BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP HỒ CHÍ MINH Hoàng Thị Ngọc Phúc SỰ TĂNG TRƯỞNG IN VITRO CỦA CÂY MẦM LÚA Oryza sativa L TRONG ĐIỀU KIỆN NGẬP ÚNG LUẬN VĂN THẠC SĨ SINH HỌC Thành phố Hồ Chí Minh - 2013 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP HỒ CHÍ MINH Hoàng Thị Ngọc Phúc SỰ TĂNG TRƯỞNG IN VITRO CỦA CÂY MẦM LÚA Oryza sativa L TRONG ĐIỀU KIỆN NGẬP ÚNG Chuyên ngành : Sinh học thực nghiệm Mã số : 60 42 30 LUẬN VĂN THẠC SĨ SINH HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS TS BÙI TRANG VIỆT TS LÊ THỊ TRUNG Thành phố Hồ Chí Minh - 2013 i LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành luận văn này, em xin chân thành tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến: Thầy PGS.TS Bùi Trang Việt tận tình hướng dẫn, giảng dạy, bồi dưỡng kiến thức, đóng góp nhiều ý kiến quý báu tạo điều kiện tốt để em hoàn thành luận văn Cô TS Lê Thị Trung giảng dạy, tận tình hướng dẫn, truyền đạt kinh nghiệm động viên giúp đỡ em trình học tập, làm luận văn Cô TS Dương Thị Bạch Tuyết, cô TS Nguyễn Thị Mong, cô TS Trần Thanh Hương, Thầy PGS.TS Bùi Văn Lệ, Thầy TS Đỗ Minh Sĩ, cô TS Trần Lê Bảo Hà, Thầy PGS.TS Nguyễn Minh Công giảng dạy cho em kiến thức bổ ích Ban giám hiệu, Phòng đào tạo sau đại học, Khoa sinh học môn Sinh lý Thực vật tạo điều kiện thuận lợi cho em suốt thời gian học tập làm luận văn trường Các Thầy, Cô hội đồng dành thời gian đọc đóng góp nhiều ý kiến cho luận văn em Em Hồ Thị Mỹ Linh nhiệt tình hướng dẫn cho em mượn dụng cụ; hoá chất để thực thí nghiệm Anh Nguyễn Văn Hướng (Sáu Hướng) làm việc Viện Khoa học Nông nghiệp miền Nam Việt Nam nhiệt tình cung cấp cho em vật liệu để thực đề tài Các anh chị chuyên ngành sinh học thực nghiệm khóa 20, bạn khóa 21, khóa 22 em học viên phòng môn Sinh lý Thực vật BGH tập thể giáo viên tổ Sinhtrường THPT Phan Bội Châu giúp đỡ có thời gian hoàn thành chương trình học Cuối cùng, xin chân thành cảm ơn ba mẹ chồng, ba mẹ ruột anh chị em hai bên gia đình yêu thương, tạo điều kiện cho học tập Em cảm ơn anh hai bên cạnh động viên, chia sẻ vui buồn sống Hoàng Thị Ngọc Phúc ii MỤC LỤC Trang phụ bìa Lời cảm ơn i Mục lục ii Danh mục chữ viết tắt vi Danh mục bảng vii Danh mục ảnh ix MỞ ĐẦU Chương TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Giới thiệu lúa (Oryza sativa L.) 1.1.1 Vị trí phân loại lúa 1.1.2 Nguồn gốc xuất phát lúa trồng 1.1.3 Hình thái học lúa 1.1.4 Sinh lý nảy mầm hạt lúa 1.1.5 Cây lúa nàng thơm chợ Đào 1.2 Giá trị kinh tế lúa gạo 1.3 Tình hình sản xuất lúa gạo 1.4 Tình hình nghiên cứu lúa 11 1.5 Sự tăng trưởng 11 1.5.1 Thuật ngữ 11 1.5.2 Động học phát triển 12 1.5.3 Ảnh hưởng áp suất thẩm thấu lên tăng trưởng tế bào 13 1.5.4 Bộ máy dẫn truyền đơn tử diệp 14 1.5.5 Sự tăng trưởng mầm lúa 14 1.5.6 Các chất điều hòa tăng trưởng thực vật 15 1.5.7 Sự tác động chất điều hoà tăng trưởng thực vật nảy mầm hạt tăng trưởng mầm lúa 23 iii 1.6 Nuôi cấy in vitro 24 1.7 Sự ngập úng 24 1.7.1 Khái niệm stress 24 1.7.2 Hiện tượng ngập úng 25 1.7.3 Ngập úng lúa 26 1.7.4 Sinh lý chống chịu ngập úng 27 1.7.5 Sự thiếu oxy bị ngập úng 29 1.7.6 Vai trò chất điều hòa tăng trưởng thực vật ngập úng 30 Chương VẬT LIỆU – PHƯƠNG PHÁP 33 2.1 Vật liệu 33 2.2 Phương pháp 33 2.2.1 Khảo sát môi trường in vitro thích hợp để nuôi cấy lúa 33 2.2.2 Khảo sát thời gian bão hòa nước hạt 34 2.2.3 Quan sát hình thái, giải phẫu 34 2.2.4 Khảo sát nảy mầm tăng trưởng in vitro mầm lúa 36 2.2.5 Khảo sát thời điểm gây stress ngập úng in vitro ảnh hưởng đến tăng trưởng mầm lúa 36 2.2.6 Khảo sát ảnh hưởng mực nước ngập úng in vitro đến tăng trưởng mầm lúa 37 2.2.7 Khảo sát nảy mầm tăng trưởng mầm điều