Đang tải... (xem toàn văn)
Lịch sử nghiên cứu, vai trò sinh lý và tầm quan trọng kinh tế của các hoocmon thực vật: Auxin, Cytokinin, Gibberellin, Acid Abxixic và Etylen
Tiểu luận chuyên đề Sinh học thể thực vật Phần I Mở ĐầU thực vật, chất hữu (protein, gluxit, lipid, Acid nucleic) có vai trò cấu trúc lên tế bào, mô, quan cung cấp cho hoạt động sống cần chất có hoạt tính sinh học cao nh: vitamin, enzyme hoocmon, hoocmon có vai trò quan trọng việc điều chỉnh trình sinh trởng phát triển hoạt động sinh lý thực vật Các chất điều hoà sinh trởng phát triển thực vật gồm có hai loại Phytohoocmon chất điều hoà sinh trởng đợc tổng hợp nhân tạo Đây chất có tác dụng điều tiết trình sinh trởng phát triển suốt trình sống từ lúc sinh đến chết Trong cây, có năm nhãm hoocmon chđ u lµ Auxin, Cytokinin, Gibberellin, Acid Abxixic Etylen Trong nông nghiệp thâm canh cao chất điều hoà sinh trởng nh Auxin, Cytokinin Gibberellin ngày có vai trò tích cực việc điều chỉnh trình sinh trởng phát triển cách hợp lý làm tăng suất phẩm chất thu hoạch mang lại giá trị kinh tế cao Ngoài chất điều hòa sinh trởng chất ức chế sinh trởng nh: Acid Abxixic Etylen chất quan trọng đợc nghiên cứu ứng dụng Từ phân tích mà việc nghiên cứu, tìm hiểu lịch sử nghiên cứu, vai trò sinh lý hoocmon thực vật cần thiết Xuất phát từ lý em tiến hành thực tiểu luận về: Lịch sử nghiên cứu, vai trò sinhLịch sử nghiên cứu, vai trò sinh lý tầm quan trọng kinh tÕ cđa c¸c hoocmon thùc vËt: Auxin, Cytokinin, Gibberellin, Acid Abxixic vµ Etylen” Tài liệu chia sẻ tại: wWw.SinhHoc.edu.vn Tiểu luận chuyên đề Sinh học thể thực vật Phần II Nội dung I Khái niệm HOOCMON thực vật Hoocmon thực vật (Phytohoocmon) chất hữu thể thực vật tiết có tác dụng điều tiết trình sinh trởng, phát triển từ tế bào trứng phát triển thành phôi hình thành quan sinh sản, quan dự trữ kết thúc chu kỳ sống Hoocmon thực vật có đặc điểm chung sau: - Đợc tạo nơi nhng gây phản ứng nơi khác Trong cây, hoocmon đợc vận chuyển theo mạch gỗ mạch rây - Với nồng độ thấp gây biến đổi mạch thể - Tính chuyên hóa thấp nhiều so với hoocmon động vật bậc cao II Phân loại hoocmon thực vật Theo nguồn gốc Theo nguån gèc, ngêi ta chia hoocmon thùc vËt thµnh hai nhóm: Phytohoocmon (chất nội sinh) chất điều hòa sinh trởng tổng hợp nhân tạo Theo hoạt tÝnh sinh lý Hoocmon thùc vËt cã thĨ chia lµ hai nhóm có tác dụng đối kháng hiệu sinh lý Đó chất kích thích sinh trởng chất ức chế sinh trởng Các chất kích thích sinh trởng gây hiệu kích thích lên trình sinh trởng có nồng ®é t¸c dơng sinh lý C¸c chÊt kÝch thÝch sinh trởng gồm ba nhóm: Auxin, Gibberellin Cytokinin Các chất ức chế sinh trởng luôn ảnh hởng ức chế lên trình sinh trởng cây, gồm có: Acid Abxixic, Etylen III LịCH Sử NGHIÊN CứU Và VAI TRò SINH Lý CủA CáC LOạI HOOCMON thực vật Hoocmon Auxin a Lịch sử nghiên cứu Năm 1881, Charles Darwin trai Francis với công trình nghiên cứu mang tên Lịch sử nghiên cứu, vai trò sinhLực vận động đà chứng minh thảo non thờng uốn cong mạnh phía nguồn sáng, ánh sáng chiếu từ phía gọi tợng nµy lµ tÝnh híng quang NÕu bao chãp sinh trëng chụp kim loại không cho ánh sáng lọt qua chồi không uốn cong Bao đỉnh chồi b»ng Tài liệu chia sẻ tại: wWw.SinhHoc.edu.vn TiÓu luËn chuyên đề Sinh học thể thực vật mũ gelatin suốt cho ánh sáng qua chồi uốn cong nh bao Hình 1.1 Thí nghiệm Darwin Boysen - Jensen Hơn 30 năm sau, thí nghiệm Peter Boysen - Jensen Arpad Paal đà chứng minh chất làm chồi uốn cong chất hóa học Năm 1926, Frits Went tiếp tục thí nghiệm Paal Ông chiếu sáng, cắt đỉnh thảo non đặt chúng lên khối thạch Cắt bỏ đỉnh sinh trởng tối, đặt khối thạch có đỉnh sinh trởng sáng lên phía lại sống tối Mặc dù non không đợc chiếu sáng nhng chồi uốn cong khỏi phía mà đà đặt khối thạch Đặt khối thạch tinh khiết lên non đà sinh trởng bóng tối đà