Luận văn Thạc sĩ Sinh học: Tìm hiểu vai trò của chất điều hòa tăng trưởng thực vật để kéo dài đời sống của hoa Bibi (Gypsophila Paniculata L.) trên phát hoa cắt rời

Chia sẻ: Lavie Lavie | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:76

Thêm vào BST

Báo xấu

99
lượt xem 10
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Luận văn Thạc sĩ Sinh học: Tìm hiểu vai trò của chất điều hòa tăng trưởng thực vật để kéo dài đời sống của hoa Bibi (Gypsophila Paniculata L.) trên phát hoa cắt rời tiến hành quan sát hình thái của hoa Bibi, xác định trọng lượng tươi và trọng lượng khô của hoa ở các giai đoạn phát triển,... Với các bạn chuyên ngành Sinh học thì đây là tài liệu hữu ích.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận văn Thạc sĩ Sinh học: Tìm hiểu vai trò của chất điều hòa tăng trưởng thực vật để kéo dài đời sống của hoa Bibi (Gypsophila Paniculata L.) trên phát hoa cắt rời

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP. HỒ CHÍ MINH _________________________ Phan Thị Trang TÌM HIỂU VAI TRÒ CỦA CHẤT ĐIỀU HÒA TĂNG TRƯỞNG THỰC VẬT ĐỂ KÉO DÀI ĐỜI SỐNG CỦA HOA BIBI (Gypsophila paniculata L.) TRÊN PHÁT HOA CẮT RỜI LUẬN VĂN THẠC SĨ SINH HỌC Thành phố Hồ Chí Minh - 2014
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP. HỒ CHÍ MINH _________________________ Phan Thị Trang TÌM HIỂU VAI TRÒ CỦA CHẤT ĐIỀU HÒA TĂNG TRƯỞNG THỰC VẬT ĐỂ KÉO DÀI ĐỜI SỐNG CỦA HOA BIBI (Gypsophila paniculata L.) TRÊN PHÁT HOA CẮT RỜI 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 – 2014
LỜI CẢM ƠN Xin được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến: - PGS. TS. Bùi Trang Việt, người đã truyền đạt cho tôi nhiều kiến thức quý báu, tận tình hướng dẫn, giúp đỡ tôi hoàn thành luận văn. Thầy đã gợi ý đề tài, hướng dẫn nghiên cứu và cho tôi những lời khuyên bổ ích trong thời gian tôi thực hiện đề tài. - TS. Lê Thị Trung, người đã tận tình giúp đỡ, hướng dẫn tôi trong quá trình nghiên cứu và hoàn thiện luận văn này. Cô đã truyền đạt cho tôi nhiều kinh nghiệm quý báu trong học tập, nghiên cứu khoa học cũng như trong cuộc sống. Và tôi cũng xin chân thành cảm ơn sự giảng dạy, đóng góp ý kiến, động viên và giúp đỡ của: - Các thầy cô giảng dạy Cao học ngành Sinh học thực nghiệm trường Đại học Sư Phạm Thành phố Hồ Chí Minh. - Các thầy cô quản lý Phòng Thí nghiệm Sinh lý thực vật và Phòng Thí nghiệm Sinh thái của trường Đại học Sư Phạm Thành phố Hồ Chí Minh. - Các thầy cô quản lý Phòng Thí nghiệm Sinh lý thực vật của trường Đại học Khoa học tự nhiên Thành phố Hồ Chí Minh. - Khoa Sinh học, trường Đại học Sư Phạm Thành phố Hồ Chí Minh. - Phòng Sau đại học, trường Đại học Sư phạm Thành phố Hồ Chí Minh. - Chị Hồ Thị Mỹ Linh – Cán bộ phòng thí nghiệm sinh lý thực vật, trường Đại học Sư Phạm Thành phố Hồ Chí Minh. Cuối cùng, tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến gia đình, bạn bè, những người đã động viên và giúp đỡ tôi hết mình trong thời gian tôi thực hiện đề tài này.
