Bài giảng Sản xuất giống và công nghệ hạt giống: Chương 5

1. Søc sèng h¹t gièng

1.1. Kh¸i niÖm:

HiÖp héi kiÓm nghiÖm h¹t gièng quèc tÕ (International Seed Testing

Chư¬ng 5 Søc sèng vµ bÖnh h¹t gièng

Association) ®Þnh nghÜa:Toµn bé ®Æc tÝnh x¸c ®Þnh tiÒm n¨ng cña h¹t trong ho¹t ®éng sèng, thùc hiÖn trao ®æi chÊt hoÆc mÊt n¨ng lưîng trong qu¸ tr×nh n¶y mÇm vµ xuÊt hiÖn c©y con.

N¨m 1979, Uû ban ph©n tÝch søc sèng h¹t gièng Quèc tÕ ®a ra ®Þnh nghÜa kh¸c: Søc sèng h¹t gièng lµ ®Æc tÝnh cña h¹t x¸c ®Þnh tiÒm n¨ng n¶y mÇm nhanh, ®ång nhÊt vµ ph¸t triÓn thµnh c©y con b×nh thưêng trªn ®ång ruéng”.

1.2. C¸c yÕu tè ¶nh hưëng ®Õn søc sống h¹t gièng:

Trong ®ã ®Þnh nghÜa ph¶n ¸nh 4 kh¶ n¨ng cña h¹t:

 YÕu tè di truyÒn

 Ho¹t ®éng trao ®æi chÊt ph¶n ¸nh ho¹t ®éng h« hÊp

 M«i trưêng vµ dinh dưìng cña c©y mÑ

cña h¹t.

 Giai ®o¹n chÝn khi thu ho¹ch

 Tû lÖ n¶y mÇm cao, ®ång nhÊt vµ sinh trưëng c©y con.

 KÝch thưíc h¹t

 Khèi lưîng h¹t

 Tû lÖ nhó, ®ång nhÊt vµ sinh trưëng cña c©y con trªn

®ång ruéng.

 TÝnh toµn vÑn cña h¹t

 Sù hư háng vµ tuæi h¹t

 Kh¶ n¨ng nhó c©y con trong ®iÒu kiÖn phï hîp

 S©u bÖnh

Søc sèng ưu thÕ lai

VËt chÊt di truyÒn

 Søc sèng ưu thÕ lai lµ sù thÓ hiÖn cña con lai cã gi¸ trÞ

cao h¬n bè mÑ tù phèi.

 Sù vưît tréi cña con lai biÓu hiÖn tèt trong ®iÒu kiÖn cã

 C¸c nhµ chän gièng c¶i tiÕn nh÷ng ®Æc ®iÓm cña h¹t như ®é ch¾c, chèng chÞu s©u bÖnh, hµm lưîng protein vµ kÝch thưíc h¹t ®Ó n©ng cao søc sèng cña h¹t.

¸p lùc (stress condition).

 VÝ dô: H¹t ng« lai, lóa lai cã thÓ n¶y mÇm vµ sinh tr-

 Nh÷ng yÕu tè trªn ¶nh hưëng ®Õn n¶y mÇm ®ång ruéng vµ

ưëng nhanh h¬n h¼n bè mÑ cña chóng.

n©ng cao n¨ng suÊt c©y trång.

 TiÒm n¨ng sinh trưëng nµy do c¸c c¬ quan tö vµ hÖ

 Ngoµi ra c¸c nhµ chän gièng còng quan t©m ®Õn søc sèng

thèng enzim bæ sung trong qu¸ tr×nh hÊp thu vµ sö

cña h¹t lai.

dông carbon.

1

Tæn th¬ng c¬ giíi

§é ch¾c cña h¹t

 H¹t cøng lµ mét ®Æc tÝnh di truyÒn kh«ng phï hîp cho

 Tæn thư¬ng c¬ giíi x¶y ra trong qu¸ tr×nh thu ho¹ch, chÕ biÕn h¹t, tÝnh mÉn c¶m víi tæn thư¬ng c¬ giíi ®ưîc ®iÒu khiÓn bëi di truyÒn.

qu¸ tr×nh n¶y mÇm.

 Tuy nhiªn tÝnh tr¹ng h¹t cøng của mét sè gièng c©y

 Atkin (1958) vµ Wester (1970) ®· chøng minh c¸c gièng ng« næ chèng chÞu c¬ giíi tèt h¬n c¸c gièng ng« tr¾ng.

trång gióp b¶o vÖ h¹t víi tuæi thä h¹t.

 Kh¾c phôc tÝnh r¾n ch¾c cña h¹t b»ng c¸ch lai gi÷a

 Walters vµ Caviness khi nghiªn cøu søc sèng cña h¹t ®Ëu tư¬ng cho thÊy tÝnh tæn thư¬ng cña h¹t lµ tÝnh tr¹ng di truyÒn sè lưîng tõ ®ã gîi ý cho c¸c nhµ chän gièng quan

mét dßng h¹t mÒm víi mét dßng rÊt r¾n ë thÕ hÖ F1 lµ

t©m c¶i tiÕn chÊt lưîng h¹t th«ng qua chän t¹o gièng c¶i

d¹ng trung gian hoÆc gÇn mÒm như bè mÑ.

tiÕn.

M«i trưêng trong qu¸ tr×nh ph¸t triÓn cña h¹t

Thµnh phÇn ho¸ häc cña h¹t

 Gièng ng« cã hµm lưîng lysine cao thưêng søc khoÎ

 M«i trường ¶nh hưëng ®ến ph¸t triÓn vµ chÊt lưîng

h¹t gièng yÕu, h¹t nhá, h¹t co ngãt mÐo mã.

cña h¹t gièng. V× vËy khi s¶n xuÊt gièng ph¶i ®ưîc

thùc hiÖn ë nh÷ng vïng thuËn lîi.