bị cắt bỏ đỉnh chồi không thấy chồi uốn cong khỏi phía đặt khối thạch Ti liu chia s ti: wWw.SinhHoc.edu.vn Tiểu luận chuyên đề Sinh học thể thực vËt H×nh 1.2 ThÝ nghiƯm cđa Frits Went Ci cïng, Wents kết luận: chất đợc mệnh danh Auxin đà kích thích kéo dài tế bào đợc tích lũy phía thảo non cách xa ánh sáng (phía không đợc chiếu sáng) Wents ngời đặt tên chất hóa học có tác dụng Lịch sử nghiên cứu, vai trò sinhlàm tăng kéo dài tế bào Auxin Ông cho Auxin làm mô phía cách xa ánh sáng sinh trởng mạnh so với phía đối diện (phía đợc chiếu sáng) chồi non híng vỊ phÝa cã ¸nh s¸ng Auxin cã t¸c dụng tạo dạng thích hợp với môi trờng sống, nhờ có khả phản ứng với môi trờng Năm 1954, hội đồng nhà sinh lý học thực vật đà đợc thành lập để định danh cho nhóm Auxin (IAA) Thuật ngữ xuất phát từ tiếng Hy Lạp, có nghĩa Lịch sử nghiên cứu, vai trò sinhtăng trởng b Vai trò sinh lý cđa hoocmon Auxin Auxin cã t¸c dơng sinh lý rÊt nhiều mặt lên trình sinh trởng tế bào, hoạt động tầng phát sinh, hình thành rƠ, hiƯn tỵng u thÕ ngän, tÝnh híng cđa thùc vật, sinh trởng tạo không hạt Trong đó, tác dụng sinh lý đặc trng cđa Auxin lµ kÝch thÝch sù rƠ Tài liệu chia s ti: wWw.SinhHoc.edu.vn Tiểu luận chuyên đề Sinh học thể thực vật Vai trò Auxin cho phân hoá rễ thể rõ nuôi cấy mô Trong môi trờng có Auxin mô nuôi cấy xuất rễ mà Vì vậy, kỹ thuật nhân giống vô tính việc sử dụng Auxin để kích thích rễ quan trọng bắt buộc Cơ chế tác dụng Auxin lên sinh trởng Auxin có tác dụng mạnh lên sinh trởng giÃn tế bào Sự giÃn tế bào thực vật xảy hai hiƯu øng: Sù gi·n thµnh tÕ bµo tăng thể tích, khối lợng chất nguyên sinh Ngời ta đà phát tợng Lịch sử nghiên cứu, vai trò sinhsinh trởng axit., tức ®iỊu kiƯn pH thÊp (pH = 5) th× sù sinh trởng tế bào mô đợc kích thích Các ion H+ màng té bào dà hoạt hóa enzyme phân giải cầu nối ngang polisaccarit sợi cenlulose với làm cho sợi tách rời dễ dàng trợt lên Dới ảnh hởng sức trơng tế bào không bào hút nớc vào mà sợi cenlulose đà liên kết, lỏng lẻo dễ trợt lên làm cho thành tế bào giÃn Hình 1.3 Tác dụng Auxin kéo dài tế bào Vai trò Auxin gây nên giảm pH thành tế bào cách hoạt hóa bơm proton ( H+) nằm màng ngoại chất Khi có mặt Auxin bơm proton hoạt động bơm H+ vào thành tế bào làm giảm pH hoạt hóa enzyme xúc tác cắt đứt cầu nối ngang polysaccarit Enzyme tham gia vào trình pectinmetylesterase hoạt động metyl hóa nhóm cacboxyl ngăn chặn cầu nối ion nhóm cacboxyl với canxi để tạo nên pectat canxi, mà sợi cenlulose tách rời Ngoài giÃn thành tế bào Ti liu chia s ti: wWw.SinhHoc.edu.vn Tiểu luận chuyên đề Sinh học thể thực vật xảy tổng hợp hợp chất hữu tạo nên thành tế bào chất nguyên sinh nh cenlulose, pectin, hemicenlulose, protein Vì Auxin đóng vai trò hoạt hóa gen để tổng hợp nên enzyme cần thiết cho tổng hợp vật chất Ngoài IAA, có dẫn xt cđa nã lµ Naphtyl acetic acid (NAA) vµ 2,4-Diclophenoxy acetic acid (2,4-D) Các chất đóng vai trò quan trọng phân chia mô trình tạo rễ NAA có tác dụng làm tăng hô hấp tế bào mô nuôi cấy, tăng hoạt tính enzyme ảnh hởng mạnh đến trao đổi chất nitơ, tăng khả tiếp nhận sử dụng đờng môi trờng NAA Auxin nhân tạo có hoạt tính mạnh Auxin tự nhiên IAA NAA có vai trò quan trọng phân chia tế bào tạo rễ Kết nghiên cứu Butenko (1964) cho thấy NAA có tác dụng tạo rễ mạnh Auxin khác Nhiều kết nghiên cứu ®· chØ r»ng NAA t¸c ®éng ë møc ®é phân tử tế bào theo chế: + NAA gắn với phân tử enzyme kích thích enzyme hoạt động Sarkissian đà phát tác dụng Auxin lên citrat synthetase, Yamaki cho Auxin kích thích hoạt tính ATPase + Auxin tác dụng vào gen enzyme phân giải acid nucleic + Auxin tác động thông qua thay đổi tính thẩm thấu màng Dùng phơng pháp đánh dấu phân tử có thĨ thÊy NAA dÝnh kÕt vµo mµng tÕ bµo lµm cho màng hoạt động nh bơm proton bơm ngoµi ion H + lµm mµng tÕ bµo mỊm kéo dài ra, tế