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. Các trích dẫn về bảng biểu, kết quả nghiên cứu của những tác giả khác, tài liệu tham khảo trong luận văn đều có nguồn gốc rõ ràng và teho đúng quy định. Tp. Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2014 TÁC GIẢ LUẬN VĂN Phan Thị Trang
MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN LỜI CẢM ƠN MỤC LỤC DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC HÌNH DANH MỤC CÁC BẢNG MỞ ĐẦU .................................................................................................................... 1 Chương 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU ...................................................................... 3 1.1. GIỚI THIỆU VỀ HOA BIBI ........................................................................... 3 1.1.1. Phân loại .................................................................................................. 3 1.1.2. Vài nét về hoa Bibi .................................................................................. 3 1.2. QUÁ TRÌNH LÃO SUY HOA........................................................................ 5 1.2.1. Định nghĩa ............................................................................................... 5 1.2.2. Sơ lược về lão suy hoa............................................................................. 5 1.2.3. Hoạt động của chất điều hòa tăng trưởng thực vật trong lão suy hoa ........................................................................................................... 7 1.2.4. Điều kiện môi trường ảnh hưởng đến thời gian sống của hoa cắt cành........................................................................................................ 12 1.3. CÁC CÔNG TRÌNH NGHIÊN CỨU ............................................................ 13 1.3.1. Công trình nghiên cứu trong nước ........................................................ 13 1.3.2. Công trình nghiên cứu nước ngoài ........................................................ 15 1.3.3. Các công trình nghiên cứu liên quan ...................................................... 16 Chương 2. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ............................ 17 2.1. VẬT LIỆU ..................................................................................................... 17 2.2. THỜI GIAN VÀ ĐỊA ĐIỂM NGHIÊN CỨU............................................... 17 2.3. PHƯƠNG PHÁP ........................................................................................... 17 2.3.1. Quan sát hình thái của hoa Bibi............................................................. 17
2.3.2. Quan sát sự biến đổi các giai đoạn phát triển của hoa Bibi theo thời gian ................................................................................................. 17 2.3.3. Xác định trọng lượng tươi và trọng lượng khô của hoa ở các giai đoạn phát triển ....................................................................................... 18 2.3.4. Đo cường độ hô hấp, quang hợp của hoa theo các giai đoạn phát triển ........................................................................................................ 19 2.3.5. Sự thay đổi độ dẫn điện của dịch chiết mẫu hoa theo các giai đoạn phát triển ................................................................................................ 19 2.3.6. Xác định độ hấp thụ sắc tố (ODmax) của dịch chiết mẫu hoa theo các giai đoạn phát triển .......................................................................... 20 2.3.7. Đo hàm lượng đường tổng số và hàm lượng tinh bột của hoa theo các giai đoạn phát triển hoa ................................................................... 20 2.3.8. Đo hoạt tính các chất điều hòa tăng trưởng thực vật ............................. 21 2.3.9. Xử lý chất điều hòa tăng trưởng thực vật trên hoa Bibi ........................ 25 2.3.10. Phân tích số liệu ................................................................................... 26 Chương 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ............................................................. 27 3.1. KẾT QUẢ ...................................................................................................... 