kiện ngập úng in vitro 37 2.2.8 Khảo sát ảnh hưởng thời gian xử lý nhiệt độ đến tăng trưởng mầm lúa điều kiện ngập úng in vitro 38 2.2.9 Xác định trọng lượng tươi trọng lượng khô 38 2.2.10 Đo hàm lượng đường hàm lượng tinh bột mầm lúa 39 2.2.11 Đo cường độ hô hấp 40 iv 2.2.12 Đo hoạt tính chất điều hòa tăng trưởng thực vật mầm lúa 41 2.2.13 Khắc phục stress ngập úng cho mầm lúa tự nhiên 44 2.2.14 Xử lí thống kê 45 Chương KẾT QUẢ - THẢO LUẬN 46 3.1 Kết 46 3.1.1 Khảo sát môi trường in vitro thích hợp để nuôi cấy lúa 46 3.1.2 Thời gian bão hòa nước hạt 46 3.1.3 Sự nảy mầm tăng trưởng mầm lúa in vitro 47 3.1.4 Thời điểm gây stress ngập úng in vitro ảnh hưởng đến tăng trưởng mầm 54 3.1.5 Ảnh hưởng mực nước ngập úng in vitro đến tăng trưởng mầm lúa 56 3.1.6 Sự nảy mầm tăng trưởng mầm lúa điều kiện ngập úng in vitro 57 3.1.7 Ảnh hưởng thời gian xử lý nhiệt độ đến tăng trưởng mầm lúa điều kiện ngập úng in vitro 63 3.1.8 Sự thay đổi trọng lượng tươi trọng lượng khô mầm lúa điều kiện xử lý khác 65 3.1.9 Hàm lượng đường hàm lượng tinh bột mầm lúa điều kiện xử lý khác 66 3.1.10 Cường độ hô hấp mầm lúa điều kiện xử lý khác 68 3.1.11 Hoạt tính chất điều hòa tăng trưởng thực vật mầm lúa điều kiện ngập úng ngập úng kèm xử lý nhiệt độ 69 3.1.12 Khắc phục stress ngập úng cho mầm lúa tự nhiên 71 v 3.2 Thảo luận 72 3.2.1 Sự tăng trưởng mầm lúa điều kiện ngập úng 72 3.2.2 Ảnh hưởng việc xử lý nhiệt độ lên mầm lúa tăng trưởng điều kiện ngập úng 75 3.2.3 Các thay đổi sinh lý mầm lúa điều kiện ngập úng ngập úng có xử lý nhiệt độ 77 3.2.4 Khắc phục stress cho mầm lúa tự nhiên 79 Chương KẾT LUẬN – ĐỀ NGHỊ 81 Kết luận 81 Đề nghị 81 TÀI LIỆU THAM KHẢO 82 PHỤ LỤC vi DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT ABA : Abcisic acid AIA : Acetic indol acid BA : Benzyl adenine GA : Giberelic acid Gb : Giberelin MS : Murashige & Skoog FAA : Formadehid acol acid TLT Trọng lượng tươi : vii DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 3.1 Chiều cao phần khí sinh, chiều dài rễ mầm lúa sau ngày nuôi cấy tỉ lệ nảy mầm môi trường nuôi cấy khác 46 Bảng 3.2 Sự thay đổi trọng lượng tươi hạt lúa ngâm môi trường MS 1/2 47 Bảng 3.3 Sự tăng trưởng mầm lúa sau ngày nuôi cấy môi trường MS 1/2 48 Bảng 3.4 Sự thay đổi chiều cao phần khí sinh mầm lúa ảnh hưởng chiều cao cột nước mầm sau ngày nuôi cấy môi trường ngập úng thời điểm gây ngập úng khác 54 Bảng 3.5 Sự thay đổi chiều dài rễ mầm lúa qua ngày nuôi cấy môi trường ngập úng thời điểm gây stress khác 55 Bảng 3.6 Tăng trưởng mầm lúa môi trường ngập úng qua ngày nuôi cấy 57 Bảng 3.7 Sự tăng trưởng mầm lúa sau ngày nuôi cấy môi trường ngập úng 15 mm 58 Bảng 3.8 Sự thay đổi chiều cao phần khí sinh mầm lúa sau ngày nuôi cấy môi trường ngập úng kèm xử lý nhiệt độ với thời gian xử lý khác 63 Bảng 3.9 Sự thay đổi chiều dài rễ mầm lúa sau ngày nuôi cấy môi trường ngập úng kèm xử lý 450C với thời gian xử lý khác 64 viii Bảng 3.10 Sự thay đổi trọng lượng tươi mầm lúa điều kiện xử lý khác 65 Bảng 3.11 Sự thay đổi trọng lượng khô mầm lúa điều kiện xử lý khác 66 Bảng 3.12 Hàm lượng đường mầm lúa điều kiện xử lý khác 67 Bảng 3.13 Hàm lượng tinh bột mầm lúa điều kiện xử lý khác 68 Bảng 3.14 Cường độ hô hấp mầm lúa điều kiện xử lý khác 68 Bảng 3.15 Hoạt tính tương đương chất điều hòa tăng trưởng thực vật mầm lúa điều kiện xử lý khác 70 Bảng 3.16 Chiều cao phần khí sinh chiều dài rễ mầm lúa sau 15 ngày gieo xử lý tự nhiên 71 76 kiểu stress Điều chứng tỏ xen lẫn (overlap and crosstalk) đường truyền tín hiệu đáp ứng với stress sinh học không sinh học Sự xen lẫn cho phép kháng chéo, liên quan tới tương tác hỗ trợ hay đối kháng hormon liên quan tới stress