Luận văn Thạc sĩ Sinh học: Ảnh hưởng của các chất điều hòa tăng trưởng thực vật trong sự nảy mầm và tăng trưởng sớm của cây mầm từ hạt ở cây lúa Oryza Sativa L. giống nàng hương

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP. HỒ CHÍ MINH

Nguyễn Thị Thanh Phượng

ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC CHẤT ĐIỀU HÒA TĂNG TRƯỞNG THỰC VẬT TRONG SỰ NẢY MẦM VÀ TĂNG TRƯỞNG SỚM CỦA CÂY MẦM TỪ HẠT Ở CÂY LÚA ORYZA SATIVA L. GIỐNG NÀNG HƯƠNG

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

Nguyễn Thị Thanh Phượng

ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC CHẤT ĐIỀU HÒA TĂNG TRƯỞNG THỰC VẬT TRONG SỰ NẢY MẦM VÀ TĂNG TRƯỞNG SỚM CỦA CÂY MẦM TỪ HẠT Ở CÂY LÚA ORYZA SATIVA L. GIỐNG NÀNG HƯƠNG

Chuyên ngành : Sinh học thực nghiệm

Mã số

: 60 42 01 14

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

LỜI CAM ĐOAN

Tôi cam đoan luận văn này là công trình nghiên cứu của riêng tôi.

Kết quả trình bày trong luận văn là trung thực và chưa được các tác giả công bố trong

bất kì công trình nào.

Tp. Hồ Chí Minh, ngày 26 tháng 10 năm 2013

TÁC GIẢ

Nguyễn Thị Thanh Phượng

LỜI CẢM ƠN

Em chân thành bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến:

Thầy PGS. TS. Bùi Trang Việt đã tận tình hướng dẫn, giảng dạy, bồi dưỡng kiến

thức và luôn tạo điều kiện tốt nhất để em hoàn thành luận văn.

Cô TS. Lê Thị Trung đã giảng dạy, tận tình hướng dẫn, truyền đạt kinh nghiệm và

luôn động viên giúp đỡ em trong quá 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

TS. Chung Anh Dũng, cô PGS. TS. BS. Vũ Thị Nhung đã giảng dạy cho em những kiến

thức bổ ích.

Ban Giám hiệu, Phòng Đào tạo Sau đại học, Khoa Sinh học và bộ môn Sinh lý

Thực vật trường ĐH Sư phạm Tp. HCM và trường ĐH Khoa học Tự nhiên - ĐH Quốc

gia Tp. HCM đã tạo điều kiện thuận lợi cho em trong suốt thời gian học tập và làm luận

văn ở trường.

Các Thầy, Cô trong hội đồng đã dành thời gian đọc và đóng góp nhiều ý kiến cho

luận văn của em.

Em Hồ Thị Mỹ Linh đã giúp đỡ và cho mượn dụng cụ, hoá chất để thực hiện thí

nghiệm.

Các cô, chú làm việc tại Viện Khoa học Nông nghiệp miền Nam Việt Nam đã cho em

vật liệu để thực hiện đề tài.

Các anh chị chuyên ngành sinh học thực nghiệm khóa 21, anh Bùi Trọng Duy, các

bạn cùng khóa 22 và các em học viên ở phòng bộ môn Sinh lý Thực vật đã động viên, giúp

đỡ tôi trong thời gian học tập, làm luận văn.

Ban Giám hiệu và tập thể giáo viên tổ Sinh học trường THPT chuyên Hùng

Vương đã giúp đỡ tôi có thời gian hoàn thành chương trình học.

Cuối cùng, con xin chân thành cảm ơn ba mẹ và các anh chị em hai bên gia đình đã

luôn yêu thương, tạo mọi điều kiện cho con học tập. Em cảm ơn anh và con đã luôn bên

cạnh chia sẻ vui buồn trong cuộc sống.

Nguyễn Thị Thanh Phượng

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN ........................................................................................................ 1

LỜI CẢM ƠN .............................................................................................................. 2

MỤC LỤC .................................................................................................................... 3

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT ......................................................................... 5

MỞ ĐẦU ....................................................................................................................... 6

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU .................................................................... 8

1.1. Giới thiệu về cây lúa .................................................................................................... 8

1.1.1. Nguồn gốc cây lúa ................................................................................................... 8

1.1.2. Vị trí phân loại ......................................................................................................... 8

1.1.3. Đặc điểm hình thái cây lúa ...................................................................................... 8

1.2. Sự nảy mầm ................................................................................................................ 11

1.2.1. Sự nảy mầm của hạt lúa ........................................................................................ 11

1.2.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến sự nảy mầm ................................................................ 11

1.2.3. Sinh lý của sự nảy mầm ........................................................................................ 12

1.3. Sự tăng trưởng sớm của cây mầm ............................................................................ 13

1.4. Vai trò của các chất điều hòa tăng trưởng thực vật trong sự nảy mầm và tăng trưởng sớm của cây mầm ................................................................................................. 13

1.4.1. Vai trò của các chất điều hòa tăng trưởng thực vật trong sự nảy mầm ................. 13

1.4.2. Các chất điều hòa tăng trưởng thực vật trong sự tăng trưởng sớm của cây mầm . 15

1.5. Tình hình sản xuất lúa gạo ........................................................................................ 17

1.6. Tình hình nghiên cứu về cây lúa ............................................................................... 18

CHƯƠNG 2: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP .................................................... 20

2.1. Vật liệu ........................................................................................................................ 20

2.1.1. Vật liệu dùng trong nuôi cấy ................................................................................. 20

2.1.2. Vật liệu dùng trong sinh trắc nghiệm: ................................................................... 20

2.2. Phương pháp .............................................................................................................. 20

2.2.1. Đánh giá tính sống của hạt .................................................................................... 20

2.2.2. Khảo sát sự nảy mầm của hạt ................................................................................ 20

2.2.3. Khảo sát giai đoạn tăng trưởng sớm cây mầm lúa ................................................ 23

2.2.4. Quan sát hình thái giải phẫu .................................................................................. 24

2.2.5. Đo cường độ hô hấp, cường độ quang hợp .......................................................... 26

2.2.6. Đo hoạt tính các chất điều hòa tăng trưởng thực vật ............................................. 26

2.2.7. Áp dụng các chất điều hòa tăng trưởng thực vật lên sự nảy mầm và tăng trưởng sớm in vitro của cây lúa ................................................................................................. 30

2.2.8. Áp dụng các chất điều hòa tăng trưởng thực vật lên sự nảy mầm và tăng trưởng sớm của cây lúa trong vườn ươm .................................................................................... 32

2.2.9. Xử lý thống kê ....................................................................................................... 32

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ - THẢO LUẬN ............................................................... 34

3.1. Kết quả ........................................................................................................................ 34

3.1.1. Đánh giá tính sống của hạt .................................................................................... 34

3.1.2. Khảo sát sự nảy mầm của hạt ................................................................................ 34

3.1.3. Giai đoạn tăng trưởng sớm .................................................................................... 46

3.1.4. Quan sát hình thái giải phẫu .................................................................................. 49

3.1.5. Cường độ hô hấp, cường độ quang hợp ................................................................ 58

3.1.6. Hoạt tính các chất điều hòa tăng trưởng thực vật.................................................. 60

3.1.7. Áp dụng các chất điều hòa tăng trưởng thực vật lên sự nảy mầm và tăng trưởng sớm của cây lúa trong điều kiện in vitro ......................................................................... 62

3.1.8. Áp dụng các chất điều hòa tăng trưởng thực vật lên sự nảy mầm và tăng trưởng sớm của cây lúa trong vườn ươm .................................................................................... 71

3.2. Thảo luận .................................................................................................................... 73

3.2.1. Sự nảy mầm của hạt lúa ........................................................................................ 73

3.2.2. Sự tăng trưởng sớm của cây mầm lúa ................................................................... 77

3.2.3. Tác động của các chất điều hòa tăng trưởng thực vật lên sự nảy mầm và tăng trưởng sớm của cây mầm từ hạt lúa trong vườn ươm ..................................................... 78

CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ ............................................................... 80

4.1. Kết luận ....................................................................................................................... 80

4.2. Đề nghị ........................................................................................................................ 80

TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................................ 81

PHỤ LỤC ................................................................................................................... 88

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

ABA Abcisic acid :

: IAA Indol - 3 - acetic acid

: BA Benzyl adenine

: Gibberellic acid GA3

: MS Murashige & Skoog

: FAA Formadehid alcol acid acetic

: ARN Acid ribonucleic

MỞ ĐẦU

Ở Việt Nam, cây lúa là loại cây lương thực quan trọng nhất. Hàng năm, ngành sản

xuất lúa gạo không chỉ đáp ứng cho nhu cầu lương thực trong nước mà còn xuất khẩu đem

lại lợi ích lớn cho kinh tế quốc gia. Cùng với sự phát triển ngành khoa học kỹ thuật nông

nghiệp, cây lúa đi vào ổn định và tiếp tục phát triển theo chiều sâu vừa bảo đảm giữ vững và

tăng năng suất, vừa cải thiện chất lượng hạt gạo để mở rộng thị trường tiêu thụ gạo Việt

Nam trên thế giới.

Giống cây trồng nói chung và hạt giống nói riêng là điều kiện không thể thiếu trong

trồng trọt. Giống lúa Nàng Hương là một trong số ít loại gạo thơm ngon thuộc lúa cổ truyền

hay còn gọi là lúa mùa được người tiêu dùng ngày càng ưa chuộng. Việc áp dụng các tiến

bộ khoa học kỹ thuật góp phần làm tăng năng suất lúa mùa được người trồng lúa quan tâm

sâu sắc. Ngoài việc tìm phương pháp phơi sấy và bảo quản hạt giống, các yếu tố chính ảnh

hưởng đến chất lượng hạt giống như thời gian sinh trưởng, thời gian thu hoạch, trọng lượng

hạt, tỉ lệ nảy mầm của hạt và thời gian tồn trữ sau thu hoạch cũng được quan tâm. Sự nảy

mầm của hạt là một tiêu chuẩn rất quan trọng để đánh giá chất lượng hiệu quả kinh tế mà

cây trồng đem lại.

Chu trình sống của mọi sinh vật đều trải qua ba giai đoạn cơ bản: non trẻ, trưởng

thành và già cỗi. Ở cây lúa, giai đoạn non trẻ chính là giai đoạn mạ. Chăm sóc tốt giai đoạn

này thì cây mạ có sức sống mạnh mẽ, để khi cấy ra ruộng, sinh trưởng và phát triển thành

cây lúa tốt, ruộng lúa tốt.

Với những suy nghĩ trên, chúng tôi chọn đề tài: “Ảnh hưởng của các chất điều hòa

tăng trưởng thực vật trong sự nảy mầm và tăng trưởng sớm của cây mầm từ hạt ở cây

lúa Oryza sativa L. giống Nàng Hương” nhằm mục đích tìm hiểu thêm về ảnh hưởng của

các chất điều hòa tăng trưởng thực vật trong sự nảy mầm của hạt lúa và sự tăng trưởng sớm

của cây mầm lúa, với mong muốn tìm cách rút ngắn thời gian nảy mầm của hạt lúa trong tự

nhiên.

• Nội dung chính của đề tài

Khảo sát sự nảy mầm và tăng trưởng sớm cây mầm in vitro từ hạt lúa trong một số

điều kiện khác nhau.

Khảo sát ảnh hưởng của các chất điều hòa tăng trưởng thực vật lên giai đoạn nảy

mầm và giai đoạn tăng trưởng sớm của cây mầm lúa in vitro.

Sử dụng chất điều hòa tăng trưởng thực vật trong nuôi cấy in vitro để kích thích sự

nảy mầm của hạt lúa.

• Giới hạn – Phạm vi nghiên cứu

Nghiên cứu về sự thay đổi sinh lý của hạt giai đoạn nảy mầm và tăng trưởng sớm (7

ngày tuổi) của cây mầm lúa.

• Ý nghĩa của đề tài

Khoa học: tìm hiểu sự nảy mầm của hạt và giai đoạn tăng trưởng sớm ở cây mầm lúa

dưới ảnh hưởng của các chất điều hòa tăng trưởng thực vật nhằm bổ sung kiến thức phục vụ

công tác nghiên cứu về cây một lá mầm, nhất là đối với lúa trồng.

Thực tiễn: bổ sung kiến thức cho việc giảng dạy.

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1.1. Giới thiệu về cây lúa

1.1.1. Nguồn gốc cây lúa

Lúa (Oryza sativa L.) là một trong năm loại cây lương thực chính của thế giới, cùng

với ngô (Zea mays L.), lúa mì (Triticum sp.), sắn (Manihot esculenta Crantz.) và khoai tây

(Solanum tuberosum L.). Lúa trồng hiện nay gồm hai loài (Oryza sativa L. và Oryza

glaberrima Steud.) trong họ Poacae, có nguồn gốc ở vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới khu vực

Đông nam châu Á và châu Phi (Nguyễn Ngọc Đệ, 2009).

1.1.2. Vị trí phân loại

Theo phân loại học Thực vật, cây lúa thuộc:

Giới: Plantae

Ngành: Magnoliophyta

Lớp: Liliopsida

Bộ: Poales

Họ: Poaceae

Loài: Oryza sativa L.

(Võ Văn Chi, 2007)

1.1.3. Đặc điểm hình thái cây lúa

Lúa là loài thực vật sống một năm, có thể cao tới 1 - 1,8 m, đôi khi cao hơn, với các lá

mỏng và dài 50 - 100 cm. Các hoa nhỏ tự thụ phấn mọc thành các cụm hoa phân nhánh cong

hay rủ xuống, dài 30 - 50 cm. Hạt là loại quả thóc (hạt nhỏ, cứng của các loại cây ngũ cốc)

dài 5 - 12 mm và dày 2 - 3 mm (Trần Văn Đạt, 2010). Cây lúa non được gọi là mạ. Sau khi

ngâm ủ, các hạt thóc nảy mầm được gieo vào ruộng đã cày, bừa kỹ để tạo cây mạ. Sau đó,

mạ được nhổ để cấy lại trong ruộng lúa chính. Bông lúa chín được xay xát để thu hoạch gạo.

Gạo là nguồn lương thực chủ yếu của hơn một nửa dân số thế giới (chủ yếu ở châu Á và

châu Mỹ La tinh), điều này làm cho gạo trở thành loại lương thực được con người tiêu thụ

nhiều nhất (Nguyễn Thị Lang và Bùi Chí Bửu, 2011).

Đối với giống Nàng Hương thì thời gian sinh truởng dài từ 147 đến 155 ngày, có tính

cảm quang, trổ vào tháng 11 hoặc tháng 12 tùy theo quần thể. Chiều cao cây 164 cm, có

quần thể cao 160 - 180 cm, nếu gieo trồng hoàn toàn trong mùa mưa, không cấy lấp vụ hè

thu. Ðộ dài bông 30 cm. Số hạt chắc trên bông là 200 hạt, hạt dài 6,4 mm. Tỷ lệ dài/ rộng

của hạt là 3,10. Tán lá dài, rủ, xòe, nhánh trung bình. Mùi thơm nhẹ cấp 5, mềm cơm, dẻo

hoặc mùi thơm khá nặng tuỳ thuộc và thổ nhưỡng. Tuy nhiên giống này có độ bạc bụng cấp

9; Hàm lượng amylose lúc mới gặt thấp hơn 20 %, hàm lượng amylose tăng theo thời gian

bảo quản, lúa cũ có amylose cao hơn 20 - 23 %, thuộc nhóm cơm mềm; Năng suất từ 3 - 3,2

tấn/ha. Là một trong ít giống lúa thơm được ưa chuộng (Nguyễn Thị Lang và Bùi Chí Bửu,

2011).

1.1.3.1. Rễ lúa

Rễ lúa là rễ chùm. Rễ mọc ra đầu tiên khi hạt lúa nảy mầm gọi là rễ mầm. Thường mỗi

hạt lúa chỉ có một rễ mầm. Rễ mầm không ăn sâu, ít phân nhánh, chỉ có lông ngắn, thường

dài khoảng 10 - 15 cm. Rễ mầm giữ nhiệm vụ chủ yếu là hút nước cung cấp cho phôi phát

triển và sẽ chết sau 10 - 15 ngày, lúc cây mạ được 3 - 4 lá. Rễ mầm còn có nhiệm vụ

giúp hạt lúa bám vào đất khi gieo sạ trên đồng. Các rễ thứ cấp có thể mọc ra khi rễ mầm bị

thiệt hại. Các rễ thứ cấp mọc ra từ các đốt thân còn gọi là rễ phụ hay rễ bất định (Vũ Văn

Hiển và Nguyễn Văn Hoan, 1999; Nguyễn Ngọc Đệ, 2009).

1.1.3.2. Thân lúa

Thân lúa gồm các bẹ lá kết lại với nhau tạo thành thân giả, các lóng kế tiếp nhau tạo

thành thân thật. Thời kỳ con gái thân nhìn thấy trên mặt đất là thân giả thường dẹp và xốp,

thân thật chỉ hình thành từ khi cây lúa vươn lóng, phần cuối của thân thật là bông lúa (Vũ

Văn Hiển và Nguyễn Văn Hoan, 1999).

1.1.3.3. Lá lúa

Lúa là cây đơn tử diệp (một lá mầm). Lá lúa mọc đối ở hai bên thân lúa, lá ra sau nằm

về phía đối diện với lá trước đó. Trên một nhánh lúa, các lá lúa sắp xếp kế tục và so le. Lá

trên cùng (lá cuối cùng trước khi trổ bông) gọi là lá cờ hay lá đòng (Vũ Văn Hiển và

Nguyễn Văn Hoan, 1999; Nguyễn Ngọc Đệ, 2009). Khi hạt lúa mới nảy mầm, lá ra đầu tiên

là lá bao (Đinh Văn Lữ, 1978). Lá lúa hoàn chỉnh gồm phiến lá, bẹ lá, cổ lá, tai lá và thìa lá

(lưỡi lá) (Vũ Văn Hiển và Nguyễn Văn Hoan, 1999). Phiến lá gồm một gân chính ở giữa và

nhiều gân song song chạy từ cổ lá đến chót lá. Mặt trên phiến lá có nhiều lông để hạn chế

thoát hơi nước và điều hòa nhiệt độ (Nguyễn Ngọc Đệ, 2009).

Bẹ lá là phần ôm lấy thân lúa. Giống lúa nào có bẹ lá ôm sát thân thì cây lúa đứng

vững khó đổ ngã hơn. Bẹ lá có nhiều khoảng trống nối liền các khí khổng ở phiến lá thông

với thân và rễ, dẫn khí từ trên lá xuống rễ giúp rễ có thể hô hấp trong điều kiện ngập nước.

Màu sắc của bẹ lá thay đổi tùy theo giống lúa, từ màu xanh nhạt, xanh đậm sang tím nhạt và

tím (Nguyễn Ngọc Đệ, 2009).

Cổ lá là phần nối tiếp giữa phiến lá và bẹ lá. Cổ lá to hay nhỏ ảnh hưởng tới góc độ

của phiến lá. Cổ lá càng nhỏ, góc lá càng hẹp, lá lúa càng thẳng đứng và càng thuận lợi cho

việc sử dụng ánh sáng mặt trời để quang hợp (Nguyễn Ngọc Đệ, 2009). Tai lá là phần kéo

dài của mép phiến lá có hình lông chim uốn cong hình chữ C ở hai bên cổ lá. Tai lá là bộ

phận đặc trưng của cây lúa, tai lá có màu xanh hay vàng, đôi khi có màu tím. Khi cây lúa về

già tai lá bị rụng đi (Vũ Văn Hiển và Nguyễn Văn Hoan, 1999). Thìa lá là phần kéo dài của

bẹ lá, ôm lấy thân, ở cuối chẻ đôi. Độ lớn và màu sắc của tai lá và thìa lá khác nhau tùy theo

giống lúa. Đây là hai bộ phận đặc thù để phân biệt cây lúa với các cây cỏ khác thuộc họ Hòa

thảo (ở cây cỏ không có đủ hai bộ phận này) (Nguyễn Ngọc Đệ, 2009).

1.1.3.4. Bông lúa

Sau khi ra đủ số lá nhất định thì cây lúa sẽ trổ bông. Bông lúa là loại phát hoa chùm

gồm một trục bông chính mang nhiều nhánh gié bậc nhất (trung bình có khoảng 7 - 10 gié

bậc nhất), bậc hai (trung bình có khoảng 15 - 20 gié bậc hai) và đôi khi có nhánh gié bậc ba.

Hoa lúa được mang bởi một cuống hoa ngắn mọc ra từng nhánh gié này. Bông lúa có nhiều

dạng: bông túm hoặc xòe (do các nhánh gié bậc nhất tạo với trục bông một góc nhỏ hay

lớn), đóng hạt thưa hay dày, cổ hở hay cổ kín (cổ bông thoát ra khỏi bẹ lá cờ hay không) tùy

đặc tính giống và điều kiện môi trường (Nguyễn Văn Hoan, 2008; Nguyễn Ngọc Đệ, 2009).

1.1.3.5. Hạt lúa

Hạt lúa về bản chất là một quả khô, gồm ba phần chính là phôi, nội nhũ và vỏ bì (vỏ

hạt và vỏ quả). Phôi và nội nhũ là sản phẩm của quá trình thụ tinh kép (Evers và Millar,

2002). Nội nhũ được bao bọc lớp vỏ cám, có ba loại tế bào là nội nhũ tinh bột, lớp tế bào

chuyển nội nhũ cơ bản (scutelar) và lớp aleurone. Khi hạt trưởng thành thì nội nhũ tinh bột

là cấu trúc chết, gồm các tế bào vách mỏng chứa đầy các hạt tinh bột. Lớp aleurone gồm

một hoặc vài lớp tế bào đơn bao quanh nội nhũ tinh bột và phôi (Olsen, 2001). Tế bào

aleurone chứa protein, lipid, vitamin và khoáng chất với nồng độ cao (Bethke và cs., 1998),

có vai trò bảo vệ nội nhũ giàu chất dinh dưỡng bằng cách tạo một loạt ức chế và các protein

bảo vệ như PR - 4 (Jerkovic và cs., 2010). Trong quá trình phát triển hạt, có sự hình thành

lớp tế bào chuyển nội nhũ (scutelar) có vai trò tích cực trong vận chuyển chất dinh dưỡng

được hấp thu từ cây mẹ vào nội nhũ tinh bột và phôi bằng con đường tế bào chất hoặc con

đường gian bào (Hueros và cs., 1999; Wang và cs., 2012).