bào lớn lên dẫn tới sinh trởng Trong tế bào, NAA có tác dụng lên tổng hợp acid nucleic - Điều chỉnh hình thành, sinh trởng tạo không hạt: có ý nghĩa thơng phẩm quan trọng + Vai trò Auxin hình thành quả: tế bào trứng sau thụ tinh xong phát triển thành phôi sau hạt Bầu nhụy lớn lên thành Phôi hạt nguồn tổng hợp Auxin quan trọng Auxin khuếch tán vào bầu kích thích bầu sinh trởng thành Vì đợc hình thành sau thụ tinh nh thụ tinh kh«ng cã nguån Auxin néi sinh cho sù sinh trëng bầu thành hoa rụng Thông thờng, có kích thớc hình dạng khác Điều hoàn toàn phụ thuộc vào hàm lợng Auxin đợc tạo nên phôi hạt phân bố khác theo hớng + Tạo không hạt: việc xử lý Auxin ngo¹i sinh cho hoa tríc thơ phÊn, thơ tinh thay đợc nguồn Auxin vốn đợc hình thành phôi mà không cần phải thụ phấn, thụ tinh Auxin xử lý khuếch tán vào bầu nhụy vµ Tài liệu chia sẻ tại: wWw.SinhHoc.edu.vn TiĨu ln chuyên đề Sinh học thể thực vật kích thích bầu lớn lên thành không thụ tinh, có nghĩa hạt Đó sở sinh lý việc tạo không hạt thông qua xử lý Auxin - Điều chỉnh rụng lá, hoa, quả: Sự rụng lá, hoa hình thành tầng rời cuống quan Auxin cã hiƯu qu¶ râ rƯt viƯc øc chÕ hình thành tầng rời, mà kìm hÃm rụng lá, hoa đặc biệt có ý nghĩa kìm hÃm rụng Việc xử lý Auxin để ngăn ngừa rụng biện pháp kỹ thuật có ý nghĩa để chống rụng cho non, tăng tỷ lệ đậu góp phần tăng suất - Điều chỉnh chín quả: Trong trình chín quả, có kích thích Etylen, nhng tác dụng đối kháng thuộc Auxin, tức cân Auxin/Etylen định trạng thái chín Auxin kìm hÃm, làm chậm chín Vì vậy, trờng hợp muốn chậm chín xử lý Auxin cho xanh sau thu hoạch - Sản xuất thuốc diệt cỏ: Dẫn xuất Auxin acid 2,4 - Dichlorophenoxiaxetic (2,4 - D) cã t¸c dơng diệt cỏ dại bÃi cỏ hiệu quả, đặc biệt loại bỏ có chọn lọc cỏ dại hai mầm có rộng Thuốc diệt cỏ dại 2,4,5 - Trichlorophenoxiaxetic (2,4,5 - T) đợc sử dụng để diệt gỗ non cỏ dại Hoocmon Gibberellin a Lịch sử nghiên cứu Gibberellin nhóm phytohoocmon thứ hai đợc phát sau Auxin Đợc phát lần nhà nghiên cứu ngời Nhật Bản Kurosawa (1920) nghiên cứu bệnh mạ lúa nấm Gibberella fujikuroi gây Năm 1939 đà tách chiết đợc Gibberellin từ dịch chiết nấm G fujikuroi đợc gọi Gibberellin A Yabuta (1934-1938) đà tách đợc hai chất dới dạng tinh thể từ nấm Lịch sử nghiên cứu, vai trò sinhlóa von” gäi lµ Gibberellin A vµ B nhng cha xác định đợc chất hóa học chúng Năm 1955 hai nhóm nghiên cứu Anh Mỹ đà phát axit gibberellic lúa bị bệnh lúa von xác định đợc công thức hóa học C19H22O6 Năm 1956, West, Phiney, Radley đà tách đợc Gibberellin từ thực vật bậc cao xác định phytohoocmon tồn bé phËn cđa c©y Tài liệu chia sẻ tại: wWw.SinhHoc.edu.vn Tiểu luận chuyên đề Sinh học thể thực vật Hiện ngời ta đà phát 50 loại Gibberellin ký hiệu A1, A2, A3, A52 Trong Gibberellin A3 (GA3) axit gibberellic có tác dụng sinh lý mạnh Ngời ta đà tìm đợc Gibberellin nhiều nguồn khác nh loại nấm, thực vật bậc thấp thực vật bậc cao Gibberellin đợc tổng hợp phôi sinh trởng, quan sinh trởng khác nh non, rễ non, non tế bào đợc tổng hợp mạnh lục lạp Gibberellin vận chuyển không phân cực, hớng hớng gốc tùy nơi sử dụng Gibberellin đợc vận chun hƯ thèng m¹ch dÉn víi vËn tèc tõ 525 mm 12 giê Gibberellin ë c©y cịng tồn dạng tự dạng liên kết nh Auxin, chúng liên kết với glucose protêin b Vai trò sinh lý hoocmon Gibberellin Tác dơng sinh lý râ rƯt nhÊt cđa Gibberellin lµ lµm tăng sinh trởng nguyên vẹn Gibberellin kích thích mạnh mẽ sinh trởng tế bào thực vật theo chiều dọc làm kéo dài thân, lóng nh chiều cao Vì xử lý với đột biến lùn khôi phục lại bình thờng Hiệu có đợc Gibberellin kích thích mạnh lên pha giÃn tế bào theo chiều dọc Vì xử lý Gibberellin cho đà làm tăng nhanh sinh trởng dinh dỡng nên làm tăng sinh khối Dới tác động Gibberellin làm cho thân tăng chiều cao mạnh (đậu xanh, đậu tơng thành dây leo, đay