acid salicylic, etylen, acid jasmonic acid abscisic nghiên cứu lúa (Sharma,2013) Nhiệt độ tối ưu cho hạt giống nảy mầm 15- 300C Nhiệt độ thấp làm giảm hô hấp, làm tăng phản ứng thủy phân, tồn đọng lại nhiều chất không bị tiêu hủy hô hấp chúng dùng cho phôi tăng trưởng (Mai Trần Ngọc Tiếng, 2001) Nhiệt độảnh hưởng đến tăng trưởng mầm lúa ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng hoá sinh diễn trình nảy mầm hạt, tăng cường độ hô hấp (Nguyễn Ngọc Đệ, 2009, Vũ Văn Vụ cs, 2000) Ở giai đoạn mầm ngày sau cấy, điều kiện ngập úng, có lẽ xử lý nhiệt độ kích thích hô hấp hiếu khí, giúp tăng trưởng mầm tốt hơn, có khả kháng Mọi sinh vật sản xuất HSP (heat-shock proteins) đáp lại tăng nhiệt độ vài stress khác Do HSP xuất stress khác nhau, nên kháng chéo (sự kháng stress nhờ thực vật thích nghi với stress khác) giải thích qua hoạt động protein Các HSP thực vật có vai trò bảo vệ thực vật tránh tổn hại stress, phân chia thành HSP có trọng lượng phân tử cao HSP có trọng lượng phân tử thấp Chính HSP có kích thước nhỏ (sHSPs, small HSPs) cảm ứng stress nhiệt thực vật Đặt mạ lúa Oryza sativa L nhiệt độ cao (420C) 24 làm tăng đáng kể kháng UV-B Sau xử lý nhiệt, tốc độ sống tế bào biểu gene sHSP17.7 cao gấp hai lần tốc độ sống tế bào đối chứng Tương tự, lúa chuyển gen biểu 77 sHSP17.7 mạnh (tăng mạnh sản xuất protein sHSP17.7 ) chứng minh có tính kháng mạnh với stress UV-B (Murakami et al., 2004) 3.2.3 Các thay đổi sinh lý mầm lúa điều kiện ngập úng ngập úng có xử lý nhiệt độ Hô hấp có vai trò phóng thích lượng chứa chất biến dưỡng cung cấp vật liệu cần thiết cho phản ứng tổng hợp (Bùi Trang Việt, 2002) Do thể thực vật cấp cao, vùng sinh mô hô hấp mạnh nhiều cacbonhydrat oxy hóa, cường độ hô hấp tế bào phân chia cao tế bào phân hóa nhiều (Mai Trần Ngọc Tiếng, 2001) Tương tự trình enzym khác, hô hấp phụ thuộc vào nhiệt độ Trong giới hạn nhiệt độ xác định, mối phụ thuộc tuân thủ theo định luật Van-Hoff (tốc độ phản ứng tăng gấp nhiệt độ tăng lên 100C) Trong giới hạn 00C 300C, nhiệt độ môi trường tăng 100C (thường nhắc tới hệ số Q10), cường độ hô hấp tăng hai lần Trên 300C, cường độ hô hấp thường tăng chậm, đạt đến cực đại 400C đến 500C giảm sút nhiệt độ cao (Nguyễn Như Khanh, Cao Phi Bằng, 2008) Ở điều kiện ngập úng có xử lý nhiệt độ, mầm lúa gia tăng trọng lượng tươi trọng lượng khô so với ngập úng Kết hợp lý có xử lý nhiệt độ kháng stress nên tăng trưởng tốt tổng hợp chất hữu từ nguồn ánh sáng nên khả tích lũy chất hữu tốt (bảng 3.10, 3.11) Trong điều kiện ngập úng mầm lúa, có gia tăng hàm lượng tinh bột không đối chứng điều kiện gây ngập kèm xử lý nhiệt Hiện tượng giải thích hoạt động quang hợp mạnh so với hô hấp (Irfan et al 2010) Trong rễ ngập nước, nhu cầu 78 cacbohydrat cho hô hấp giảm, vận chuyển cacbohydrat giảm tới mức tối thiểu không xảy (Liao Lin 2001) Sự tích lũy tinh bột cách thích nghi điều kiện ngập úng Đối với ngập úng có xử lý nhiệt độ, có kháng lại ngập úng nên hàm lượng tinh bột giữ mức tăng điều kiện đối chứng cường độ hô hấp tăng lên (bảng 3.12, 3.13, 3.14) Cây mầm lúa tăng trưởng điều kiện ngập úng có xử lý nhiệt độ 450C có cường độ hô hấp gia tăng theo thời gian từ ngày đến ngày giai đoạn cần nhiều lượng cho hoạt động vươn dài thân Hàm lượng cytokinin nội sinh tăng dần theo thời gian cho thấy khả phân chia tế bào mạnh Sự phân chia tế bào diễn mạnh mẽ cần sản phẩm hữu tạo từ trình biến dưỡng lượng ATP sinh từ trình hô hấp Có lẽ lý cường độ hô hấp tăng cao ứng với gia tăng hàm lượng cytokinin (Bảng 3.14, 3.15, hình 3.13, 3.14) Cytokinin có vai trò thúc đẩy tăng trưởng mô phân sinh chồi, ngăn chặn phân chia tế bào rễ (Werner, 2001) Nồng độ cytokinin cao cản tăng trưởng rễ cản hiệu kích thích tạo rễ auxin (Humphries, 1960) Có lẽ nên nồng độ cytokinin mầm điều kiện ngập úng có xử lý nhiệt độ cao so với đối chứng mầm điều kiện không phát triển rễ (bảng 3.15) Auxin cần thiết cho phân chia tăng trưởng tế bào, có vai trò quan trọng phát sinh hình thái thực vật Auxin kích thích tạo rễ (Võ Thị Bạch Mai, 2004, Taiz cs,2002) Auxin nồng độ cao kích thích tạo sơ khởi rễ (phát thể non rễ), ngăn cản tăng trưởng sơ khởi (Mai Trần Ngọc Tiếng, 2001) Auxin nồng độ thấp kích thích phát triển rễ, có tác dụng ức chế phát triển rễ nồng độ cao (Rahman, 2001) mầm điều kiện gây ngập gây ngập kèm 79 xử lý nhiệt độ hàm lượng auxin không tăng qua ngày Kết hợp lý với không phát triển rễ mầm điều kiện Trong điều kiện ngập úng, bị thiếu hụt oxy dẫn đến suy giảm trình cung cấp lượng Để tồn được, mầm lúa phải kháng điều kiện ngập úng Và đặc điểm độc đáo lúa tăng chiều cao (Vergara et al, 1976) Trong thời gian tăng chiều cao, trình sinh tổng hợp etylen kích hoạt tích lũy etylen làm tăng GA giảm ABA Quá trình tăng chiều cao thúc đẩy GA ức chế ABA, nên tăng tỷ lệ GA/ABA đóng góp vào kéo dài (Kende et al, 1998, Sauter, 2000) GA kích hoạt biểu gen liên quan đến phân chia tế bào (Sauter cs, 1995, Vander et al, 1997), thúc đẩy hoạt động phân chia tế bào mô phân sinh ngập nước (Métraux Kende, 1984) Hơn nữa, tham gia gen mã hóa protein expansin giúp nới lỏng vách tế bào (Cho Kende, 1997, Lee Kende, 2001), thay đổi định hướng vi sợi xenlulozo xảy thân mầm lúa giúp tăng trưởng tế bào (Sauter et al, 1993) Sự hình thành mô khí xảy đốt đồng thời với kéo dài đốt, tăng cường etylen (Steffens et al, 2011) Acid abscisic etylen liên quan tới nhiều trình sống thực vật, bao gồm điều hòa biểu gen đáp ứng thích nghi với điều kiện stress, không sinh học sinh học (De Vleesschauwer et al, 2010) 3.2.4 Khắc phục stress cho mầm lúa tự nhiên Các chất điều hòa tăng trưởng thực vật áp dụng giúp tăng trưởng Sự cân auxin cytokinin yếu tố kiểm soát phát triển (Bùi Trang Việt, 2000) Cytokinin kích thích tăng trưởng tế bào với điều kiện có auxin Cytokinin kích thích phân chia 80 tế bào mô phân sinh chồi tác động hai bước phân chia tế bào: phân nhân phân bào (Perilli cs, 2010) Sự biểu mức cytokinin oxydase (làm giảm nồng độ cytokinin) làm giảm kích thước mô phân sinh chồi khởi phát sơ khởi (Veit, 2009) Nước dừa chứa auxin, cytokinin giberelin Vì vậy, bổ sung nước dừa 10% vào môi trường nuôi cấy, mầm lúa có xử lý ngập úng tăng trưởng tốt (bảng 3.16, ảnh 3.21) Có lẽ BA 10mg/l kết hợp với hàm lượng auxin nội sinh kích thích tăng trưởng tế bào, từ giúp mầm tăng trưởng điều kiện ngập úng kháng stress tăng trưởng bình thường Cytokinin tăng cường chất dinh dưỡng phận tăng trưởng giúp sinh trưởng tốt (Audus, 1972, Salisbury Ross, 1992) 81 Chương KẾT LUẬN – ĐỀ NGHỊ Kết luận Từ kết đạt nghiên cứu tăng trưởng in vitro mầm lúa điều kiện ngập úng đưa đến kết luận sau:  Môi trường MS 1/2 bổ sung lượng nước cao 15 mm thích hợp cho việc nghiên cứu tăng trưởng in vitro mầm lúa Oryza sativa L điều kiện stress ngập úng  Cây mầm lúa có biểu đáp ứng với stress ngập úng rõ rệt gây ngập úng thời điểm 24 sau cấy  Cây mầm lúa in vitro có khả kháng chéo với điều kiện ngập úng gây kèm stress nhiệt độ 450C 120 phút  Phun BA 10 mg/l nước dừa 10% có tác dụng tăng chiều cao mầm lúa tự nhiên điều kiện ngập úng Đề nghị Trong thời gian tới, có điều kiện tiếp tục nghiên cứu sử dụng chất điều hòa tăng trưởng thực vật tạo rễ cho mầm lúa in vitro điều kiện ngập úng 82 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu Việt Nam Bùi Chí Bửu - Nguyễn Thị Lang, 2003 Cơ sở di truyền tính chống chịu