 Nass vµ Crane (1970) ®· t×m ra rÊt nhiÒu gen cho biÓu

hiÖn cña néi nhò ¶nh hưëng ®Õn n¶y mÇm cña h¹t ë

 §iÒu kiÖn m«i trưêng lµm gi¶m s©u bÖnh h¹i h¹t còng

15, 20 vµ 25oC. Nh÷ng h¹t cã gen A1 t¹o ra h¹t gièng

như rñi ro trong giai ®o¹n thu ho¹ch.

cã søc khoÎ tèt h¬n kh«ng cã gen nµy.

§é Èm vµ dinh dưìng trong ®Êt

 H¹t ®Ëu tư¬ng s¶n xuÊt ë n¬i ®Êt cã molypden cao

chóng kh«ng yªu cÇu bãn ph©n molyp®en khi trång

 §é Èm kh«ng thÝch hîp trong qu¸ tr×nh ph¸t triÓn cña

ngay c¶ ®iÒu kiÖn ®Êt thiÕu molyp®en.

h¹t dÉn ®Õn søc sèng h¹t gièng thÊp.

 L¹c mÉn c¶m ®Æc biệt víi ®Êt thiÕu c¸c nguyªn tè vi

 §é ph× nhiªu cña ®Êt thÊp dÉn ®Õn c©y trång cã h¹t

lưîng. §Êt cã Bo vµ Ca thÊp t¹o ra h¹t l¹c biÕn mµu, rÔ

nhá. H¹t cña nh÷ng c©y mÐp ruéng thưêng cã søc sèng

hót nưíc kÐm.

vµ søc khoÎ h¹t gièng tèt h¬n.

 Lóa mú bãn nhiÒu ®¹m lµ nguyªn nh©n t¨ng protein

 Legatt (1948) chøng minh r»ng h¹t ®Ëu thiÕu hôt Boric sÏ

trong h¹t vµ t¨ng tû lÖ n¶y mÇm vµ søc khoÎ h¹t gièng.

t¹o ra c©y con kh«ng b×nh thưêng.

2

§é chÝn cña h¹t

M«i trưêng thu ho¹ch vµ sau thu ho¹ch

Mc. Donald (1975) cho r»ng cã mèi liªn hÖ gi÷a th«ng sè chÝn  Sù hư háng h¹t gièng sau khi chÝn, trưíc thu ho¹ch do ¶nh cña h¹t víi kÝch thưíc h¹t vµ søc sèng h¹t gièng. hưëng cña m«i trưêng lµm gi¶m nhanh gi¸ trÞ gieo trång vµ søc khoÎ h¹t gièng (vÝ dô như: ma vµ ®é Èm cao). H¹t ®Ëu tư¬ng lín biÓu hiÖn n¶y mÇm, søc sèng còng như tiÒm  Simpson vµ Stone (1935) chøng minh r»ng h¹t gièng b«ng n¨ng n¨ng suÊt tèt h¬n h¹t ®Ëu tư¬ng nhá. mÊt kh¶ n¨ng gieo trång 20-30% sau 1 tuÇn dưíi ®iÒu kiÖn H¹t ng« lai tû lÖ n¶y mÇm kh«ng phô thuéc vµo kÝch thưíc mưa. h¹t.  H¹t ®Ëu tư¬ng thu ho¹ch chËm v× thêi tiÕt còng mÊt kh¶ n¨ng gieo trång vµ dÔ bÞ tæn thư¬ng trong qu¸ tr×nh thu Như vËy søc sèng h¹t gièng phô thuéc chñ yÕu vµo ®é chÝn ho¹ch, chÕ biÕn vµ b¶o qu¶n. cña h¹t chø kh«ng ph¶i lµ kÝch thưíc h¹t lín hay bÐ.

1.3. KiÓm tra søc sèng h¹t gièng

 KiÓm nghiÖm søc sèng h¹t gièng th«ng qua mét

sè th«ng sè cã thÓ lưîng ho¸ ®ưîc.

* B¶o qu¶n h¹t gièng

 Th«ng thưêng lµ nh÷ng th«ng sè x¸c ®Þnh sù suy

Thêi gian b¶o qu¶n, phư¬ng ph¸p b¶o qu¶n vµ m«i

tho¸i cña h¹t.

trưêng b¶o qu¶n (nhiÖt ®é, ®é Èm vµ hµm lưîng oxy)

cã ¶nh hưëng ®Õn søc sèng h¹t gièng.

 TÊt c¶ nh÷ng thay ®æi trong qu¸ tr×nh hư háng

cña h¹t gièng cã liªn quan ®Õn søc sèng cña

h¹t.

 Søc sèng h¹t gièng lµ mét chØ tiªu réng h¬n n¶y mÇm

Mµng tÕ bµo lµ mét chØ tiªu kiÓm tra søc sèng v×:

KiÓm nghiÖm søc sèng h¹t gièng lµ mét chØ sè quan träng Thµnh tÕ bµo lµ n¬I diÔn ra c¸c ho¹t ®éng trao ®æi chÊt cña h¹t gièng bao gåm ho¹t ®éng h« hÊp cung cÊp n¨ng lưîng h¬n tiªu chuÈn n¶y mÇm trong ®¸nh gi¸ chÊt lưîng h¹t cho h¹t trong suèt qu¸ tr×nh n¶y mÇm vµ sinh trưëng. gièng.