27 3.1.1. Quan sát hình thái của hoa Bibi trên phát hoa........................................ 27 3.1.2. Sự biến đổi các giai đoạn phát triển của hoa Bibi theo thời gian ........... 31 3.1.3. Sự thay đổi trọng lượng tươi và trọng lượng khô của hoa Bibi theo các giai đoạn phát triển hoa ................................................................... 32 3.1.4. Cường độ hô hấp và cường độ quang hợp của hoa Bibi theo các giai đoạn phát triển hoa ......................................................................... 32 3.1.5. Độ dẫn điện của dịch chiết mẫu hoa theo các giai đoạn phát triển hoa ......................................................................................................... 33 3.1.6. Độ hấp thu sắc tố (ODmax) của dịch chiết mẫu hoa Bibi theo các giai đoạn phát triển hoa ......................................................................... 34 3.1.7. Hàm lượng đường tổng số và hàm lượng tinh bột của hoa theo các giai đoạn phát triển hoa ......................................................................... 34
3.1.8. Hoạt tính các chất điều hòa tăng trưởng thực vật của hoa Bibi theo các giai đoạn phát triển hoa ................................................................... 35 3.1.9. Xử lý chất điều hòa tăng trưởng thực vật kéo dài thời gian nở của hoa Bibi ................................................................................................. 35 3.2. THẢO LUẬN ................................................................................................ 52 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................................................................................ 57 KẾT LUẬN........................................................................................................... 57 KIẾN NGHỊ .......................................................................................................... 57 TÀI LIỆU THAM KHẢO ...................................................................................... 58
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT Kí hiệu Chú giải ABA Abscisic acid ACC 1 - Aminocyclopropane - 1 – carboxylate acid IAA Indol-3- acetic acid IBA Indole butyric acid MACC Malonyl-ACC MTA 5’-methylthioadenosine NAA Naphthalene acetic acid GA Gibberellic acid SAM S-adenosyl-L-methionine
DANH MỤC CÁC HÌNH Trang Hình 1.1. Gypsophila paniculata ................................................................................5 Hình 1.2. Sinh tổng hợp và điều hòa ethylene ..........................................................10 Hình 1.3. Mô hình con đường truyền tín hiệu ethylene ............................................12 Hình 2.1. Hoa Bibi giai đoạn hoa nở hoàn toàn trong đĩa Petri ................................18 Hình 2.2. Sơ đồ ly trích các chất điều hòa tăng trưởng thực vật ...............................22 Hình 3.1. Kiểu phân nhánh của phát hoa Bibi lúc bắt đầu thí nghiệm .....................28 Hình 3.2. Hoa Bibi cắt dọc ........................................................................................28 Hình 3.3. Giai đoạn nụ hoa non ...............................................................................28 Hình 3.4. Giai đoạn nụ đang tăng trưởng ..................................................................29 Hình 3.5. Giai đoạn hoa vừa nở ................................................................................29 Hình 3.6. Giai đoạn hoa nở hoàn toàn ......................................................................29 Hình 3.7. Giai đoạn hoa nở muộn .............................................................................29 Hình 3.8. Giai đoạn hoa bắt đầu héo .........................................................................29 Hình 3.9. Giai đoạn hoa héo hoàn toàn ....................................................................29 Hình 3.10. Phổ hấp thụ của dịch chiết hoa Bibi ở giai đoạn hoa nở hoàn toàn ........34 Hình 3.11. Hoa nhìn mặt trên sau 24 giờ trong nước cất .........................................36 Hình 3.12. Hoa nhìn mặt bên sau 24 giờ trong nước cất ..........................................36 Hình 3.13. Hoa nhìn mặt trên sau 24 giờ xử lý IAA 5 mg/l .....................................37 Hình 3.14. Hoa