Lớp thuẫn là lá mầm duy nhất trong phôi của cây một lá mầm (Barthole và cs., 2012).

Nội nhũ là bộ phận dinh dưỡng để nuôi phôi và khi hạt nảy mầm thì cung cấp dinh dưỡng

cho phôi phát triển thành cây lúa non. Phôi ở phía cuống của hạt lúa, khi nảy mầm thì phôi

phát triển thành mầm và rễ để bắt đầu một chu kỳ mới của cây lúa (Bùi Chí Bửu và Nguyễn

Thị Lang, 2003).

1.2. Sự nảy mầm

Sự nảy mầm là toàn bộ quá trình bắt đầu từ sự tái hấp thu nước của hạt cho tới sự lú rễ

mầm ra khỏi hạt. Các đặc tính quan trọng nhất của sự nảy mầm là hấp thu nước mạnh, hoạt

tính biến dưỡng mạnh và phát sinh nhiệt mạnh (Bùi Trang Việt, 2000).

1.2.1. Sự nảy mầm của hạt lúa

Trong điều kiện đầy đủ độ ẩm, nhiệt độ thích hợp, đủ ánh sáng, hạt lúa có thể nảy

mầm sau 50 giờ. Sau khi hút no nước, phôi chuyển từ trạng thái ngủ sang trạng thái hoạt

động và hình thành mô rễ thứ cấp (coleorhiza). Mô rễ thứ cấp phá vỡ vỏ trấu vươn ra ngoài

(Nguyễn Văn Hoan, 2008).

1.2.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến sự nảy mầm

Độ ẩm cần thiết cho sự nảy mầm. Nước làm mềm vỏ hạt nên hạt dễ thấm oxygen và

carbon dioxide, đồng thời nước làm tan các chất dự trữ và giúp chúng đi vào phản ứng biến

thoái. Nước lôi các chất ức chế nảy mầm ra khỏi hạt (Mai Trần Ngọc Tiếng, 2001). Để nảy

mầm, hạt lúa giống phải hút nước bão hòa khoảng 35 - 40 % khối lượng của hạt (Nguyễn

Văn Hoan, 2008).

Xử lý nhiệt khô cho hạt để kiểm soát các yếu tố liên quan đến sức sống như mầm

bệnh, virut, vi khuẩn và để phá vỡ ngủ hạt giống (Zhang, 1990). Xử lý nhiệt độ cao làm

giảm khả năng phát triển hạt giống và sức sống cây con, tuy nhiên đối với các hạt ngũ cốc

thì có hiệu quả trong việc phá sự ngủ, thúc đẩy nảy mầm của hạt và tăng sức sống cây con

trong điều kiện bất lợi (Lee và cs., 2002). Nhiệt độ ảnh hưởng hoạt tính của enzyme. Ở nhiệt

độ thấp, có sự thủy phân protein thành các acid amin và amid, thuận lợi cho việc hấp thu

nước. Nhiệt độ tối ưu cho hạt lúa giống nảy mầm là 30 - 32 oC (Nguyễn Văn Hoan, 2008).

Nảy mầm là quá trình thu nhiệt tiêu thụ nhiều năng lượng. Ngoại trừ một số loài, điều

kiện kị khí ức chế sự nảy mầm, oxygen là tuyệt đối cần thiết. Lượng oxygen cần thiết cho

hạt nảy mầm để hạt hô hấp hiếu khí, tạo năng lượng, đồng thời oxy hóa các chất ức chế phôi

tăng trưởng (Bùi Trang Việt, 2000; Nguyễn Như Khanh, 2007).

Ánh sáng cảm ứng hay cản sự nảy mầm, tùy loài. Tia đỏ (R, 580 - 660 nm) kích thích

sản xuất gibberellin trong sự nảy mầm của hạt thuốc lá, rau diếp và Arabidopsis (Toyomasu,

1998; Yamaguchi, 2001).

Chất dự trữ trong hạt là nguồn dinh dưỡng để nuôi cây mầm. Nội nhũ hạt lúa đủ lớn,

chứa đủ chất dinh dưỡng dự trữ thì phôi có thể chuyển thành cây mầm khỏe mạnh (Nguyễn

Ngọc Đệ, 2009).

Vỏ trấu có chứa hợp chất allelopathic ngăn chặn sự nảy mầm bằng cách ngăn chặn

chất dinh dưỡng dự trữ và phân chia tế bào, do đó giảm sự phát triển lông hút và rễ mầm

của nhiều loài cây trồng (Tobe và cs., 2000; Kayode và Ayeni, 2009).

1.2.3. Sinh lý của sự nảy mầm

Sự nảy mầm bắt đầu là giai đoạn thu nước (6 - 12 giờ tùy loại hạt), ban đầu hạt khô

nhanh chóng hấp thu nước (giai đoạn I) cho đến khi hạt hoàn toàn ngậm nước. Tiếp theo

giai đoạn II là khoảng thời gian hạn chế sự hấp thu nước, đối với hạt giống không hoạt động

hoặc chết thì giai đoạn này sẽ không thay đổi. Giai đoạn nảy mầm theo nghĩa hẹp kéo dài

khoảng 12 - 48 giờ, trong giai đoạn này thì sự gia tăng hấp thụ nước. Sự nảy mầm khi rễ

mầm lú ra khỏi vỏ hạt và giai đoạn tăng trưởng của cây mầm đến khi cây mầm tự dưỡng và

sự nảy mầm kết thúc (Bùi Trang Việt, 2000; Nonogaki và cs., 2010). Trong các giai đoạn I

và II, hạt giống có sự thay đổi chuyển hóa lớn chuẩn bị cho sự phát triển kéo dài rễ mầm

(Nonogaki và cs., 2010).

Trong thời gian nảy mầm, lớp thuẫn thay đổi hình thái, tế bào to lên làm trọng lượng

tươi tăng dần, tế bào biểu mô hơi kéo dài và các tế bào xếp dày đặc không có khoảng gian

bào (Bewley, 1997). Trong giai đoạn hấp thu nước, tế bào biểu mô của lớp thuẫn chuyển từ

trạng thái ngủ sang trạng thái hoạt động qua một số biểu hiện như lưới nội chất xuất hiện

trong tất cả các tế bào, gia tăng số lượng ty thể, bột lạp, bộ máy Golgi… (Dausant và cs.,

1982).

Các ARN được lưu trữ trong phôi trưởng thành sẽ hoạt động trong thời gian nảy mầm.

Ở cây Arabidopsis, hoạt động tổng hợp protein thấp trong 8 giờ đầu tiên của giai đoạn hấp

thu nước, sau đó tăng mạnh và đạt mức tối đa trong thời gian từ 8 đến 24 giờ (Jiménez -

López và cs., 2011).

Glucose là sản phẩm chủ yếu được tạo ra trong trong quá trình nảy mầm của hạt lúa

(Oryza sativa L., IR8). Hàm lượng glucose tăng nhanh ngay sau ngày đầu tiên của nảy

mầm. Quá trình nảy mầm làm thay đổi đặc tính hóa lý, cấu trúc hạt tinh bột từ dạng đặc

trưng với bề mặt rất mịn, đóng gói dày đặc trong hạt khô trở thành những mảnh vỡ mất bề

mặt nhẵn ban đầu sau nảy mầm hai đến bốn ngày (Moongngarm, 2011). Trong điều kiện

bình thường, hoạt động của amylase và protease mạnh nhất vào ngày thứ sáu của quá trình

nảy mầm. Nếu hạt lúa được xử lý acid gibberellic 0,12 mM thì amylase hoạt động mạnh

nhất vào ngày thứ năm, và protease vào ngày thứ ba (Evelyn và Bienvenido, 1972).

1.3. Sự tăng trưởng sớm của cây mầm

Khi hạt nảy mầm thì rễ mầm (radicle) xuất hiện trước, sau đó đến thân mầm. Thân

mầm được bao bọc bởi một lá bao mầm (diệp tiêu), dài khoảng 1 cm. Kế đó, lá đầu tiên xuất

hiện, gọi là lá thứ nhất hay lá không hoàn toàn. Sau đó đến lá thứ hai, lá này có đầy đủ phiến

lá và bẹ lá nhưng phiến lá nhỏ và có hình mũi viết rất đặc thù, dài khoảng 2 - 3 cm (Nguyễn

Ngọc Đệ, 2009). Cây mầm có một lá mới hoàn chỉnh gọi là cây mạ. Sau 125 giờ từ hạt lúa

giống đã chuyển thành cây mạ có 2 lá thật (Nguyễn Văn Hoan, 2008).

Phát triển hoàn chỉnh hệ thống rễ sơ cấp trải qua bảy giai đoạn: (1) thành lập các tế bào

sơ khởi; (2) và (3) tế bào phân chia cho lớp biểu bì và nội bì; (4) hình thành vỏ (cortex); (5)

xuất hiện các bó mạch trong khu vực trung trụ; (6) bắt đầu sự kéo dài tế bào và không bào;

(7) hình thành hệ thống sơ khởi rễ hoàn chỉnh (Kamiya và cs., 2003a).

1.4. Vai trò của các chất điều hòa tăng trưởng thực vật trong sự nảy mầm và

tăng trưởng sớm của cây mầm

1.4.1. Vai trò của các chất điều hòa tăng trưởng thực vật trong sự nảy mầm

Các chất điều hòa tăng trưởng thực vật đóng vai trò quan trọng trong việc điều chỉnh

quá trình kéo dài tế bào, cơ quan. Acid abscisic duy trì trạng thái ngủ của hạt, ngược với

gibberellin và ethylene. Có sự tương tác giữa acid abscisic và gibberellin để điều chỉnh quá

trình nảy mầm của hạt (Holdsworth và cs., 2008; Kucera và cs., 2005; Linkies và cs., 2009).

Trong quá trình nảy mầm của hạt, lượng acid abscisic giảm, hoạt tính cytokinin và đặc

biệt là gibberellin tăng đến trị số cao nhất. Trong đó, acid abscisic đóng vai trò ngăn cản,

cytokinin đóng vai trò cho phép và gibberellin đóng vai trò chủ đạo kích thích hạt nảy mầm

(Nguyễn Như Khanh, 2007). Nếu có mặt chất kìm hãm thì đồng thời phải có cả cytokinin và

gibberellin để trung hòa chất kìm hãm đó. Đối với các hạt giống có tính ngủ nghỉ cao rất cần

thiết phải phá ngủ theo cơ chế hormone thực vật. Các chế phẩm có chứa acid gibberellic

(GA3) nồng độ 8 - 10 ppm có tác dụng phá ngủ rất hữu hiệu (McDonald và Copeland,

1985).

1.4.1.1. Auxin

Hầu hết các mô thực vật đều có khả năng tổng hợp auxin ở nồng độ thấp. Mô phân

sinh ngọn chồi, lá non, trái và hạt là những nơi tổng hợp auxin (nơi có sự phân chia tế bào

nhanh), sau đó auxin di chuyển tới rễ và được tích tụ trong rễ (Bùi Trang Việt, 2000, Kucera

và cs., 2005).

Auxin kích thích mạnh sự kéo dài tế bào diệp tiêu và tế bào vùng kéo dài dưới ngọn

của thân, nhờ giúp sự hấp thụ các chất khoáng hòa tan (Taiz và Zeiger, 2010). Auxin đóng

vai trò quan trọng trong quá trình phát sinh hình thái. Đặc tính di chuyển và hiệu ứng theo

nồng độ của auxin quyết định chiều hướng và tính hữu cực trong sự phát sinh cơ quan

(Paula, 2010). Auxin ở nồng độ cao kích thích sự tạo sơ khởi rễ nhưng cản sự tăng trưởng

của các sơ khởi rễ này. Trong sự tạo rễ, auxin cần phối hợp với các vitamin (như thiamin mà

rễ không tổng hợp được), acid amin (như arginin), và nhất là các hợp chất ortho - diphenolic

(như acid cafeic, acid chlorogenic) (Bùi Trang Việt, 2000).

1.4.1.2. Gibberellin

Gibberellin từ phôi cảm ứng sự tổng hợp α - amylase (ở cấp độ phiên mã) trong các

lớp aleurone của hạt ngũ cốc (Jacobsen và cs., 1995). Gibberellin gỡ bỏ sự ngủ và thúc đẩy

sự nảy mầm của các hạt giống ngủ (Koornneef, 2002; Leubner và Metzger, 2003).

Ở thuốc lá và rau diếp, gibberellin phá bỏ sự ngủ của hạt, thúc đẩy sự vỡ của vỏ hạt và

nội nhũ, tăng cường β - glucose trong nội nhũ và chống lại các hoạt động ức chế của acid

abscisic trong hạt đang nảy mầm (Toyomasu, 1998; Yamaguchi, 2001). Xử lý acid

gibberellic (GA3) trên hạt lúa với nồng độ 60 mg/l trong 36 giờ có hiệu quả trong việc phá vỡ hạt giống ngủ tương đương với sử dụng buồng lưu thông khí ở 40 oC trong bảy ngày

(Antônio và cs., 2002).

1.4.1.3. Cytokinin

Hoạt động của cytokinin được xác định trong hạt thóc khô trưởng thành, trong nội nhũ

và mô phôi ở 96 giờ sau khi nảy mầm. Cytokinin hoạt động thấp trong giai đoạn đầu của

quá trình nảy mầm. Hoạt động của cytokinin trong nội nhũ cao hơn trong phôi hợp tử trong

24 giờ đầu tiên sau khi nảy mầm chứng tỏ nội nhũ có thể cung cấp cytokinin cho đến khi

phôi hợp tử tự tổng hợp cytokinin riêng cho mình (Shyamali và cs., 1983). Cytokinin nội

sinh tham gia vào việc phát triển của rễ và nảy mầm phôi hạt giống lúa (Yuan và cs., 2008).

1.4.1.4. Acid abscisic

Theo Lincoln và cs., (2006), hai pha muộn sản xuất ra các hạt có thể phát triển khi có

các nguồn tương ứng cần cho nảy mầm. Hàm lượng acid abscisic của hạt rất thấp trong phát

sinh phôi sớm, đạt đến cực đại tại khoảng thời gian giữa, sau đó giảm dần đến mức thấp

nhất khi hạt chuẩn bị nảy mầm. Các nghiên cứu di truyền trên các thể đột biến thiếu acid

abscisic ở cây Arabidopsis đã chỉ ra rằng, kiểu gen của hợp tử kiểm soát sự tổng hợp acid

abscisic trong phôi và nội nhũ đóng vai trò chủ đạo cảm ứng trạng thái ngủ. Khi có sự thấm

nước, với hàm lượng acid abscisic thấp thì hạt nảy mầm. Acid abscisic cản sự nảy mầm của

hạt nhưng kích thích sự tăng trưởng của phôi non và sự tích tụ các chất dự trữ (Birgit,

2005).

Trong quá trình nảy mầm của hạt lúa, acid abscisic ức chế sự thủy phân chất dự trữ

tinh bột (Zhu và cs., 2009). Ngoài ra, acid abscisic đóng vai trò quan trọng trong sự ngủ của

hạt giống, phát triển phôi hợp tử và thích ứng với môi trường stress (Hu và cs., 2010).

1.4.2. Các chất điều hòa tăng trưởng thực vật trong sự tăng trưởng sớm của cây

mầm

1.4.2.1. Auxin

Auxin rất cần thiết cho sự phân chia và tăng trưởng của tế bào nên nó có vai trò quan

trọng trong sự phát sinh hình thái thực vật. Auxin kích thích kéo dài các phân đoạn đỉnh của

thân mầm cây lúa trong bốn giờ đầu tiên của sự nảy mầm (Breviario và cs.,1992). Auxin

kích thích mạnh sự kéo dài tế bào diệp tiêu và vùng kéo dài dưới ngọn của thân. Sự kéo dài

tế bào rễ cần nồng độ thấp hơn nhiều so với tế bào thân (Paula, 2010). Nồng độ của auxin

cao khởi động sự hình thành các rễ nhánh ở cây hai lá mầm và rễ phụ, rễ bên ở cây một lá

mầm (Hochholdinger và cs., 2000).

Auxin kích thích rất mạnh sự phân chia tế bào tượng tầng (tầng phát sinh libe - mộc)

nhưng hầu như không tác động trên mô phân sinh sơ cấp. Ở nồng độ cao, auxin kích thích

sự tạo mô sẹo từ các tế bào sống, cảm ứng trực tiếp sự phân hóa tế bào nhu mô thành các tổ

chức mô dẫn (Bùi Trang Việt, 2000).

1.4.2.2. Gibberellin

Gibberellin hoạt động trong sự kéo dài tế bào, kéo dài lóng và tăng trưởng lá, có hoạt

động bổ sung cho auxin. Thông thường, gibberellin làm tăng hàm lượng auxin trong mô mà

chúng kích thích. Acid gibberellic là gibberellin được sử dụng nhiều nhất trong các loại

gibberellin, có tác dụng kích thích sự tăng trưởng của tế bào ở nồng độ rất thấp (Bùi Trang

Việt, 2000).

Gibberellin kích thích sự dãn dài nhanh của lóng 25 cm/ ngày ở cây lúa nước (Taiz và

Zeiger, 2010). Hai giờ đầu sau xử lý gibberellin làm gia tăng khoảng 90 % chiều dài trong

sinh trưởng của tế bào (Kende và cs., 1998).

Sau khi xử lý acid gibberellic, cây mạ lúa NN - 8 vống lên và tích lũy nhiều auxin hơn

so với đối chứng không xử lý acid gibberellic (Nguyễn Như Khanh, 1994). Gibberellin

không hiện diện trong mô khi thiếu vắng hoàn toàn auxin và tác động của gibberellin đến sự

sinh trưởng có thể phụ thuộc vào sự acid hóa vách tế bào được auxin cảm ứng (Taiz và

Zeiger, 2010).

1.4.2.3. Cytokinin

Cytokinin khởi động sự dãn dài tế bào trong các lá mầm, kích thích sự phân chia tế

bào với điều kiện có auxin (Bùi Trang Việt, 2000; Taiz và Zeiger, 2010). Cytokinin tác

động trên cả hai bước của sự phân chia tế bào: phân nhân và phân bào, do có khả năng hoạt

hóa mạnh mẽ sự tổng hợp acid nucleic và protein (Bùi Trang Việt, 2000; Vũ Văn Vụ và cs.,

2008).

Cytokinin có vai trò chính trong điều tiết sự tăng trưởng và phát triển bao gồm cả phân

chia tế bào, kích thích sự gia tăng kích thước tế bào lá trưởng thành, ưu tính ngọn, tạo được

rễ bên, tính chống chịu stress và tín hiệu dinh dưỡng cho cây (Argueso và cs., 2009; Bùi

Trang Việt, 2000). Mô phân sinh ngọn rễ là nơi tổng hợp chủ yếu các cytokinin tự do cho cả

cơ thể thực vật. Ở rễ, cytokinin cản sự kéo dài nhưng kích thích tăng rộng tế bào. Cytokinin

ngăn cản sự lão hóa, thúc đẩy sự trưởng thành của lục lạp và là nhân tố chính điều khiển quá

trình tái sinh mạch giúp cho sự tạo chồi (Taiz và Zeiger, 2010).

1.4.2.4. Acid abscisic

Acid abscisic được tổng hợp ở hầu hết các bộ phận của cây như rễ, lá, hoa, quả, hạt, củ

và tích lũy nhiều ở các cơ quan già, các cơ quan đang ngủ nghỉ, cơ quan sắp rụng. Acid

abscisic được vận chuyển trong cây theo phloem hoặc xylem. Acid abscisic là một chất ức

chế sinh trưởng rất mạnh nhưng không gây hậu quả độc ở nồng độ cao. Khi cây thiếu nước,

hàm lượng acid abscisic tăng nhanh trong lá, làm khí khổng nhanh chóng đóng lại và giảm

ngay sự thoát hơi nước (Bùi Trang Việt, 2000).

Acid abscisic được xem là nhân tố kìm hãm sự tăng trưởng của thực vật. Tuy nhiên,

cũng như những hormone thực vật khác, tác động kích thích hay kìm hãm quá trình sinh lý

của acid abscisic còn tùy thuộc vào nồng độ xử lý, sự tương tác của acid abscisic với những

hormone khác. Acid abscisic kích thích sự rụng nhưng không phải là chất chủ yếu (Vũ Văn

Vụ và cs., 2008).

1.5. Tình hình sản xuất lúa gạo

Từ năm 2000 trở đi, diện tích trồng lúa trên thế giới có rất nhiều biến động và có xu

hướng giảm dần. Diện tích tập trung chủ yếu ở các nước châu Á. Việt Nam đứng vào nhóm

20 nước có năng suất cao và vượt trội trong khu vực Đông Nam Á. Các quốc gia đứng đầu

về sản lượng lúa theo thứ tự là Trung Quốc, Ấn Độ, Indonesia, Bangladesh, Việt Nam, Thái

Lan và Myanmar. Trong đó Thái Lan, Việt Nam là những nước xuất khẩu gạo đứng hàng

đầu thế giới (Nguyễn Ngọc Đệ, 2009).

Việt Nam là nước có tiềm năng lớn về cây lúa. Sưu tập tại viện lúa đồng bằng sông

Cửu Long có hơn 1800 mẫu giống và hàng trăm quần thể lúa hoang (Trần Thị Bích Trinh và

cs., 2000). Năm 1982, Việt Nam đã chuyển từ nước phải nhập khẩu hàng năm sang tự túc

được lương thực và xuất khẩu hàng thứ hai thế giới. Thị trường xuất khẩu gạo của Việt Nam

là các quốc gia Đông Nam Á (khoảng 40 - 50 %) và các nước châu Phi (khoảng 20 - 30 %).