Mµng líi néi chÊt còng lµ mét c¬ quan tö cña mµng tÕ bµo Nh÷ng biÕn ®æi trưíc khi mÊt kh¶ n¨ng n¶y mÇm ®Òu ®ưîc trªn ®ã cã rÊt nhiÒu enzim h×nh thµnh nªn axÝt Ribonucleic sö dông lµm c¬ së ®Ó kiÓm nghiÖm søc sèng h¹t gièng. ®Ó sao m·. Th«ng sè cã thÓ x¸c ®Þnh sím qu¸ tr×nh mÊt kh¶ n¨ng n¶y Do vËy bÊt kú mét suy gi¶m chøc n¨ng nµo cña thµnh tÕ mÇm lµ nh÷ng biÕn ®æi suy tho¸i thµnh tÕ bµo, v× vËy cÇn bµo còng gi¶m nguån n¨ng lưîng tæng sè ATP ®ưîc h×nh kiÓm nghiÖm tÝnh toµn vÑn cña thµnh tÕ bµo. thµnh.

3

 Ho¹t ®éng trao ®æi chÊt lµ mét chØ tiªu ®¸nh gi¸ søc sèng: KiÓm nghiÖm søc sèng h¹t gièng cã thÓ ph©n ra thµnh nhiÒu lo¹i trªn c¬ së c¸c th«ng sè gi¸m ®Þnh:  Møc ATP, RNA vµ h« hÊp gi¶m sau b¶o qu¶n t¹o ®iÒu kiÖn giµ tù nhiªn nhanh cña h¹t gièng. KiÓm nghiÖm trùc tiÕp: lµ kiÓm nghiÖm trùc tiÕp trªn m«i  MÊt kh¶ n¨ng h« hÊp vµ tæng hîp ho¸ sinh dÉn ®Õn tû lÖ n¶y trưêng ®ång ruéng víi mét sè phư¬ng ph¸p ®Ó x¸c ®Þnh ®ưîc mÇm gi¶m vµ mÊt tÝnh ®ång ®Òu cña h¹t gièng. kh¶ n¨ng n¶y mÇm dưíi ®iÒu kiÖn bÊt lîi ®ång ruéng.  Mét sè chØ tiªu kh¸c: VÝ dô: KiÓm nghiÖm l¹nh lµ ®ưa h¹t gièng thö trªn ®iÒu kiÖn  Thêi gian b¶o qu¶n l¹nh cña ®ång ruéng (n¬i cã nhiÖt ®é thÊp).  NhiÔm s©u bÖnh, h¹t hư háng do bÊt thuËn vÒ m«i trưêng KiÓm nghiÖm gi¸n tiÕp: Lµ x¸c ®Þnh nh÷ng thµnh phÇn sinh lý còng biÓu hiÖn lµm gi¶m tû lÖ n¶y mầm ®ång ruéng. ®Æc thï cña h¹t vÝ dô test ®é dÉn ®iÖn ®Ó gi¸m ®Þnh liªn kÕt  Th«ng sè cuèi cïng ®Ó ®¸nh gi¸ søc sèng h¹t gièng lµ: Tû lÖ cña tÕ bµo. n¶y mÇm.

Mét phư¬ng ph¸p kh¸c ®Ó x¸c ®Þnh søc sống h¹t gièng ph©n

KiÓm nghiÖm søc sèng h¹t gièng còng cã thÓ ph©n lo¹i

ra hai lo¹i lµ kiÓm nghiÖm m«i trưêng bÊt thuËn vµ kiÓm

trªn c¬ së tæ hîp c¸c thµnh phÇn x¸c ®Þnh søc sèng h¹t

nghiÖm nhanh.

gièng.

KiÓm nghiÖm m«i trưêng bÊt thuËn (Stress Test): lµ kiÓm nghiÖm trªn mét hay mét sè m«i trưêng kh¸c nhau như: nhiÖt

KiÓm nghiÖm sinh lý: x¸c ®Þnh mét sè khÝa c¹nh sù n¶y

®é cao, nhiÖt ®é thÊp, cã ®Êt hoÆc kh«ng cã ®Êt, lo¹i ®Êt

mÇm cña h¹t hoÆc sinh trưëng cña c©y con.

cho vµo m«i trưêng ®¸nh gi¸ cã tÝnh chÊt kh¸c nhau (chñ yÕu ®¸nh gi¸ sù n¶y mÇm - l¸ mÇm, chiÒu dµi mÇm..)

KiÓm nghiÖm sinh ho¸: ®¸nh gi¸ c¸c ph¶n øng ho¸ häc

như ho¹t ®éng enzim hoÆc h« hÊp liªn quan ®Õn biÓu

KiÓm nghiÖm nhanh: c¸c ph¶n øng ho¸ häc liªn quan ®Õn

hiÖn cña sù n¶y mÇm.

søc sèng h¹t gièng, kh«ng mÊt thêi gian l©u như kiÓm nghiÖm trong ®iÒu kiÖn bÊt thuËn.

KiÓm nghiÖm vËt lý: như kÝch thưíc h¹t, mËt ®é h¹t, ®é

chÝn cña h¹t.. cã liªn quan ®Õn søc sèng h¹t gièng.

1.4. Nguyªn t¾c kiÓm tra søc sèng h¹t gièng

Kh«ng phøc t¹p

Chi phÝ thÊp

§¹t ®ưîc môc tiªu kiÓm tra

Lùa chän phư¬ng ph¸p ®¬n gi¶n phï hîp víi ®iÒu kiÖn cña phßng thÝ nghiÖm ®Ó kh«ng ph¶i trang bÞ hay ®µo Chi phÝ lao ®éng, trang thiÕt bÞ c¸c phßng thÝ nghiÖm, phư¬ng tiÖn dông cô cÇn tÝnh to¸n rÊt kü lưìng v× nÕu kh«ng t¹o thªm. chi phÝ kiÓm nghiÖm mét mÉu h¹t gièng cao khã ®ưîc thùc tÕ chÊp nhËn.

Nhanh

Tư¬ng ®ư¬ng víi thùc hiÖn trªn ®ång ruéng

§¶m b¶o chÝnh x¸c tiªu chuÈn ho¸ c¸c chØ sè sè lưîng vµ cña chÊt lưîng tr¸nh sö dông nh÷ng mÉu thay thÕ. NhiÒu phư¬ng ph¸p kiÓm nghiÖm tuy nhiªn lùa chän phư¬ng ph¸p cho kÕt qu¶ nhanh nhÊt ®Ó ®¸p øng yªu cÇu cña s¶n xuÊt vµ nhµ kinh doanh h¹t gièng.

4

1.5. C¸c phư¬ng ph¸p kiÓm tra søc sèng h¹t gièng

a. Xö lý l¹nh

 KiÓm tra trong ®iÒu kiÖn l¹nh lµ phư¬ng ph¸p sím nhÊt

 Th«ng thưêng kiÓm nghiÖm søc sèng h¹t gièng ®ưîc thùc hiÖn trong ®iÒu kiÖn tèi ưu do vËy kÕt qu¶ thưêng cao h¬n

®Ó ®¸nh gi¸ søc sèng h¹t gièng, ®ưîc ¸p dông réng r·i

thùc tÕ ®ång ruéng.

víi ng«, ®Ëu tư¬ng.

 H¹t ®ưîc ®Æt trong m«i trưêng ®Êt hoÆc giÊy thÊm vµ

 V× vËy ngoµi kiÓm nghiÖm trong phßng cÇn kiÓm nghiÖm ®ång ruéng bæ xung lµ cÇn thiÕt ®Ó ®¸nh gi¸ søc sèng h¹t

l¹nh cho nh÷ng giai ®o¹n ®Æc thï, trong giai ®o¹n nµy

gièng cã kÕt qu¶ tin cËy h¬n.

cã ho¹t ®éng hÊp phô vµ ho¹t ®éng cña vi sinh vËt.

 TiÕp theo xö lý l¹nh h¹t ®ưîc ®Æt trong ®iÒu kiÖn thuËn

 Mét sè phư¬ng ph¸p ®îc chÊp nhËn cña ngưêi s¶n xuÊt vµ kinh doanh h¹t gièng ®ưîc tr×nh bµy sau ®©y:

lîi cho n¶y mÇm vµ sinh trưëng.

b. Xö lý thóc ®Èy giµ ho¸ nhanh

c. KiÓm tra th«ng qua tÝnh dÉn ®iÖn

Nguyªn lý cña phư¬ng ph¸p lµ xö lý h¹t trong mét thêi

 Thµnh tÕ bµo bÞ hư háng, dung dich tÕ bµo chÊt phãng thÝch

gian nhÊt ®Þnh ë 2 m«I trưêng thay ®æi.

Xö lý h¹t ë ®iÒu kiÖn nhiÖt ®é cao (41oC) vµ ®é Èm

ra m«I trưêng, dung dÞch nµy cã ®Æc tÝnh dÉn ®iÖn nªn cã thÓ ph¸t hiÖn ®ưîc b»ng c¸c m¸y ®o ®é dÉn ®iÖn.

(100%) trong thêi gian ng¾n 3-4 ngµy.

H¹t sau xö lý chuyÓn ra ®iÒu kiÖn n¶y mÇm tèi ưu

Phư¬ng ph¸p nµy nhanh, Ýt tèn kém vµ sö dông cho tÊt

 Tuy nhiªn ®é Èm ban ®Çu cña h¹t, kÝch thưíc h¹t cã ¶nh hưëng ®Õn tû lÖ c¸c chÊt phãng thÝch ra tõ h¹t nªn cÇn cã nh÷ng tiªu chuÈn nhÊt ®Þnh.

 H¹t ®· xö lý b»ng nh÷ng chÊt kh¸ng sinh còng cã thÓ ¶nh

c¶ c¸c loµi vµ cã thÓ ®¸nh gi¸ tõng h¹t. KÕt qu¶ ®¸nh

hưëng ®Õn tÝnh dÉn ®iÖn nªn ph¶i lµm s¹ch c¸c chÊt xö lý

gi¸ ®¸ng tin cËy nhưng chó ý ®é Èm h¹t trưíc khi xö lý.

h¹t trưíc khi kiÓm nghiÖm b»ng phư¬ng ph¸p nµy.

d. Xö lý n¶y mÇm m¸t

Thùc hiÖn ë phßng thÝ nghiÖm tiªu chuÈn víi møc nhiÖt ®é thÊp 18oC vµ kh«ng dùa vµo ho¹t ®éng cña vi sinh vËt ®Ó ¸p lùc cho sù n¶y mÇm cña h¹t.

Nh÷ng c©y trång nhiÖt ®íi (c©y b«ng) th× søc sèng, n¶y mÇm

e-

e- e- e-

vµ sinh trưëng kÐm h¬n.

KÕt qu¶ kiÓm tra sö dông gi¶i thÝch cho nguyªn lý søc sèng h¹t gièng tèt lµ cã thÓ t¹o ra mét c©y b×nh thưêng.

5

* Ph©n lo¹i søc khoÎ c©y con

e. Tû lÖ sinh trëng cña c©y con

 Ph©n lo¹i søc khoÎ c©y con thµnh ba møc:  Søc sèng h¹t gièng lµ kh¶ n¨ng ®Ó tæng hîp cã hiÖu qu¶ c¸c vËt chÊt míi vµ chuyÓn s¶n phÈm nµy ®Õn ph«i n¶y mÇm kÕt 1. YÕu, qu¶ t¨ng träng lưîng kh«. Tû lÖ sinh trưëng cña c©y con x©y 2. B×nh thêng dùng trªn c¬ së nguyªn lý nµy. 3. KhoÎ.  Søc sèng h¹t gièng ®ưîc biÓu hiÖn mg träng lưîng kh« cña c©y con (mg/c©y con).

