ẢNH HƯỞNG CỦA MANNITOL ĐẾN TÍCH LUỸ
PROLIN VÀ GLUCOSE LIÊN QUAN VỚI KHẢ
NĂNG ĐIỀU CHỈNH THẨM THẤU TRONG NUÔI
CẤY CALLUS CÀ CHUA (LYCOPERSICON
ESCULENTUM MILL)
Trương Thị Bích Phượng, Hồ Thị Kim Khánh
Trường đại học Khoa học, Đại học Huế
Nguyễn Hữu Đống
Viện Di truyền Nông nghiệp, Hà nội
1. MỞ ĐẦU
Hạn là một trong những tác động bất lợi của môi trường
xung quanh gây mất nước ở thực vật. Theo Mussell H và
Staples RC (1979) một trong những xu hướng để thực vật
chống mất nước là dựa trên khả năng làm tăng áp lực nội
tại, tăng tính đàn hồi của màng tế bào, giảm kích thước tế
bào.... Thông thường stress nước gây rối loạn toàn bộ
phương thức chuyển hóa ở thực vật, làm tăng tích lũy hoặc
giảm hàm lượng các chất chuyển hóa như carbohydrate,
acid hữu cơ, amino acid, các hợp chất amon và abscisic
acid (Kaur và cs. 2000). Khả năng diều chỉnh thẩm thấu và
tích lũy các hợp chất hữu cơ hòa tan ở thực vật khi bị stress
hạn đã được quan sát thấy ở nhiều loài, sự tích lũy prolin và
đường sẽ khởi động tính chống chịu stress thẩm thấu và
muối cao (Watanabe và cs. 2000). Việt nam là nước nằm
trong khu vực nhiệt đới gió mùa hạn là yếu tố thường
xuyên tác động gây ảnh hưởng đến sinh trưởng, phát triển
của cây trồng, ảnh hưởng xấu đến năng suất và phẩm chất
của chúng. Vì vậy việc nghiên cứu các cơ chế chống chịu
hạn sẽ là cơ sở cho việc cải thiện giống cũng như tạo ra
được các giống có tính chống chịu.
Cà chua là loại rau quả có giá trị dinh dưỡng và kinh tế cao,
nhưng ở một số vùng ở nước ta nó còn giữ giá trị thấp trong
cơ cấu cây trồng. Hiện nay các nghiên cứu trên đối tượng
này chỉ dừng lại ở việc sử dụng hệ thống cây trồng hoàn
chỉnh. Sử dụng những tiến bộ trong lĩnh vực nuôi cấy mô
và tế bào đã thiết lập một công cụ hữu ích cho việc nghiên
cứu các cơ chế tế bào của tính chống chịu stress. Kết quả
nghiên cứu của chúng tôi góp phần làm sáng tỏ về vai trò
của sự tích luỹ các chất prolin và glucose của callus cà chua
liên quan với sự điều chỉnh áp suất thẩm thấu trong điều
kiện stress nước.
2. NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN
CỨU:
2.1. Nguyên liệu thực vật:
Sử dụng hạt cà chua (Lycopersicon esculentum Mill) của
giống P375
2.2. Nuôi cấy cây và duy trì cây cà chua trong điều kiện
in-vitro
Hạt giống được rửa sạch dưới dòng nước chảy, để ráo rồi
đưa vào tủ cấy. Hạt đuợc khử trùng theo trình tự sau: khử
trùng sơ bộ bằng cồn 70% trong 1 phút, sau đó bằng HgCl2
0,1% trong 2 phút. Hạt được rửa sạch 5 lần bằng nước cất
vô trùng. Hạt đã khử trùng được cấy lên môi trường MS cơ
bản (Murashige-Skoog 1962), saccharose 30 g/l, agar 8 g/l
ở pH 5,8; sau 10 ngày nuôi sẽ xuất hiện các cây con. Cây
được nhân giống vô tính bằng cách chuyển đỉnh sinh
trưởng và đoạn thân có một đốt lá lên môi trường cơ bản
MS có bổ sung kinetin 1,0 mg/l; IBA 0,1 mg/l; B1 1,0
mg/l; B6 0,1 mg/l.
2.3. Nuôi cấy callus:
Mảnh lá (5x5 mm) và đoạn thân (5 mm) của cây in-vitro
được cấy lên môi trường tạo callus bao gồm môi trường cơ
bản MS, bổ sung thêm saccharose 30 g/l; kinetin 2,0 mg/l;
NAA 0,5 mg/l; agar 8 g/l ở pH 5,8.
Các khối callus (đường kính 2 mm) được nuôi 1 tuần trên
môi trường tạo callus có bổ sung ABA nồng độ 10-5 M để
tiền xử lý. Sau đó chúng được chuyển sang môi trường
tương tự nhưng thay ABA bằng mannitol ở các nồng độ 3,
6, 9 và 12% để gây stress nước trong các thời gian khác
nhau 7, 14, 21 và 28 ngày.
Các thí nghiệm nuôi cấy được tiến hành ở nhiệt độ 25±2oC,
cường độ chiếu sáng 2000-3000 lux, thời gian chiếu sáng 8
giờ/ngày.
2.3. Xác định tốc độ sinh trưởng tương đối
Khả năng sinh trưởng của callus cà chua được xác định
bằng chỉ số tốc độ sinh trưởng tương đối (RGR) theo công
thức của Lutt và cs. (1996):
Trong đó:
t = t2 - t1 (t1: thời điểm bắt đầu nuôi cấy, t2: thời điểm
sau khi nuôi cấy), W1: trọng lượng tươi (g) của mô tại thời
điểm t1, W2: trọng lượng tươi (g) của mô tại thời điểm t2.
2.4. Xác định áp suất thẩm thấu:
Áp suất thẩm thấu (P) được xác định theo phương pháp của
Schardakov (Grodzinski và Grodzinski 1981) và tính toán