Về giá cả, gạo Việt Nam dần dần được nâng lên tương đương với giá gạo Thái Lan. Vào

năm 2005, tổng diện tích trồng lúa ở Việt Nam đạt 7,3 triệu ha với sản lượng 35,79 triệu tấn,

năng suất trung bình 4,89 tấn/ha. Riêng ở đồng bằng sông Cửu Long, năng suất bình quân

cả năm đã gia tăng từ 2,28 tấn/ ha/ vụ trong năm 1980 lên 4,8 tấn/ ha/ vụ năm 2004. Đồng

bằng sông Cửu Long chiếm 53,4 % về diện tích trồng lúa và 50,5 % về sản lượng lúa gạo

của cả nước. Hơn 80 % sản lượng gạo xuất khẩu gạo hàng năm là từ đồng bằng sông Cửu

Long (Nguyễn Ngọc Đệ, 2009).

Thương mại gạo toàn cầu dự kiến sẽ tăng 2,9 % mỗi năm từ 2012 đến 2021. Năm

2021, gạo toàn cầu sẽ đạt 45 triệu tấn, tăng 42 % so với kỷ lục năm 2007. Các yếu tố chính

cho sự tăng mạnh này là nhờ mở rộng thương mại toàn cầu, sự tăng trưởng ổn định trong

nhu cầu của việc dân số tiếp tục tăng. Thái Lan và Việt Nam là hai Quốc gia có lượng xuất

khẩu gạo lớn nhất thế giới, chiếm hơn 45 % kim ngạch xuất khẩu thế giới và tăng trưởng

hơn 50 % của thế giới trong thập kỷ tới. Xuất khẩu của Thái Lan tăng 4,1 triệu tấn, hơn 14

triệu vào năm 2021. Diện tích trồng lúa và sản lượng dự kiến sẽ tăng ở Thái Lan. Việt Nam

tăng từ 6,5 đến 8,1 triệu tấn (USDA, 2012).

Mục tiêu chung của việc sản xuất lúa gạo nước ta hiện nay là phát triển giống lúa đáp

ứng cả hai yêu cầu về an toàn lương thực và có khả năng cạnh tranh cao vè chất lượng nông

sản, gia tăng thu nhập cho người trồng lúa. Cụ thể là phát triển giống lúa có năng suất cao

và ổn định, hướng lâu dài đạt hơn 8 đến 10 tấn/ ha/ vụ đồng thời phát triển giống lúa có

phẩm chất gạo ngon, đáp ứng thị hiếu thị trường nội địa và xuất khẩu, thỏa mãn nhu cầu tiêu

dùng ngày càng cao, sản xuất phát triển bền vững (Nguyễn Thị Lang và Bùi Chí Bửu,

2011).

1.6. Tình hình nghiên cứu về cây lúa

Hiện nay trên thế giới, nhất là ở các quốc gia châu Á đang hướng tới việc nghiên cứu

các phương pháp nhằm nâng cao chất lượng và phát triển cây lúa trong điều kiện bình

thường và bất lợi. Áp dụng đối với các hạt giống sau khi thu hoạch nhưng trước khi gieo

trồng, rút ngắn thời gian nảy mầm, nâng cao tỉ lệ nảy mầm, cải thiện sự phát triển cây mầm

hoặc tạo điều kiện môi trường tối ưu để gieo trồng cây con bằng cách tạo độ ẩm thích hợp,

sử dụng các chất điều hòa tăng trưởng thực vật, xử lý nhiệt ẩm và gần đây nhất là xử lý

nhiệt khô (Lee và cs., 2002; Uneo và Miyoshi, 2005; Yari và cs., 2012) Các phương pháp

được nghiên cứu hiện nay để tăng cường sức sống của hạt lúa chủ yếu là tạo điều kiện bất

lợi cho hạt lúa giống quen dần trước khi gieo, tạo stress nước, stress muối, dùng các chất

cảm ứng để tổng hợp hydrolase chẳng hạn như amylase, lipase, protease và chất chống oxy

hóa như catalases, superoxide dismutase và peroxidase (Barthole và cs., 2012; Jerkovic và

cs., 2010).

Ở Việt Nam đã có nhiều công trình nghiên cứu ứng dụng và tìm hiểu khả năng chống

chịu của cây lúa trong các điều kiện bất lợi môi trường. Áp dụng công nghệ tế bào thực vật

vào việc chọn dòng chịu nóng ở lúa; sự phát triển cây mầm lúa trong điều kiện ngập úng,

stress nước; sự biến động ở một số đặc điểm nông sinh học và khả năng kháng bệnh đạo ôn

của các dòng lúa chọn lọc từ mô kháng dịch nấm đạo ôn; nghiên cứu kiểm tra tính chịu hạn

ở một số dòng lúa lai được chọn lọc dựa vào chỉ thị phân tử STS liên quan đến tính chịu hạn

ở lúa (Nguyễn Thị Lang và Bùi Chí Bửu, 2011).

CHƯƠNG 2: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP

2.1. Vật liệu

2.1.1. Vật liệu dùng trong nuôi cấy

Hạt giống lúa Oryza sativa L. giống Nàng Hương, nguồn từ Viện Khoa học Kỹ thuật Nông

nghiệp miền Nam.

2.1.2. Vật liệu dùng trong sinh trắc nghiệm:

Hạt lúa (Oryza sativa L.) giống Nàng Thơm Chợ Đào.

Hạt dưa leo (Cucumis sativus L.).

Hạt xà lách (Lactuca sativa L.).

2.2. Phương pháp

2.2.1. Đánh giá tính sống của hạt

Mô phôi hạt sống bắt màu đỏ khi ngâm trong dung dịch TTC 0,1 % (2,3,5 - triphenyl

- 2H - tetrazolium chloride).

Ngâm hạt trong nước 8 giờ (hạt bão hòa nước). Cắt hạt theo chiều dọc (cắt dọc phôi), sau đó cho hạt tiếp xúc với dung dịch TTC 0,1 % ở nhiệt độ 32 ± 2 oC. Thí nghiệm được tiến hành với hai nghiệm thức là hạt bảo quản ở nhiệt độ 10 ± 2 oC hay ở nhiệt độ phòng 32 ± 2 oC để trong bình hút ẩm. Mỗi cốc sứ cho vào 20 hạt (hạt được lấy một cách ngẫu nhiên).

Tỉ lệ mô sống của hạt được đánh giá sau 24 giờ (George, 1940).

Thí nghiệm với ba lần lặp lại, mỗi lần 20 hạt.

2.2.2. Khảo sát sự nảy mầm của hạt

2.2.2.1. Khử trùng hạt

Dùng dung dịch sodium hypochloride (NaOCl) 8 % và calcium hypochloride

(Ca(OCl)2) 10 % để khử trùng hạt trong 10, 20 và 30 phút.

Hạt lúa được bóc vỏ cho vào Erlen, rửa sạch dưới vòi nước 5 phút, rửa bằng Javel 1 phút, rửa lại bằng nước cất ba lần. Lắc hạt trong cồn 70o trong 1 phút, rửa lại bằng nước cất

ba lần. Tiếp tục khử trùng hạt bằng dung dịch NaOCl 8 % hoặc Ca(OCl)2 10 % trong các

khoảng thời gian khác nhau. Rửa sạch dung dịch khử trùng bằng nước cất vô trùng bốn lần.

Gieo hạt trên đĩa Petri có giấy thấm với 15 ml nước cất. Sau ba ngày tính tỉ lệ hạt sống và

không nhiễm.

Thí nghiệm với ba lần lặp lại, mỗi lần 20 hạt.

2.2.2.2. Khảo sát sự thay đổi trọng lượng tươi của hạt trong giai đoạn nảy mầm

Hạt lúa được bóc vỏ, cân 50 hạt trước khi đem gieo ẩm. Gieo hạt trên một tờ giấy

thấm quấn ba tấm lam ở giữa đặt trong đĩa Petri, cho vào 15ml nước cất.

Thí nghiệm được thực hiện với bốn nghiệm thức là điều kiện nhiệt độ phòng thí nghiệm 32 ± 2 oC (nhiệt độ được đo bằng nhiệt kế lúc 9 giờ, 13 giờ và 16 giờ trong ngày) và

ánh sáng 2000 ± 500 lux (cường độ ánh sáng được đo lúc 9 giờ, 13 giờ và 16 giờ trong ngày) hoặc để trong tối; nhiệt độ phòng nuôi 27 ± 2 oC và ánh sáng 2500 ± 200 lux hoặc để

trong tối.

Cân trọng lượng tươi sau mỗi hai giờ cho đến 48 giờ kể từ khi ngâm nước.

Thí nghiệm với ba lần lặp lại, mỗi lần 50 hạt.

2.2.2.3. Khảo sát tỷ lệ nảy mầm của hạt

Hạt nảy mầm được xác định khi rễ kéo dài khỏi phôi khoảng 1 mm.

Hạt bóc vỏ, khử trùng, đem gieo trên một tờ giấy thấm quấn ba tấm lam ở giữa đặt

trong đĩa Petri, cho vào 15ml nước cất.

• Ảnh hưởng của điều kiện nhiệt độ nơi thí nghiệm

trong tối.

• Ảnh hưởng của điều kiện nhiệt độ trong tủ ấm

Từ kết quả mục 2.2.2.2, khảo sát ảnh hưởng của các nhiệt độ khác nhau lên sự nảy mầm của hạt, trong tối. Nhiệt độ được chọn là 30 oC, 35 oC, 40 oC và 45 oC với thời điểm xử

lý 0 giờ, 1 giờ, 2 giờ, 3 giờ, 4 giờ, 5 giờ và 6 giờ. Thời gian xử lý liên tục trong một giờ. Điều kiện chuẩn 27 ± 2 oC, trong tối.

Hạt được xử lý theo sơ đồ sau:  Với 30 oC

Thời điểm xử lý (giờ)

30 oC

27oC

28 giờ

0 giờ 1 giờ

27oC 30 oC

27oC

28 giờ

0 giờ 1 giờ

2 giờ

27oC

30 oC

27oC

0 giờ

2 giờ 3 giờ

28 giờ

27oC

30 oC

27oC

0 giờ

3 giờ

4 giờ

28 giờ

30 oC 27oC

27oC

4 giờ 5 giờ

28 giờ

0 giờ

30 oC

27oC

5 giờ

6 giờ

28 giờ

0 giờ

27oC

30 oC 27oC

6 giờ 7 giờ 28 giờ

0 giờ

Hình 2.1. Sơ đồ xử lý nhiệt độ 30 oC trong tủ ấm đối với hạt

 Đối với các nhiệt độ 35 oC, 40 oC và 45 oC trong tủ ấm, hạt cũng được xử lý

tương tự như hình 2.1.

Xử lý tương tự như hình 2.1, với điều kiện chuẩn 32 ± 2 oC, trong tối ở các thời điểm

xử lý 0 giờ, 2 giờ, 4 giờ, và 6 giờ.

• Ảnh hưởng của nhiệt độ 45 oC trong tủ ấm và trong nước ấm

Để khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ trên hai cách xử lý khác nhau đối với sự nảy mầm của hạt lúa, nhiệt độ được chọn là 45 oC để trong tủ ấm và trong nước ấm (giữ nhiệt độ

ổn định liên tục 1 giờ). Thời điểm xử lý 2 giờ sau ngâm nước, trong tối. Điều kiện chuẩn là 27 ± 2 oC, trong tối.

Với tất cả các nghiệm thức, xác định thời gian hạt bắt đầu nảy mầm và tính tỉ lệ hạt

nảy mầm ở các điều kiện khác nhau. Từ đó, chọn ra điều kiện ánh sáng và nhiệt độ thích

hợp cho sự nảy mầm của hạt lúa, cách thức xử lý nhiệt độ cũng như mốc thời gian theo dõi

cho các điều kiện này.

Thí nghiệm với ba lần lặp lại, mỗi lần 15 hạt.

2.2.2.4. Khảo sát ảnh hưởng của vỏ trấu lên sự nảy mầm của hạt

Hạt còn nguyên vỏ trấu và hạt được bóc vỏ đem khử trùng. đem gieo trên một tờ giấy

thấm quấn ba tấm lam ở giữa đặt trong đĩa Petri, cho vào 15 ml nước cất. Điều kiện nhiệt độ 27 ± 2 oC, trong tối.

Xác định tỉ lệ nảy mầm của hạt còn nguyên vỏ trấu và hạt đã bóc vỏ sau mỗi 12 giờ.

Thí nghiệm với ba lần lặp lại, mỗi lần 15 hạt.

2.2.3. Khảo sát giai đoạn tăng trưởng sớm cây mầm lúa

2.2.3.1. Khảo sát môi trường in vitro thích hợp để nuôi cấy lúa

Các môi trường được chọn để khảo sát: MS (phụ lục), MS 1/2 (môi trường MS có

thành phần đa lượng giảm 1/2), MS 1/5 (môi trường MS có thành phần đa lượng giảm 1/5),

MS 1/10 (môi trường MS có thành phần đa lượng giảm 1/10) (Murashge và Skoog, 1962).

Hạt lúa sau khi bóc vỏ trấu được rửa bằng cồn 70o trong một phút rồi ngâm trong

sodium hypochloride (NaOCl) 8 % trong 30 phút. Sau đó, cấy hạt vào ống nghiệm (d = 25 mm, cao 20 cm) trong điều kiện vô trùng. Điều kiện nuôi cấy nhiệt độ 27 ± 2 oC, ánh sáng

2500 ± 200 lux.

Cây mầm được tính ngày 0 khi hạt nảy mầm đến 48 giờ kể từ khi gieo (có rễ dài

khoảng 2 mm, chồi cao khoảng 1 mm).

Theo dõi cây mầm lúa ở các môi trường MS, MS 1/2, MS 1/5 và MS 1/10 sau 7 ngày

nuôi cấy so với nước cất. Quan sát các chỉ tiêu:

- Chiều cao phần khí sinh là chiều cao cây lúa non được đo từ gốc đến đỉnh lá cao

nhất.

- Chiều dài rễ được đo từ gốc đến đỉnh rễ của rễ dài nhất.

- Chiều dài lá thật tính theo chiều dài phiến lá (từ cổ lá đến đỉnh lá thật).

- Số lá thật được đếm không tính lá không hoàn toàn.

- Số rễ được đếm là rễ tạo ra từ gốc thân lúa.

Từ các kết quả đạt được, chọn ra môi trường thích hợp cho việc nuôi cấy lúa in vitro.

Thí nghiệm ba lần lặp lại, mỗi lần 15 cây mầm.

2.2.3.2. Khảo sát sự thay đổi trọng lượng tươi, trọng lượng khô của cây mầm trong

giai đoạn tăng trưởng sớm

Gieo cây mầm ngày 0 vào môi trường MS 1/10, xác định 48 giờ sau khi gieo (hạt đã

nảy mầm, rễ dài 2 mm, chồi nhú 1 mm).

Đo trọng lượng tươi và trọng lượng khô của cây mầm sau mỗi 24 giờ trong 7 ngày

kể từ ngày 0. Trọng lượng tươi được cân khi đến giờ và để trên giấy thấm hút nước còn dư ngoài cây. Trọng lượng khô được xác định sau khi sấy ở nhiệt độ 105 oC sau 2 giờ hạ xuống 80 oC, cân lại cho đến khi trọng lượng không đổi (Grodzinxki, 1981).

Thí nghiệm lặp lại ba lần, mỗi lần 5 cây mầm.

2.2.3.3. Theo dõi sự tăng trưởng của cây mầm lúa giai đoạn tăng trưởng sớm trong

môi trường MS 1/10

Từ kết quả đạt được trong mục 2.2.3.2., cây mầm lúa trong giai đoạn tăng trưởng

sớm được tiếp tục theo dõi qua các chỉ tiêu như mục 2.2.3.1. ở các ngày 0, 2, 5 và 7.

Thí nghiệm lặp lại ba lần, mỗi lần 5 cây mầm.

2.2.4. Quan sát hình thái giải phẫu

Phôi hạt lúa trong giai đoạn nảy mầm, rễ và thân cây mầm trong giai đoạn tăng

trưởng sớm được cắt dọc, cắt ngang bằng tay hay bằng máy cắt microtome. Sau đó được

nhuộm bằng đỏ carmine – xanh iot và quan sát dưới kính hiển vi quang học.

• Mẫu được cắt bằng tay

Phương pháp giải phẫu lần lượt qua các bước:

Mẫu được cắt dọc hay cắt ngang thành từng lát nhỏ.

Tẩy mẫu bằng Javel trong 30 phút, sau đó rửa lại mẫu nhiều lần bằng nước

cất, chậm giấy thấm cho hết nước.

Ngâm mẫu trong acid acetic 20 % trong 5 phút, rửa lại bằng nước cất.

Nhuộm mẫu bằng phẩm nhuộm hai màu đỏ carmine - xanh iod trong 15 phút,

rửa lại bằng nước cất.

Quan sát mẫu dưới kính hiển vi quang học.

• Mẫu được cắt bằng máy cắt microtome

Cố định mẫu: mẫu được cố định ngay trong môi trường FAA (formaldehyde - acetic

acid - ethanol) sau 24 giờ, chuyển mẫu vào etanol 70o.

Đúc mẫu:

Loại nước bằng cách đặt mẫu lần lượt trong: Etanol 70o: 3 lần, mỗi lần 15 - 30 phút. Etanol 95o: 3 lần, mỗi lần 15 - 30 phút. Etanol 100o: 3 lần, mỗi lần 15 - 30 phút.

Loại etanol bằng cách đặt mẫu lần lượt trong:

Butanol 1: 30 phút. Butanol 2: 30 phút. Butanol 3: 1 giờ.

Butanol 4: 10 giờ hoặc qua đêm.

Loại butanol để mẫu thấm paraffin bằng cách đặt mẫu lần lượt trong:

Paraffin 1: 1 giờ.

Paraffin 2: 1 giờ.

Paraffin 3: 1 giờ.

Đặt mẫu vào khuôn. Đổ đầy paraffin vào.

Cắt và dán mẫu: mẫu được cắt dọc thành từng lát mỏng 5 - 7 µm nhờ máy vi phẫu

(microtome). Băng paraffin có chứa mẫu được cắt thành từng đoạn ngắn và được dán lên lam chứa dung dịch gelatin 1 %. Đặt mẫu trên bếp ở nhiệt độ khoảng 35 oC. Mẫu dãn ra dán chặt vào lam. Giữ mẫu trong tủ ấm ở 30 oC trong hai ngày để cho mẫu thật khô.

Nhuộm mẫu:

Loại paraffin bằng cách đặt mẫu lần lượt trong:

Methylcyclohexan 1: 10 phút.

Methylcyclohexan 2: 10 phút.

Rửa mẫu bằng etanol 100o. Sau đó, đặt mẫu lần lượt trong:

Etanol 100o: 5 phút. Etanol 95o: 5 phút. Etanol 70o: 5 phút. Nước cất: 5 phút.

Nhuộm mẫu bằng phẩm nhuộm hai màu đỏ carmine - xanh iod trong 15 phút, rửa lại

bằng nước cất và quan sát dưới kính hiển vi quang học (Lê Thị Trung, 2003).

2.2.5. Đo cường độ hô hấp, cường độ quang hợp

2.2.5.1. Đo cường độ hô hấp của hạt lúa trong giai đoạn nảy mầm

Đo cường độ hô hấp của hạt bóc vỏ trong điều kiện nuôi cấy in vitro ở các giai đoạn:

0, 6, 20, 28 và 48 giờ, bằng máy leaflab 2 (Hansatech) với điện cực oxygen. Nhiệt độ của hệ thống được duy trì ổn định ở 27 ± 2 oC, trong tối. Buồng kín chứa mẫu hạt của máy có một

lớp vải đệm thấm NaHCO3 để hấp thu carbon dioxide. Sai biệt giữa tốc độ hấp thu oxygen ở

năm phút đầu tiên biểu thị cường độ hô hấp của hạt (µmol O2/ g trọng lượng tươi/ phút) và

được hiển thị trên màn hình.

2.2.5.2. Đo cường độ hô hấp, cường độ quang hợp của cây mầm lúa trong giai

đoạn tăng trưởng sớm

Đo cường độ hô hấp và cường độ quang hợp của cây mầm lúa trong điều kiện nuôi

cấy in vitro trong môi trường MS 1/10 ở các giai đoạn: 0, 2, 5 và 7 ngày, bằng máy leaflab 2 (Hansatech) với điện cực oxygen. Nhiệt độ của hệ thống được duy trì ổn định ở 27 ± 2 oC,

trong tối (đối với đo cường độ hô hấp) hay ánh sáng 2500 ± 200 lux (đối với đo cường độ

quang hợp). Buồng kín chứa mẫu cây mầm hay lá của máy có một lớp vải đệm thấm

NaHCO3 để hấp thu carbon dioxide. Sai biệt giữa tốc độ hấp thu oxygen hay giải phóng

oxygen ở 3 - 5 phút đầu tiên biểu thị cường độ hô hấp hay cường độ quang hợp của cây

mầm (µmol O2/ g trọng lượng tươi/ phút) và được hiển thị trên màn hình.

2.2.6. Đo hoạt tính các chất điều hòa tăng trưởng thực vật

Để tìm hiểu hoạt tính của các chất điều hòa tăng trưởng thực vật trong sự nảy mầm

của hạt lúa và trong giai đoạn tăng trưởng sớm của cây mầm. Hoạt tính các chất điều hòa

tăng trưởng thực vật được khảo sát qua các mẫu:

• Trong vỏ trấu.

• Trong hạt lúa được bóc vỏ, gieo ở các giai đoạn 0, 6, 20, 28 và 48 giờ.

• Trong cây mầm lúa nuôi cấy in vitro trong môi trường MS 1/10, ở các giai

đoạn ngày 0, 2, 5 và 7.

Các chất điều hòa tăng trưởng thực vật nội sinh được ly trích và phân lập (Bùi Trang

Việt, 1992; Ley và cs., 1963; Loveys và Van Dijk, 1988; Meidner, 1984; Yokota và cs.,

1980).

Ly trích và phân lập

Để ly trích và phân lập các chất điều hòa tăng trưởng thực vật, người ta thay đổi pH

của dịch hòa tan và dùng các dung môi thích hợp (ete, butanol bão hòa nước), trước khi áp

dụng phương pháp sắc ký.

