinh trưởng tốt hơn 3 Ảnh hưởng của nhiệt độ. .. K33C - Sinh các kết quả này cho thấy có thể giống BN4 dễ thích nghi với điều kiện bất lợi về nhiệt độ nhất là nhiệt độ thấp của môi trường hơn giống N97 120 BN4 100 N97 80 60 40 20 0 30 độ 25 độ 20 độ 15 độ Hình 3.1.1: Tỷ lệ nảy mầm của 2 giống lúa nếp 1 .2 Thời gian sinh trưởng của mầm lúa Kết quả nghiên cứu thời gian sinh trưởng của mầm hạt lúa được trình bày ở bảng 3.1 .2 và hình 3.1 .2 Bảng 3.1 .2: Thời... hạt mầm của 3 giống lúa được trình bày ở bảng 3.3 và hình 3.3 29 Khóa luận tốt nghiệp Vũ Thị Vân K33C - Sinh Bảng 3.3: Hàm lượng đường khử của mầm 2 giống lúa Hàm lượng đường khử (% khối lượng tươi) Giống T30 T25 T20 T15 BN4 2. 222 ± 0.0 02 2 .21 4 ± 0.003 2. 174 ± 0.0 02 2.145 ± 0.003 N97 2. 231 ± 0.0 02' 2. 227 ± 0.003' 2. 148 ± 0.003 2. 127 ± 0.0 02 Ghi chú: ', thể hiện sự sai khác giữa 2 giống, giữa các mức nhiệt. .. lệ nảy mầm cao hay thấp cũng thể hiện khả năng thích ứng với điều kiện nhiệt độ bất lợi của cây Kết quả về khả năng nảy mầm của hạt 2 giống lúa nếp khi gieo ở các ngưỡng nhiệt độ khác nhau được trình bày ở bảng 3.1.1 và hình 3.1.1 Bảng 3.1.1: Tỷ lệ nảy mầm của 2 giống lúa nếp Tỉ lệ nảy mầm (%) Giống T30 T25 T20 T15 BN4 97.74 95.46 92. 17 85.69 N97 94.48 92. 57 88.38 80.19 Kết quả nghiên cứu cho thấy: ở. .. nghiên cứu của Nguyễn Như Khanh về ảnh hưởng của gibberellin và kinetin đến sinh trưởng của cây mạ lúa ở điều kiện nhiệt độ khác nhau [11] Nghiên cứu về sự ảnh hưởng tích cực của các chất điều hòa sinh trưởng (α – NAA, GA3, kinetin) đến sự nảy mầm và một số chỉ tiêu sinh lý của cây mạ lúa CR203 [ 12] ; nghiên cứu về hiệu ứng của axit gibberelic (GA3) nồng độ thấp đối với mạ non các giống lúa kém chịu rét ở. .. enzyme và prolin với cây lúa Đó là nghiên cứu về ảnh hưởng của gibberellin và kinetin đến sinh trưởng của cây mạ lúa ở điều kiện nhiệt độ khác nhau của Nguyễn Như Khanh [11]; nghiên cứu về mối tương quan giữa khả năng tích lũy kali với 16 Khóa luận tốt nghiệp Vũ Thị Vân K33C - Sinh một số chỉ tiêu sinh lý, sinh hóa của cây mạ 3 giống lúa DT10, RC203 và thơm đỏ (Bình Định) dưới ảnh hưởng của nhiệt độ thấp ... từ 25 0C trở xuống hàm lượng đường khử giống giảm dần nhiệt độ xuống thấp 2. 24 BN4 2. 22 N97 2. 2 2. 18 2. 16 2. 14 2. 12 2.1 2. 08 2. 06 30 độ 25 độ 20 độ 15 độ nhiệt độ Hình 3.3: Hàm lượng đường khử mầm. .. đoạn nảy mầm nhiệt độ khác nhau nhằm tìm hiểu sâu chuyển hóa sinh lý, hóa sinh vào pha nảy mầm hai giống lúa nếp nhiệt độ khác Mục tiêu nghiên cứu Xác định số tiêu sinh lý, hóa sinh diễn trình nảy. .. lúa ảnh hưởng đến trình sinh trưởng, phát triển sau lúa 25 BN4 N97 20 15 10 30 độ 25 độ 20 độ 15 độ nhiệt độ Hình 3.1 .2: Thời gian sinh trưởng mầm giống lúa nếp BN4 N97 Cả giống nghiên cứu có thời