cao gấp 2-3 lần) Nó kích thích sinh trởng mà thúc đẩy phân chia tế bào Gibberellin kích thích nảy mầm, nảy chồi mầm ngủ, hạt củ, có tác dụng việc phá bỏ trạng thái ngủ nghỉ chúng Hàm lợng Gibberellin thờng tăng lên lúc chồi cây, củ, hành hết thời kỳ nghỉ, lúc hạt nảy mầm.Trong trờng hợp Gibberellin kích thích tổng hợp enzyme amilaza enzyme thuỷ phân khác nh protease,photphatase làm tăng hoạt tính enzyme này, mà xúc tiến trình phân hủy tinh bột thành đờng nh phân hủy polime thành monome khác, tạo điều kiện nguyên liệu lợng cho trình nảy mầm Trên sở đó, xử lý Gibberellin ngoại sinh phá bỏ trạng thái ngủ nghỉ hạt, củ, hành kể trạng thái nghỉ sâu Cơ chế tác dụng Gibberellin: Một qúa trình có liên quan đến chế tác động Gibberellin đợc nghiên cứu kỹ hoạt động enzyme thủy phân hạt họ lúa nảy mầm Gibberellin gây nên giải ức chế gen chịu trách nhiệm tổng hợp enzyme mà hạt ngủ nghỉ chúng hoàn toàn bị trấn áp protêin histon Gibberellin đóng vai trò nh chất cảm ứng mở gen để hệ thống tổng hợp protêin enzyme thủy phân hoạt động Ngoài vai trò cảm ứng Ti liu chia s ti: wWw.SinhHoc.edu.vn Tiểu luận chuyên đề Sinh học thể thực vật hình thành enzyme Gibberellin có vai trò kích thích giải phóng enzyme thủy phân vào nội nhũ xúc tiến trình thủy phân polime thành monome kích thích nảy mầm loại hạt Gibberellin xúc tiến hoạt động Auxin, hạn chế phân giải Auxin chúng có tác dụng kìm hÃm hoạt tính xúc tác enzyme phân giải Auxin (Auxinoxydase, flavinoxydase), khử tác nhân kìm hÃm hoạt động Auxin Cơ chế kích thích giÃn tế bào Gibberellin liên quan đến hoạt hóa bơm proton nh Auxin Tuy nhiên tế bào nhạy cảm với Auxin Gibberellin khác có đặc trng khác Điều liên quan đến có mặt nhân tố tiếp nhận hoocmon khác kiểu tế bào khác Trong cây, Gibberellin đợc tổng hợp phát triển, rễ sau đợc vận chuyển khắp nơi có nhiều phloem xilem Hoocmon Gibberellin có giá trị thơng phẩm ngày tăng chắn trở nên quan trọng tơng lai Đặc biệt quan trọng việc làm tăng kích thớc quả, tăng đậu quả, tăng cỡ chùm nho, làm chậm chín cam, quít cây, đẩy nhanh nở hoa dâu tây ứng dụng thơng phẩm quan trọng kích thích phân giải phần tinh bột lúa đại mạch nẩy mầm trình ủ rỵu bia Trong nhiỊu trêng hỵp cđa Gibberellin kÝch thÝch hoa rõ rệt ảnh hởng đặc trng sù hoa cđa Gibberellin lµ kÝch thÝch sù sinh trëng kÐo dµi vµ nhanh chãng cđa cơm hoa Gibberellin kích thích ngày dài hoa điều kiện ngày ngắn Gibberellin ảnh hởng đến phân hóa giới tÝnh cđa hoa, øc chÕ sù ph¸t triĨn hoa c¸i kích thích phát triển hoa đực Gibberellin có tác dụng giống Auxin làm tăng kích thớc tạo không hạt Hiệu rõ rệt phối hợp tác dụng với Auxin Hoocmon Cytokinin a Lịch sử nghiên cứu Cytokinin nhóm phytohoocmon thứ ba đợc phát vào năm 1963 Khi nuôi cấy mô tế bào thực vật, ngời ta phát nhóm chất hoạt hóa phân chia tế bào mà thiếu chúng nuôi cấy mô không thành công Cytokinin chủ yếu chất zeatin Các Cytokinin thờng gặp Kinetin, 6-benzyl aminopurin (BAP) Kinetin thực chất dẫn xuất bazơ nitơ adenin đợc Skoog phát ngẫu nhiên chiết xuất acid nucleic Năm 1954, Skoog Mỹ tình cờ thấy thêm chế phẩm đà để lâu acid deoxyribonucleic (ADN) lấy từ tinh dịch cá bẹ vào môi trờng nuôi cấy mảnh mô thân thuốc tác dụng kích thích sinh trởng trở nên rõ rệt Phòng Ti liu chia s ti: wWw.SinhHoc.edu.vn Tiểu luận chuyên đề Sinh học thể thực vật thí nghiệm Skoog cố tìm chất tỵng kÝch thÝch sinh trëng cđa ADN ADN míi chiÕt ly từ tinh dịch cá bẹ tác dụng nhng đem hấp acid mẫu ADN có hoạt tính nh mẫu ADN cũ Năm 1955, chất đợc xác lập 6-fufuryl-aminopurin đợc Skoog đặt tên Kinetin kích thích phân bào Sau ngời ta chứng minh phân bào thực vật tự nhiên chất hóa học tơng tự nh Kinetin điều khiển gộp chung chất vào nhóm Cytokinin BAP Cytokinin đợc tổng hợp nhân tạo nhng có hoạt tính mạnh Kinetin Vai trò đặc trng Cytokinin kích