thiệt hại môi trường lúa.NXB Nông Nghiệp TP HCM, 96 - 124 Nguyễn Ngọc Đệ, 2008 Giáo trình lúa Viện nghiên cứu phát triển đồng sông Cửu Long, 43 - 101 Nguyễn Văn Hoan, 2006 Cẩm nang lúa, Thâm canh lúa cao sản NXB Lao Động Hà Nội, 15 - 47 Phạm Hoàng Hộ, 2000 Cây cỏ Việt Nam.NXB Trẻ, 505 - 515 Nguyễn Như Khanh, Cao Phi Bằng, 2008 Sinh lí học thực vật NXB Giáo Dục, 215 - 220, 256 Nguyễn Như Khanh, 2008 Sinh lý học sinh trưởng phát triển thực vật NXB Giáo Dục Hà Nội, 1996, 123 - 150 Lê Văn Khoa, Nguyễn Cử, Trần Thiện Cường, Nguyễn Xuân Huân, 2008 Đất ngập nước NXB Giáo Dục, - 17, 30 - 45 Dương Công Kiên, 2002 Nuôi cấy mô thực vật, tập 1, NXB Đại học Quốc gia TP.HCM Trần Thị Phương Liên, 2010 Prôtêin tính chống chịu thực vật NXB Đại học Khoa học Tự Nhiên Công nghệ Hà Nội, 217 - 221 10 Nguyễn Văn Luật, 2009 Cây lúa Việt Nam, T1, T2 NXB Nông Nghiệp, 35 - 45, 241 - 261 11 Đinh Văn Lữ, 1978 Giáo trình lúa NXB Nông nghiệp 12 Nguyễn Đức Lượng, Lê Thị Thủy Tiên, 2002 Công nghệ tế bào NXB Đại học quốc gia Tp.HCM 83 13 Võ Thị Bạch Mai, 2004 Sự phát triển chồi rễ NXB Đại học Quốc gia TP.HCM 14 Nguyễn Hữu Nghĩa, 2007 Lúa đặc sản Việt Nam NXB Nông Nghiệp, 7, 31, 120 15 Hoàng Thị Sản, 1999 Phân Loại Thực Vật NXB Giáo Dục, 197 - 198 16 Nguyễn Du Sanh, Võ Thị Bạch Mai, Phan Ngô Hoang, Đỗ Thường Kiệt Trịnh Cẩm Tú, 2011 Thực tập chuyên ngành Sinh lý Thực vật.Tủ sách trường Đại học Khoa học Tự Nhiên -Đại học Quốc gia TP.HCM 17 Mai Văn Quyền, 2009 Những điều cần biết trồng lúa xuất NXB Nông Nghiệp, 72 - 89 18 Nguyễn Đức Thành, 2000 Nuôi cấy mô tế bào thực vật, Nghiên cứu ứng dụng NXB Nông Nghiệp Hà Nội, 11 - 18 19 Nguyễn Tiên Thăng, 2012 Luận án tiến sĩ “Sự di truyền số tính trạng đột biến liên quan đến đặc điểm nông sinh lúa” Đại học Sư phạm Hà Nội 20 Mai Trần Ngọc Tiếng, 2001 Thực vật cấp cao NXB Đại Học Quốc Gia 21 Trần Thị Bích Trinh, Phan Ngô Hoang Bùi Trang Việt, 2000 Nuôi cấy tế bào lúa (Oryza sativa L.) dòng Bằng Ngọc Tạp chí Phát triển Khoa học Công nghệ Đại học Quốc gia TP.HCM, tập 3, 92 - 97 22 Lê Thị Trung, 2003 Luận án tiến sĩ “Tìm hiểu áp dụng chất điều hòa sinh trưởng thực vật để kiểm soát tượng rụng trái non xoài (Mangifera indica L.)” Trường Đại học Khoa học Tự nhiên TP.HCM 23 Bùi Trang Việt, 2000 Sinh Lý Thực Vật Đại Cương, phần I, II NXB Đại học Quốc gia TP.HCM 24 Bùi Trang Việt, 1992 Tìm hiểu hoạt động chất điều hòa tăng trưởng thực vật thiên nhiên tượng rụng “bông” “trái non” tiêu 84 Piper nigrum L Tập san Khoa học trường Đại học Tổng hợp TP.HCM, phần B, Khoa học Tự Nhiên, 150 - 170 25 Vũ Văn Vụ, Vũ Thanh Tâm, Hoàng Minh Tấn, 2000 Sinh lí học thực vật NXB Giáo Dục, 186 - 205 26 Vũ Văn Vụ, 1999 Sinh lí học thực vật ứng dụng NXB Giáo Dục, - 32 27 Trịnh Xuân Vũ, Giáo trình sinh lý thực vật nông thôn, NXB Hà Nội, 1976, 282-314 28 Báo cáo khoa học, hội nghị công nghệ sinh học toàn quốc NXB Khoa học kỹ thuật Hà Nội, 1999, 819 - 840, 879 - 890 29 Tạp chí công nghệ sinh học, tập 1, số 2, 2003 Trung tâm Khoa học Tự nhiên Công nghệ Quốc gia, 229 - 236 Tài liệu nước 30 Angaji S.A., Septiningsih E.M., Mackill D.J., and Ismail A.M., 2010 QTLs associated with tolerance of flooding during germination in rice (Oryza sativa L.) Euphytica 172:159 - 168 31 Anandan A., Rajiv G., Ramarao A and Prakash M., 2012 Internode elongation pattern and differential response of rice genotypes to varying levels of flood water Functional Plant Biology 39(2), 137 - 145 32 Armstrong W., Cousins D., Armstrong J., Turner D.W., Beckett P.M., 2000 Oxygen distribution in wetland plant roots and permeability barriers to gas exchange with the rhizosphere:a microelectrode and modelling study with