nhìn mặt bên sau 24 giờ xử lý IAA 5 mg/l ......................................37 Hình 3.15. Hoa nhìn mặt trên sau 24 giờ xứ lý IBA 5 mg/l......................................37 Hình 3.16. Hoa nhìn mặt bên sau 24 giờ xứ lý IBA 5 mg/l ......................................37 Hình 3.17. Hoa nhìn mặt trên sau 24 giờ xứ lý NAA 5 mg/l ...................................37 Hình 3.18. Hoa nhìn mặt bên sau 24 giờ xứ lý NAA 5 mg/l ....................................37 Hình 3.19. Hoa nhìn mặt trên sau 24 giờ xử lý BA 20 mg/l .....................................38 Hình 3.20. Hoa nhìn mặt bên sau 24 giờ xử lý BA 20 mg/l .....................................38 Hình 3.21. Hoa nhìn mặt trên sau 24 giờ xử lý GA3 50 mg/l ...................................39 Hình 3.22. Hoa nhìn mặt bên sau 24 giờ xử lý GA3 50 mg/l ....................................39
Hình 3.23. Hoa nhìn mặt trên sau 24 giờ xử lý ABA 5 mg/l ....................................40 Hình 3.24. Hoa nhìn mặt bên sau 24 giờ xử lý ABA 5 mg/l ....................................40 Hình 3.25. Phát hoa bắt đầu xử lý .............................................................................46 Hình 3.26. Phát hoa xử lý nước cất sau 12 giờ .........................................................46 Hình 3.27. Phát hoa cắm trong nước cất sau 24 giờ .................................................46 Hình 3.28. Phát hoa xử lý IAA 1 mg/l sau 12 giờ ...................................................47 Hình 3.29. Phát hoa xử lý IAA 1 mg/l sau 24 giờ ...................................................47 Hình 3.30. Phát hoa xử lý IAA 1 mg/l sau 36 giờ ....................................................47 Hình 3.31. Phát hoa xử lý IAA 1 mg/l sau 48 giờ ....................................................47 Hình 3.32. Phát hoa xử lý IAA 2 mg/l sau 12 giờ ....................................................48 Hình 3.33. Phát hoa xử lý IAA 2 mg/l sau 24 giờ ....................................................48 Hình 3.34. Phát hoa xử lý IAA 2 mg/l sau 36 giờ ....................................................48 Hình 3.35. Phát hoa xử lý IAA 2 mg/l sau 48 giờ ....................................................48 Hình 3.36. Phát hoa xử lý IAA 5 mg/l sau 12 giờ ....................................................49 Hình 3.37. Phát hoa xử lý IAA 5 mg/l sau 24 giờ ....................................................49 Hình 3.38. Phát hoa xử lý IAA 5 mg/l sau 36 giờ ....................................................49 Hình 3.39. Phát hoa xử lý BA 10 mg/l sau 12 giờ ....................................................50 Hình 3.40. Phát hoa xử lý BA 10 mg/l sau 24 giờ ....................................................50 Hình 3.41. Phát hoa xử lý BA 10 mg/l sau 36 giờ ....................................................50 Hình 3.42. Phát hoa xử lý GA3 20 mg/l sau 12 giờ ..................................................51 Hình 3.43. Phát hoa xử lý GA3 20 mg/l sau 24 giờ ..................................................51 Hình 3.44. Phát hoa xử lý GA3 20 mg/l sau 36 giờ ...................................................51
DANH MỤC CÁC BẢNG Trang Bảng 3.1. Số lượng và tỉ lệ các nụ và hoa Bibi ở các giai đoạn phát triển ...............30 Bảng 3.2. Đường kính của hoa Bibi ở các giai đoạn phát triển ................................30 Bảng 3.3. Sự biến đổi theo thời gian của hoa Bibi từ giai đoạn hoa nở hoàn toàn trên phát hoa cắt rời ........................................................................... 31 Bảng 3.4. Sự biến đổi theo thời gian của hoa Bibi từ giai đoạn hoa nở hoàn toàn tách rời cắm trong đĩa Petri ................................................................ 32 Bảng 3.5. Trọng lượng tươi và trọng lượng khô của hoa qua các giai đoạn phát triển .................................................................................................... 32 Bảng 3.6. Cường độ hô hấp của hoa Bibi qua các giai đoạn phát triển ....................33 Bảng 3.7. Độ dẫn điện của dịch chiết mẫu hoa Bibi ở giai đoạn hoa nở hoàn toàn, hoa nở muộn và hoa bắt đầu héo ...................................................... 