thích phân chia tế bào mạnh mẽ Vì ngời ta xem chúng nh chất hoạt hóa phân chia tế bào, nguyên nhân Cytokinin hoạt hóa mạnh mẽ trình tổng hợp axit nucleic protein dẫn đến kích phân chia tế bào cây, rễ quan tổng hợp Cytokinin chủ yếu nên rễ phát triển mạnh hình thành nhiều Cytokinin kích thích chồi mặt đất hình thành nhiều Cytokinin kìm hÃm trình già hóa quan nguyên vẹn Nếu nh tách rời đợc xử lý Cytokinin trì đợc hàm lợng protein chlorophin thời gian lâu tồn màu xanh lâu Hiệu kìm hÃm già hóa, kéo dài tuổi thọ quan chứng minh cành dâm rễ rễ tổng hợp Cytokinin nội sinh kéo dài thời gian sống lâu Hàm lợng Cytokinin nhiều làm cho xanh lâu tăng trình vận chuyển chất dinh dỡng nuôi Trên nguyên vẹn rễ sinh trởng tốt làm cho trẻ sinh trởng mạnh, rễ bị tổn thơng quan mặt đất chóng già Cytokinin số trờng hợp ảnh hởng lên nảy mầm hạt củ Vì xử lý Cytokinin phá bỏ trạng thái ngủ nghỉ hạt, củ chồi ngủ b Vai trò sinh lý hoocmon Cytokinin Tác động sinh lý đặc trng Cytokinin hoạt hóa phân chia tế bào Hiệu có đợc kích thích tổng hợp ADN, ARN tế bào Thông qua chế di truyền Cytokinin tác động lên trình sinh tổng hợp protein, từ ảnh hởng đến tổng hợp protein enzyme cần thiết cho phân chia sinh trởng tế bào Hiệu Cytokinin việc ngăn chặn già hóa có liên quan nhiều đến khả ngăn chặn phân hủy protein, axit nucleic chlorophin khả kích thích tổng hợp chúng Có lẽ Cytokinin ngăn chặn tổng hợp mARN điều khiển tổng hợp nên enzyme thủy ph©n Tài liệu chia sẻ tại: wWw.SinhHoc.edu.vn TiĨu ln chuyên đề Sinh học thể thực vật Ngoài Cytokinin có mối quan hệ tơng tác với Auxin, Cytokinin làm yếu tợng u ngọn, làm phân cành nhiều Cytokinin ảnh hởng lên trình trao đổi chất nh trình tổng hợp axit nucleic, protein, chlorophin ảnh hởng đến trình sinh lý Ngời ta đà chứng minh đợc cân tỷ lệ Auxin Cytokinin có ý nghĩa định trình phát sinh hình thái mô cấy in vitro nh nguyên vẹn + Nếu tỉ lệ Auxin lớn tØ lƯ Cytokinin th× kÝch thÝch sù rƠ + Nếu tỉ lệ Cytokinin lớn tỉ lệ Auxin kích thích xuất phát triển chồi + Còn tỷ lệ Cytokinin Auxin cân thuận lợi cho phát triển mô sẹo (callus) Do vậy, để tăng hệ số nhân giống, ngời ta tăng nồng độ Cytokinin môi trờng nuôi cấy giai đoạn tạo chồi in vitro Das (1958) Nitsch (1968) khẳng định tác dụng đồng thời Auxin Cytokinin kích thích mạnh mẽ tổng hợp ADN, dẫn tới trình mitos cảm ứng cho phân chia tế bào Theo Dmitrieva (1972) giai đoạn đầu trình phân bào đợc cảm ứng Auxin, giai đoạn cần tác động đồng thời hai chất kích thích Skoog Miller (1957) đà khẳng định vai trò Cytokinin trình phân chia tế bào cụ thể Cytokinin điều khiển trình chuyển pha mitos giữ cho trình diễn cách bình thờng Cytokinin hoocmon Lịch sử nghiên cứu, vai trò sinhtrẻ hóa Nó có tác dụng kìm hÃm hóa già kéo dài tuổi thọ Sự hóa trẻ gắn liền với hiệu ức chế trình phân hủy, tăng trình tổng hợp đặc biệt tổng hợp protein, acid nucleic diệp lục Ngoài ra, chất có tác dụng lên trình trao đổi chất, tổng hợp protein làm tăng hoạt tính số enzyme Cytokinin tác động lên phân hóa giới tính cái, làm tăng tỷ lệ hoa đơn tính nh họ bầu bí có hoa đực, hoa riêng rẽ nh nhÃn, vải vv Cytokinin có tác dụng kích thích nẩy mầm hạt, củ Mọi biện pháp tác động liên quan đến rễ có quan hệ trực tiếp đến hàm lợng Cytokinin nội sinh Chẳng hạn, muốn hoa cần giảm hàm lợng Cytokinin nên phải ức chế phát triển rễ nh trờng hợp đảo quất để hoa vào dịp Tết Ti liu chia s ti: wWw.SinhHoc.edu.vn Tiểu luận chuyên đề Sinh học thể thực vật Hoocmon Etylen a Lịch sử nghiên cứu Etylen chất khí đơn giản kích thích chín Năm 1917, nghiên cứu trình chín thấy có xuất Etylen Từ năm 1933-1937 nhiều nghiên cứu khẳng định đợc sản xuất số nguyên liệu thực vật, đặc biệt thịt Năm 1935, Crocker số céng sù ngêi Mü cho r»ng Etylen lµ hoocmon cđa chín Sau phơng pháp phân tích cực nhạy đà đợc phát Etylen