Phragmites australis Annals of Botany 86: 687 703 33 AudusL.J., 1972 Plant growth substances, Vol1, Chemistry and physiology, 3rd, Leonard Hill, London 34 Bo-Hu, Wan X., Liu X., Guo D and Ling-Li, 2010 Abscisic acid (ABA)-mediated inhibition of seed germination involves a positive 85 feedback regulation of ABA biosynthesis in Arachis hypogaea L African Journal of Biotechnology 9, 1578 - 1586 35 Cho J and Oki T., 2012, Application of temperature, water stress, carbon dioxide inrice growth models Rice 5: - 36 Chory J., Reinecke D., Sim S.,Wasbburn T., and Brener M., 1994.A role for cytokinin in de-etiolation in Arabidopsis Plant physiol 104, 339 347 37 Colmer T.D., 2003 Long-distance transport of gases in plants: a perspective on internal aeration and radial oxygen loss from roots Plant, Cell & Environment 26: 17 - 36 38 Cox M.C.H., Colmer, T.D., Voesenek L.A.C.J., 2006 Root aeration in rice (Oryza sativa L.): evaluation of oxygen, carbon dioxide, and ethylene as possible regulators of root acclimatizations New phytologist 39 David E., 2003 Tansley review Aerenchyma formation New phytologist 40 Edwin F.G., 1996 Plant propagation by tissue culture, Part 2: In practice Exegetics Limited, 613 - 936 41 Esau K., 1967 Plant Anatomy, Chapter 5: Apical Meristems Wileys & Son, Inc, New York 42 Hopkins W.G., 1995 Introduction to plant physiology John Wiley and Sons, Inc, 525 - 545 43 Humphries E.C., 1960 Inhibition of root development on petioles and hypocotyl of dwarf bean (phaseolus vulgaris) by citokinin Phyciol Plantarum 13, 659 - 663 44 Irfan M., Hayat S., Hayat Q., Afroz S., Ahmad A., 2010 Physiological and biochemical changes in plants under waterlogging Protoplasma, v.241, p.3 - 17 86 45 Jackson M., Drew M., 1984 Effects of flooding on growth and metabolism of herbaceous plants Flooding and plant growth London: Academic Press, p.47 - 128 46 Kumutha D., Sairam R.K., Meena R.C., 2008 Role of root carbohydrate reserves and their mobilization in imparting waterlogging tolerance in green gram (Vigna radiata L.) genotypes IndianPlant Physiol., v.13, n.4, p.339 - 346 47 Liao C.T., Lin C.H., 2001 Physiological adaptation of crop plants to flooding stress Proc Natl Sci Counc v.25, p.148 - 157 48 Ljung K., Bhalerao R.P., Sandberg G., 2001 Sites and homeostatic control of auxin biosynthesis in Arabidopsis during vegetative growth Plant J 29: 325 - 332 49 Metraux J.P., Kende H., 1984 The cellular basis of the elongation response in submerged deep water rice Planta 160, 73 - 77 50 Mironova V.V.,Omelyanchuk N.A., Yosiphon G., Fedeev S.I., Kolchanov N.A., Mjolsness E and Likhoshvai V.A., 2010 A plausible mechanism for auxinpatterning along the developing root BMC Systems Biology 4, 34 - 36 51 Mohanty S., 2010 Global View on Rice Market International Rice Research Institute, Los Banos, Philippines 52 Murakami T., Matsuba S., Funatsuki H., Kawaguchi K., Saruyama H., Tanida M., and Sato Y., 2004 Over-expression of a small heat shock protein, sHSP17.7, confers both heat tolerance and UV-B resistance to rice plants Mol Breeding 13:165 - 175 53 Nishiuchi S., Yamauchi T., Takahashi H., KotulaL and Nakazono M., 2012 Mechanisms for Coping with Submergence and Waterlogging in Rice Rice,1186/1939 - 8433 - - 87 54 Overvoorde P., Fukaki H and Beeckman T., 2010 Auxin control of root development Cold Spring Harbor Laboratory Press 20, 541 553 55 Perilli S., Moubayidin L and Sabatini S., 2010 The molecular basis of cytokinin function Current Opinion in Plant Biology 56 Sankhla D., Davis T.D and Sankhla N, 1993 Effect of gibberellins biosynthesis inhibitors on shoot regeneration from hypocotyl