33 Bảng 3.8. Độ hấp thụ sắc tố tại bước sóng cực đại của các dịch chiết mẫu hoa .......34 Bảng 3.9. Hàm lượng đường và hàm lượng tinh bột của hoa ở các giai đoạn phát triển .................................................................................................... 35 Bảng 3.10. Hoạt tính của các chất điều hòa tăng trưởng thực vật nội sinh trên mẫu hoa ...................................................................................................... 35 Bảng 3.11. Sự phát triển của 5 hoa Bibi ở giai đoạn hoa nở hoàn toàn cắm trong đĩa Petri trên môi trường có bổ sung auxin sau 24 giờ .................... 36 Bảng 3.12. Sự phát triển của 5 hoa Bibi ở giai đoạn hoa nở hoàn toàn cắm trong đĩa Petri trên môi trường có bổ sung cytokinin sau 24giờ ............... 38 Bảng 3.13. Sự phát triển của 5 hoa Bibi ở giai đoạn hoa nở hoàn toàn cắm trong đĩa Petri trên môi trường có bổ sung gibberellin sau 24 giờ ............ 39 Bảng 3.14. Sự phát triển của 5 hoa Bibi ở giai đoạn hoa nở hoàn toàn cắm trong đĩa Petri trên môi trường có bổ sung acid abscisic sau 24 giờ ......... 40 Bảng 3.15. Trọng lương tươi và trọng lượng khô của hoa Bibi trên đĩa Petri được xử lý với chất điều hòa tăng trưởng thực vật sau 24 giờ .................. 42
Bảng 3.16. Sự thay đổi độ dẫn điện của hoa Bibi sau 24 giờ xử lý với các chất điều hòa tăng trưởng thực vật ở các nồng độ khác nhau .................... 43 Bảng 3.17. Độ hấp thụ sắc tố tại bước sóng cực đại của dịch chiết mẫu hoa sau 24 giờ xử lý chất điều hòa tăng trưởng thực vật................................. 44 Bảng 3.18. Thời gian hoa được giữ ở giai đoạn nở muộn trên phát hoa Bibi cắt cành sau khi được xử lý ....................................................................... 45 Bảng 3.19. Tỉ lệ hoa nở muộn trên phát hoa Bibi cắt cành sau khi được xử lý ........45
1 MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài Hoa Bibi màu trắng, nhỏ li ti như những bông tuyết điểm khắp trên các nhánh hoa. Hoa Bibi thường được đệm trong các bó hoa hay cắm chung với những bông hoa lớn với nhiều màu sắc rực rỡ khác như hoa hồng, hoa lily, hoa đồng tiền…. Tuy là làm nền cho bó hoa nhưng hoa Bibi cũng rất quan trọng để tạo ra được một bó hoa hoàn hảo, một mẫu trang trí hoa tuyệt vời. Rất nhiều cô dâu khi chọn hoa trang trí cho đám cưới đặc biệt thích sự hiện diện của hoa Bibi, vì hoa này được coi là biểu tượng của tấm lòng, sự chân thành, niềm hạnh phúc. Bên cạnh những ưu điểm đó, hoa Bibi lại có khuyết điểm lớn về thời gian sống. Hoa trên phát hoa cắt rời thường héo tàn sau nửa ngày, khi tiệc cưới chưa tàn. Người ta cũng đã thay thế hoa Bibi bằng các loài hoa khác, như salem, sao tím, … nhưng thiếu đi vẻ thẩm mỹ và độ tinh tế của bó hoa. Chính vì vậy, để đáp ứng theo nhu cầu thẩm mỹ và thị hiếu của mọi người, giải quyết khó khăn của người trồng hoa cũng như người bán hoa thì việc tìm ra phương pháp kéo dài đời sống của hoa Bibi là rất cần thiết. Với đề tài “Tìm hiểu vai trò của chất điều hòa tăng trưởng thực vật để kéo dài đời sống của hoa Bibi (Gypsophila paniculata L.) trên phát hoa cắt rời” nhằm tìm hiểu ảnh hưởng của các chất điều hòa tăng trưởng thực vật đến quá trình lão suy ở phát hoa Bibi cắt rời, từ đó tìm ra biện pháp giúp làm chậm quá trình này. 2. Mục tiêu nghiên cứu Đề tài “Tìm hiểu vai trò của chất điều hòa tăng trưởng thực vật để kéo dài đời sống của hoa Bibi (Gypsophila paniculata L.) trên phát hoa cắt rời” nhằm tìm hiểu ảnh hưởng của các chất điều hòa tăng trưởng thực vật đến quá trình lão suy ở hoa Bibi, từ đó tìm ra biện pháp giúp làm chậm quá trình này.
2 3. Nhiệm vụ nghiên cứu - Khảo sát các chỉ tiêu hình thái, sinh lý, sinh hóa của hoa Bibi. - Tìm hiểu vai trò của chất điều hòa tăng trưởng thực vật trong giai đoạn lão suy của hoa. 4. Đối tượng nghiên cứu Các phát hoa Bibi (Gypsophila paniculata L.) có nguồn gốc từ Đà Lạt được mua từ chợ hoa tại Thành phố Hồ Chí Minh. 5. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn Ý nghĩa khoa học Nghiên cứu nhằm khảo sát một số biến đổi sinh lý, sinh hóa trong quá trình lão suy ở hoa, đồng thời tìm hiểu vai trò của các chất điều hòa tăng trưởng thực vật trong quá trình này, ở đây là hoa Bibi (Gysophila paniculata L.). Ý nghĩa thực tiễn Áp dụng nghiên cứu, dùng các chất điều hòa tăng trưởng thực vật để làm chậm thời gian suy tàn của hoa, góp phần làm tăng tuổi thọ của phát hoa Bibi (Gysophila paniculata L.).