Nghiền một gram vỏ trấu hay hạt lúa (đối với giai đoạn nảy mầm) hay cây mầm lúa

(đối với giai đoạn tăng trưởng sớm), thêm 50 ml metanol 80 %, để trong tối ở nhiệt độ

phòng, thỉnh thoảng lắc. Sau 24 giờ, lọc hỗn hợp thu lấy dịch lọc I. Thêm vào bã 20 ml

methanol 80 % lắc 20 phút, lọc hỗn hợp thu dịch lọc II. Lặp lại như trên một lần nữa và thu

dịch lọc III. Hòa chung 3 dịch lọc I, II, III, đem cô cạn dịch lọc dưới quạt còn khoảng 1 ml.

Thêm 5 ml nước cất vào phần dịch cô cạn, chỉnh pH 2,5 bằng dung dịch HCl 1 %.

Dịch lọc được chuẩn trên giấy sắc kí. Sơ đồ ly trích và phân lập như sau:

Sơ đồ ly trích và phân lập các chất điều hòa tăng trưởng thực vật

Sắc ký

Đặt bản silicagel 60 F254 (20 x 20 cm) được chấm dịch lọc và đặt vào thùng sắc ký

chứa dung môi di chuyển chloroform : metanol : acid acetic (80 : 15 : 5 theo thể tích). Khi

mức dung môi di chuyển còn cách mép trên của bản sắc ký khoảng 1 cm, quá trình chạy sắc

ký kết thúc. Đèn UV 254 nm và 320 nm được sử dụng để xác định vị trí chất điều hòa tăng

trưởng thực vật chuẩn (Yokota và cs., 1980). Từ đó xác định vị trí các chất điều hòa tăng

trưởng thực vật đã được ly trích.

Xác định hoạt tính các chất điều hòa tăng trưởng thực vật bằng các sinh trắc

nghiệm

Sau sắc ký, các chất điều hòa tăng trưởng thực vật được xác định tương ứng với mỗi

băng trên bản silicagel nhờ giá trị Rf của mỗi chất chuẩn. Các ô tương ứng với từng mẫu

trên mỗi băng được cắt riêng, cạo, ngâm với nước cất sau 24 giờ, được dùng trong sinh trắc

nghiệm. Dung dịch chứa mỗi loại hormone thực vật/ mẫu được chia làm ba phần. Mỗi phần

là một lần lặp lại trên một Erlen hoặc đĩa Petri.

- Sinh trắc nghiệm auxin và acid abscisic

Hoạt tính auxin và acid abcisic được xác định nhờ sinh trắc nghiệm diệp tiêu lúa

(Oryza sativa L.). Hạt lúa được ngâm trong nước ấm 24 giờ và gieo trên gòn ẩm, trong tối.

Sau 72 giờ, diệp tiêu (chưa bị xé) được cô lập được cắt thành đoạn dài 2 mm để dùng trong

sinh trắc nghiệm. Mỗi nghiệm thức gồm 10 khúc cắt diệp tiêu được cho vào mỗi đĩa Petri chứa 5 ml dung dịch ly trích ở điều kiện tối, nhiệt độ 30 ± 1 oC. Sự gia tăng chiều dài của

diệp tiêu được đo sau 24 giờ. Hoạt tính tương đương của auxin và acid abcisic lần lượt tỉ lệ

thuận và nghịch với sự sai biệt chiều dài của diệp tiêu so với đối chứng và được tính bằng

cách so sánh các chỉ số tăng trưởng chiều dài của diệp tiêu giữa các dịch trích, nước cất,

dung dịch IAA 1 mg/l.

- Sinh trắc nghiệm cytokinin

Hoạt tính cytokinin được đo bằng sinh trắc nghiệm tử diệp dưa leo (Cucumis sativus

L.). Hạt dưa leo được ngâm trong nước ấm hai giờ, cho nảy mầm sau 24 giờ và khi rễ mầm

nhú ra khoảng 2 mm thì tử diệp được cắt ra để dùng trong sinh trắc nghiệm. Mỗi nghiệm

thức gồm 5 tử diệp dưa leo, đặt mặt úp xuống lam kính đã được bao bằng giấy lọc thấm 10

ml dung dịch ly trích /đĩa Petri. Các đĩa này được đậy lại và được đặt dưới ánh sáng 24/24 giờ với cường độ 3000 ± 200 lux, nhiệt độ 30 ± 1 oC, ẩm độ 65 ± 5 %. Sau 48 giờ, hoạt tính

tương đương của cytokinin được xác định dựa vào sự sai biệt trọng lượng tươi của tử diệp

dưa chuột giữa các mẫu dịch trích, nước cất và dung dịch BA 1 mg/l .

- Sinh trắc nghiệm gibberellin

Hoạt tính gibberellin được đo bằng sinh trắc nghiệm cây mầm xà lách (Lactuca

sativa L.). Hạt xà lách được ngâm trong nước ấm 2 giờ và cho nảy mầm ở 2000 ± 200 lux, nhiệt độ 30 ± 1 oC, ẩm độ 65 ± 5 %. Sau 24 giờ các hạt với rễ mầm nhú ra 1 mm, đặt 10 hạt

xà lách này vào mỗi Erlen chứa 5 ml dung dịch ly trích chứa trong hai mảnh giấy lọc. Các Erlen được đặt dưới ánh sáng 24/24 giờ với cường độ 3000 ± 200 lux, nhiệt độ 28 ± 2 oC.

Sau 72 giờ, hoạt tính tương đương của gibberellin được xác định dựa vào sự sai biệt về

chiều cao của trụ hạ diệp xà lách giữa các mẫu dịch trích, nước cất và với dung dịch GA3 10

mg/l.

Sự ly trích, phân lập và sinh trắc nghiệm các chất điều hòa tăng trưởng thực vật được

thực hiện trong ba lần riêng biệt và tính giá trị trung bình.

2.2.7. Áp dụng các chất điều hòa tăng trưởng thực vật lên sự nảy mầm và tăng

trưởng sớm in vitro của cây lúa

2.2.7.1. Áp dụng các chất điều hòa tăng trưởng thực vật lên sự nảy mầm của hạt

trong điều kiện in vitro

Hạt bóc vỏ, khử trùng, đem gieo trên một tờ giấy thấm quấn ba tấm lam ở giữa •

đặt trong đĩa Petri. Mẫu được ngâm trong nước cất có các chất điều hòa tăng trưởng thực vật

riêng rẽ: IAA nồng độ từ 0,5 - 2,5 mg/l; GA3 nồng độ từ 1 - 20 mg/l; BA nồng độ từ 1 - 10

mg/l và ABA nồng độ từ 0,1 - 2 mg/l.

Tỷ lệ nảy mầm của hạt được xác định sau 24 giờ (điều kiện 32 ± 2 oC), 28 giờ (27 ± 2

oC) (theo kết quả mục 2.2.2.3) so với đối chứng (nước cất).

Từ kết quả trên, sẽ thực hiện nghiệm thức với các chất điều hòa tăng trưởng thực •

vật kết hợp (bảng 2.1).

Bảng 2.1. Áp dụng các chất điều hòa tăng trưởng thực vật kết hợp lên sự nảy mầm của hạt trong điều kiện in vitro.

Các chất điều hòa tăng trưởng thực vật

IAA (mg/l) ABA (mg/l) GA3 (mg/l) BA (mg/l)

Nước cất Nước cất Nước cất Nước cất

20 10 0,5 -

10 10 0,5 -

20 - 0,5 -

20 - - 0,1

- 10 - -

20 10 - -

20 5 - -

20 1 - -

10 10 - -

(-) biểu thị không có mặt các chất điều hòa tăng trưởng thực vật.

1 10 - -

Khảo sát tỉ lệ nảy mầm sau 24 giờ, 28 giờ ở hai điều kiện nhiệt độ so với đối chứng

(nước cất).

Từ kết quả về ảnh hưởng của các chất điều hòa tăng trưởng thực vật riêng rẽ, để •

khảo sát ảnh hưởng tác động tốt nhất của các chất này theo thời gian, GA3 20 mg/l và BA

10 mg/l được xử lý trước và sau 6 giờ (kết quả mục 2.2.2.2).

Xác định tỉ lệ nảy mầm cao nhất của hạt lúa sau 24 giờ, 28 giờ ở hai điều kiện nhiệt

độ so với đối chứng (nước cất).

Thí nghiệm lặp lại ba lần, mỗi lần 15 hạt.

2.2.7.2. Áp dụng các chất điều hòa tăng trưởng thực vật lên sự tăng trưởng sớm

của cây mầm lúa trong điều kiện in vitro

Hạt nảy mầm sau 48 giờ được xem là ngày 0 với rễ mầm kéo dài khoảng 2 mm và

chồi mầm cao khoảng 1 mm được gieo trong môi trường MS 1/10 có chứa các chất điều hòa

tăng trưởng thực vật riêng rẽ hay kết hợp (bảng 2.2).

Bảng 2.2. Áp dụng các chất điều hòa tăng trưởng thực vật lên sự tăng trưởng sớm của cây mầm lúa trong điều kiện in vitro.

Chất điều hòa tăng trưởng thực vật

IAA (mg/l) BA (mg/l) GA3 (mg/l)

Nước cất Nước cất Nước cất

- - 20

10 - -

- 0,5 -

10 - 20

10 0,5 20

10 0,5 -

(-) biểu thị không có mặt các chất điều hòa tăng trưởng thực vật.

- 0,5 20

Các chỉ tiêu tăng trưởng về số rễ, chiều dài rễ, chiều cao thân của cây mầm được

đánh giá ở ngày 7 kể từ ngày 0.

Thí nghiệm lặp lại ba lần, mỗi lần 15 cây mầm.

2.2.8. Áp dụng các chất điều hòa tăng trưởng thực vật lên sự nảy mầm và tăng

trưởng sớm của cây lúa trong vườn ươm

2.2.8.1. Áp dụng các chất điều hòa tăng trưởng thực vật lên sự nảy mầm của hạt

lúa trong vườn ươm

Ngâm hạt còn nguyên vỏ trấu trong môi trường nước cất. Sau khi ngâm nước được 2

giờ, hạt được xử lý nhiệt độ liên tục 1 giờ. Sau 6 giờ ngâm nước, kể cả thời gian xử lý nhiệt

độ, hạt được gieo trên giấy thấm có quấn ba tấm lam, đặt vào đĩa Petri có chứa nước và các

chất điều hòa tăng trưởng thực vật kết hợp IAA 0,5 mg/l, GA3 20mg/l và BA 10 mg/l.

Thí nghiệm gồm 4 nghiệm thức: không xử lý nhiệt độ (đối chứng); xử lý nhiệt độ 40

oC, 45 oC và 50 oC.

Tỉ lệ nảy mầm của hạt lúa được tính sau 48 giờ (kết quả từ mục 2.2.2.4).

Thí nghiệm lặp lại ba lần, mỗi lần 15 hạt.

2.2.8.2. Áp dụng các chất điều hòa tăng trưởng thực vật lên sự tăng trưởng sớm

của cây mầm lúa trong vườn ươm

Từ kết quả mục 2.2.8.1, gieo hạt còn nguyên vỏ trấu có xử lý chất điều hòa tăng

trưởng thực vật đã nảy mầm sau 48 giờ vào trong chậu có chứa môi trường đất tự nhiên với

3 phần đất, 1 phần tro trấu chứa nước ngập 2 cm. Điều kiện ánh sáng và nhiệt độ môi trường

tự nhiên.

Cây mầm lúa được đánh giá sau 1, 2, 3 tuần phát triển kể từ khi trồng vào môi trường

đất.

Thí nghiệm lặp lại ba lần, mỗi lần 5 cây mầm.

2.2.9. Xử lý thống kê

Số liệu trong các bảng kết quả được phân tích thống kê nhờ chương trình Statistical

Program Scientific System (SPSS) phiên bản 16.0 cho windows. Sự khác biệt có ý nghĩa ở

mức xác suất 0,05 của các giá trị được thể hiện bởi các chữ số khác nhau kèm theo.

Thí nghiệm được thực hiện từ tháng 10/ 2012 đến tháng 9/2013 tại phòng thí nghiệm

Sinh lý thực vật trường Đại học Sư phạm Tp. HCM và trường Đại học Khoa học tự nhiên -

Đại học Quốc gia Tp. HCM.

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ - THẢO LUẬN

3.1. Kết quả

3.1.1. Đánh giá tính sống của hạt

Hạt lúa giống được bảo quản trong tủ lạnh ở nhiệt độ 10 ± 2 oC (như ở phòng kho Viện Khoa học Nông nghiệp Miền Nam) hay bảo quản ở nhiệt độ phòng 32 ± 2 oC

(nhiệt độ được đo bằng nhiệt kế lúc 9 giờ, 13 giờ và 16 giờ trong ngày) để trong bình hút ẩm

thì đều có tỷ lệ bắt màu đỏ 100 % (hình 3.1).

7 mm

Hình 3.1. Phôi của hạt lúa Nàng Hương bắt màu sau 24 giờ

trong dung dịch TTC 0.1%.

3.1.2. Khảo sát sự nảy mầm của hạt

3.1.2.1. Khử trùng hạt

Khi sử dụng dung dịch sodium hypochloride (NaOCl) 8 % và calcium hypochloride

(Ca(OCl)2) 10 % để khử trùng hạt theo thời gian, tỉ lệ hạt sống (hạt đã nảy mầm) và không

nhiễm cao nhất sau ba ngày nuôi cấy là dùng dung dịch sodium hypochloride (NaOCl) 8%

trong 30 phút (bảng 3.1).

Bảng 3.1. Tỉ lệ hạt sống và không nhiễm sau khử trùng bằng dung dịch NaOCl 8 % hay

Ca(OCl)2 10 % theo thời gian khác nhau.

Phương pháp khử trùng Tỉ lệ hạt sống và không

Chất khử trùng Thời gian (phút)

NaOCl 8 % 10

NaOCl 8 % 20

NaOCl 8 % 30

10 Ca(OCl)2 10 %

20 Ca(OCl)2 10 %

Các số trung bình trong cột với các mẫu tự khác nhau thì khác biệt có ý nghĩa mức p=0,05.

30 nhiễm (%) 37,78 ± 7,31 a 46,67 ± 7,52 a 97,78 ± 2,22 c 31,11 ± 6,98 a 44,44 ± 7,49 a 68,89 ± 6,98 b Ca(OCl)2 10 %

3.1.2.2. Sự thay đổi trọng lượng tươi của hạt trong giai đoạn nảy mầm

Trong tối, ở nhiệt độ phòng thí nghiệm (32 ± 2 oC) hay ở phòng nuôi (27 ± 2 oC), trọng lượng tươi của hạt tăng nhanh hơn so với điều kiện chiếu sáng (2000 ± 500 lux)

hay (2500 ± 200 lux) (bảng 3.2).

Đường cong hấp thu nước thể hiện trọng lượng tươi của hạt tăng nhanh từ 0 giờ đến 4 giờ ở cả bốn điều kiện thí nghiệm (nhiệt độ 32 ± 2 oC và 27 ± 2 oC, trong tối và ngoài

sáng) (hình 3.2).

Đến 6 giờ, trọng lượng tươi của hạt không đổi ở cả bốn điều kiện thí nghiệm (nhiệt độ 32 ± 2 oC và 27 ± 2 oC, trong tối và ngoài sáng) (bảng 3.2). Hạt hấp thu nước nhanh, có

sự tăng trọng lượng nhanh từ 0 đến 6 giờ. Trong khoảng từ 6 giờ đến 10 giờ, trọng lượng

của hạt không có sự thay đổi ở cả bốn điều kiện của nghiệm thức (bảng 3.2). Ở điều kiện phòng nuôi (27 ± 2 oC), tối, trọng lượng tươi có sự khác biệt rõ rệt ở các giai đoạn 0, 6, 20,

28 và 48 giờ (bảng 3.2).

Trong điều kiện phòng nuôi (27 ± 2 oC), trong tối, sau 6 giờ ngâm trong nước cất, hạt

lúa gia tăng kích thước, căng mọng nước, sáng bóng (hình 3.3, hình 3.4). Phôi hạt lúa 6 giờ

căng phồng so với phôi 0 giờ được quan sát dưới kính hiển vi soi nổi, nội nhũ tinh bột

chuyển sang màu đục dần so với màu trắng trong của phôi 0 giờ (hình 3.5, hình 3.6). Sau 24

giờ ngâm nước, phôi lúa phồng to có đường kính khoảng 1 mm (hình 3.7). Đến 28 giờ thì rễ

mầm kéo dài khoảng 1 mm ra khỏi phôi (hình 3.8). Hạt lúa ở 48 giờ có rễ mầm kéo dài

khoảng 2 mm và phát triển chồi mầm khoảng 1 mm (hình 3.9) so với hạt lúa chưa bóc vỏ

trấu nảy mầm sau 72 giờ, có rễ mầm và chồi mầm kéo dài khoảng 1 mm (hình 3.10).

Kết quả từ sự thay đổi trọng lượng tươi của hạt cho thấy, 6 giờ đầu hạt hấp thu nước

và gia tăng trọng lượng rất nhanh. Đây là thời gian để xử lý các yếu tố ảnh hưởng đến sự

nảy mầm của hạt lúa ở các thí nghiệm tiếp theo.

Bảng 3.2. Sự thay đổi trọng lượng tươi của hạt trong giai đoạn thu nước.

Thời gian

Trọng lượng tươi của hạt (g)

(giờ)

Nhiệt độ phòng thí nghiệm (32 ± 2 oC)

Nhiệt độ phòng nuôi (27 ± 2 oC)

tối

0

6

20

28 2000 ± 500 lux 1,00 ± 0,00 1a 1,10 ± 0,01 1b 1,14 ± 0,00 1b 1,17 ± 0,02 1c 1,20 ± 0,00 2c 1,19 ± 0,02 1c 1,20 ± 0,01 1c 1,22 ± 0,01 1d 1,22 ± 0,00 1d 1,23 ± 0,00 1d 1,27 ± 0,01 2e 1,26 ± 0,00 2e 1,27 ± 0,01 2e 1,28 ± 0,01 2f 1,28 ± 0,01 1f 1,29 ± 0,01 2f 1,32 ± 0,00 2g 1,33 ± 0,00 2g 1,33 ± 0,01 2gh 1,34 ± 0,00 2h 1,35 ± 0,02 2hi 1,36 ± 0,01 2i 1,37 ± 0,01 2ij

1,00 ± 0,00 1a 1,11 ± 0,00 1b 1,16 ± 0,00 2c 1,19 ± 0,00 2d 1,21 ± 0,00 3d 1,22 ± 0,00 2d 1,24 ± 0,00 2e 1,25 ± 0,00 2e 1,27 ± 0,00 2fg 1,27 ± 0,00 2fg 1,27 ± 0,01 2fg 1,28 ± 0,00 3g 1,31 ± 0,00 3h 1,31 ± 0,00 3h 1,32 ± 0,00 2hi 1,33 ± 0,00 3hi 1,34 ± 0,00 3hi 1,35 ± 0,00 3i 1,36 ± 0,00 3j 1,37 ± 0,01 4i 1,37 ± 0,00 3j 1,38 ± 0,00 3k1 1,40 ± 0,01 4l

2500 ± 200 lux 1,00 ± 0,00 1a 1,10 ± 0,00 1b 1,13 ± 0,00 1b 1,16 ± 0,00 1c 1,17 ± 0,00 1c 1,18 ± 0,01 1c 1,21 ± 0,00 1d 1,22 ± 0,00 1d 1,22 ± 0,00 1d 1,23 ± 0,00 1e 1,23 ± 0,00 1e 1,23 ± 0,00 1e 1,25 ± 0,00 1f 1,26 ± 0,01 1fg 1,27 ± 0,01 1fg 1,28 ± 0,00 1g 1,29 ± 0,00 1g 1,31 ± 0,01 1h 1,32 ± 0,00 1i 1,32 ± 0,01 1i 1,33 ± 0,01 1ij 1,34 ± 0,00 1j 1,35 ± 0,01 1k

tối 1,00 ± 0,00 1a 1,09 ± 0,01 1b 1,13 ± 0,00 1c 1,17 ± 0,00 1de 1,18 ± 0,00 1de 1,18 ± 0,00 1de 1,20 ± 0,00 1e 1,21 ± 0,00 1e 1,23 ± 0,00 1ef 1,23 ± 0,00 1ef 1,26 ± 0,01 2g 1,27 ± 0,00 23g 1,29 ± 0,01 3h 1,29 ± 0,01 23h 1,31 ± 0,01 2i 1,32 ± 0,00 3i 1,33 ± 0,01 23ij 1,34 ± 0,00 23ij 1,35 ± 0,01 3k 1,35 ± 0,00 3k 1,37 ± 0,00 3l 1,37 ± 0,01 3lm 1,38 ± 0,01 3mn

1,38 ± 0,01 23j 1,39 ± 0,00 12j

1,41 ± 0,00 4m 1,42 ± 0,00 3n

1,36 ± 0,00 1kl 1,37 ± 0,01 1l

48

1,39 ± 0,00 3n 1,41 ± 0,01 3p

Các số trung bình trong cột với các mẫu tự khác nhau thì khác biệt có ý nghĩa mức p=0,05.

Các số trung bình trong hàng với các số khác nhau thì khác biệt có ý nghĩa mức p=0,05.

Hình 3.2. Sự thay đổi trọng lượng tươi của hạt trong sự nảy mầm.

Hình 3.3. Hạt còn vỏ trấu ngâm nước cắt dọc thấy phôi và nội nhũ quan sát dưới kính hiển

vi soi nổi, (thanh ngang dài 1 mm).

Hình 3.4. Hạt bóc vỏ chưa ngâm nước (A) và sau 6 giờ ngâm nước (B) được

quan sát bằng mắt thường, (thanh ngang dài 3 mm).

Hình 3.5. Hạt bóc vỏ chưa ngâm nước được cắt dọc để thấy phôi dưới

kính hiển vi soi nổi, (thanh ngang dài 1 mm).

Hình 3.6. Hạt có phôi bắt đầu trương nước sau 6 giờ được cắt dọc quan sát dưới kính hiển

vi soi nổi, (thanh ngang dài 1 mm).

Hình 3.7. Hạt sau 24 giờ trong nước có phôi phồng lên quan sát dưới

kính hiển vi soi nổi, (thanh ngang dài 1 mm).

Hình 3.8. Sau 28 giờ hạt nảy mầm với rễ mầm dài khoảng 1 mm được quan sát dưới kính hiển vi soi nổi, (thanh ngang dài 1 mm).