explants of Albizzia julibrissin Plant Cell Reports Volume 13, Number 57 Rahman A., Amakawa T., Goto N and Tsurumi S., 2001 Auxin is a positive regulator for ethylene-mediated response in the growth of Arabidopsis roots Plant and Cell Physiology 42, 301- 307 58 Raghavan V., 1986 Embryogenesis in angiosperms: a development and experimental study Cambridge University Press, New York 59 Razdan M.K., 1993 An Introduction to Plant Tissue Raju Primlani for Oxford and IBH phubishing Co Pvt Ltd 60 Sachs T., 1993, The role of auxin in the polar organization of apical meristems Plant Physiol 20, 541 - 553 61 Sakagami J., Sone C and Nakazono M., 2012 Injury to Rice Plants by Floods and Resistance to Submergence Japanese Journal of Crop Science, Vol 81 No 1, - 62 Salisbury F.B and Ross C.W., 1992 Plant Physisology, section III Plant Development 63 Sharma R., De Vleesschauwer D., Sharma M.K., 2013 Recent advances in dissecting stress-regulatory crosstalk in rice Molecular Plant (2): 250 - 260 64 Soukoup A.,Votrubova O., Cizkova H., 2002 Development of anatomical structure of roots of Phragmites australis New Phytologist 88 153: 277 - 88 65 Taiz L., Zeiger E., 2010 Plant Physiology 5th ed Si nauer Associates Innc, 759 - 761 66 Veit B., 2009 Hormone mediated regulation of the shoot apical meristem Plant Mol Biol 69: 397–408 67 Vriezen W.H., Zhou Z and Van Der Straeten D., 2003 Regulation of submergence‐induced enhanced shoot elongation in Oryza sativa L Ann Bot 91 (2): 263 - 270 68 Visser E.J.W., Colmer T.D., Blom C., Voesenek L., 2000 Changes in growth, porosity, and radial oxygen loss from adventitious roots of selected mono- and dicotyledonous wetland species with contrasting types of aerenchyma Plant, Cell & Environment 23: 1237 - 1245 69 Visser E.J.W., Voesenek L.A.C J., Vartapetian B.B., Jackson M.B., 2003 Flooding and Plant Growth Annals of Botany v.91, p.107 - 109 70 Werner T., Motyka V., Strnad M., and Schmulling T., 2001 Regulation of plant growth by cytokinin Proc Natl Acad Sci USA 98, 10487 10492 PHỤ LỤC Bảng 1: Thành phần môi trường nuôi cấy MS (Murashige Skoog, 1962) Khoáng đa lượng Nồng độ (mg/l) NH NO 1650 KNO 1900 CaCl 2H O 440 MgSO 7H O 370 KH PO 170 Khoáng vi lượng Nồng độ (mg/l) H BO 6,2 MnSO 2H O 22,3 ZnSO 4H O 8,6 KI 0,83 Na MoO 2H O 0,25 CuSO 5H O 0,025 CoCl 6H O 0,025 Dung dịch Fe-EDTA Nồng độ (mg/l) FeSO 7H O 27,8 Na EDTA 37,3 Vitamin MS Glycine Nồng độ (mg/l) Acid nicotinic 0,5 Pyrydoxin HCl 0,5 Thiamin HCl Đường 30 Agar 6,3 pH 5,7 ± 0,1  Dung dịch cố định mẫu FAA  lần thể tích cồn 700 : 40ml  lần thể tích formaldehid : ml  lần thể tích acid acetic : 5ml Dung dịch giữ lâu nhiệt độ 100C Ngâm mẫu 24 giờ, sau giữ mẫu cồn 700 [...]... việc khảo sát sự tăng trưởng của cây l a trong các điều kiện khắc nghiệt l cần thiết 2 Với những suy nghĩ trên, chúng tôi chọn đề tài "Sự tăng trưởng in vitro của cây mầm l a trong điều kiện ngập úng Mục tiêu của đề tài: nhằm tìm hiểu thêm về những đặc điểm • tăng trưởng của cây mầm l a trong điều kiện ngập úng và mong muốn tìm được cách khắc phục stress cho cây mầm trong điều kiện ngập úng khi đưa... cứu sự tăng trưởng in vitro của cây mầm l a trong điều kiện ngập úng, khảo sát khả năng kháng chéo của cây mầm trong điều kiện ngập úng in vitro Khảo sát khả năng khắc phục stress của cây mầm khi đưa ra ngoài tự nhiên • Phạm vi nghiên cứu: nghiên cứu các thay đổi sinh l của cây mầm • Ý nghĩa của đề tài: bổ sung kiến thức cho việc giảng dạy 3 Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Giới thiệu về cây l a (Oryza. .. etylen đồng thời giảm sự vận chuyển của auxin và cytokinin 1.5.7 Sự tác động của các chất điều