3 Chương 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1. GIỚI THIỆU VỀ HOA BIBI 1.1.1. Phân loại Ngành Ngọc lan Magnoliophyta Lớp Ngọc lan Magnoliopsida Phân lớp Cẩm chướng Caryophyllidae Bộ Cẩm chướng Caryophyllales Họ Cẩm chướng Caryophyllaceae Chi Gypsophila Loài Gypsophila paniculata L. (Theo Shillo, 1985 trong Handley L.W., 2011) 1.1.2. Vài nét về hoa Bibi Hoa Bibi có nguồn gốc ở Châu Âu và vùng ôn đới Châu Á, được đưa vào Bắc Mỹ như loài cây cảnh trang trí vườn vào cuối thế kỉ 19. Hiện nay, hoa phân bố rộng khắp ở Canada và Bắc Mỹ (Royer và Dickinson, 1999 trong Klien, 2007). Vào năm 1992, công ty hoa Hasfarm của Hà Lan lần đầu đưa hoa Bibi về Việt Nam trồng thử nghiệm tại Đà Lạt. Với điều kiện khí hậu và thổ nhưỡng thích hợp ở Đà Lạt, hoa phát triển mạnh và cho năng suất cao (Dương Tấn Nhựt và cs, 2007). Cây thân thảo lâu năm, phát triển đến 1,2 m, phân nhiều cành nhánh, thân cây có màu hơi xanh. Thân non có nhiều lông nhỏ. Lá mọc đối, hình mũi mác hẹp, rộng 2-9mm (Darwent, 1975). Cây có hệ thống rễ dày, cắm sâu vào trong lòng đất đến 4m, phát triển rộng, dự trữ nhiều chất dinh dưỡng phong phú cho quá trình phát sinh chồi mới vào cuối tháng tư (Klein, 2007). Hoa nở từ đầu tháng bảy và tháng tám. Cây mất hầu hết lá vào thời điểm ra hoa (Klein, 2007). Hoa có màu trắng, nhỏ bao phủ khắp nhánh cây. Đường kính hoa khoảng 6-8 mm, năm cánh hoa, dài 2-4 mm, năm lá đài, hợp nhất có hình chén, không có lông, lá đài dài 1,5-2,1 mm. Hoa lưỡng tính, có mười nhị và hai vòi nhụy trong mỗi hoa (Darwent, 1975).
4 Trong tự nhiên, hoa chỉ xuất hiện sau 3 năm cây sinh trưởng sinh dưỡng. Vào năm đầu tiên, mỗi cây chỉ có một chồi phát triển, không có sự phân nhánh. Rễ phát triển nhanh trong suốt 2 năm đầu. Khi trưởng thành, cây có hệ thống rễ khỏe, đâm sâu xuống đất (Darwent et al., 1975; Rutledge và McLendon, 1996). Quả được hình thành vào giữa tháng bảy. Quả nang, hình cầu, chứa 2-5 hạt (Royer và Dickinson, 1999 trong Klien, 2007). Một cây thường cho trung bình 14.000 hạt. Hạt có màu đen, dài 1-2 mm, hình hạt đậu. Phần lớn các hạt được phát tán gần cây, một số hạt theo gió phát tán đến các địa điểm xa hơn. Gió có khả năng vận chuyển hạt khoảng 1 km (Rutledge và McLendon, 1996). Hạt nảy mầm tối đa ở nhiệt độ từ 10°C đến 28°C (Darwent và Coupland 1966; Rutledge và McLendon, 1996). Cây phát triển trong cả đất tốt và đất thô nhưng không chịu được đất chua (Nau, 1996 trong Klein, 2007). Cây thường sống trên các thảo nguyên ở những nơi khá khô, cát và đá, thường trên đất đá vôi, dưới ánh nắng mặt trời đầy đủ, có thể tồn tại trong mùa đông ẩm ướt, có thể chịu được sự thay đổi đáng kể của nhiệt độ và độ ẩm. Tại Canada, hoa Bibi phát triển mạnh mẽ nhất trong khu vực lượng mưa thấp. Hoa thu hút nhiều loài ong và ruồi (Darwent và Coupland, 1966). Cây thường được trồng trong vườn và luống hoa, có thể phát tán ra bên ngoài vườn trồng và xâm lấn vào đồng cỏ (Rutledge và McLendon, 1996). Trong ngành công nghiệp hoa, hoa Bibi là loài hoa đẹp có giá trị kinh tế. Ngoài vai trò được trồng để cắt cành làm trang trí và làm nền cho các loài hoa khác, hoa còn được trồng làm cảnh. Đặc biệt, rễ của hoa Bibi chứa nhiều chất Gypsophila paniculata saponin. Có các tính chất đặc trưng của saponin như chất tẩy rửa, làm tan máu bầm và chống viêm,… (Henry, 2003 trong Hanafy et al., 2007). Hoa Gypsophila rất nhạy cảm với ethylene và có sự gia tăng sản xuất ethylene lúc bắt đầu lão suy (Woltering và van Doorn, 1988; van Doorn và Reid, 1992).