có tất mô sản phẩm tự nhiên trình trao đổi chấtở Etylen đợc tổng hợp từ metionin qua Sadenozin- metionin (SAM) Sauđó sản phẩm phân hủy cho Etylen, Acid foocmic CO2 b Vai trò sinh lý Etylen Etylen có tác dụng làm mau chín Nhiều nghiên cứu đà chứng minh Etylen gây nên hai hiệu sinh hóa trình chín qủa: Gây nên biến đổi tính thấm màng tế bào thịt quả, dẫn đến giải phóng enzyme vốn tách rời màng ngăn cách, có điều kiện tiếp xúc dễ dàng gây nên phản ứng có liên quan đến trình chín nh enzyme hô hấp, enzyme biến đổi độ chua, độ mềm Mặt khác Etylen có ảnh hởng hoạt hóa lên tổng hợp enzyme gây biến đổi trình chín Etylen hoocmon xúc tiến chín quả, đợc sản sinh mạnh qúa trình chín rút ngắn thời gian chín Etylen tơng tác với Acid Abxixic gây rụng lá, hoa, qủa Etylen hoạt hóa hình thành tế bào tầng rêi ë cng cđa c¸c bé phËn b»ng c¸ch kÝch thích tổng hợp enzyme phân hủy thành tế bào (xenlulase) kiểm tra giải phóng cenlulose thành tế bào Etylen có tác dụng sinh lý đối kháng với Auxin, rụng quan phụ thuộc vào tỷ lệ Auxin/Etylen Nếu tỷ lệ cao ngăn ngừa rụng, tỷ lệ thấp ngợc lại Etylen kích thích hoa cđa mét sè thùc vËt, nÕu xư lý Etylen chất có chất tơng tự nh Etylen (axetylen) có tác dụng kích thích dứa, xoài hoa trái vụ, tăng thêm vụ thu hoạch Etylen có tác dụng đối kháng với Auxin Trong tế bào phận cây, tỷ lệ Auxin/Etylen cao làm cho phận sinh trởng tốt, lâu già ngợc lại Etylen ảnh hởng đến phân hóa rễ bất định cành giâm, cành chiết Xử lý Etylen kết hợp với Auxin cho hiệu cao việc xử lý Auxin riêng rẽ Etylen gây hiệu sinh lý lên nhiều tr×nh sinh lý Tài liệu chia sẻ tại: wWw.SinhHoc.edu.vn Tiểu luận chuyên đề Sinh học thể thực vật khác nh gây nên tính hớng cây, ức chÕ sù sinh trëng cđa chåi bªn, xóc tiÕn sù vận chuyển Auxin, tăng tính thấm màng Etylen đợc sinh hầu hết phần khác thực vật Tốc độ hình thành Etylen phụ thuộc vào loại mô (mô phân sinh, mấu, mắt, nốt, quả) giai đoạn phát triển thể Etylen đợc sinh nhiều thời gian rụng lá, hoa già, mô bị tổn thơng bị tác động điều kiện bất lợi (ngập úng, rét, hạn, nóng bị bệnh) Quả chín sản nhiều Etylen Do đó, ngời ta thờng xếp chín xanh để Etylen chín giải phóng kích thích nhanh trình chín xanh đợc xếp chung với Acid Abxixic (AAB) a Lịch sử nghiên cứu Năm 1961, hai nhà khoa học ngời Mỹ Liu Carn đà tách đợc chất dới dạng tinh thể từ già xử lý cho cuống non đà gây tợng rụng gọi chất Abxixic Năm 1963, Chkuma Eddicott đà tách đợc chất từ già đậu ngựa đặt tên Abxixic Vo thời gian này, Wareing cộng đà tách đo thời gian này, Wareing cộng đà tách đ ợc chất ức chế có chồi ngủ đặt tên Lịch sử nghiên cứu, vai trò sinhĐômin Năm 1966, dùng phơng pháp quang phổ phân cực đà xác định đợc chất hoá học chất ức chế Năm 1967, hội nghị khoa học quốc tế đà đặt tên cho chất ức chế sinh trởng Acid Abxixic (AAB) có công thức hoá học C15H20O4 Abxixic đợc tổng hợp hầu hết tất phận nh rễ, thân, lá, hoa, quả, hạt, củ đợc tổng hợp nhiều phận già phận ngủ nghỉ Nó đợc vận chuyển không phân cực (vận chuyển hớng) Khi gặp điều kiện ngoại cảnh bất lợi hạn hán, úng, đói dinh dỡng, bị thơng tổn, bị bệnh hàm lợng Acid Abxixic tăng lên làm cho mau già AAB tích lũy kìm hÃm trình trao đổi chất, giảm sút hoạt động sinh lý chuyển vào trạng thái ngủ, nghỉ b Vai trò sinh lý cña Acid Abxixic Acid Abxixic kich thÝch sù xuÊt rời phần cuống, điều chỉnh rụng quan cây, phận già rụng chứa nhiều Acid Abxixic Trong quan ngủ nghỉ, hàm lợng Acid Abxixic tăng gÊp 10 lÇn so víi thêi kú sinh trëng Sù ngủ nghỉ kéo dài hàm lợng Acid absixic quan ngủ nghỉ giảm đến mức tối thiểu Do từ trạng thái ngủ Ti liu chia s ti: wWw.SinhHoc.edu.vn Tiểu luận chuyên đề Sinh học thể thực vật nghỉ chuyển sang trạng thái nảy mầm có biến đổi tỷ lệ Acid Abxixic Gibberellin quan Acid Abxixic có chức điều chỉnh đóng mở khí khổng Xử lý Acid