hoà tăng trưởng thực vật đối với sự nảy mầm của hạt và tăng trưởng của cây mầm l a Đối với sự nảy mầm của hạt Hạt ngủ chứa một l ợng l n các chất ức chế tăng trưởng nhưng hàm l ợng các chất auxin, cytokinin, giberelin l i giảm Giberelin giúp sự tạo mới 24 các enzym thủy phân cần thiết cho quá trình nảy mầm. .. m và một l ng l a có thể dài 30 - 40 cm Những năm l l n nước l n nhanh, khả năng vươn l ng của một số giống l a nổi có thể đạt tới 5 - 8 cm/ngày Thân l a có nhiệm vụ vận chuyển và tích trữ các chất trong cây (Nguyễn Ngọc Đệ, 2008) 5 1.1.3.3 L l a L a l cây đơn tử diệp (1 l mầm) L l a mọc đối ở 2 bên thân l a, l ra sau nằm về phía đối diện với l trước đó Trên một nhánh l a, các l l a sắp xếp... cao Auxin, giberelin, cytokinin có tác dụng kích thích sự phân chia tế bào trong giai đoạn tăng trưởng của cây Auxin chủ yếu được tổng hợp từ đầu rễ và được vận chuyển đến các bộ phận khác để kích thích sự tăng trưởng Giberelin tạo nên sự tích l y auxin, kích thích sự tăng trưởng của cây (Trịnh Xuân Vũ, 1976) Cytokinin tăng cường các chất dinh dưỡng về các bộ phận tăng trưởng giúp cây sinh trưởng tốt... thời gian xử l khác nhau 64 Ảnh 3.22 Cây mầm l a 15 ngày tuổi được xử l ngoài tự nhiên 71 1 MỞ ĐẦU • L do chọn đề tài L a sinh trưởng trong nước nhưng nếu mực nước dâng cao che ngập cây l a, chỉ trong vòng một vài ngày, cây l a chết Mỗi năm l l t đã l m mất hàng triệu tấn l a, thất thoát hàng tỷ đô la cũng vì mực nước l dâng cao che ngập cây l a, mà trong đó phổ biến nhất l ở châu Á,... dọc chồi cây mầm l a sau 4 ngày nuôi cấy trong môi trường ngập úng 15 mm 61 Ảnh 3.19 Phẫu thức cắt ngang rễ cây mầm l a sau 6 ngày nuôi cấy trong môi trường ngập úng 15 mm 62 Ảnh 3.20 Phẫu thức cắt ngang trung trụ rễ cây mầm l a sau 6 ngày nuôi cấy trong môi trường ngập úng 15 mm 62 Ảnh 3.21 Sự tăng trưởng cây mầm l a sau 6 ngày nuôi cấy trong các môi trường ngập úng kèm xử l nhiệt... sự tăng trưởng của rễ và cản hiệu quả kích thích tạo rễ của auxin, nên trong nuôi cấy mô, cytokinin được coi như chất ức chế sự hình thành rễ (Võ Thị Bạch Mai, 2004) • L m chậm l o hóa Cytokinin l m chậm sự l o hóa ở chỗ l l m tăng sự kích thích hoạt động tổng hợp của protein và l m chậm sự thoái biến cytokinin (Võ Thị Bạch Mai 2004) Mặc dù không cản hoàn toàn, nhưng cytokinin l m chậm rõ rệt sự l o... 3.13 Cây mầm l a sau 2 ngày nuôi cấy trong môi trường ngập 15 mm 59 x Ảnh 3.14 Cây mầm l a sau 4 ngày nuôi cấy trong môi trường ngập 15 mm 59 Ảnh 3.15 Cây mầm l a 6 ngày nuôi cấy trong môi trường ngập 15 mm 60 Ảnh 3.16 Cây mầm l a 8 ngày nuôi cấy trong môi trường ngập 15 mm 60 Ảnh 3.17 Phẫu thức cắt dọc chồi cây mầm l a sau 4 ngày nuôi cấy trong điều kiện không ngập úng (ĐC)... Giới thiệu về cây l a (Oryza sativa L. ) 1.1.1 Vị trí phân loại cây l a Ngành: Magnoliophyta L p : Liliopsida Bộ : Poales Họ : Poaceae Chi : Oryza Loài : Oryza sativa L (Hoàng Thị Sản 1999) 1.1.2 Nguồn gốc xuất phát của cây l a trồng Hai loại l a trồng hiện nay l Oryza sativa L (ở châu Á) và Oryza glaberrima Steud (ở châu Phi) mà xuất xứ còn nhiều nghi vấn Về nguồn gốc cây l a, đã có nhiều tác giả đề ... xử l nhiệt độ l n mầm l a tăng trưởng điều kiện ngập úng 75 3.2.3 Các thay đổi sinh l mầm l a điều kiện ngập úng ngập úng có xử l nhiệt độ 77 3.2.4 Khắc phục stress cho mầm l a. .. ảnh hưởng đến tăng trưởng mầm 54 3.1.5 Ảnh hưởng mực nước ngập úng in vitro đến tăng trưởng mầm l a 56 3.1.6 Sự nảy mầm tăng trưởng mầm l a điều kiện ngập úng in vitro ... bột mầm l a điều kiện xử l khác 66 3.1.10 Cường độ hô hấp mầm l a điều kiện xử l khác 68 3.1.11 Hoạt tính chất điều hòa tăng trưởng thực vật mầm l a điều kiện ngập úng ngập úng