Khoá luận tốt nghiệp đại học Trờng Đại học Vinh Khoa Sinh học ===**=== ảnh hởng của -naa đến sinh trởng, phát triển và năng suất giống đậu tơng vh12 Khoá luận tốt nghiệp đại học Ngành Cử nhân khoa học sinh học Ngời thực hiện: Vũ Đình Huân - 42 E Sinh Ngời hớng dẫn: ThS. Mai Văn Chung Vinh, 5/2006 Vũ Đình Huân - 42E Sinh 1 Khoá luận tốt nghiệp đại học Lời cảm ơn Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo - ThS. Mai Văn Chung - cán bộ giảng dạy Bộ môn Sinh lý - sinh hoá thực vật, khoa Sinh học, Trờng Đại học Vinh đã tận tình hớng dẫn, giúp đỡ và tạo mọi điều kiện thuận lợi cho em hoàn thành tốt khoá luận tốt nghiệp này. Em cũng xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo, cán bộ giảng dạy và kỹ thuật viên phòng thí nghiệm bộ môn Sinh lý - sinh hoá thực vật, Ban Chủ nhiệm khoa và các thầy, cô giáo trong khoa Sinh học, cùng các bạn trong lớp đã nhiệt tình giúp đỡ em suốt thời gian thực hiện đề tài. Vinh, ngày 10 tháng 05 năm 2006 Sinh viên Vũ Đình Huân Trang Vũ Đình Huân - 42E Sinh 2 Khoá luận tốt nghiệp đại học Mở đầu 4 Chơng I: Tổng quan tài liệu 6 1.1. Đặc điểm sinh học cây đậu tơng 6 1.1.1. Đặc điểm phân loại 6 1.1.2. Đặc điểm sinh trởng và phát triển của cây đậu tơng 6 1.2. Vai trò của chất kích thích sinh trởng đối với cây trồng 7 1.2.1. Lịch sử phát hiện auxin 7 1.2.2. Vai trò sinh lý của auxin đối với cây trồng 8 1.2.3.Tình hình nghiên cứu và ứng dụng các chất điều tiết sinh 9 trởng thực vật ở nớc ta Chơng II : Đối tợng, nội dung và phơng pháp nghiên cứu 12 2.1. Đối tợng nghiên cứu 12 2.2. Nội dung, địa điểm và thời gian nghiên cứu 12 2.2.1. Nội dung nghiên cứu 12 2.2.2. Địa điểm nghiên cứu 13 2.2.3. Thời gian nghiên cứu 13 2.3. Phơng pháp nghiên cứu 13 2.3.1. Bố trí thí nghiệm 13 2.3.2. Phơng pháp thu mẫu 14 2.3.3. Phơng pháp phân tích mẫu 14 2.3.4. Phơng pháp xử lý số liệu 16 Chơng III: Kết quả nghiên cứu và bàn luận 17 3.1. ảnh hởng của -NAA đến một số chỉ tiêu sinh lý sinh trởng, phát triển của cây đậu tơng VH12 17 3.1.1. ảnh hởng của -NAA đến chiều cao của cây 17 3.1.2. ảnh hởng của -NAA đến diện tích lá 18 3.1.3. ảnh hởng của -NAA đến hàm lợng diệp lục 21 3.1.4. ảnh hởng của -NAA đến cờng độ quang hợp 24 3.1.5. ảnh hởng của -NAA đến cờng độ thoát hơi nớc ở cây đậu tơng VH12. 25 3.1.6. Nhận xét chung 28 3.2. Hiệu quả xử lý -NAA đến một số yếu tố cấu thành năng suất giống đậu tơng VH12 28 Kết luận và đề nghị 31 Tài liệu tham khảo 32 Vũ Đình Huân - 42E Sinh 3 Khoá luận tốt nghiệp đại học Những chữ viết tắt sử dụng trong luận văn ĐC : Công thức thí nghiệm đối chứng CT1 : Công thức thí nghiệm xử lý ở nồng độ 5ppm. CT2 : Công thức thí nghiệm xử lý ở nồng độ 10ppm. CT3 : Công thức thí nghiệm xử lý ở nồng độ 15ppm. CT4 : Công thức thí nghiệm xử lý ở nồng độ 20ppm. Dl : Diệp lục. Ppm : part per millien ( phần triệu). - NAA: Axít -naphtyl axetic. Vũ Đình Huân - 42E Sinh 4 Khoá luận tốt nghiệp đại học Mở đầu Đậu tơng (Glycine max (L.) Merill.) là loại cây trồng có giá trị kinh tế cao: hạt đậu tơng giàu protit (40%), lipit (12 - 25%), gluxit (10 - 15%), các muối khoáng (Ca, Fe, Mg, P, K, Na, S .), các vitamin (A, B 1 , B 2 , D, E .), có giá trị dinh dỡng