Hình 3.9. Hạt bóc vỏ nảy mầm sau 48 giờ với rễ mầm kéo dài và chồi mầm bắt đầu tăng

trưởng được quan sát bằng mắt thường, (thanh ngang dài 1 mm).

Hình 3.10. Hạt còn vỏ nảy mầm sau 72 giờ với rễ mầm kéo dài và chồi mầm bắt đầu tăng

trưởng được quan sát dưới kính hiển vi soi nổi, (thanh ngang dài 1 mm).

3.1.2.3. Khảo sát tỉ lệ nảy mầm của hạt

• Ảnh hưởng của điều kiện nhiệt độ nơi thí nghiệm

Trong tối, hạt nảy mầm tốt hơn. Tuy nhiên ở nhiệt độ phòng thí nghiệm (32 ± 2 oC) cho hạt nảy mầm tốt hơn (17,33 %) chỉ sau 24 giờ và 100% sau 30 giờ so với 11,11 % sau 28 giờ và 100 % sau 36 giờ ở 27 ± 2 oC (bảng 3.3).

Nhiệt độ phòng thí nghiệm (32 ± 2 oC) thường không ổn định trong thời gian khảo sát nên điều kiện nhiệt độ 27 ± 2 oC, trong tối được sử dụng để khảo sát sự nảy mầm của hạt

lúa Nàng Hương cho các thí nghiệm về sau. Mốc thời gian là 24 giờ đối với điều kiện nhiệt độ phòng thí nghiệm (32 ± 2 oC) và 28 giờ đối với điều kiện nhiệt độ phòng nuôi (27 ± 2 oC)

(hình 3.11).

Bảng 3.3. Tỉ lệ nảy mầm của hạt ở các điều kiện nhiệt độ và ánh sáng khác nhau.

Thời Tỉ lệ nảy mầm (%)

gian

(giờ) Nhiệt độ phòng thí nghiệm (32 ± 2 oC) Nhiệt độ phòng nuôi (27 ± 2 oC)

Các số trung bình trong cột với các mẫu tự khác nhau thì khác biệt có ý nghĩa mức p=0,05.

Các số trung bình trong hàng với các số khác nhau thì khác biệt có ý nghĩa mức p=0,05.

40 2000 ± 500 lux 0,00 ± 0,00 1a 0,00 ± 0,00 1a 0,00 ± 0,00 1a 20,00 ± 6,03 3b 71,11 ± 6,83 3c 82,22 ± 5,76 2d 100,00 ± 0,00 3e 100,00 ± 0,00 2e 100,00 ± 0,00 2e 100,00 ± 0,00 1e tối 0,00 ± 0,00 1a 17,33 ± 5,12 2b 26,67 ± 6,67 3c 75,56 ± 6,48 4d 100,00 ± 0,00 4e 100,00 ± 0,00 4e 100,00 ± 0,00 3e 100,00 ± 0,00 2e 100,00 ± 0,00 2e 100,00 ± 0,00 1e 2500 ± 200 lux 0,00 ± 0,00 1a 0,00 ± 0,00 1a 0,00 ± 0,00 1a 0,00 ± 0,00 1a 0,00 ± 0,00 1a 0,00 ± 0,00 1a 15,56 ± 5,46 1b 26,67 ± 6,67 1c 71,12 ± 6,83 1d 100,00 ± 0,00 1e tối 0,00 ± 0,00 1a 0,00 ± 0,00 1a 0,00 ± 0,00 1a 11,11 ± 5,82 2b 17,78 ± 5,11 2c 22,22 ± 7,23 2d 91,11 ± 5,46 2e 100,00 ± 0,00 2f 100,00 ± 0,00 2f 100,00 ± 0,00 1f

)

%

( t ạ h a ủ c m ầ m y ả n ệ l ỉ

T

Thời gian (giờ)

32 ± 2 độ C, 2000 ± 500 lux 32 ± 2 độ C, tối 27 ± 2 độ C, 2500 ± 200 lux

Hình 3.11. Tỉ lệ nảy mầm của hạt trong các điều kiện nhiệt độ và

ánh sáng khác nhau.

• Ảnh hưởng của điều kiện nhiệt độ trong tủ ấm

Ở điều kiện 32 ± 2 oC, hạt được xử lý nhiệt độ 40 oC ở thời điểm 2 giờ, thì sau 24 giờ

hạt có tỉ lệ nảy mầm 91,11 % (bảng 3.4) cao hơn so với 82,22 % của hạt lúa được xử lý nhiệt độ 40 oC ở thời điểm 2 giờ trong điều kiện 27 ± 2 oC (bảng 3.5).

Bảng 3.4. Tỉ lệ nảy mầm của hạt lúa ở 24 giờ dưới ảnh hưởng của các nhiệt độ khác nhau

Thời trong tủ ấm ở các thời điểm xử lý khác nhau (điều kiện chuẩn 32 ± 2 oC, trong tối). Tỉ lệ nảy mầm của hạt (%) ở các nhiệt độ (oC)

điểm

xử lý 30oC 35oC 40oC 45oC

(giờ)

Các số trung bình trong cột với các mẫu tự khác nhau thì khác biệt có ý nghĩa mức p=0,05.

Các số trung bình trong hàng với các số khác nhau thì khác biệt có ý nghĩa mức p=0,05.

6 51,11 ± 7,54 2c 22,22 ± 6,27 1a 31,11 ± 6,98 1ab 48,89 ± 7,54 2b 46,67 ± 7,52 12a 77,78 ± 6,27 3c 51,11 ± 7,54 2ab 57,78 ± 7,45 3b 42,22 ± 7,45 1b 91,11 ± 4,29 4d 64,44 ± 7,22 3c 22,22 ± 6,27 1a 42,22 ± 7,45 1a 64,44 ± 7,22 2b 62,22 ± 7,31 3b 48,89 ± 7,54 2a

Bảng 3.5. Tỉ lệ nảy mầm của hạt lúa ở 28 giờ dưới ảnh hưởng của các nhiệt độ khác nhau

trong tủ ấm ở các thời điểm xử lý khác nhau (điều kiện chuẩn 27 ± 2 oC, trong tối). Tỉ lệ nảy mầm của hạt (%) ở các nhiệt độ (oC) Thời

điểm

xử lý 30 oC 35 oC 40 oC 45 oC

(giờ)

Các số trung bình trong cột với các mẫu tự khác nhau thì khác biệt có ý nghĩa mức p=0,05.

Các số trung bình trong hàng với các số khác nhau thì khác biệt có ý nghĩa mức p=0,05.

• Ảnh hưởng của nhiệt độ 45 oC trong tủ ấm và trong nước ấm

6 20,00 ± 6,03 1a 31,11 ± 6,89 12ab 35,56 ± 7,22 1ab 28,89 ± 6,83 1ab 35,56 ± 7,22 2ab 48,89 ± 7,54 3b 42,22 ± 7,45 3ab 31,11 ± 6,89 2a 53,33 ± 7,52 3bc 35,56 ± 7,12 2a 31,11 ± 6,89 12a 44,44 ± 7,49 2a 82,22 ± 5,76 3d 40,00 ± 7,39 2a 66,67 ± 7,11 4cd 28,89 ± 6,83 1a 64,44 ± 7,22 3cd 37,78 ± 7,31 2a 55,56 ± 7,49 4bc 33,33 ± 7,11 2a 35,56 ± 7,22 2ab 11,11 ± 4,74 1a 28,89 ± 6,83 1ab 33,33 ± 7,11 1b 51,11 ± 7,54 3c 24,44 ± 6,48 1ab 20,00 ± 6,03 1ab 11,11 ± 4,74 1a

So sánh hai phương pháp xử lý nhiệt độ trong tủ ấm và xử lý nhiêt độ ẩm ngâm hạt

trong nước ấm thì kết quả tỉ lệ nảy mầm của hạt lúa trong các thời điểm 0, 2, 4 và 6 giờ có

sự khác biệt không đáng kể (bảng 3.6). Các thí nghiệm về sau có xử lý nhiệt độ sẽ dùng

phương pháp xử lý nhiệt độ trong tủ ấm. Bảng 3.6. Tỉ lệ nảy mầm sau 28 giờ của hạt dưới ảnh hưởng của xử lý nhiệt độ 45oC liên tục

1 giờ ở các thời điểm khác nhau, bằng cách xử lý khác nhau.

Tỉ lệ nảy mầm của hạt (%) Thời điểm

xử lý (giờ) Tủ ấm Nước ấm

Các số trung bình trong cột với các mẫu tự khác nhau thì khác biệt có ý nghĩa mức p=0,05.

Các số trung bình trong hàng với các số khác nhau thì khác biệt có ý nghĩa mức p=0,05.

6 42,22 ± 7,45 1a 64,44 ± 7,22 2b 62,22 ± 7,31 2b 48,89 ± 7,54 1a 40,00 ± 6,22 1a 60,00 ± 5,43 1d 57,78 ± 7,15 1cd 46,67 ± 6,28 1b

3.1.2.4. Ảnh hưởng của vỏ trấu lên sự nảy mầm của hạt

Hạt có vỏ trấu ở 48 giờ có tỉ lệ nảy mầm là 44,42 %, chậm hơn rất nhiều so với hạt

lúa bóc vỏ trấu đạt tỉ lệ nảy mầm là 100 % ở 36 giờ. Sau 72 giờ tỉ lệ nảy mầm của hạt có vỏ

trấu đạt 93,43 % (bảng 3.7).

Bảng 3.7. Tỉ lệ nảy mầm của hạt lúa theo thời gian (điều kiện chuẩn 27 ± 2 oC, trong tối).

Tỉ lệ nảy mầm của hạt (%) Thời gian

(giờ)

Các số trung bình trong cột với các mẫu tự khác nhau thì khác biệt có ý nghĩa mức p=0,05.

Các số trung bình trong hàng với các số khác nhau thì khác biệt có ý nghĩa mức p=0,05.

72 Hạt bóc vỏ trấu 0,00 ± 0,00 1a 0,00 ± 0,00 1a 100,00 ± 0,00 2b 100,00 ± 0,00 2b 100,00 ± 0,00 2b 100,00 ± 0,00 2b Hạt có vỏ trấu 0,00 ± 0,00 1a 0,00 ± 0,00 1a 0,00 ± 0,00 1a 44,42 ± 6,52 1b 75,56 ± 4,63 1c 93,43 ± 3,76 1d

3.1.3. Giai đoạn tăng trưởng sớm

3.1.3.1. Khảo sát môi trường in vitro thích hợp để nuôi cấy lúa

Cây mầm in vitro ở ngày 7 trong môi trường nuôi cấy MS 1/10 có chiều cao thân,

chiều dài lá và số rễ cao nhất so với các môi trường MS còn lại và đối chứng và có hai lá

thật ở cây mầm ngày 7 (bảng 3.8, hình 3.12, hình 3.13).

Bảng 3.8. Chỉ tiêu sinh trưởng của cây mầm lúa trong giai đoạn tăng trưởng sớm sau 7 ngày

nuôi cấy trong các môi trường khác nhau.

Chỉ tiêu sinh trưởng

Môi

Chiều dài lá

Chiều dài rễ

Chiều cao

trường

Số lá

Số rễ

(cm)

2,00 ± 0,00 a Nước MS 1/10 2,00 ± 0,00 a

MS 1/5

MS ½

3,30 ± 0,37 a 3,06 ± 0,20 a 7,10 ± 0,24 d 9,63 ± 0,31 c 2,00 ± 0,00 a 6,30 ± 0,28 c 8,79 ± 0,56 c 2,00 ± 0,00 a 5,20 ± 0,20 b 7,24 ± 0,45 b 2,00 ± 0,00 a 5,40 ± 0,31 b 6,20 ± 0,46 b

MS 1

thân (cm) (cm) 4,31 ± 0,34 a 4,69 ± 0,20 c 13,74 ± 0,33 c 3,54 ± 0,66 b 2,69 ± 0,10 ab 12,98 ± 0,80 bc 13,88 ± 0,48 c 1,99 ± 0,11 a 11,88 ± 0,57 b 2,40 ± 0,08 a

Các số trung bình trong cột với các mẫu tự khác nhau thì khác biệt có ý nghĩa mức p=0,05.

Số lá

Số rễ

m ầ m y â c a ủ c ễ r ố s à v á l ố S

Môi trường

Hình 3.12. Số lá và số rễ cây mầm lúa trong giai đoạn tăng trưởng sớm sau 7 ngày nuôi cấy

trong các môi trường khác nhau.

)

Chiều dài lá

Chiều dài rễ

Chiều cao thân

m c ( c ớ ư h t h c í K

Môi trường

Hình 3.13. Các chỉ tiêu sinh trưởng của cây mầm lúa trong giai đoạn tăng trưởng sớm sau 7

ngày nuôi cấy trong các môi trường khác nhau.

3.1.3.2. Sự thay đổi trọng lượng tươi, trọng lượng khô của cây mầm trong giai

đoạn tăng trưởng sớm

Trong giai đoạn tăng trưởng sớm, cây mầm lúa có sự thay đổi trọng lượng tươi và

trọng lượng khô. Sự gia tăng trọng lượng tươi đáng kể từ ngày 1 dến ngày 2 và ngày 5 đến

ngày 7 (bảng 3.9).

Trọng lượng tươi và trọng lượng khô của hạt đều có sự khác biệt rõ rệt tại các thời

điểm ngày 0, ngày 2, ngày 5 và ngày 7 (hình 3.14). Đây là các mốc thời gian để theo dõi các

thay đổi về hình thái, sinh lý của cây mầm.

Bảng 3.9. Sự thay đổi trọng lượng tươi và trọng lượng khô của cây mầm trong

giai đoạn tăng trưởng sớm ở môi trường MS 1/10.

Thời gian Trọng lượng tươi Trọng lượng khô

(ngày)

2

3 (g) 0,19 ± 0,00 a 0,23 ± 0,01 b 0,34 ± 0,01 c 0,35 ± 0,00 c (g) 0,13 ± 0,00 a 0,13 ± 0,00 a 0,14 ± 0,00 b 0,14 ± 0,00 b

5

0,36 ± 0,00 cd 0,37 ± 0,00 d 0,41 ± 0,01 e 0,42 ± 0,01 e 0,15 ± 0,00 bc 0,16 ± 0,00 c 0,18 ± 0,00 d 0,19 ± 0,00 d

7

Các số trung bình trong cột với mẫu kí tự khác nhau thì khác biệt có ý nghĩa mức p=0,05.

) g (

m ầ m y â c a ủ c g n ợ ư

l g n ọ r T

Thời gian (ngày)

Trọng lượng tươi

Trọng lượng khô

Hình 3.14. Sự thay đổi trọng lượng tươi và trọng lượng khô của cây mầm

trong giai đoạn tăng trưởng sớm ở môi trường MS 1/10.

3.1.3.3. Theo dõi tăng trưởng của cây mầm lúa trong giai đoạn tăng trưởng sớm ở

môi trường MS 1/10

Cây mầm có sự tăng trưởng rõ rệt trong giai đoạn tăng trưởng sớm ở các ngày 2, 5, 7.

Sự gia tăng về số lá, số rễ, chiều dài rễ và chiều cao thân tăng nhanh (bảng 3.10).

Cây mầm ngày 2 có lá đầu tiên kéo dài khỏi bao diệp tiêu, rễ mầm tăng trưởng mạnh.

Đến ngày 5, cây mầm xuất hiện lá thật, tăng kích thước thân và gia tăng số rễ bên. Sang

ngày 7, với 2 lá thật kéo dài, chiều cao thân và số rễ bên tiếp tục tăng (hình 3.15).

Bảng 3.10. Chỉ tiêu sinh trưởng của cây mầm lúa trong giai đoạn

tăng trưởng sớm ở môi trường MS 1/10.

Chỉ tiêu sinh trưởng

Thời

gian

Chiều dài lá

Chiều dài rễ

Chiều cao thân

Số lá

Số rễ

(ngày)

(cm)

0,00 ± 0,00 a

1,00 ± 0,00 a

0,00 ± 0,00 a

0,28 ± 0,02 a

1,05 ± 0,06 a

0,00 ± 0,00 a

1,00 ± 0,00 a

0,00 ± 0,00 a

2,01 ± 0,17 b

1,79 ± 0,18 b

1,24 ± 0,08 b

4,30 ± 0,30 b

4,19 ± 0,19 b

3,08 ± 0,14 c

12,00 ± 0,45 c

2,00 ± 0,00 c

7,50 ± 0,27 c

8,80 ± 0,29 c

3,28 ± 0,12 c

14,31 ± 0,57 d

Các số trung bình trong cột với các mẫu tự khác nhau thì khác biệt có ý nghĩa mức p=0,05.

A

B

C

Hình 3.15. Cây mầm trong môi trường MS 1/10 ở các ngày 2 (A); ngày 5 (B) và ngày 7 (C),

(thanh ngang dài 1 cm).

3.1.4. Quan sát hình thái giải phẫu

Phôi ở 0 giờ chưa ngâm nước, lát cắt dọc cho thấy vùng sơ khởi chồi và sơ khởi rễ, lớp

thuẫn gồm các tế bào xếp sát nhau (hình 3.16). Phôi đến 6 giờ sau khi hấp thu nước, lát cắt

dọc cho thấy lớp thuẫn thay đổi kích thước, tăng diện tích rõ rệt, tế bào vùng biểu mô kéo

dài, xếp sát dày đặc, có sự phát sinh mạch dẫn của sơ khởi rễ (hình 3.17, hình 3.18).

Hình 3.16. Phôi với sơ khởi chồi và rễ được quan sát qua lát cắt dọc ở 0 giờ, (thanh ngang

dài 50 µm), X10.

Hình 3.17. Phôi ở 6 giờ với sơ khởi chồi, rễ và sự gia tăng kích thước của lớp thuẫn được

quan sát qua lát cắt dọc, (thanh ngang dài 50 µm), X10.

Hình 3.18. Phôi ở 6 giờ với biểu mô của lớp thuẫn kéo dài xếp sát nhau được quan sát qua

lát cắt dọc, (thanh ngang dài 10 µm), X100.

Chồi mầm 0 giờ, 6 giờ quan sát qua lát cắt dọc, quan sát thấy sơ khởi lá và vùng mô

phân sinh ngọn chồi có hình vòm, được bọc bởi bao lá mầm (hình 3.19, hình 3.20). Sau 28

giờ các sơ khởi lá kéo dài, diệp tiêu kéo dài (hình 3.21).

Hình 3.19. Phôi ở 0 giờ với sơ khởi lá và vùng mô phân sinh ngọn chồi được quan sát qua

lát cắt ngang, (thanh ngang dài 50 µm), X10.

Hình 3.20. Phôi ở 6 giờ với sơ khởi lá và vùng mô phân sinh ngọn chồi dạng hình vòm

được quan sát qua lát cắt ngang, (thanh ngang dài 50 µm), X40.

Hình 3.21. Chồi mầm ở 28 giờ với sơ khởi lá và vùng mô phân sinh ngọn chồi dạng hình

mũi tên được quan sát qua lát cắt dọc, (thanh ngang dài 50 µm), X40.

Quan sát lát cắt dọc rễ mầm 6 giờ nhìn rõ vùng chóp rễ, vùng mô phân sinh rễ (hình

3.22. hình 3.23) và 28 giờ thấy sự kéo dài của rễ mầm, mạch phát triển (hình 3.24).

Hình 3.22. Mô phân sinh và chóp của rễ mầm ở 6 giờ được quan sát qua lát cắt dọc, (thanh

ngang dài 10 µm), X100.

Hình 3.23. Rễ mầm ở 6 giờ bắt đầu kéo dài và hình thành mạch dẫn được quan sát qua lát cắt dọc, (thanh ngang dài 25 µm), X40.

Hình 3.24. Rễ mầm ở 28 giờ bắt đầu kéo dài ra khỏi phôi được quan sát qua lát cắt dọc,

(thanh ngang dài 25 µm), X40.

Phẫu thức cắt ngang của gốc thân cây mầm 48 giờ có sự hình thành các sơ khởi rễ bên

(hình 3.25). Phẫu thức cắt ngang và dọc gốc thân mầm ngày 2 thấy rễ bên kéo dài và tiếp

tục phát sinh các sơ khởi rễ bên mới (hình 3.26, hình 3.27). Rễ mầm ngày 5 với cấu trúc

hoàn chỉnh có vỏ, nhu mô vỏ, nội bì với đai Caspari và trụ bì với các bó mạch sơ cấp (hình

3.28).

Hình 3.25. Sơ khởi rễ bên ở 48 giờ kéo dài được quan sát qua lát cắt ngang gốc thân, (thanh

ngang dài 25 µm), X40.

Hình 3.26. Gốc thân của cây mầm ngày 2 với sự hình thành và kéo dài các

sơ khởi rễ bên được quan sát qua lát cắt ngang, (thanh ngang dài 25 µm), X40.

Hình 3.27. Gốc thân của cây mầm ngày 5 với các rễ bên kéo dài được quan sát

qua lát cắt dọc, (thanh ngang dài 100 µm), X40.

Hình 3.28. Rễ cây mầm ngày 5 với sự hình thành cấu trúc rễ hoàn chỉnh được

quan sát qua lát cắt ngang, (thanh ngang dài 125 µm), X100.

Các phẫu thức cắt ngang chồi mầm 28 giờ, 48 giờ cho thấy sự tạo mạch trên các sơ

khởi lá cắt ngang (hình 3.29, hình 3.30 ) và thân mầm ngày 5 cho thấy sự hình thành hệ

thống mạch trên các bẹ lá (hình 3.31, hình 3.32).

Hình 3.29. Chồi mầm 28 giờ với các sơ khởi lá cuộn tròn được quan sát qua

lát cắt ngang, (thanh ngang dài 125 µm), X40.

Hình 3.30. Chồi mầm 48 giờ với các sơ khởi lá cuộn tròn và có sự hình thành bó mạch trên

các bẹ lá được quan sát qua lát cắt ngang (thanh ngang dài 150 µm), X40.

Hình 3.31. Thân cây mầm ngày 5 với các bó mạch và mô khuyết trên các bẹ lá được quan

sát qua lát cắt ngang, (thanh ngang dài 125 µm), X40.