Abxixic ngoại sinh cho làm khí khổng đóng lại nhanh chóng, mà làm giảm thoát nớc Chức điều khiển đóng mở khí khổng có liên quan đến sù vËn ®éng nhanh chãng cđa ion K+ Acid Abxixic gây cho tế bào đóng tạo nên Lịch sử nghiên cứu, vai trò sinhlỗ thủng K+, sức trơng khí khổng đóng lại Xử lý Acid absixic ngoại sinh làm khí khổng đóng lại để hạn chế thoát nớc qua khí khổng, giảm nớc Acid Abxixic đợc xem hoocmon Lịch sử nghiên cứu, vai trò sinhStress gặp điều kiện ngoại cảnh bất lợi hàm lợng tăng lên tăng tính chống chịu Ví dụ gặp hạn hàm lợng Acid absixic tăng nhanh làm khí khổng đóng lại làm giảm thoát nớc Đây hình thức thích nghi điều kiện khô hạn Acid Abxixic đợc xem nh hoocmon già hóa, mức độ già hóa quan gắn liền với tăng lợng Acid Abxixic Trong chu kỳ sống, thời kỳ bắt đầu hoa tạo quả, hạt, củ hàm lợng Acid Abxixic tăng lên giai đoạn cuối Vì vậy, sau hoa mau già rút ngắn chu kú sèng cđa m×nh Acid Abxixic øc chÕ sù tổng hợp acid nucleic tế bào, ức chế trình tổng hợp protein, từ ảnh hởng đến trình sinh trởng phát triển cây, làm mau già rút ngắn chu kỳ sống IV tầm quan träng kinh tÕ cđa c¸c hoocmon thùc vËt Tõ vai trò sinh lý hoocmon thực vật cã thĨ nhËn thÊy c¸c hoocmon thùc vËt cã mét tầm quan trọng kinh tế lớn Sự điều tiết trạng thái nghỉ Ngời ta dùng Acid Abxixic để bảo quản hạt giống rau xanh trạng thái nghỉ, cho phép dự trữ loại lơng thực ngũ cốc khoai tây thời gian dài Trong công nghiệp rợu bia, dùng Gibberellin kích thích hạt Đại mạch nảy mầm hàng loạt Sự chín thu hoạch Chúng ta kìm hÃm hay thúc nhanh chín nhờ hoocmon Phun Auxin kìm hÃm rụng, giữ cây, dùng Etylen Acid Abxixic làm rụng Đôi cần xử lý theo cách để thu hoạch giới trồng ăn nh dâu tây nho Các loại nh nho, hồ đào cà chua thờng đợc thu hái vận chuyển trạng thái xanh dùng Etylen để làm cho đến độ chín Ti liu chia s ti: wWw.SinhHoc.edu.vn Tiểu luận chuyên đề Sinh học thĨ thùc vËt Thc diƯt cá d¹i cã chän lọc Các Auxin tổng hợp nh 2,4D đợc sử dụng nh thuốc diệt cỏ dại Chúng có tác dụng kích thích tăng đột ngột tốc độ chuyển hóa vật chất, làm cho cỏ dại dùng hết thức ăn dự trữ làm cho hoàn toàn bị đói dinh dỡng chết Cây hai mầm có rộng hấp thụ 2,4D hiệu so với mầm, bị giết cách có chọn lọc Kết đáp ứng lòng mong muốn nhà nông chủ chăn nuôi xử lý cỏ dại đồng ruộng vờn tạp Các hoocmon rễ Việc ứng dụng acid indolaxetic (hoặc Auxin tổng hợp tơng tự) cho đoạn cắt thân có tác dụng kích thích phát triển rễ phụ kĩ thuật hữu hiệu việc nhân giống cành giâm Trong việc nhân giống bán thị trờng, ngời ta dùng chất trơ để hấp thụ Auxin bán dới dạng Lịch sử nghiên cứu, vai trò sinhbột rễ Bét rƠ ABT - mét lo¹i chÊt kÝch thÝch sinh trởng đợc sử dụng rộng rÃi với nhiều mục đích khác Hiện có khoảng 10 loại ABT, loại có u sử dụng với loại trồng riêng biệt Các tổng kết cho thấy ABT6 - 10 xử lý đà tăng thu hoạch từ - 20%, cao h¬n 8% so víi xư lý ABT4 Cã thể nói: ABT6 đợc sử dụng rộng rÃi cho nhiều loại trồng đem lại hiệu cao HiƯn nay, ë ViƯt Nam chÊt kÝch thÝch ABT ®· đợc sử dụng để kích thích rễ nhiều loại trồng, thúc đẩy trình nảy mầm hạt giống, kích thích sinh trởng tăng suất trồng ứng dụng chất điều hoà sinh trởngđể điều chỉnh sinh trởng tế bào phân hoá quan 5.1 Sử dụng GA để tăng chiều cao Một số trồng lấy sợi nh đay mía chiều cao có ý nghĩa định đến suất chúng Để kích thích tăng trởng chiều cao ngêi ta phun GA cho c©y VÝ dơ : víi ®ay, ngêi ta phun víi nång ®é 20-50 ppm vµi lần cho ruộng đay cóthể làm chiều cao ®ay cao gÊp ®«i (tõ 2m cã thĨ cao ®Õn 4-5m ) mà chất lợng sợi đay không Khi cao đợc 50cm bắt đầu phun, phun ba lần, lần cách 10-15 ngày Đối với mÝa, xư lý GA víi néng ®é tõ 10-100 ppm đà kích thích kéo dài đốt làm tăng chiều cao tăng suất ruộng mía Điều đáng quan tâm xử lý GA tỉ lệ đờng tăng lên rõ rệt Tài liệu chia sẻ tại: wWw.SinhHoc.edu.vn