cao, đợc sử dụng làm thức ăn để bồi dỡng cơ thể, nhất là đối với trẻ em và ngời già. Đậu tơng cũng là thức ăn rất tốt cho ngời bị bệnh đái đờng, ngời làm việc quá sức, mới ốm dậy, thiếu khoáng và ngời lao động trí óc . đợc dùng dới dạng: đậu phụ, bột đậu nành hoặc chế sữa đậu nành, bột dinh dỡng . Ngoài ra, các sản phẩm của đậu tơng còn đợc sử dụng làm nguyên liệu dùng trong các ngành công nghiệp chế biến . Cây đậu tơng, trong quá trình sinh trởng, phát triển đã cung cấp cho đất một lợng đạm rất lớn, vậy nên trồng đậu tơng còn có tác dụng cải tạo đất sản xuất nông nghiệp. [2] Điều kiện tự nhiên nớc ta thích hợp cho nhiều loại cây trồng phát triển, nhất là cây lơng thực và hoa màu. Cùng với lúa và một số cây trồng khác, đậu tơng đã và đang đợc đa vào sản xuất nh một loại cây trồng chủ lực. Đậu tơng đã và đang đợc trồng phổ biến ở các vùng khác nhau. Những vùng trồng đậu tơng với diện tích lớn là đồng bằng sông Cửu Long, miền Đông Nam Bộ, Tây Nguyên, Tây Bắc, đồng bằng sông Hồng . Mở rộng diện tích và nâng cao sản lợng đậu tơng là một trong những hớng đang đợc tập trung phát triển. Trong Văn kiện Đại hội V Đảng Cộng sản Việt Nam, tập 2 trang 37 đã ghi: . Đậu tơng cần đợc phát triển mạnh mẽ để tăng nguồn đạm cho con ngời, gia súc, cho đất đai và đậu tơng sẽ trở thành một loại hàng xuất khẩu chủ lực ngày càng quan trọng [ 3] Với tầm quan trọng nh vậy, bên cạnh việc tăng diện tích canh tác, việc chọn ra các giống đậu tơng phù hợp với các điều kiện khí hậu khác nhau đang đợc chú trọng. Hiện nay, nớc ta có rất nhiều giống đậu tơng cho năng suất cao và phù hợp cho từng vùng sinh thái: miền núi phía Bắc có: DT76, DT84, M103 . đồng bằng sông Hồng có: AK02, AK03, AK05, VX92 . vùng Nam Trung bộ có: đậu nành Xuân Quang, Hồng Ngự, đồng bằng sông Cửu Long có: MTD-22, MTD-65, MTD-120 . Ngoài chất lợng giống tốt, năng suất cây trồng còn phụ thuộc rất lớn vào chất lợng đất, tác động của các yếu tố môi trờng nh: ánh sáng, nhiệt độ, Vũ Đình Huân - 42E Sinh 5 Khoá luận tốt nghiệp đại học chế độ chăm sóc . Sử dụng riêng rẽ hay kết hợp các loại phân bón chứa khoáng đa lợng (P, S, K, Na .), vi lợng (Zn, Cu, Co, Mo, B .) với các chất điều tiết sinh trởng nh: - NAA, -NOA, gibberellin . có vai trò quan trọng trong việc nâng cao năng suất, chất lợng cây trồng. VH12 là giống đậu tơng mới đợc đa vào sản xuất ở đồng bằng sông Hồng và các tỉnh Bắc miền Trung. Giống đậu tơng này có đặc điểm sinh tr- ởng ngắn ngày (80 - 90 ngày), thích nghi rộng, trồng đợc cả ba vụ trong năm, cây sinh trởng mạnh, quả chín màu vàng cho hạt đẹp, sáng màu, rất thích hợp cho xuất khẩu. Việc nghiên cứu sử dụng phân bón vi lợng kết hợp với chất điều tiết sinh trởng thực vật nhằm nâng cao chất lợng giống đậu mới này trong điều kiện sản xuất nông nghiệp ở khu vực Bắc miền Trung là cần thiết. Từ thực tế đó, chúng tôi đã tiến hành nghiên cứu ảnh hởng của - NAA đến sinh trởng, phát triển và năng suất giống đậu tơng VH12. Mục đích của đề tài là thăm dò ảnh hởng của các nồng độ chất điều tiết sinh trởng thực vật - NAA lên quá trình sinh trởng, phát triển và năng suất của VH12 - giống đậu tơng mới đa vào sản xuất thử nghiệm, từ đó tìm ra nồng độ - NAA phù hợp nhất cho việc xử lý làm tăng năng suất, chất lợng cây trồng. Chơng I: Tổng quan tài liệu Vũ Đình Huân - 42E Sinh 6 Khoá luận tốt nghiệp đại học 1.1. Đặc điểm sinh học cây đậu tơng 1.1.1. Đặc điểm phân loại Cây Đậu tơng: Glycine max (L) Merill. thuộc: Họ Đậu: Fabaceae Bộ Đậu: Legumisales Phân lớp Hoa hồng: Rosidae Lớp Hai lá mầm: Dicotyldonae Ngành Hạt kín : Angiopermatophyta. [10] 1.1.2. Đặc điểm sinh trởng và phát triển của cây đậu tơng a, Thời kỳ sinh trởng của cây đậu tơng từ khi gieo hạt đến khi quả chín trung bình là 80 - 90 ngày với giống chín sớm, 140 - 150 ngày với giống chín muộn. Thời gian sinh trởng của cây đậu tơng chịu ảnh hởng nhiều bởi thời gian chiếu sáng, nhiệt độ, điều kiện dinh dỡng (chế độ chăm sóc). b, Đặc điểm sinh trởng và phát triển của cây đậu tơng Đậu tơng có đặc điểm sinh trởng khác nhau: Các giống sinh trởng chậm hoặc ngừng sinh trởng ngay sau khi hoa nở. Hoa nở từ các đốt trên xuống các đốt dới. Những giống sinh trởng dài hạn thì sau khi bắt đầu ra hoa còn tiếp tục sinh trởng vơn cao kéo dài thêm vài tuần nữa, hoa nở từ các đốt dới lên các đốt trên. Còn ở những giống có tập tính sinh trởng trung gian, sinh trởng kết thúc sau khi hoa nở đợc một tuần. c, Mật độ và khoảng cách gieo ở điều kiện bình thờng, ánh sáng là yếu tố quan trọng ảnh hởng tới năng suất cây trồng. Mật độ và khoảng cách gieo trồng có ảnh hởng tới hấp thụ ánh sáng, chế độ dinh dỡng và nớc của cây đậu tơng. Mật độ thích hợp là: + Gieo khoảng cách hàng cách hàng là 40 cm. + Cây cách cây 8 cm -10 cm. + Gieo 2 hạt/hốc. Vũ Đình Huân - 42E Sinh 7 Khoá luận tốt nghiệp đại học Trồng đậu tơng không đúng mật độ và khoảng cách sẽ xảy ra các hiện tợng: + Nếu trồng quá dầy: Cây sớm bị che rợp, vào thời kỳ ra hoa, kết quả, lá bị rụng nhiều, khả năng quang hợp giảm thiếu ánh sáng, ảnh hởng đến sự tích luỹ chất dinh dỡng cho quả và hạt. Ngoài ra, sâu bệnh phát triển, số hoa và số quả trên cây ít, năng suất thấp. + Nếu trồng quá tha thì tốn diện tích và năng suất cũng không cao. [ 3] 1.2. Vai trò của chất kích thích sinh trởng đối với cây trồng 1.2.1. Lịch sử phát hiện auxin Năm 1880, Darwin đã phát hiện ra rằng bao lá mầm của cây họ Lúa rất nhạy cảm với ánh sáng. Nếu chiếu sáng một chiều thì gây quang hớng động, nhng nếu che tối hoặc bỏ đỉnh ngọn thì hiện tợng trên không xảy ra. Ông cho rằng đỉnh ngọn bao lá mầm là nối tiếp nhận kích thích của ánh sáng. Năm 1919, Paal đã cắt bao lá mầm và đặt trở lại nơi cắt nhng lệch sang một bên và để trong tối thì hiện tợng uốn cong vẫn xảy ra nh trờng hợp chiếu sáng một chiều. Ông kết luận, đỉnh ngọn đã sản sinh ra một chất nào đó mẫn cảm với ánh sáng. Năm 1928, Went đã đặt đỉnh ngọn tách rời của bao lá mầm lên các bản agar cho các chất trong đỉnh khuếch tán xuống agar. Sau đó, ông đặt các bản agar đó lên mặt các đỉnh ngọn thì xảy ra hiện tợng sinh trởng uốn cong giống thí nghiệm của Paal. Năm 1934, Kogl và cộng sự tách ra IAA về sau, IAA đợc khẳng định là dạng auxin chủ yếu, quan trọng nhất của thực vật. Sau này bằng con đờng tổng hợp ngời ta đã tổng hợp nên nhiều chất khác nhau có hoạt tính giống auxin nh: - indol butyllic axít, - naphtyl axetic ( -NAA). [17 ] Axít -naphtyl axetic (-NAA) đợc tổng hợp bằng con đờng hoá học là chất kích thích sinh trởng thực vật có công thức phân tử là C 12 H 10 O 2 . Khối l- ợng phân tử là 186 đvC. Vũ Đình Huân - 42E Sinh 8 Khoá luận tốt nghiệp đại học Công thức cấu tạo của - NAA: -NAA ở dạng tinh thể không màu, nhiệt độ nóng chảy 134 0 C - 135 0 C, tan tốt trong các dung môi hữu cơ: xeton, ete, etanol . 