5 Hình 1.1. Gypsophila paniculata (Otto Wilhelm Thomé, 1885) 1.2. QUÁ TRÌNH LÃO SUY HOA 1.2.1. Định nghĩa Lão hóa (aging) là sự hao mòn từ từ theo thời gian của cơ thể sống dưới ảnh hưởng của các yếu tố môi trường trên các cơ chế đã được chương trình hóa. Lão suy (senescence) là giai đoạn sống sau cùng của thực vật bao gồm một chuỗi các sự kiện bình thường không thể đảo ngược dẫn tới sự phá hủy tổ chức tế bào và sự chết tế bào của thực vật. Biểu hiện rõ nhất của sự lão suy là sự mất khả năng phân chia tế bào, sự phân hủy các đại lượng phân tử như RNA, protein và diệp lục tố (lá) (Bùi Trang Việt, 2000). 1.2.2. Sơ lược về lão suy hoa Hoa nở hoàn toàn là khi hoa có trọng lượng tươi cao nhất. Ở thời điểm đó góc trục hoa hợp với mặt phẳng vòng cánh hoa ngoài cùng là lớn nhất (900). Lúc đó hoa
6 đã thấm nước đầy đủ và tiếp tục dẫn đến sự héo, cánh hoa ngoài cùng xếp lại. Cánh hoa có thể xếp lên hay xếp xuống tùy loài. Hoa bắt đầu đổi màu và khô héo dần. Màng tế bào chịu trách nhiệm cho việc điều hòa hàm lượng ion dinh dưỡng và những chất chuyển hóa khác bên trong tế bào. Sự vận chuyển có chọn lọc các chất vào và ra khỏi tế bào, ngoài ra màng tế bào còn bảo vệ các ngăn của tế bào và duy trì hàm lượng nước (Rubinstein, 2002). Trong quá trình lão suy hoa, màng tế bào bị hư hỏng dẫn tới sự lão suy cánh hoa cùng với suy thoái hình thái, sự thay đổi sinh hoá và sinh lý. Sự phá vỡ màng tế bào được cho là xảy ra trước một vài quá trình biến đổi sinh lý dẫn tới sự lão suy cánh hoa và toàn bộ hoa như: tăng sự sản xuất ethylene và hàm lượng acid abscisic, làm giảm sự hấp thu đường và giảm hoạt tính của ATPase. Sự phá hỏng màng tế bào có thể gây ra sự mất tính thấm của màng tế bào và các phản ứng oxy hóa khử (Borochov và Woodson, 1989 trong Sosa Nan, 2007). Sự thay đổi lớn nhất liên quan tới sự lão suy là sự phá vỡ carbohydrate đặc biệt là chuyển hóa toàn bộ tinh bột thành đường. Ngoài ra, còn có sự phá vỡ hợp chất pectin và hemicellulose làm mềm vách và làm giảm lực liên kết giữa các vách với nhau (Jaime, 2003). Trong cánh hoa cắt cành bị lão suy, hàm lượng protein giảm, hoạt tính protease tăng, tính lỏng của lipid trên màng giảm và tốc độ hô hấp tăng (van Doorn và Stead, 1997). Sự mất màu là hiện tượng phổ biến của sự lão suy. Carotenoid và anthocyanin là hai loại sắc tố chính chịu trách nhiệm cho những màu sắc khác nhau của hoa (Weerts, 2002). Trong hầu hết các loại hoa, carotenoid tạo thành nhiều sắc tố vàng, cam và đỏ trong khi anthocyanin và hợp chất liên quan (flavonoid) tạo màu đỏ, tím và xanh dương (Jaime, 2003). Hai loại sắc tố này biến đổi rất nhiều trong suốt sự tăng trưởng và lão suy của các cơ quan thực vật. Trong quá trình lão suy hoa có sự tăng nồng độ của carotenoid bị oxi hóa (Weerts, 2002). Lão suy có climax (hoa cẩm chướng) có sự tăng sản xuất ethylene. Khi xử lý hoa này với ethylene ngoại sinh sẽ cảm ứng làm uốn cong cánh hoa, thay đổi sinh lý