Hình 3.32. Thân cây mầm ngày 5 với mạch xylem, phloem và mô khuyết trên các bẹ lá

được quan sát qua lát cắt ngang, (thanh ngang dài 50 µm), X100.

3.1.5. Cường độ hô hấp, cường độ quang hợp

3.1.5.1. Cường độ hô hấp của hạt lúa trong giai đoạn nảy mầm

Hạt trong giai đoạn thu nước có cường độ hô hấp mạnh đến 6 giờ. Giai đoạn từ 6

đến 12 giờ, cường độ hô hấp gia tăng không nhiều, sau đó tiếp tục tăng mạnh đến khi nảy

mầm và cao nhất ở 48 giờ (bảng 3.11; hình 3.33).

Bảng 3.11. Sự thay đổi cường độ hô hấp của hạt trong giai đoạn thu nước và nảy mầm, (điều kiện chuẩn 27 ± 2 oC, trong tối).

Thời gian Cường độ hô hấp

(giờ)

Các số trung bình trong cột với các mẫu tự khác nhau thì khác biệt có ý nghĩa mức p=0,05.

48 (µmol O2/ g TLT/ phút) 0,0019 ± 0,0001 a 0,0433 ± 0,0005 b 0,0482 ± 0,0003 c 0,0608 ± 0,0004 d 0,0881 ± 0,0005 e 0,2078 ± 0,0004 f

Chart Title

l

) t ú h p / g / i x O

µ ( t ạ h a ủ c p ấ h ô h ộ đ g n ờ ư C

Thời gian (giờ)

Hình 3.33. Sự thay đổi cường độ hô hấp của hạt trong giai đoạn thu nước và nảy mầm, (điều kiện chuẩn 27 ± 2 0C, trong tối).

3.1.5.2. Cường độ hô hấp, cường độ quang hợp của cây mầm lúa trong giai đoạn

tăng trưởng sớm

Cường độ hô hấp của cây mầm tăng mạnh từ ngày 0 đến ngày 2, giảm dần ở ngày 5

và ngày 7 (bảng 3.12).

Cường độ quang hợp của cây mầm tăng nhanh, nhất là từ khi xuất hiện lá thật thứ

nhất và tăng rất nhanh ở ngày 7 là có lá thật thứ 2 (hình 3.34).

Bảng 3.12. Sự thay đổi cường độ hô hấp, cuờng độ quang hợp của cây mầm lúa trong giai đoạn tăng truởng sớm, (điều kiện chuẩn 27 ± 2 oC, 2500 ± 200 lux).

Thời gian Cường độ hô hấp Cường độ quang hợp

(ngày)

Các số trung bình trong cột với các mẫu tự khác nhau thì khác biệt có ý nghĩa mức p=0,05.

7 (µmol O2/ g TLT/ phút) 0,2078 ± 0,0004 a 0,5140 ± 0,0223 d 0,4410 ± 0,0108 c 0,3911 ± 0,0097 b (µmol O2/ g TLT/ phút) 0,0000 ± 0,0000 a 0,1761 ± 0,0088 b 0,3682 ± 0,0114 c 1,0824 ± 0,0833 d

Cường độ hô hấp

Cường độ quang hợp

) t ú h p / T L T g / 2 O

l

o m µ (

p ợ h g n a u q a v p ấ h ô h ộ đ g n ờ u C

Thời gian (ngày)

Hình 3.34. Sự thay đổi cường độ hô hấp, cuờng độ quang hợp của cây mầm lúa trong giai đoạn tăng truởng sớm, (điều kiện chuẩn 27 ± 2 oC, 2500 ± 200 lux).

3.1.6. Hoạt tính các chất điều hòa tăng trưởng thực vật

Trong vỏ trấu của hạt chứa hoạt tính của acid abscisic rất cao, cytokinin và auxin có

hoạt tính rất thấp và hoạt tính gibberellin hầu như không có (bảng 3.13).

Bảng 3.13. Hoạt tính các chất điều hòa tăng trưởng thực vật nội sinh

trong vỏ trấu của hạt.

0BAuxin 0,11 ± 0,00

Hoạt tính các chất điều hòa tăng trưởng thực vật (µg/l)

Gibberellin 0,00 ± 0,00 Cytokinin 0,82 ± 0,12 Acid abscisic 41,71± 2,63

Hạt bóc vỏ được gieo trong điều kiện tối, nhiệt độ 27 ± 2 oC, khi nảy mầm cho thấy

hoạt tính acid abscisic cao trong giai đoạn từ 0 đến 6 giờ, sau đó giảm dần đến 28 giờ (có rễ

mầm nhú ra) thì hoạt tính gần bằng không. Trong khi đó, hoạt tính auxin, gibberellin và

cytokinin tăng nhanh, nhất là gibberellin trong giai đoạn nảy mầm (bảng 3.14).

Bảng 3.14. Hoạt tính các chất điều hòa tăng trưởng thực vật nội sinh trong hạt ở giai đoạn

nảy mầm.

Thời Hoạt tính các chất điều hòa tăng trưởng thực vật (µg/l)

gian Auxin Gibberellin Cytokinin Acid abscisic (giờ)

Các số trung bình trong cột với các mẫu tự khác nhau thì khác biệt có ý nghĩa mức p=0,05.

0,22 ± 0,09 a 1,35 ± 0,41 bc 1,84 ± 0,33 bc 1,25 ± 0,26 b 2,28 ± 0,22 c 0,47 ± 0,11 a 7,68 ± 0,73 bc 9,44 ± 0,66 cd 10,85 ± 0,49 d 6,92 ± 0,74 b 1,06 ± 0,13 a 1,58 ± 0,11 b 2,37 ± 0,16 cd 2,38 ± 0,14 cd 2,06 ± 0,24 c 40,00 ± 2,81 c 21,73 ± 3,32 b 20,06 ± 7,61 b 10,38 ± 3,23 ab 0,56 ± 0,22 a 48

Đối với cây mầm trong giai đoạn tăng trưởng sớm, auxin có hoạt tính giảm nhẹ ở

ngày 2, tăng cao ở ngày 5 và giảm nhẹ ở ngày 7. Hoạt tính của cytokinin giảm nhẹ ở ngày 2

và tăng dần ở ngày 5, ngày 7. Hoạt tính gibberellin liên tục tăng đến ngày 7, ngược với acid

abscisic có hoạt tính giảm liên tục đến mức thấp 0,13 µg/l (bảng 3.15, hình 3.35).

Bảng 3.15. Hoạt tính các chất điều hòa tăng trưởng thực vật nội sinh trong

cây mầm lúa ở giai đoạn tăng trưởng sớm.

Thời gian Hoạt tính các chất điều hòa tăng trưởng thực vật (µg/l)

(ngày)

Các số trung bình trong cột với các mẫu tự khác nhau thì khác biệt có ý nghĩa mức p=0,05

7 Auxin 2,24 ± 0,23 b 1,52 ± 0,18 a 2,86 ± 0,42 d 2,27 ± 0,23 c Gibberellin 6,94 ± 0,72 a 7,35 ± 0,63 a 7,66 ± 0,44 ab 7,73 ± 0,72 ab Cytokinin 2,00 ± 0,22 b 1,78 ± 0,21 a 2,42 ± 0,25 c 2,94 ± 0,11 d Acid abscisic 0,54 ± 0,27 b 0,35 ± 0,15 ab 0,28 ± 0,00 a 0,13 ± 0,00 a

Auxin

g n ở ư r t

Gibberellin

) l / g µ ( t ậ v c ự h t

Cytokinin

Acid abscisic

g n ă t a ò h u ề i đ t ấ h c c á c h n í t t ạ o H

Thời gian (ngày)

Hình 3.35. Hoạt tính các chất điều hòa tăng trưởng thực vật nội sinh trong

cây mầm lúa ở giai đoạn tăng trưởng sớm.

3.1.7. Áp dụng các chất điều hòa tăng trưởng thực vật lên sự nảy mầm và tăng

trưởng sớm của cây lúa trong điều kiện in vitro

3.1.7.1. Áp dụng các chất điều hòa tăng trưởng thực vật lên sự nảy mầm của hạt

trongđiều kiện in vitro

Điều kiện nhiệt độ phòng thí nghiệm 32 ± 2 oC và tối thì tỉ lệ nảy mầm của hạt sau 24

giờ đạt 75,56 % ở môi trường có GA3 20 mg/l và đạt cao nhất ở môi trường có BA 10 mg/l đạt 86,67 % (bảng 3.16). Trong điều kiện nhiệt độ phòng nuôi 27 ± 2 oC và tối thì tỉ lệ nảy

mầm của hạt sau 28 giờ đạt cao nhất là 71,11 % ở môi trường có GA3 20 mg/l (bảng 3.17).

Khi so sánh tác động các chất điều hòa tăng trưởng thực vật riêng rẽ với các nồng độ

khác nhau thì các chất IAA 0,5 mg/l; BA 10 mg/l và GA3 20 mg/l ở cả hai điều kiện nhiệt

độ đều cho hiệu quả tỉ lệ nảy mầm cao nhất (bảng 3.16, bảng 3.17).

Khi sử dụng chất ức chế nảy mầm acid abscisic, nồng độ ABA càng cao thì tỉ lệ nảy

mầm của hạt càng thấp. Trong môi trường có ABA 2 mg/l sẽ ngăn cản sự nảy mầm hạt lúa

trong cả hai điều kiên nhiêt độ. (bảng 3.16, bảng 3.17).

Bảng 3.16. Tỉ lệ nảy mầm của hạt sau 24 giờ dưới tác dụng của các chất điều hòa tăng trưởng thực vật riêng rẽ, (điều kiện chuẩn 32 ± 2 oC, trong tối).

Các chất điều hòa tăng trưởng thực vật Tỉ lệ nảy mầm

(%) IAA (mg/l) GA3 (mg/l) BA (mg/l) ABA (mg/l)

Nước cất Nước cất Nước cất Nước cất 17,78 ± 5,76 b

0,5 - - - 62,32 ± 5,32 efgh

1 - - 48,93 ± 5,54 cdef -

1,5 - - 53,34 ± 6,49 defg -

2 - - 57,78 ± 5,34 defg -

2,5 - - 55,52 ± 4,85 defg -

- 1 - 48,89 ± 7,54 cdef -

- 5 - 55,56 ± 7,49 defg -

- 10 - 64,44 ± 7,22 fgh -

- 15 - 62,22 ± 7,31 efgh -

- 20 - - 75,56 ± 6,48 ghi

- - - 42,22 ± 7,45 cde 1

- - - 55,56 ± 7,49 defg 2,5

- - - 71,11 ± 6,83 ghi 5

- - - 80,00 ± 6,03 hi 7,5

- - - 10 86,67 ± 5,13 i

- - 0,1 18,89 ± 6,54 b -

- - 0,5 12,78 ± 5,31 b -

- - 1 9,11 ± 4,98 ab -

- - 1,5 8,56 ± 4,46 ab -

(-) biểu thị không có chất điều hòa tăng trưởng thực vật.

Các số trung bình trong cột với các mẫu tự khác nhau thì khác biệt có ý nghĩa mức p=0,05.

- - 2 - 5,89 ± 2,29 a

Bảng 3.17. Tỉ lệ nảy mầm của hạt sau 28 giờ dưới tác dụng của các chất điều hòa tăng trưởng thực vật riêng rẽ, (điều kiện chuẩn 27 ± 2 oC, trong tối).

Các chất điều hòa tăng trưởng thực vật Tỉ lệ nảy mầm

(%) IAA (mg/l) GA3 (mg/l) BA (mg/l) ABA (mg/l)

Nước cất Nước cất Nước cất Nước cất 11,11 ± 4,29 ab

- - - 44,44 ± 7,49 cdef 0,5

28,92 ± 4,83 bc - 1 - -

31,12 ± 3,63 bc - 1,5 - -

37,75 ± 4,42 bc - 2 - -

35,51 ± 3,72 bc - 2,5 - -

28,89 ± 6,83 bc - - 1 -

42,22 ± 7,45 cde - - 5 -

44,44 ± 7,49 cdef - - 10 -

57,78 ± 7,45 defgh - - 15 -

- - - 71,11 ± 6,83 h 20

40,00 ± 7,39 cd - - - 1

51,11 ± 7,54 defg - - - 2,5

60,00 ± 7,39 efgh - - - 5

62,22 ± 7,31 fgh - - - 7,5

- - - 68,89 ± 6,98 gh 10

13,33 ± 5,13 ab 0,1 - - -

11,11 ± 4,74 ab 0,5 - - -

8,89 ± 3,29 a 1 - - -

4,44 ± 2,11 a 1,5 - - -

(-) biểu thị không có chất điều hòa tăng trưởng thực vật.

Các số trung bình trong cột với các mẫu tự khác nhau thì khác biệt có ý nghĩa mức p=0,05. Trong điều kiện nhiệt độ phòng thí nghiệm 32 ± 2 oC và tối, khi sử dụng kết hợp các

- - - 0,00 ± 0,00 a 2

chất điều hòa tăng trưởng thực vật, tỉ lệ nảy mầm của hạt ở 24 giờ đạt 88,89 % ở môi

trường có GA3 10 mg/l kết hợp BA 10 mg/l và môi trường chỉ có BA 10 mg/l đạt 86,67 %,

tương đương như khi kết hợp thêm IAA 0,5 mg/l (bảng 3.18).

Bảng 3.18. Tỉ lệ nảy mầm của hạt sau 24 giờ dưới tác dụng phối hợp của GA3, BA, IAA và ABA với các nồng độ khác nhau, (điều kiện chuẩn 32 ± 2 oC, trong tối).

Các chất điều hòa tăng trưởng thực vật

Tỉ lệ nảy mầm (%) BA IAA ABA GA3

(mg/l) (mg/l) (mg/l) (mg/l)

Nước cất Nước cất Nước cất Nước cất

20 - - -

- 10 - -

20 10 0,5 -

10 10 0,5 -

20 - 0,5 -

20 - - 0,1

20 10 - -

20 5 - -

20 1 - -

10 10 - -

(-) biểu thị không có chất điều hòa tăng trưởng thực vật.

Các số trung bình trong cột với các mẫu tự khác nhau thì khác biệt có ý nghĩa mức p=0,05. Trong điều kiện nhiệt độ 27 ± 2 oC và trong tối, khi sử dụng kết hợp các chất điều

1 10 - 17,78 ± 5,76 a 75,56 ± 6,48 c 86,67 ± 5,13 d 95,45 ± 4,23 e 77,78 ± 5,28 c 62,23 ± 5,11 b 60,00 ± 7,39 b 84,44 ± 5,46 d 66,67 ± 7,11 bc 57,78 ± 7,45 b 88,89 ± 4,47 d 71,11 ± 6,83 bc -

hòa tăng trưởng thực vật, tỉ lệ nảy mầm của hạt ở 28 giờ đạt 91,11 % ở môi trường có GA3

20 mg/l kết hợp BA 10 mg/l, tương đương như khi kết hợp thêm IAA 0,5 mg/l (bảng 3.19).

Bảng 3.19. Tỉ lệ nảy mầm của hạt sau 28 giờ dưới tác dụng phối hợp của GA3, BA, IAA và ABA với các nồng độ khác nhau, (điều kiện chuẩn 27 ± 2 oC, trong tối).

Các chất điều hòa tăng trưởng thực vật

Tỉ lệ nảy mầm (%) BA IAA ABA GA3

(mg/l) (mg/l) (mg/l) (mg/l)

Nước cất Nước cất Nước cất Nước cất

20 - - -

- 10 - -

20 10 0,5 - 11,11 ± 4,74 a 71,11 ± 6,83 d 68,89 ± 6,98 cd 91,12 ± 5,23 f

10 10 0,5 -

20 - 0,5 -

20 - - 0,1

20 10 - -

20 5 - -

20 1 - -

10 10 - -

(-) biểu thị không có chất điều hòa tăng trưởng thực vật.

Các số trung bình trong cột với các mẫu tự khác nhau thì khác biệt có ý nghĩa mức p=0,05.

1 10 - - 71,18 ± 4,98 d 57,78 ± 6,11 c 33,33 ± 7,11 b 91,11 ± 4,29 f 80,00 ± 6,03 e 64,44 ± 7,22 cd 71,11 ± 6,83 d 42,22 ± 7,45 bc

Điều kiện nhiệt độ phòng thí nghiệm 32 ± 2 oC và trong tối, khi xử lý các chất điều

hòa tăng trưởng thực vật, tỉ lệ nảy mầm của hạt sau 24 giờ đạt 100 % khi bổ sung GA3 20 mg/l ở thời điểm 6 đến 24 giờ (bảng 3.20). Điều kiện nhiệt độ 27 ± 2 oC và trong tối, khi

xử lý các chất điều hòa tăng trưởng thực vật theo thời gian, tỉ lệ nảy mầm của hạt sau 28 giờ

đạt 68,89 % nếu bổ sung BA 10 mg/l ở thời điểm 0 đến 28 giờ (bảng 3.21), đạt cao hơn

(75,56 %) khi bổ sung GA3 20 mg/l ở thời điểm 6 đến 28 giờ (hình 3.21).

Bảng 3.20. Tỉ lệ nảy mầm của hạt lúa sau 24 giờ dưới tác dụng của BA 10 mg/l hay GA3 20

mg/l được xử lý theo thời gian khác nhau, (điều kiện chuẩn 32 ± 2 oC, trong tối).

Nghiệm thức Thời gian xử lý (giờ)

Nước cất (đối chứng) 0 – 24

0 – 24

0 – 6

BA 10 mg/l 6 – 12

6 – 18

6 – 24

0 – 24

0 – 6 GA3 20 mg/l 6 – 12

Tỉ lệ nảy mầm (%) 17,78 ± 5,76 a 86,67 ± 5,13 de 46,67 ± 7,52 b 82,22 ± 5,76 de 75,56 ± 6,48 cd 93,33 ± 3,76 de 62,22 ± 7,31 bc 80,00 ± 6,03 cd 46,67 ± 7,52 b 51,11 ± 7,54 b 6 – 18

Các số trung bình trong cột với các mẫu tự khác nhau thì khác biệt có ý nghĩa mức p=0,05.

6 – 24 100,00 ± 0,00 e

Bảng 3.21. Tỉ lệ nảy mầm của hạt lúa sau 28 giờ dưới tác dụng của BA 10 mg/l hay GA3 20

mg/l được xử lý theo thời gian khác nhau, (điều kiện chuẩn 27 ± 2 oC, trong tối).

Nghiệm thức Thời gian xử lý Tỉ lệ nảy mầm (%)

(giờ)

Nước cất (đối chứng) 0 – 28

0 – 28

0 – 6

BA 10 mg/l 6 – 12

6 – 24

6 – 28

0 – 28

0 – 6

6 – 12 GA3 20 mg/l

6 – 24

Các số trung bình trong cột với các mẫu tự khác nhau thì khác biệt có ý nghĩa mức p=0,05

6 – 28 11,11 ± 4,74 a 68,89 ± 6,98 e 48,89 ± 7,54 cd 44,44 ± 7,49 c 37,78 ± 7,31 b 42,22 ±7,45 c 71,11 ± 6,83 ef 35,56 ± 7,22 b 42,22 ±7,45 c 55,56 ±7,49 d 75,56 ±6,48 f

3.1.7.2. Áp dụng các chất điều hòa tăng trưởng thực vật lên sự tăng trưởng sớm

của cây mầm in vitro

Chiều dài rễ tăng nhanh khi chịu tác động phối hợp giữa IAA 0,5 mg/l với BA 10

mg/l, khác biệt so với BA 10 mg/l tác động riêng rẽ thì không kích thích rễ kéo dài nhanh

chóng. Chiều cao thân cây mầm đạt trị số cao nhất khi chịu tác động của GA3 20 mg/l. Rễ

mới được tạo nhiều nhất khi có tác động của IAA 0,5 mg/l. Khi có tác động phối hợp cả ba

chất IAA 0,5 mg/l; GA3 20 mg/l và BA 10 mg/l thì chỉ tiêu sinh trưởng của cây mầm không

đạt chỉ số tốt nhất (bảng 3.22).

Bảng 3.22. Chỉ tiêu sinh trưởng của cây mầm trong giai đoạn tăng trưởng sớm dưới tác

dụng của IAA 0,5 mg/l; GA3 20 mg/l và BA 10 mg/l riêng rẽ hoặc kết hợp

(điều kiện chuẩn ánh sáng 2500 ± 200 lux, nhiệt độ 27 ± 2 oC).

Chất điều hòa tăng

trưởng thực vật Chiều dài rễ Chiều cao thân Số rễ (cm) (cm) IAA BA GA3

(mg/l) (mg/l) (mg/l)

Nước Nước Nước 4,27 ± 1,12 a 3,46 ± 0,09 a 14,02 ± 2,83 b cất cất cất

- - 20

- - 10

- - 0,5

- 20 10

0,5 20 10

- 0,5 10

(-) biểu thị không có chất điều hòa tăng trưởng thực vật.

Các số trung bình trong cột với các mẫu tự khác nhau thì khác biệt có ý nghĩa mức p=0,05.

0,5 20 - 6,20 ± 1,28 b 8,42 ± 3,27 c 10,87 ± 4,26 e 7,42 ± 2,10 b 8,73 ± 2,15 c 9,32 ± 1,37 d 10,62 ± 2,15 de 5,43 ± 1,48 b 9,42 ± 3,60 de 10,12 ± 4,32 e 5,14 ± 1,07 b 6,48 ± 1,12 bc 12,67 ± 4,15 f 8,42 ± 2,10 d 26,42 ± 5,21 f 16,15 ± 3,18 cd 14,12 ± 4,31 b 15,63 ± 4,67 bc 10,78 ± 2,65 a 17,64 ± 3,61 d 20,43 ± 2,11 de

Cây mầm ngày 7 trong môi trường có bổ sung BA 10 mg/l có lá phát triển to bản,

chiều dài rễ tăng (hình 3.36). Khi bổ sung GA3 20 mg/l cây mầm có chiều cao thân tăng rất

nhanh nhưng lá có kích thước nhỏ, rễ ngắn (hình 3.37). Khi bổ sung IAA 0,5 mg/l, GA3 20

mg/l thì cây mầm phát triển tốt chiều cao thân, số lượng và chiều dài rễ (hình 3.38). Khi môi

trường có IAA 0,5 mg/l, BA 10 mg/l thì có sự kéo dài rễ nhanh nhất (hình 3.39).