1.2.2. Vai trò sinh lý của auxin đối với cây trồng a. Vai trò sinh lý của các chất ĐTST nhóm auxin Auxin là một trong 5 nhóm phytohoocmon đó là: auxin, giberellin và xitokinil (có vai trò kích thích), 2 nhóm có vai trò ức chế là: axit absixic và etylen. Phytohoocmon là những hợp chất hữu cơ có hoạt tính sinh học, là một trong các hệ thống tham gia điều tiết các hoạt động sống của cơ thể thực vật, chúng là những hợp chất có phân tử lợng thấp, chúng có những đặc điểm sau: - Là sản phẩm trao đổi chất của bản thân sinh vật. - Có hoạt tính sinh lý cao. - Gây ảnh hởng tới quá trình sinh lý, hình thái của cây. - Gây tác động không những ở nơi sinh sản ra chúng mà còn cả những phần khác của cơ thể. Nó có khả năng di chuyển. - Gây nên sự tác động khác nhau: kích thích hay ức chế là thuỳ thuộc vào đặc tính, nồng độ của hoocmon và tuỳ thuộc tế bào nhận. Nhóm auxin là các chất kích thích sinh trởng đợc nghiên cứu đầu tiên trong các phytohoocmon. Năm 1935, A.Kege là ngời đầu tiên tách và làm sạch nhóm auxin: đó là axit indolaxetic- có công thức cấu tạo phân tử nh sau: Vũ Đình Huân - 42E Sinh 9 CH CH CH HC CH C- CH 2 COOH C C - CH 2 COOH Khoá luận tốt nghiệp đại học Từ khi phát hiện ra auxin các nhà sinh học đã nghiên cứu ngay vai trò sinh lý của chúng. Các kết quả nghiên cứu của N.G.Kholonoi và F. Venta cho thấy vai trò sinh lý của auxin trong hiện tợng hớng sáng và hớng đất của thực vật: thân có sự uốn cong về phía nguồn ánh sáng, rễ uốn cong về phía đất và phía tối. Các nghiên cứu về sau cho thấy auxin có vai trò trong sự phân hoá và kéo dài tế bào, kích thích sự phát triển của mô mạch dẫn. Sự hình thành rễ hay chồi của cây tuỳ thuộc vào tỷ lệ giữa auxin và xitokinin: Auxin Auxin xitokinin Xitokinin Kích thích ra rễ Kích thích ra chồi Trong công nghệ nuôi cây mô, ngời ta đã ứng dụng mối quan hệ trên để kích thích ra rễ hay ra chồi tuỳ thuộc vào từng giai đoạn của mô sẹovà tuỳ thuộc vào mục đích nghiên cứu. Auxin còn gây ra hiệu ứng ức chế chồi đỉnh với chồi nách. Ngoài ra chúng còn kích thích sinh trởng của quả do hiệu ứng tập trung chất dinh dỡng về nơi có nông độ cao (ở quả là nơi có nồng độ auxin cao). Ngoài các dạng auxin hình thành trong cơ thể thực vật, ngày nay, ngời ta đã tổng hợp nhiều chất hoá học có tác dụng nh auxin, ứng dụng rộng rãi trong nông-lâm nghiệp nh các chất điều hoà sinh trởng của thực vật, ví dụ nh: axit 3- indol axetic; axit 2,3 diclophenoxi propionic; axit 2,3,5 triclo phenoxi propionic; axit 2,4 diclophenoxi axetic; - naphtyl axtic ( -NAA); - indol butyllic axít .Trong đó mỗi chất có tác động sinh lý khác nhau tuỳ thuộc vào nồng độ khác nhau và tuỳ thuộc vào từng giai đoạn khác nhau cho từng loại cây trồng. [17] b. Vai trò sinh lý của -NAA Vũ Đình Huân - 42E Sinh 10 > 1 <1