 Sau khi ®¸nh gi¸ c¸c phÇn sinh trưëng cña ph«i thµnh mét  Phư¬ng ph¸p nµy kh«ng yªu cÇu phư¬ng tiÖn vµ sö dông thuËt ng÷ quen thuéc vµ hÊp dÉn víi c¸c nhµ ph©n tÝch h¹t gièng. c©y con b×nh thêng t¹o nªn tõ c¸c c¬ quan dù tr÷ (l¸ mÇm

hoÆc ph«i), c©y con ®ưîc sÊy kh« trong cèc thÝ nghiÖm ë nhiÖt ®é 80oC trong 24 giê ®Ó x¸c ®Þnh tèc ®é t¨ng träng  Phư¬ng ph¸p nµy còng cã hµng lo¹t nh÷ng khã kh¨n như ®Ó ph©n chia c©y con b×nh thưêng cÇn rÊt tû mû, vµ dùa c¸c ®Æc ®iÓm m« t¶ biÕn ®éng nhiÒu. lưîng chÊt kh« cña nã.

f. KiÓm tra Tetrazolium (TZ)

 Dùa vµo ho¹t ®éng cña ph©n tö TZ ph¶n øng víi nguyªn tö hydro gi¶i phãng tõ ho¹t ®éng cña c¸c enzim thuû ph©n trong m« sèng.

 KÕt qu¶ h×nh thµnh dung dich nưíc cã mµu ®á forman, dùa trªn mµu ®á ®Ó ®¸nh gi¸ søc sèng h¹t gièng còng như gi¸ trÞ gieo trång cña h¹t gièng.  §Æt h¹t ®· nhuém mµu trong b¶ng so mµu ®Ó x¸c ®Þnh søc sèng ë c¸c møc ®é: - Kh«ng cã kh¶ n¨ng n¶y mÇm - Søc sèng thÊp - Søc sèng trung b×nh - Søc sèng cao

C«ng thøc tÝnh tû lÖ n¶y mÇm cña Maguire:

g.Tèc ®é n¶y mÇm

Sè c©y b×nh thêng

+............+

 Tèc ®é n¶y mÇm lµ chØ tiªu ®Ó x¸c ®Þnh søc sèng h¹t

X =

LÇn ®Õm ®Çu tiªn

LÇn ®Õm cuèi cïng

gièng.

 L« h¹t n¶y mÇm gièng nhau thưêng rÊt kh¸c nhau vÒ tû

Tỷ lệ nảy mầm tương tự được Czabator (1962), Djavanshir và Pourbeik (1976) đề xuất với các cây thân gỗ như sau:

lÖ n¶y mÇm vµ sinh trưëng.

 Sè ngµy ®Ó ®¹t ®ưîc tû lÖ n¶y mÇm 90% lµ chØ sè n¶y

mÇm cña h¹t.

 §Ó ®¸nh gi¸ l« h¹t chÊt lưîng thÊp h¬n gi¸ trÞ phÇn tr¨m

(50%) cã thÓ ®ưîc sö dông.

6

h. KiÓm tra b»ng ph¬ng ph¸p Hiltner

(gieo h¹t dưíi líp g¹ch sái vôn)

Phư¬ng ph¸p gieo h¹t dưíi líp g¹ch, sái vôn ®Ó x¸c ®Þnh kh¶ n¨ng n¶y mÇm cña h¹t ngò cèc khi nhiÔm nÊm bÖnh(Fusarium). H¹t ®ưîc gieo trong g¹ch vôn Èm hoÆc trong hép c¸t råi tr¶i líp g¹ch vôn Èm dµy 3 cm lªn trªn. §Æt hép trong phßng tèi ®iÒu chØnh nhiÖt ®é mét thêi gian nhÊt ®Þnh tïy loµi. Nh÷ng h¹t bÞ bÖnh, tæn thư¬ng c¬ giíi hoÆc hư háng kh«ng thÓ n¶y mÇm xuyªn qua líp g¹ch vôn. PhÇn tr¨m c©y con b×nh thưêng ®ưîc xem lµ møc ®é søc sèng h¹t gièng.

k. Phư¬ng ph¸p kiÓm tra h« hÊp

i. Xö lý h¹t trong dung dÞch h¹n chÕ thÈm thÊu

 Sù n¶y mÇm cña h¹t vµ sinh trưëng cña c©y con yªu cÇu sö dông n¨ng lîng trao ®æi chÊt nhËn ®ưîc tõ qu¸ tr×nh h«  H¹t n¶y mÇm trong c¸c dung dÞch cã tiÒm n¨ng thÈm thÊu hÊp. ®Æc thï như Sodium clorid (NaCl), Glycerol, Sucrose,  V× vËy gi¶m tû lÖ h« hÊp cña h¹t n¶y mÇm sÏ gi¶m sinh Polyethylene Glycol (PEG), vµ Manitol. trưëng cña c©y con.  H¹t gièng cã søc sèng tèt lµ cã kh¶ n¨ng chèng chÞu tèt  Phư¬ng ph¸p ®¸nh gi¸ søc sèng h¹t gièng th«ng qua tû lÖ h¬n víi ®iÒu kiÖn nh©n t¹o nµy vµ do vËy ®©y lµ mét h« hÊp thùc hiÖn nhanh vµ sè lưîng mÉu lín. phư¬ng ph¸p ®Ó x¸c ®Þnh søc sèng h¹t gièng  Nh÷ng h¹t bÞ dËp vì c¬ giíi kÕt qu¶ ®o kh«ng chÝnh x¸c.

2.2. Xử lý ngăn ngừa bệnh hạt giống

2. BÖnh h¹t gièng 2.1. Vi sinh vật trên hạt

a. Xử lý trước thu hoạch

Theo Sinclair (1979) hạt giống là một thế giới vi mô của vi sinh vật đặc biệt là nấm, vi khuẩn, virus và đôi khi cả giun tròn.