TiĨu ln chuyªn ®Ị Sinh häc c¬ thĨ thùc vËt 5.2 Sư dơng GA để tăng sinh khối, tăng suất cho rau Với rau việc tăng sinh khối có ý nghĩa quan trọng Để đạt đợc điều đó, ngời ta thờng phun chất kích thích tăng trởng đặc biệt GA , GA kích thích dÃn tế bào mạnh hoàn toàn không gây độc sản phẩm tự nhiên (phytohoocmon) Nồng độ sử dụng GA trờng hợp dao dộng khoảng 20-100 ppm Chẳng hạn ngời ta phun GA cho rau bắp cải, cà rốt, rau cải cho suất cao + Rau cải: Với cải trắng bén rễ sau cÊy cã thĨ phun GA ë nång ®ä 20 ppm Phun ba lần lần cách ngày Một tháng sau lại tiếp tục phun ba lần tơng tự, làm tăng sinh khối rau rõ rệt Đối với số loại rau cải xanh phun trớc thu hoạch tuần nồng đọ 50-199 ppm (phun lần ) Tăng suất rõ rệt Cũng phun có 5-6 lá, phun 2-3 lần với nồng độ 2030ppm + Giá đậu: Để làm nảy mầm đều, tăng suất giá đậu, ngâm hạt đêm dung dịch GA 10 ppm + Nho: Việc phun GA biện pháp phổ biếnvà có hiệu đà làm tăng suất nho lên gấp bội, cải thiện đợc phẩm chất Vào cuối thời kì hoa rộ, non hình thành đợc 7-10 ngày, dùng máy phun điểm dung dịch 50-100 ppm GA vào chùm làm lớn nhanh, tăng sản gấp đôi nâng cao hàm lợng đờng glucozơ, tăng phẩm chÊt qu¶ xt qu¶ xt khÈu Cịng cã thĨ phun vµo lóc sau hoa ré 7-10 ngµy, phun GA ë nồng độ 100-2000 ppm vào chùm hoa làm cho 60-90% không hạt, mỏng vỏ, chín sớm 7-15 ngày Trong nhiều trờng hợp ngời ta sử dụng alar (500-2000 ppm) cho nho,táo, lê mang lại hiệu tơng tự 5.3 Sử dụng Auxin Cytokinin để điều khiển phát sinh quan (rễ, chåi) nu«i cÊy m« Trong kü thuËt nu«i cÊy mô tế bào việc ứng dụng chất điều hoµ sinh trëng lµ hÕt søc quan träng Hai nhãm chất đợc sử dụng nhiều Auxin (quyết định hình thành rễ) Cytokinin (quyết định hình thành chồi) Để nhân nhanh invitro, giai đoạn đầu cần phải điều khiển mô nuôi cấy phát sinh thật nhiều chồi để tăng hệ số nhân Vì ngời ta tăng nồng độ Cytokinin môi trờng nuôi cấy Để tạo hoàn chỉnh đa đất ngời ta tách chồi cấy vào môi trờng rễ hàm lợng Auxin đợc tăng lên Nh , cân Auxin Cytokinin môi trờng nuôi cấy quy định phát sing rễ hay chồi Ti liu chia s ti: wWw.SinhHoc.edu.vn Tiểu luận chuyên đề Sinh học thể thực vật Auxin đợc sử dụng IAA, 2.4D Còn Cytokinin kinetin, BA nớc dừa Nồng độ tỉ lệ chúng phụ thuộc vào loài khác nhau, giai đoạn nuôi cấy khác Ti liu chia s ti: wWw.SinhHoc.edu.vn Tiểu luận chuyên đề Sinh học thĨ thùc vËt PhÇn III KÕt ln Qua mét sè vấn đề trình bày trên, nhËn thÊy hoocmon thùc vËt cã vai trß rÊt quan trọng đời sống thực vật Dựa vào t¸c dơng cđa hoocmon, cã thĨ chia hoocmon thùc vËt thành hai loại sau: + Hoocmon kích thích: bao gồm Auxin, Gibberellin vµ Cytokinin + Hoocmon øc chÕ: bao gåm Etylen Acid Abxixic Nhìn chung, hoocmon thực vật có tác dụng điều tiết trình sinh trởng phát triển từ lúc tế bào trứng đợc thụ tinh phát triển thành phôi hoa kết quả, hình thành quan sinh sản, dự trữ kết thúc chu kỳ sống Vì vậy, việc nghiên cứu vai trò sinh lý tầm quan trọng kinh tế hoocmon thực vật nói cần thiết Hiện nay, nông nghiệp thâm canh cao chất điều hoà sinh trởng ngày có vai trò tích cực việc điều chỉnh trình sinh trởng phát triển cách hợp lý làm tăng suất phẩm chất thu hoạch, qua làm tăng giá trị kinh tế Ti liu chia s tại: wWw.SinhHoc.edu.vn ... gồm có: Acid Abxixic, Etylen III LịCH Sử NGHIÊN CứU Và VAI TRò SINH Lý CủA CáC LOạI HOOCMON thực vật Hoocmon Auxin a Lịch sử nghiên cứu Năm 1881, Charles Darwin trai Francis với công trình nghiên. .. nhà sinh lý học thực vật đà đợc thành lập để định danh cho nhóm Auxin (IAA) Thuật ngữ xuất phát từ tiếng Hy Lạp, có nghĩa Lịch sử nghiên cứu, vai trò sinhtăng trởng b Vai trò sinh lý cđa hoocmon. .. tÕ cđa c¸c hoocmon thùc vËt Tõ vai trò sinh lý hoocmon thực vật cã thĨ nhËn thÊy c¸c hoocmon thùc vËt cã mét tầm quan trọng kinh tế lớn Sự điều tiết trạng thái nghỉ Ngời ta dùng Acid Abxixic để