Hình 3.36. Cây mầm in vitro ngày 7 môi trường có bổ sung BA 10 mg/l,

(thanh ngang dài 3 cm).

Hình 3.37. Cây mầm in vitro ngày 7 môi trường có bổ sung GA3 20 mg/l,

(thanh ngang dài 4 cm).

Hình 3.38. Cây mầm in vitro ngày 7 môi trường có bổ sung GA3 20 mg/l,

IAA 0,5 mg/l, (thanh ngang dài 3 cm).

Hình 3.39. Cây mầm in vitro ngày 7 môi trường có bổ sung IAA 0,5 mg/l,

BA 10 mg/l, (thanh ngang dài 4 cm).

3.1.8. Áp dụng các chất điều hòa tăng trưởng thực vật lên sự nảy mầm và tăng

trưởng sớm của cây lúa trong vườn ươm

3.1.8.1. Áp dụng các chất điều hòa tăng trưởng thực vật lên sự nảy mầm của hạt

lúa trong vườn ươm

Hạt lúa còn nguyên vỏ ngâm trong nước có xử lý nhiệt độ 45 oC liên tục 1 giờ vào

thời điểm 2 giờ sau khi ngâm. Sau 6 giờ ngâm nước, gieo hạt trên giấy thấm có quấn 3 tấm

lam đặt trong đĩa Petri có chứa các chất điều hòa tăng trưởng thực vật IAA 0,5 mg/l, GA3 20

mg/l và BA 10 mg/l cho kết quả nảy mầm cao nhất sau 48 giờ là 82,22 % (bảng 3.23).

Bảng 3.23. Tỉ lệ nảy mầm của hạt lúa có vỏ sau 48 giờ xử lý nhiệt độ khác nhau, có sự kết

hợp của IAA 0,5 mg/l, BA 10 mg/l và GA3 20mg/l (điều kiện chuẩn 32 ± 2 oC, trong tối). Nhiệt độ (oC)

Không xử lý nhiệt (đối chứng)

Các số trung bình trong cột với các mẫu tự khác nhau thì khác biệt có ý nghĩa mức p=0,05.

Tỉ lệ nảy mầm (%) 55.56 ± 3,65 b 73,33 ± 4,32 c 82,22 ± 4,62 d 42,36 ± 3,43 a 50

3.1.8.2. Áp dụng các chất điều hòa tăng trưởng thực vật lên sự tăng trưởng sớm

của cây lúa trong vườn ươm

Từ kết quả mục 3.1.8.1, gieo hạt vào môi trường đất tự nhiên. Cây mầm 1 tuần

phát triển các rễ bên từ gốc thân (hình 3.40). Sau 2 tuần cấy trong chậu, cây lúa non có đặc

diểm phát triển tốt lóng kéo dài, tăng số lượng rễ, bộ lá phát triển dài và rộng so với đối

chứng là cây lúa từ hạt giống không qua xử lý (hình 3.41). Sau 3 tuần, cây lúa phát triển và

đẻ nhánh (hình 3.42).

Hình 3.40. Cây mầm 1 tuần trong môi trường tự nhiên với sự phát triển rễ bên được quan

sát qua kính soi nổi, (thanh ngang dài 2 mm).

A B

Hình 3.41. Cây lúa non sau 2 tuần trồng ngoài tự nhiên, cây từ hạt có xử lý nảy mầm (A) và cây từ hạt nảy mầm tự nhiên (B), (thanh ngang dài 5 cm).

Hình 3.42. Cây lúa non sau 3 tuần trồng ngoài tự nhiên với sự phát triền

các nhánh mới, (thanh ngang dài 15 cm).

3.2. Thảo luận

3.2.1. Sự nảy mầm của hạt lúa

Hạt giống lúa được bảo quản trong bình hút ẩm ở điều kiện nhiệt độ phòng 32 ± 2 oC

đảm bảo tính sống (100 % hạt có mô phôi bắt màu đỏ của TTC 0,1 %) như bảo quản trong tủ lạnh ở nhiệt độ 10 ± 2 oC, nên được áp dụng suốt thời gian nghiên cứu.

Tỉ lệ hạt sống và không nhiễm cao nhất khi khử trùng hạt bằng dung dịch sodium

hypochloride (NaOCl) 8 % trong thời gian 30 phút (bảng 3.1). Sử dụng hypochloride để khử

trùng bề mặt hạt giống lúa cho hiệu quả cao, không nhiễm và đảm bảo khả năng nảy mầm

(Miché và Balandreau, 2001).

Sinh lý nảy mầm của hạt lúa Ở nhiệt độ 27 ± 2 oC, hạt giống khô nhanh chóng hấp thu nước, làm trọng lượng tươi

của hạt tăng nhanh từ 0 đến 6 giờ (bảng 3.2). Giai đoạn I của quá trình nảy mầm kết thúc

khi tất cả các hệ thống trong hạt đều hấp thu nước hoàn toàn. Lúc này, có sự thay đổi mạnh

mẽ ở các phân tử ARN, tất cả các thành phần tham gia phiên mã được lưu trữ trong hạt khô

nhanh chóng được kích hoạt được chứng minh qua phân tích hoạt động tổng hợp protein

(Kimura và Nambara, 2010). Sau đó, trọng lượng tươi của hạt hầu như không đổi từ 6 đến

10 giờ và tăng dần đến 28 giờ trong giai đoạn II, đồng thời với sự kiện rễ kéo dài khỏi phôi

khoảng 1 mm (hình 3.8).

Trong giai đoạn I và II, có sự thay đổi chuyển hóa lớn tạo tiền đề cho giai đoạn III,

bắt đầu thời kì tăng trưởng sớm của cây mầm (bảng 3.2; hình 3.9). Sự trao đổi chất được

kích hoạt nhờ các enzyme đã được lưu trữ trong hạt giống trong quá trình trưởng thành

(Novogaki và cs., 2010). Ở cây Arabidopsis, có một số lượng lớn các enzyme tham gia vào

con đường chuyển hóa chính được tìm thấy trong hạt khô và duy trì ổn định hay có thêm

trong quá trình nảy mầm sớm. Sự quy định biểu hiện của gen trong hạt giống khô có tỷ lệ

tương tự cho các hoạt động trao đổi chất khi hạt giống nảy mầm, chứng tỏ có sự chuẩn bị

sẵn cho hạt giống nảy mầm từ thời kì hạt giống khô (Jiménez – López và cs., 2011; Rajou

và cs., 2011).

Nảy mầm là biểu hiện cho quá trình chuyển đổi nhanh chóng từ hạt ở trạng thái ngủ

đến hoạt động trao đổi chất diễn ra mạnh mẽ. Cường độ hô hấp của hạt tăng rất nhanh trong

giai đoạn đầu thu nước 0 - 6 giờ (bảng 3.11) Trong thời gian này, những thay đổi sinh lý

đáng kể xảy ra, lipid và protein dự trữ được huy động trong các hạt giống nảy mầm để cung

cấp năng lượng, carbon và nitrogen cho cây con trước khi cây con bắt đầu tiến hành quang

hợp (Narsai và cs., 2011). Sự thay đổi các phân tử ARN xảy ra trong quá trình hấp thu nước

được quy định bởi nhiệt độ, ánh sáng và các chất điều hòa tăng trưởng thực vật, trong đó,

acid abscisic và gibberellin đóng vai trò quan trọng trong điều tiết sự nảy mầm của hạt

(Weitbrecht và cs., 2011)

Trong thời gian nảy mầm, lớp thuẫn thay đổi hình thái, tế bào to lên làm trọng lượng

tươi tăng dần, tế bào biểu mô hơi kéo dài và các tế bào xếp dày đặc không có khoảng gian

bào (hình 3.17, hình 3.18). Sự thay đổi biểu mô thuẫn bao gồm những thay đổi trong thành

tế bào: acetylhexosaminidase xúc tác thủy phân N - acetyl - D - hexosamine, điều chỉnh sự

mở rộng thành tế bào bằng cách biến đổi các thành phần của thành tế bào (các vi sợi

cellulose, pectin hoặc hemicellulose), tách vi sợi khỏi các thành phần khác của thành tế bào

cho phép các enzyme của thành tế bào hoạt động, tiếp theo là sự cắt các polysaccaride liên

kết gây ra hiện tượng nới lỏng thành tế bào (Bùi Trang Việt, 2000; Holdsworth và cs.,

2008). Quá trình này góp phần làm tăng diện tích tiếp xúc giữa nội nhũ và lớp thuẫn, tạo

thuận lợi cho việc trao đổi chất trong quá trình nảy mầm của hạt. Tế bào biểu mô của thuẫn

trong giai đoạn hấp thu nước đã biểu hiện hoạt động một loạt các gene tham gia vào quá

trình trao đổi chất, sản xuất năng lượng hoặc vận chuyển các peptid, protein và tác động lên

chu kỳ tế bào (Jiménez - López và cs., 2011).

Sự hấp thu nước khởi tạo một số hoạt động sinh hóa cần thiết cho hạt nảy mầm.

Enzyme tiết ra từ lớp aleurone phân giải các chất dinh dưỡng tích lũy trong hạt giống thành

các phân tử hòa tan được vận chuyển đến phôi để nuôi dưỡng phôi phát triển thành cây mầm

cho đến khi cây mầm thực hiện được chức năng quang hợp. Thuẫn cung cấp nguồn năng

lượng cần thiết trong giai đoạn đầu và nội nhũ tiếp tục cung cấp năng lượng cho các giai

đoạn phát triển tiếp theo. Nảy mầm được xem là hoàn thành khi rễ mầm phá vỡ bao rễ mầm

(coleorhiza) và kéo dài ra từ hạt (Bewley, 1997).

Ảnh hưởng của ánh sáng lên sự nảy mầm của hạt lúa

Ánh sáng được xem là một yếu tố kiểm soát sự nảy mầm, vừa có hoạt động cảm ứng

sự ngủ vừa tháo gỡ sự ngủ của hạt. Số loài thực vật có sự nảy mầm bị ức chế bởi ánh sáng

thường không nhiều. Cơ chế của việc ánh sáng tác động kích thích hay ức chế sự nảy mầm

của hạt là do sự phản ứng của phytochrome. Hạt ẩm đặt dưới ánh sáng đỏ (660 - 760 nm) sẽ

biến phytochrome Pr thành phytochrome Pfr kích thích hạt nảy mầm. Ngược lại, nếu đặt hạt

ẩm dưới ánh sáng đỏ xa (760 - 800 nm) thì Pfr sẽ đổi thành Pr và ức chế sự nảy mầm

(Contreras và cs., 2009; Taylorson, 1982).

Hạt nảy mầm nhanh hơn khi đặt dưới ánh sáng đỏ (so với hạt nảy mầm trong ánh

sáng đỏ xa và ánh sáng trắng) được giải thích là do làm giảm hàm lượng acid abscisic trong

hạt (Contreras và cs., 2008). Trong thí nghiệm của chúng tôi, hạt lúa được bóc vỏ trấu và đặt

trong tối nảy mầm nhanh và cao hơn so với hạt được chiếu sáng (bảng 3.3).

Ảnh hưởng của nhiệt độ lên sự nảy mầm của hạt lúa

Nhiều phương pháp xử lý nhiệt độ khi nghiên cứu nảy mầm của hạt như xử lý nhiệt

khô (Lee và cs., 2002 ), hay ủ hạt giống trong nước với các nhiệt độ khác nhau để rút ngắn

thời gian nảy mầm của hạt lúa (Uneo và Miyoshi, 2005). Chúng tôi đã áp dụng phương pháp

xử lý nhiệt độ bằng cách đặt hạt trong tủ ấm với nhiệt độ điều chỉnh ổn định trong suốt thời

gian xử lý hay đặt hạt vào nước ấm được duy trì nhiệt độ ổn định thì kết quả của cả hai cách

xử lý này có kết quả khác biệt không đáng kể (bảng 3.6).

Khi xử lý nhiệt độ 40 oC liên tục một giờ vào thời điểm hạt lúa được bóc vỏ trấu và

ngâm nước 2 giờ, tỉ lệ nảy mầm của hạt sau 28 giờ cao vượt trội (82,22 %) so với các thời

điểm xử lý nhiệt độ trong giai đoạn từ 0 đến 6 giờ với các nhiệt độ khác nhau (bảng 3.4,

bảng 3.5). Trong nghiên cứu của Farooq và cs. (2004), hạt lúa giống indica khi xử lý nhiệt độ 40 oC trong 72 giờ cho kết quả tăng sức sống, trong khi hạt lúa giống japonica không có sự cải thiện tỉ lệ nảy mầm và sức sống cây mầm. Hạt giống được làm lạnh ở -20 oC trong 24

giờ, sau đó xử lý nhiệt khô 40 oC trong 24 giờ và đem gieo ở 25 oC cho tỉ lệ nảy mầm cao

(70 ± 5 %), rút ngắn thời gian nảy mầm của hạt (Yari và cs., 2012). Nhiệt độ ảnh hưởng đến

hoạt động enzyme, trao đổi chất, chuyển hóa năng lượng, tương quan thuận với tổng số

đường và tỉ lệ nảy mầm của hạt lúa (Lee và Kim, 2000). Hoạt động α - amylase phụ thuộc

vào nhiệt độ, độ ẩm và điều kiện môi trường nảy mầm (Moongngarm, 2011).

Ảnh hưởng của vỏ trấu lên sự nảy mầm của hạt lúa

Hoạt tính acid abscisic trong vỏ trấu rất cao (bảng 3.13), nên hạt còn nguyên vỏ trấu

có thời gian nảy mầm rất chậm so với hạt đã bóc vỏ trấu (bảng 3.7). Vỏ trấu không thấm

oxygen, chứa acid abscisic, hợp chất allelopathic, có vai trò bảo vệ hạt, duy trì trạng thái

ngủ và ức chế nảy mầm của hạt (Kayode và Ayeni, 2009; Hu và cs., 2010).

Ảnh hưởng của chất điều hòa tăng trưởng thực vật lên sự nảy mầm của hạt lúa

Hoạt tính các chất điều hòa tăng trưởng thực vật nội sinh trong hạt lúa giai đoạn nảy

mầm có sự thay đổi đáng kể. Acid abscisic có hoạt tính giảm mạnh trong sáu giờ đầu trong

giai đoạn thu nước. Ngược lại, hoạt tính gibberellin trong giai đoạn này lại tăng mạnh mẽ,

hoạt tính cytokinin và zeatin tăng nhẹ (bảng 3.14) khởi đầu cho việc nảy mầm của hạt. Hạt

lúa ở 20 giờ có hoạt tính của auxin, gibberellin và cytokinin tăng cao, chuẩn bị cho sự kéo

dài của rễ vượt ra khỏi phôi lúc 28 giờ (bảng 3.14). Gibberellin có hoạt tính cao nhất vào thời điểm 28 giờ, trong điều kiện tối, nhiệt độ 27 ± 2 oC. Đây là thời điểm hạt nảy mầm (rễ

kéo dài 1 mm). Hoạt tính acid abscisic tiếp tục giảm mạnh và hầu như không còn, khi cả rễ

mầm và chồi mầm kéo dài ở 48 giờ (bảng 3.14).

Sự đối kháng giữa acid abscisic và gibberellin đóng vai trò quan trọng trong việc kiểm

soát hạt nảy mầm. Sự mất cân bằng giữa hai hormone này là nguyên nhân chính để phá ngủ

hạt giống. Acid abscisic điều chỉnh giảm sản xuất protein trong khi hoạt động của

gibberellin dẫn đến biểu hiện gen cần thiết cho sự nảy mầm, quy định tăng sản xuất nhiều

loại protein như protein proteasome, S - adenylmethionine synthetase, protein gắn glycine

giàu ARN, ABI3 - tương tác protein I, β - Glu và adenosylmocysteinase có tầm quan trọng

đặc biệt đối với sự nảy mầm của hạt giống lúa (Leubner - Metzger, 2003; Kucera và cs.,

2005).

Dựa trên kết quả khảo sát sự thay đổi hoạt tính của các chất điều hòa tăng trưởng thực

vật nội sinh trong giai đoạn nảy mầm, chúng tôi bổ sung các chất điều hòa tăng trưởng

ngoại sinh riêng rẽ là acid indol - 3 acetic (IAA), acid gibberellic (GA3), benzyladenin (BA)

và acid abscisic (ABA) với các nồng độ khác nhau. Hiệu quả tỉ lệ nảy mầm của hạt cao nhất

ở môi trường có bổ sung GA3 20 mg/l hay BA 10 mg/l (bảng 3.16). IAA 0,5 mg/l cũng có

tác động thúc đẩy nảy mầm (bảng 3.17), vì IAA ở nồng độ thấp kích thích kéo dài rễ

(Kucera và cs., 2005). Cytokinin kích thích sự phân chia tế bào và kéo dài rễ mầm

(Shyamali và cs., 1983; Kucera và cs., 2005; Yuan và cs., 2008). Sử dụng kết hợp GA3 20

mg/l với BA 10 mg/l hay có thêm IAA 0,5 mg/l trong tối ở nhiệt độ phòng nuôi thì tỉ lệ nảy

mầm tương đương (bảng 3.19). Tuy nhiên, thí nghiệm trong tối ở nhiệt độ phòng, thì sự kết

hợp GA3 20 mg/l với BA 10 mg/l và IAA 0,5 mg/l đạt hiệu quả cao nhất so với các kết hợp

khác (bảng 3.18).

3.2.2. Sự tăng trưởng sớm của cây mầm lúa

Ảnh hưởng của các môi trường nuôi cấy in vitro

Khi khảo sát các môi trường MS (Murashige và Skoog, 1962) để nuôi cấy cây mầm

lúa in vitro thì chúng tôi ghi nhận sự phát triển cây mầm sau 7 ngày ở môi trường MS 1/10

(có thành phần khoáng đa lượng giảm 1/10) là thể hiện các chỉ tiêu sinh lý vượt trội về số

lượng rễ, chiều dài lá và chiều cao thân khí sinh (bảng 3.8, hình 3.12, hình 3.13).

Sự thay đổi về sinh lý và hình thái cây mầm lúa

Giai đoạn tăng trưởng sớm của cây mầm lúa được tính từ hạt đã nảy mầm có rễ dài

khoảng 2 mm và chồi cao khoảng 1 mm. Phát sinh hình thái của cây mầm rõ rệt với sự xuất

hiện các rễ mới ở ngày 5 và phát triển lá thật đầu tiên vào ngày 5 (bảng 3.10). Sự kéo dài

của rễ mầm do gene QHB biểu hiện trong các tế bào trung tâm mô phân sinh đỉnh rễ và gene

OsSCR trong nội bì (Kamiya và cs., 2003b). Hệ thống rễ sơ cấp của lúa bắt nguồn từ các tế

bào trung trụ bao quanh bó mạch của gốc thân. Các tế bào ban đầu biệt hóa dần tạo thành

các mô khác nhau, chẳng hạn như các lớp biểu bì, nội bì, trung trụ và chóp rễ, để hình thành

tổ chức hoàn chỉnh của mô phân sinh đỉnh của gốc thân (Itoh và cs., 2005; Kamiya và cs.,

2003a).

Khi cây mầm tăng trưởng, lá đầu tiên là lá chưa hoàn chỉnh, tồn tại khoảng sáu ngày

rồi chết. Đến ngày 5, cây mầm in vitro (trong điều kiện chiếu sáng 2500 ± 200 lux và nhiệt độ 27 ± 2 oC) ra lá thật đầu tiên với đủ các bộ phận của lá nhưng có kích thước nhỏ. Lá

trưởng thành tăng kích thước do có gân chính (lá thật thứ 2), đồng thời cường độ quang hợp

của cây mầm tăng dần khi lá phát triển, diện tích phiến lá tỉ lệ thuận với sự hấp thu ánh sáng

và cường độ quang hợp (bảng 3.12). Bó mạch hình thành trong gốc thân sẽ liên kết với bẹ lá

thứ 2,3 tạo thành hệ thống mạch xuyên suốt cho thân cây mầm, lúc này thân cây lúa là thân

giả (Itoh và cs., 2005).

Ảnh hưởng của chất điều hòa tăng trưởng thực vật lên sự tăng trưởng sớm của

cây mầm lúa

Hoạt tính các chất điều hòa tăng trưởng thực vật trong giai đoạn tăng trưởng sớm cây

mầm lúa có sự thay đổi rõ rệt ở các ngày 2, 5, 7 (bảng 3.15). Hoạt tính auxin giảm nhẹ ở

ngày 2 và tăng nhanh ở ngày 5, số rễ của cây mầm tăng nhanh ở ngày 5 so với ngày 2.

Auxin kích thích tạo rễ thứ cấp đối với cây một lá mầm (Hochholdinger, 2000; Paula,

2010). Gibberellin tăng liên tục từ ngày 0 đến ngày 7, chiều cao thân khí sinh của cây mầm

tăng nhanh ở ngày 5 và ngày 7 (hình 3.35). Gibberellin kích thích sự dãn dài nhanh lóng,

thân lúa (Taiz và Zeiger 2010). Hoạt tính của cytokinin giảm nhẹ ở ngày 2 và tăng lên ở

ngày 5 cùng với auxin và tiếp tục tăng ở ngày 7, phiến lá của cây mầm ngày 7 kéo dài và

bản lá tăng rộng hơn so với ngày 5 (hình 3.15). Cytokinin khởi động sự dãn dài trong các lá

mầm, kích thích sự phân chia tế bào với điều kiện có auxin (Bùi Trang Việt, 2000; Taiz và

Zeiger 2010), gia tăng kích thước tế bào lá trưởng thành, tăng rộng tế bào, tạo rễ bên, tín

hiệu dinh dưỡng cho cây và thúc đẩy sự trưởng thành của diêp lạp (Argueso và cs.. 2009;

Kucera, 2005; Taiz và Zeiger, 2010; Bùi Trang Việt, 2000). Acid abscisic có hoạt tính giảm

dần từ ngày 0 đến ngày 7. Khi cây mầm phát triển đầy đủ (có bốn lá thật) sang giai đoạn cây

con thì hoạt tính acid abscisic tăng nhẹ trở lại (Kucera và cs., 2005).