Xử lý bệnh hạt giống trước thu hoạch là một biện pháp ngăn ngừa bệnh hạt giống hữu hiệu và có thể thực hiện bằng ba phương pháp sau:

1) Chọn khu vực sản xuất sạch bệnh

Vi sinh vật sống trên bề mặt của hạt không làm mất sức sống của hạt nhưng là nguyên nhân làm yếu rễ và cây con và ảnh hưởng đến kết quả kiểm nghiệm nảy mầm hạt giống.

2) Áp dụng kỹ thuật canh tác tiến bộ

Vi sinh vật sống ở các bộ phận của hạt như lá bắc, vỏ quả và vỏ hạt sẽ xâm nhập vào cây con, mầm.

3) Kiểm tra kỹ lưỡng và loại bỏ sớm cây bị sâu bệnh

Một số sống và tồn tại bên trong hạt như mô của phôi và nội nhũ có thể kìm hãm nảy mầm hay suy yếu cây con.

7

Ngoài chọn nơi sản xuất cần áp dụng kỹ thuật sản xuất tiến bộ là

một giải pháp ngăn ngừa bệnh hạt giống như:

Trồng giống sạch bệnh

Xử lý hạt giống (bằng thuốc hoá học) trước khi gieo trồng

Rắc hạt trên đồng cùng với thuốc trừ nấm, vi khuẩn và thuốc hoá học khác.

Ngắt hay nhổ bỏ cây bị bệnh

Bệnh nấm ở ngô do độ ẩm môi trường cao

Không tưới phun tạo môi trường ẩm độ thuận lợi cho nấm bệnh phát triển.

Kiểm tra xử lý và loại bỏ cây bệnh trước khi thu hoạch.

Bệnh ghẻ nấm

ở lúa mạch

Nấm Fusarium trên hạt giống lúa mạch

b. Xử lý trong quá trình thu hoạch

 Xử lý bệnh hạt giống trong quá trình thu hoạch và sau thu hoạch là giải pháp cuối cùng diệt trừ tận gốc bệnh hại trên hạt gồm các phương pháp: + Tẩy uế bề mặt hạt bằng hoá chất + Phân loại hạt bệnh và hạt sạch

Treated

Untreated

+ Xử lý nước nóng + Xử lý chất kháng sinh hữu cơ

 Xử lý chất kháng sinh và kháng sinh hữu cơ không chỉ xử lý trên bề mặt hạt một số chất có thể thấm vào trong hạt nên diệt cả bệnh nằm trong mô hạt.  Xử lý nước nóng cần xem xét nhiệt độ nước diệt mầm bệnh

Xử lý nấm bệnh trên hạt đối với giống đậu tương

nhưng không gây hại hạt giống.

8

 Nấm ký sinh gây thiệt hại sản lượng cây trồng vì:

2.3 Nấm bệnh liên kết với hạt

 Nấm là nguyên nhân lớn nhất gây hại cây trồng, trên hoặc

+ Nấm ký sinh gây hại dẫn đến hạt không nảy mầm

trong hạt và phổ biến hơn bệnh vi khuẩn và virus.

+ Nấm ký sinh trên hạt sau đó phát tán bệnh trên đồng ruộng

 Hơn 8000 loài nấm hại cây trồng có trong hạt giống.

 Nấm hại hạt giống gồm hai loại ký sinh và hoại sinh.

+ Nấm ký sinh trên hạt trước thu hoạch làm giảm năng suất và chất lượng hạt

 Nấm hoại sinh không lựa chọn ký chủ nên có thể tìm thấy

 Nấm gồm tổ hợp các sợi nấm, chúng sinh sản bằng bào tử như hạt ở thực vật bậc cao.

trên hạt nhiều loài cây trồng nhưng nấm ký sinh có sự lựa

 Cũng như hạt cây trồng, bào tử nấm rất đa dạng về kích thước, màu sắc, để nhìn thấy cần phải quan sát bằng kính hiển vi.

chọn ký chủ nên tìm thấy trong phạm vi một số loài nhất

 Một số nấm không có bào tử giới tính mà sinh sản bằng các

định.

cấu trúc sinh dưỡng.

Bệnh trên củ cây khoai lang

2.4. Phương pháp xác định bệnh nấm hạt giống

 Hạt kiểm tra làm sạch bề mặt trước bằng NaOCl 1%

a. Kiểm tra nấm trên Agar

 Từng hạt được kẹp và đặt lên mặt agar, đỉnh của kẹp được vệ Agar là cacbohydrat trung tính chế từ rong biển, nó chứa một lượng nhỏ dinh dưỡng cho sinh trưởng của nấm, vì thế khi sinh bằng cách nhúng nó trong cồn 70% rồi hơ qua ngọn lửa kiểm tra cần bổ xung thêm chất chiết từ cây như củ khoai tây, đèn cồn. quả và rau.  Sau khi cấy đĩa petri được ủ 20-25oC khoảng 8 ngày với hạt Agar trung tính được pha chế như sau: agar dạng bột cộng nhiễm bệnh có thể nhận biết trên cơ sở đặc điểm của cơ quan lượng nước phù hợp và bổ sung dinh dưỡng làm môi trường. sinh dưỡng và bào tử. Hỗn hợp này được khử trùng trong nồi hấp 15 - 20 phút và làm lạnh đến 50oC và có thể cho thêm chất kháng sinh.  Ngày nay có thể sử dụng đĩa petri nhựa thay thế thuỷ tinh cho phép tiết kiệm lao động và không phải làm sạch sau khi hay Hỗn hợp rót cẩn thận vào đĩa petri, tránh làm nhiễm bẩn, để trước khi nuôi cấy. nguội sau 20 phút là có thể sử dụng được.