Tác động của GA3 20 mg/l giúp chiều cao thân tăng nhanh, số lượng rễ bên và chiều

dài rễ tăng không đáng kể. Dùng BA 10 mg/l thì số lượng rễ và chiều dài rễ tăng nhanh so

với đối chứng nhưng thấp hơn khi sử dụng IAA 0,5 mg/l, tuy nhiên chiều cao thân khác biệt

không đáng kể so với đối chứng. Sự kết hợp tốt nhất cho tăng nhanh chiều cao thân và số

lượng rễ là dùng IAA 0,5 mg/l với GA3 20 mg/l, để tăng nhanh chiều dài rễ thì kết hợp IAA

0,5 mg/l với BA 10 mg/l (bảng 3.22).

3.2.3. Tác động của các chất điều hòa tăng trưởng thực vật lên sự nảy mầm và

tăng trưởng sớm của cây mầm từ hạt lúa trong vườn ươm

Nhiệt độ nảy mầm tối ưu của hạt còn nguyên vỏ trấu và các hạt gạo bóc vỏ thì khác

nhau trong quá trình phát triển giống, mức độ ức chế nảy mầm bằng cách loại bỏ vỏ trấu

phụ thuộc vào nhiệt độ ủ (Uneo và Miyoshi, 2005). Bổ sung GA3 20 mg/l, BA 10 mg/l và

IAA 0,5 mg/l vào môi trường gieo hạt lúa còn nguyên vỏ trấu, xử lý hạt liên tục một giờ với

nhiệt độ 45 oC sẽ cho tỉ lệ nảy mầm của hạt cao nhất 82,22 % (bảng 3.23). Đối với hạt đã bóc vỏ trấu, nhiệt độ phù hợp cho nảy mầm là 40 oC (bảng 3.5). Tuy nhiên, vỏ trấu có tính

bảo vệ hạt và hạn chế sự hấp thu các chất, vì thế xử lý nhiệt độ lên hạt còn vỏ trấu cho kết

quả tốt hơn.

Khi gieo hạt còn nguyên vỏ trấu đã qua xử lý nảy mầm sau 48 giờ (được xem là ngày

0) vào môi trường đất tự nhiên có nước ngập 2 cm, cây lúa phát triển rất tốt sau ba tuần,

lóng kéo dài, tăng số lượng rễ, bộ lá phát triển dài và rộng so với đối chứng là cây lúa từ hạt

giống không qua xử lý (hình 3.41).

Tóm lại, sự kết hợp các chất điều hòa tăng trưởng thực vật ngoại sinh GA3 20 mg/l,

BA 10 mg/l và IAA 0,5 mg/l cùng với nhiệt độ theo thời điểm xử lý khác nhau rút ngắn thời

gian và tăng tỉ lệ nảy mầm của hạt giống lúa Nàng Hương.

CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ

4.1. Kết luận

Từ những kết quả đạt được, chúng tôi rút ra một số kết luận sau:

• Hạt lúa Nàng Hương được bóc vỏ trấu và đặt trong tối nảy mầm nhanh và cao hơn so

với hạt được chiếu sáng. Vỏ trấu chứa nhiều acid abscisic.

• Nhiệt độ phòng nuôi 27 ± 2 oC được chọn cho việc khảo sát sự nảy mầm.

• Xử lý nhiệt độ bằng tủ ấm hay nước ấm cho tỉ lệ nảy mầm khác biệt không đáng kể. Sau 28 giờ, hạt lúa bóc vỏ trấu khi xử lý nhiệt độ 40 oC liên tục 1 giờ tại thời

điểm 2 giờ cho tỉ lệ nảy mầm cao.

• Môi trường MS 1/10 phù hợp để nuôi cấy in vitro cây mầm lúa Nàng Hương.

• Thời điểm hạt lúa Nàng Hương nảy mầm (28 giờ) có hoạt tính gibberellin cao nhất.

Hoạt tính các chất điều hòa tăng trưởng thực vật nội sinh auxin, gibberellin và

cytokinin tăng dần, ngược với acid abscisic giảm dần đến không trong giai đoạn nảy

mầm và tăng trưởng sớm của cây mầm.

• Để tăng nhanh chiều cao thân và số lượng rễ dùng GA3 20 mg/l và IAA 0,5 mg/l.

Tăng nhanh chiều dài rễ dùng BA 10 mg/l và IAA 0,5 mg/l.

• Xử lý nhiệt độ lên vỏ trấu cho tỉ lệ nảy mầm tốt hơn: kết hợp GA3 20 mg/l, BA 10 mg/l và IAA 0,5 mg/l cùng xử lý hạt ở 45 oC liên tục 1 giờ ở thời điểm 2 giờ sau khi

ngâm nước, cho tỉ lệ nảy mầm cao nhất (82,22 %).

4.2. Đề nghị

Chúng tôi sẽ tiếp tục nghiên cứu các thời điểm để tác động các chất điều hòa tăng

trưởng thực vật ngoại sinh lên cây mầm lúa Nàng Hương nhằm giúp cây mầm tăng trưởng

nhanh hơn, hiệu suất cao hơn.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tiếng Việt

1. Võ Văn Chi (2007), Sách tra cứu tên cây cỏ Việt Nam, Nxb Giáo Dục, Hà Nội.

2. Bùi Chí Bửu và Nguyễn Thị Lang (2003), Cơ sở di truyền tính chống chịu đối với thiệt

hại do môi trường của cây lúa, Nxb Nông Nghiệp, Tp. HCM.

3. Trần Văn Đạt (2010), Lịch sử trồng lúa Việt Nam, Nxb Nông nghiệp, Hà Nội.

4. Nguyễn Ngọc Đệ (2009), Giáo trình cây lúa, Nxb Đại học Quốc gia Tp. HCM, Tp.

HCM.

5. Vũ Văn Hiển và Nguyễn Văn Hoan (1999), Trồng trọt, Nxb Giáo dục, Hà Nội.

6. Nguyễn Văn Hoan (2008), Kỹ thuật thâm canh mạ, Nxb Nông nghiệp, Hà Nội.

7. Nguyễn Như Khanh (1994), “Hoạt tính của auxin và cytokinin trong cây mạ lúa NN8

dưới ảnh hưởng của nhiệt độ thấp và GA3”, Tạp chí Sinh học, 16(3), tr. 35-37.

8. Nguyễn Như Khanh (2007), Giáo trình các chất điều hòa sinh trưởng thực vật, Nxb

Giáo dục Việt Nam, Tp. HCM.

9. Nguyễn Thị Lang và Bùi Chí Bửu (2011), Khoa học về cây lúa, Di truyền và chọn

giống, Nxb Nông Nghiệp, Tp. HCM.

10. Đinh Văn Lữ (1978), Giáo trình cây lúa, Nxb Nông nghiệp, Hà Nội.

11. Mai Trần Ngọc Tiếng (2001), Thực vật cấp cao, Nxb Đại học Quốc gia Tp. HCM, Tp.

HCM.

12. Trần Thị Bích Trinh, Phan Ngô Hoang và Bùi Trang Việt (2000), “Nuôi cấy tế bào lúa

(Oryza sativa L.) dòng Bằng Ngọc”. Tạp chí Phát triển Khoa học và Công nghệ

Đại học Quốc gia Tp. HCM 3, tr.92-97.

13. Lê Thị Trung (2003), Luận án tiến sĩ “Tìm hiểu và áp dụng các chất điều hòa sinh

trưởng thực vật để kiểm soát hiện tượng rụng trái non xoài (Mangifera indica L.)”.

Trường Đại học Khoa học Tự nhiên Tp. HCM.

14. Bùi Trang Việt (1992), “Tìm hiểu hoạt động của các chất điều hòa sinh trưởng thực vật

thiên nhiên trong hiện tượng rụng “bông” và “trái non” Tiêu (Piper nigrum L.)”,

Tập san Khoa học Đại học tổng hợp Tp. HCM 1, tr.155-165.

15. Bùi Trang Việt (2000), Sinh lý thực vật đại cương, Phần II - Phát triển. Nxb Đại học

Quốc gia Tp. HCM, Tp. HCM.

16. Vũ Văn Vụ (chủ biên), Vũ Thành Tâm và Hoàng Minh Tấn (2008), Sinh lý học thực

vật, Nxb Giáo Dục, Hà Nội.

Tiếng Anh

17. Antônio R.V., Maria D.V., Antônio C.F., João O. and Custódio S. (2002), “Action of

gibberellic acid (GA3) on dormancy and activity of α -amylase in rice seeds”,

Revista Brasileira de Sementes, 24 (2), pp.43-48.

18. Argueso T., Ferreira F.J., and Kieber J. (2009), “Environmental perception avenues:

The interaction of cytokinin and environmental response pathways”, Plant Cell

Environmental 32, pp.1147-1160.

19. Barthole G., Lepiniec L., Rogowsky P.M. and Baud S. (2012), “Controlling lipid

accumulation in cereal grains”, Plant Science 185, pp.33-39.

20. Bethke P.C., Swanson S.J., Hillmer S. and Jones R.L. (1998), “From Storage

Compartment to Lytic organelle: The metamorphosis of the aleurone protein storage

vacuole”, Annals of Botany 82, pp.399-412.

21. Bewley J.D. (1997), “Seed germination and Dormancy”, The Plant cell 9, pp.1055-

1066.

22. Birgit K., Marc A.C. and Gerhard L. (2005), “Plant hormone interactions during seed

dormancy release and germination”, Seed Science Research 15, pp.281-307.

23. Breviario D., Giani S., Di Vietri P. and Coraggio I. (1992), “Auxin and growth

regulation of rice coleoptile segments: molecular analysis”, Plant Physiology, 98(2),

pp.488-495.

24. Contreras S., Bennett M.A., Tay D. and Metzger D. (2008), “Maternal light

inveronment during seed development affects lecture seed weight, germinability

and storability”, Hort Science 43, pp.845-852.

25. Contreras S., Bennett M.A., Tay D., Metzger D. and Nerson H. (2009), “Red to far - red

ratio during seed development affects lecture seed germinability and longevity ”,

Hort Science, 44(1), pp.130-134.

26. Daussant J., Miyata S., Mitsui T. and Akazawa T. (1982), “Enzymic mechanism of

starch breakdown in germinating rice seeds”, Plant physiology 71, pp.88-95.

27. Evelyn P.P. and Bienvenido O.J. (1972), “Biochemical Changes in the Rice Grain

during Germination”, Plant Physiology 49, pp.751-756.

28. Evers T. and Millar S. (2002), “Cereal Grain Structure and development: Some

implications for quality”, Journal of Cereal Science 36, pp.261-284.

29. Farooq M., Basra S.M.A., Hafeez K. and Warriach E.A. (2004), “Influence of high and

low temperature treatments on seed germination and seedling vigor of coare and

fine rice”, International rice research notes 29, pp.69-71.

30. Georgre Lakon (1940), “Tetrazolium testing handbook”, Contribution 29, Germany..

31. Grodzinxki A.M. and Grodzinxki D.M. (1981), Sách tra cứu tóm tắt về sinh lý thực vật,

Nguyễn Ngọc Tân và Nguyễn Đình Huyên dịch, Nxb Khoa học và Kỹ thuật Hà Nội,

Hà Nội.

32. Hochholdinger F., Wulff D., Reuter K., Park J. and Feix G. (2000), “Tissue-specific

expression of AUX1 in maize roots”, Plant Physiology 157, pp.315-319.

33. Holdsworth M.J., Bentsink L. and Soppe W.J.J (2008), “Post - genomics dissection of

seed dormancy and germination”, Trends in plant science 13, pp.7-13.

34. Hu B., Wan X., Liu X., Guo D. and Li L. (2010), “Abscisic acid (ABA) – mediated

inhibition of seed germination involves a positive feedback regulation of ABA

biosynthesis in Arachis hypogaea L.”, African Journal of Biotechnology 9, pp.1578-

1586.

35. Hueros G., Gomez E., Cheikh N., Edwards J., Weldon M., Salamini F. and Thompson

R. (1999), “Identification of a promoter sequence from the BETL1 hene cluster able

to confer transfer - cel - specific expression in transgenic maze”, Plant physiology

121, pp.1143-1152.

36. Itoh J.I., Nomomura K.I., Ikeda K., Yamaki S., Inukai Y., Yamagishi H., Kinato H. and

Nagato Y. (2005), “Rice plant development: from zygote to spikelet”, Plant Cell

physiology, 46(1), pp.23-47.

37. Jacobsen J.V., Gubler F., Kalla R. and Roberts J.K. (1995), “Gibberellin -regulated

expression of a myb gene in barley aleurone cells: evidence for Myb transactivation

of a high - pI alpha - amylase gene promoter”, Plant Cell, 7(11), pp.1879-1891.

38. Jerkovic A., Kriegel A.M., Bradner J.R., Atwell B.J., Roberts T.H. and Willows R.D.

(2010), “Strategic distribution of protective proteins within bran layers of wheat

protects the nutrient - rich endosperm”, Plant physiology 152, pp.1459-1470.

39. Jiméner - López S., Mancera - Martinez E., Donayre - Tores A., Rangel C., Uribe L.,

March S., Jiméner - Sánchez G. and Jiméner - Sánchez E. (2011), “Expression

profile of maize (Zea mays L.) embryonic axes during germination: translational

regulation of ribosomal ptrotein mRNAs”, Plant & Cell physiology 52, pp.1719-

1733.

40. Kamiya N., Nagasaki H., Morikami A., Sato Y. and Matsuoka M. (2003a), “Isolation

and characterization of a rice WUSCHEL - type homeobox gene that is specefically

expressed in the central cells of a quiescent center in the root apical meristem”,

Plant Journal, 35(4), pp.429-441.

41. Kamiya N., Nagasaki H., Morikami A., Sato Y. and Matsuoka M. (2003b), “The

SCARECROW gene's role in asymmetric cell divisions in rice plants”, Plant

Journal, 36(1), pp.45-54.

42. Kayode J. and Ayeni J.M. (2009), “Allelopathic effects of some crop residues on the

germination and growth of cowpea (Vigna unguiculata L. Walp)”, Ethnobotanical

leaflets 13, pp.343-350.

43. Kende H., Van Der Knaap E. and Cho H.T. (1998), “Deepwater rice: A model plant to

study stem elongation”, Plant physiology, 118(4), pp.1105-1110.

44. Kimura M. and Nambara E. (2010), “Stored and neosynthesized mRNA in Arabidopsis

seeds: effects of cycloheximide and controlled deterioration treatment on the

resumption of transcription during imbition”, Plant molecular biology 73, pp.119-

129.

45. Koornneef M., Bentsink L. and Hilhorst H. (2002), “Seed dormancy and

germination”, Plant Biology 5, pp.33-36.

46. Kucera B., Cohn M.A. and Leubner - Metzger G. (2005), “Plant hormone interactions

during seed dormancy release and germination”, Seed science research 15, pp.281-

307.

47. Lee S.S. and Kim J.H. (2000), “Total sugars, α - amylase activity and germination after

priming of normal and aged rice seeds”, Korean Journal of Crop Science 45,

pp.108-111.

48. Lee S.Y., Lee J.H. and Kwon T.O. (2002), “Varietal differences in seed germination

and seedling vigor of Korean rice varieties following dry heat treatments”, Seed

science technology 30, pp.311-321.

49. Leubner – Metzger G. (2003), “Functions and regulation of β - 1,3 -glucanase during

seed germination, dormancy release and, after - ripening”, Seed Science Research

13, pp.17-34.

50. Ley B., Keford N.D. and J.A. (1963), “Kinetin activity from plant extracts”, Austement

journal biology science 16, pp.395-415.

51. Lincoln Taiz et al., (2006), Plant physiology 3, The Benzamin/Cummings Publysing

Company.

52. Linkies A., Muller K., Morris K., Tureckova V., Wenk M., Cadman C.S.C., Corbineau

F., Strnad M., Lynn J.R. and Leubner - Metzger G. (2009), “Ethylene interacts with

abscisic acid to regulate endosperm rupture during germination: a comparative

approach using Lepidium sativum and Arabidopsis thaliana”, The plant cell 21,

pp.3803-3822.

53. Loveys B.R. and Van Dijk H.M. (1988), “Improved extraction of abscisic acid from

plant tissue”, Austement journal plant physiology 15, pp.421-427.

54. McDonald M. and Copeland L. (1985), Principles of seed, Science and Technology

Macmillan Publishing company.

55. Meiner H. (1984), Class experiments in plant physiology, Geogre Allen & Unwin

(Publishers) Ltd. London, Boston, Sydney, pp.51-52.

56. Miché L. and Balandreau J. (2001), “Effects of rice seed surface sterilization with

hypochloride on inoculated Burkholderia vietnamiensis”, Applied and

Environmental microbiology, 67(7), pp.3046-3052.

(2011), “Influence of germination conditions on starch, 57. Moongngarm A.

physicochemical properties and microscopic structure of rice flour”, International

conference on biology Enviroment anh chemistry 1.

58. Murashge T. and Skoog F. (1962), “A revised method for rapid growth and bioassays

with tobaco tissue culture”, Physiology plant 15, pp.473-497.

59. Narsai R., Law S., Carrie C. and Xu L. (2011), “In - depth temporal transcriptome

profiling reveals a crucial developmental switch with roles for RNA processing and

organelle metabolism that are essential for”, Plant physiology 157, pp.1342-1362.

60. Nogogaki H., Bassel G.W. and Bewley J.D. (2010), “Germination - still a mystery”,

Plant science, Elsevier 179, pp.574-581.

(2001), “Endosperm development: Cellularization and cell fate 61. Olsen O.A.

specification”, Plant physiology and plant molecular biology 52, pp.233-267.

62. Paula M. (2010), Auxin and Monocot Development, Cold Spring Harbor Laboratory

Press.

63. Shyamali S., Nagar P. and Sircar P. (1983), “Changes in cytokinin activity during seed

germination in Rice (Oryza sativa L.)”, Annals of Botany, 54(1), pp.1-5.

64. Raijou L., Duval M., Gallardo K., Catusse J., Bally J., Job C. and Job D. (2011), “Seed

germination and vigor”, Plant biology, pp.175-181.

65. Taiz L. and Zeiger E. (2010). Plant Physiology, The Benjamin/Cummings Publyshing

Company, Inc.

66. Taylorson R.B. (1982), “Interaction of phytohormone and other factors in seed

germination”, The physiology and biochemistry of seed development, dormancy and

germination, pp.323-346.

67. Tobe K., Li X. and Omasa K. (2000), “Seed germination and radicle growth of

halophyte Kalidum capsicum (Chenopediaceae)”, Annals of Botany, 85(3), pp.391-

396.

68. Toyomasu T., Kawaide H., Mitsuhashi W., Inoue Y. and Kamiya Y. (1998),

“Phytocrome regulates gibberellin biosynthesis during germination of photoblastic

lettuce seeds”, Plant Physiology 118, pp.1517-1523.

69. Uneo K. and Miyoshi K. (2005), “Diference of optimum germination temperature of

seeds of intact and dehusked japonica rice during seed development”, Journal

Euphytica, 143(3), pp.271-275.

70. USDA (2012), “Forcecasts global rice production”, Department of agriculture, pp.29-

33.

71. Wang H.H., Wang Z., Wang F., Gu Y.J. and Liu Z. (2012), “Development of basal

endosperm transfer cells in Sorghum bicolor L. Moench and its relationship with

caryopsis growth”, Protoplasma, 249(2), pp.309-321.

72. Weitbrecht K., Muler K. and Leubner - Metzger G. (2011), “First of the mark: early

seed germination”, Journal of Experimental Botany, 62(10), pp.3289-3309.

73. Yamaguchi S., Kamiya Y. and Sun T.P. (2001), “Distinct cell-specific expresstion

pattern of early and late gibberellin biosynthetic genes during Arapidopsis seed

germination”, The Plant Journal 28, pp.443-453.

74. Yari L., Zareyan A., Sheidaie S. and Khazaei F. (2012), “Influence of high and low

temperature treatments on seed germination and seedling vigor of rice (Oryza sativa

L.)”, World Applied Sciences Journal, 16(7), pp.1015 - 1018.

75. Yokota T., Murofushi N. and Takahashi N. (1980), “Extraction, purification, and

identification. Hormonal regulation of development I Molecular aspects of plant

hormones”, Encyclopedia of plant physiology 9, pp.113-201.

76. Yuan J., Chen D., Ren Y., Zhang X. and Zhao J. (2008), “Characteristic and expression

analysis of a metallothionein gene, OsMT2b, down-regulated by cytokinin suggests

functions in root development and seed embryo germination of rice”, Plant

Physiology, 146(4), pp.1637-1650.

77. Zhang X.G. (1990), “Physiochemical treatments to break dormancy in rice”,

International rice research newsletter 15.

78. Zhu G., Ye N. and Zhang J. (2009), “Cause delays. Glucose germination of rice

mediated by the suppression of ABA catabolism rather than enhance a process plant

ABA”, Biosynthesis and Physiology 50, pp.644-651.

PHỤ LỤC

Thành phần môi trường nuôi cấy MS (Murashige và Skoog, 1962)

Khoáng đa lượng Nồng độ (mg/l)

1650 NH4NO3

1900 KNO3

440 CaCl2.2H2O

370 MgSO4.7H2O

170 KH2PO4

Khoáng vi lượng Nồng độ (mg/l)

6,2 H3BO3

22,3 MnSO4.2H2O

8,6 ZnSO4.4H2O

0,83 KI

0,25 Na2MoO4.2H2O

0,025 CuSO4.5H2O

0,025 CoCl2.6H2O

Dung dịch Fe – EDTA Nồng độ (mg/l)

27,8 FeSO4.7H2O

37,3 Na2EDTA

Vitamin MS Nồng độ (mg/l)

Glycine 2

Acid nicotinic 0,5

Pyrydoxin HCl 0,5

Thiamin HCl 1

Đường 30

Agar 6,3

Ph 5,7 ± 0,1

 Dung dịch cố định mẫu FAA  8 lần thể tích cồn 70o : 40ml

 1 lần thể tích formaldehid : 5 ml

 1 lần thể tích acid acetic : 5ml Dung dịch có thể giữ lâu được ở nhiệt độ 10 oC. Ngâm mẫu trong 24 giờ, sau đó giữ mẫu

trong cồn 70o.