9

c. Phương pháp tính độc

b. Phương pháp giấy thấm

 Kiểm tra tính độc là tách những nấm bệnh nghi ngờ từ kiểm  Phương pháp kiểm tra bệnh hạt bằng giấy thấm tương tự như tra trên agar và giấy thấm. kỹ thuật kiểm tra nảy mầm.  Đặt hạt trên giấy thẩm ẩm và ủ trong điều kiện thuận lợi cho nấm phát triển.  Nuôi cấy trên agar để nhận biết bào tử và cơ quan dinh dưỡng của nấm rồi lây nhiễm lên cây trồng (thường là cây con) để quan sát triệu chứng bệnh.  Cho nước bão hoà vào giấy thấm, nếu nước quá đậm thì gạn  Tiếp sau lại lấy nuôi cấy bệnh lại trên môi trường phù hợp để bớt đi trước khi đặt hạt với kẹp, tránh hạt dính liền nhau. xác định chính xác.  Hạt trên giấy thấm có thể nảy mầm và sinh trưởng.  Phương pháp có thể sử dụng để nhận biết bất kỳ loại bệnh nào trên hạt.  Nhiều loại nấm được kích thích phát triển bởi ánh sáng xanh và tối xen kẽ và tiếp theo được xác định như phương pháp  Lây nhiễm mầm bệnh lên cây có thể bằng chích hoặc agar. phương pháp khác (Phun, rắc và trà cơ học).

d. Phương pháp không nuôi cấy

 Phương pháp xác định tỷ lệ nấm bệnh trong lô hạt bằng quan  Một số loại bệnh trên hạt có thể quan sát qua mẫu hạt hoặc sát như sau: kỹ thuật không nuôi cấy đặc biệt, ví dụ nấm cựa gà có thể 1. Làm mềm các hạt bằng ngâm trong dung dịch NaOH qua đêm quan sát thấy khi có mặt của các vẩy sừng tối và rất lớn tạo

2. Tách phôi trong nước ấm và gạn lọc lại qua rây kiểu giây bột.

nên quả thể, nấm mốc ở các loại hạt hầu hết có thể quan sát được bằng mắt thường.

3. Rửa nhanh với dung dịch lactophenol và nước, các phôi sẽ nổi

còn vỏ trấu và nội nhũ sẽ chìm xuống đáy có thể gạn đi.

 Kiểm tra bằng quan sát cũng có hiệu quả với nấm than ở lúa

4. Đặt phôi đã tách trên đĩa thuỷ tinh đáy dày đã được khử trùng

mỳ, nấm hoa cúc ở lúa nước, những nấm này thường vỡ khi

trước bằng đun trong lactophenol 10 đến 20 phút.

tuốt và làm sạch hạt giống, nhưng nó phát tán đến các hạt

5. Xếp phôi theo trật tự và kiểm tra sợi nấm trên kính kiển vi phóng

khác trong lô hạt và ảnh hưởng nghiêm trọng đến chất

đại.

lượng hạt giống.

2.5. Bệnh nấm hoại sinh trên hạt giống

 Nấm hoại sinh sinh trưởng ở các mô chết, mặc dù nó tồn

tại trên toàn bộ hạt, nhưng chúng không là nguyên nhân

gây bệnh cây trồng như nấm ký sinh.

Bệnh nấm trên hạt đậu

 Bào tử của nấm hoại sinh hầu như tồn tại khắp nơi trên

hạt cũng như trong không khí.

 Chúng có số lượng rất lớn trên hạt đã và đang bảo quản

Bệnh nấm trên hạt dưa

và sẽ nẩy mầm, sinh trưởng với số lượng vô cùng lớn với

bất kỳ điều kiện bảo quản nào không vượt quá độ ẩm 75%

và 15oC.

10

b. Phương pháp kiểm nghiệm bệnh vi khuẩn hạt giống

2.6. Bệnh vi khuẩn

 Kỹ thuật huyết thanh

a. Bệnh vi khuẩn hạt giống

 Kỹ thuật huyết thanh trên cơ sở chuỗi phản ứng giữa kháng

Bốn phương pháp kiểm nghiệm bệnh vi khuẩn cơ bản là:

nguyên và kháng thể.

1 - Quan sát nhiễm vi khuẩn trên các đặc điểm ngoài vỏ

 Kỹ thuật này có thể nhận biết dương tính của cả vi khuẩn và

hạt

virus.

2 - Chuẩn đoán trên triệu chứng của cây khi lây nhiễm

 Huyết thanh miễn dịch chứa trong kháng thể đặc thù chuẩn bị

từ dịch chiết vi khuẩn từ lô hạt giống

như sau: Kháng nguyên được nhiễm vào (vi khuẩn hay virus) trong máu của động vật, thường là thỏ, máu ngay lập tức

3 - Tách chiết vi khuẩn để nhận biết trực tiếp

chống lại kháng nguyên bằng tạo ra kháng thể.

 Huyết thanh miễn dịch dùng để kiểm tra có mặt của vi khuẩn

4 - Phối hợp các phương pháp trên.

 Gây nhiễm cây trồng

 Phương pháp thực hiện:

trong hạt giống.

 Hạt giống được nghiền với nước tạo thành dung dịch

 Gây nhiễm cây trồng là một phương pháp hữu ích để nhận biết vi khuẩn và virus đặc thù gây hại trong hạt giống.

trộn trong môi trường agar.

 Huyết thanh đối kháng cho loại vi khuẩn đặc thù được

 Hạt kiểm tra được ngâm trong nước đã khử trùng vài giờ sau đó chắt lọc lấy nước và lây nhiễm vào cây con, khoẻ mạnh.

đưa vào môi trường.

 Nếu xảy ra kết tủa chứng tỏ có mặt của kháng nguyên

 Đôi khi nghiền hạt thành dung dịch đồng nhất để lây nhiễm vào cây con.

(vi khuẩn gây hại).

 Nếu không xảy ra kết tủa tác nhân bệnh không có mặt.

 Một phương pháp thường được sử dụng, đặc biệt đánh

 Sau khi lây nhiễm theo dõi chặt chẽ triệu chứng bệnh để đánh giá thông qua triệu chứng biểu hiện để xác định tác nhân gây bệnh.

giá bệnh virus hại hạt giống là chà sát một hỗn hợp của

dịch hạt (dịch mẫu hạt) và chất độn kim loại lên bề mặt lá.

 Chất độn châm vào mô và đưa nguồn bệnh vào cây và

triệu chứng bệnh biểu hiện.

 Yêu cầu của phương pháp là sử dụng cây con khoẻ, sạch

bệnh, trồng trong điều kiện vô trùng (nhà kính nhà lưới).

 Triệu chứng bệnh có thể biểu hiện sau 2-4 tuần lây nhiễm.

11

a. Kiểm nghiệm sinh học

2.7. Bệnh virus hạt giống

 Kiểm nghiệm sinh học gồm quan sát trực tiếp trên hạt hoặc

Carroll (1979) đã ghi nhận:

 Có khoảng 200 loại virus gây bệnh ở cây trồng.

trồng và quan sát triệu chứng trên cây trồng.

 100 loại đã được biết, còn 500 loại virus khác không

 Kiểm nghiệm qua triệu chứng của cây con là quan sát triệu chứng phát triển bệnh trên cây con.

gây bệnh hạt giống.

 Có 80 loại virus chuyển qua hạt, một số ít trên bề mặt

 Kiểm nghiệm thông qua biểu hiện triệu chứng trên cây con cũng có thể thực hiện bằng cách nghiền hạt hay cây con từ lô hạt kiểm tra, bột nghiền lây nhiễm cơ học vào cây con khoẻ,

hạt còn lại tồn tại bên trong hoặc bên ngoài phôi.

quan sát triệu chứng bệnh phát triển nhận biết nguyên nhân gây bệnh.

b. Kiểm nghiệm bệnh virus hạt bằng huyết thanh

 Kiểm nghiệm trực tiếp trên hạt thực hiện cả trên hạt

 Nguyên lý kiểm nghiệm bệnh virus hạt giống bằng huyết

bình thường và hạt không bình thường.

thanh tương tự như kiểm nghiệm bệnh vi khuẩn.

 Chiết dịch hạt lây nhiễm lên cây chỉ thị hay cây trồng rồi

 Phương pháp trên cơ sở phản ứng giữa virus trong hạt

theo dõi phát triển và đặc điểm của triệu chứng bệnh

hoặc dịch hạt với mẫu huyết thanh miễn dịch trong máu

trên cây con.

của động vật (thỏ).

 Có thể kiểm tra 1 hạt hay hỗn hợp một số hạt

 Có 5 kỹ thuật thử huyết thanh được Carroll đề xuất năm

1979 như sau:

Kỹ thuật khuyếch tán kép:

 Kỹ thuật khuyếch tán toả tròn

 Hạt được nghiền và chuyển vào khoang cắt trong môi trường  Phương pháp khuyếch tán toả tròn giống như khuyếch khuyếch tán (thường là gel agar). tán kép nhưng nó chỉ khuyếch tán virus kháng nguyên trong khoang của môi trường agar.  Sau đó đưa vào một huyết thanh miễn dịch chuyên biệt của virus nghi ngờ cần kiểm tra vào khoang riêng.  Huyết thanh chứa kháng thể với một virus đặc thù được đưa vào môi trường agar trong cùng khoang với hạt hoặc cây  Virus kháng nguyên và kháng thể khuếch tán về hai phía khác con, nếu virus có mặt chúng sẽ khuyếch tán trong khoang. nhau. Sự khuếch tán về hai hướng khác nhau gọi là khếch tán kép. Khi hai phản ứng huyết thanh tiếp cận đến 1 điểm trong  Khi chúng kéo dài đến bề mặt khoang chúng phối hợp với gel tại nơi tập trung, phức hợp của phân tử kháng nguyên và kháng thể để kết tủa ở vùng gặp nhau hình thành chuỗi hoặc kháng thể kết tủa cố định. quầng xung quanh của khoang.

12

Phương pháp kiểm tra nhựa mủ

 Phương pháp Enzyme-linked immunosorbent Assay (ELISA)  Xay 100 hạt sau đó 0,1g hạt xay cho vào 2 ml dung dịch đệm để cho vào cối giã nghiền.  Kỹ thuật ELISA có độ nhạy cao, một số nghiên cứu cho rằng  Khoảng 20 ml của dịch chiết hạt này cho vào pipet 100ml và có thể phát hiện virus ở nồng độ 0,1 µg/ml. 10 ml với nhựa mủ đánh dấu đã có trong đó.  Phương pháp sử dụng phát hiện virus đốm vòng ở hạt  Nhựa mủ đánh dấu bao gồm huyền phù của polystyrence thuốc lá, khảm ở hạt đậu tương với tỷ lệ rất thấp (1-4%). nhựa mủ hình cầu (đường kính khoảng 0,81 µm).

 Nhựa mủ hình cầu nhạy cảm hoặc bao trùm tế bào kháng thể  Phương pháp cần có kỹ thật, trang thiết bị và khá tốn kém cho một virus đặc thù. thường được sử dụng kiểm nghiệm nhưng hạt và giống cây trồng quý và giá trị cao.

 Lắc pipet khoảng 15 phút và quan sát dưới kính hiển vi phân lớp. Khi virus có mặt trong mẫu kiểm tra nhựa mủ huyền phù sẽ kết bông.