7 và hóa học trong lipid màng của cánh hoa. Lão suy không có climax (hoa cúc) không có vai trò của ethylene trong lão suy, quá trình lão suy có thay đổi ít về hàm lượng protein và một phần polypeptide (Jaime, 2003). 1.2.3. Hoạt động của chất điều hòa tăng trưởng thực vật trong lão suy hoa Acid abscisic Acid abscisic (ABA) là chất điều hòa lão suy bao hoa. ABA hiện diện với số lượng cao trong cánh hoa lão suy bị stress nước hay sự thay đổi chất lượng ánh sáng. Khi xử lý ABA ngoại sinh làm đẩy nhanh sự lão suy một số hoa vì ABA cảm ứng nhiều hoạt động sinh hóa và phân tử xảy ra trong suốt quá trình lão suy (Zhong và Ciafré, 2011). Trong hoa cẩm chướng, hoa hồng, sự lão suy gây ra bởi ABA thông qua hoạt động ethylene vì xử lý ABA ngoại sinh không gây ra lão suy khi hoa được xử lý trước với chất ức chế hoạt động ethylene (Hunter et al., 2004). Xử lý fluridone, một chất ức chế sinh tổng hợp ABA, làm giảm nồng độ ABA và kéo dài tuổi thọ của hoa ca cao. Tuy nhiên, trong hoa thủy tiên vàng, có quá trình lão suy tự nhiên không phụ thuộc vào ethylene, có thể đáp ứng với ethylene ngoại sinh, ABA ngoại sinh tăng tốc lão suy hoa nhưng tác dụng như vậy được coi là trung gian thông qua kích thích sản xuất ethylene như trong hoa phụ thuộc ethylene (Hunter et al., 2004). ABA còn liên quan tới sự thay đổi thành phần carotenoid và các sắc tố khác. Trong hoa Petunia, hàm lượng ABA nội sinh tăng cùng với sự gia tăng anthocyanin trong suốt quá trình lão suy hoa (Ferrante et al., 2006). Cytokinin Cytokinin làm chậm lão suy trong mô sinh dưỡng và mô hoa (Chang et al., 2003). Cytokinin liên quan đến việc giảm sự nhạy cảm của cánh hoa với ethylene và trì hoãn khởi đầu của sinh tổng hợp ethylene (Mor et al. 1984). Xử lý với cytokinin giúp trì hoãn lão suy hoa cẩm chướng. Cytokinin giúp trì hoãn sự gia tăng trong sản xuất ethylene (van Staden, 1995 trong van Doorn và Woltering, 2008). Ở hoa Iris, xử lý TDZ ở nồng độ cao hơn đáng kể (200-500 mM) cải thiện tỉ lệ nở hoa và tuổi thọ của hoa (Macnish et al., 2010).
8 Auxin Auxin có thể làm giảm độ nhạy ethylene trong một số mô như khu hiện tượng rụng lá, nhưng trong các mô khác nó có thể kích thích sản xuất ethylene (van Staden, 1995 trong van Doorn và Woltering, 2008). Auxin có thể kích thích quá trình lão suy ở một số hoa nhạy với ethylene hoặc ngăn cản quá trình lão suy (Tripthi và Tuteja, 2007). Trong túi phấn và hạt phấn hoa phong lan chứa nhiều auxin. Auxin kích thích tích tụ ACC synthase và ACC oxidase. Các gen tạo enzym này lại do ethylene kiểm soát và khi được cảm ứng chúng tự xúc tác tạo ethylene. Như vậy có thể hiểu rằng auxin liên hệ với sự tạo ethylene sau thụ phấn. Xử lý IAA đẩy nhanh sự gia tăng sản xuất ethylene và héo cánh hoa ở hoa cẩm chướng cắt cành (van Staden, 1995 trong van Doorn và Woltering, 2008). Gibberellin Gibberellin làm chậm sự lão suy hoa Lupinus densiflorus do gibberellin làm chậm khả năng cảm ứng lão suy của ABA (Mackay et al., 2004). Gibberellin trì hoãn lão suy trong một số hoa bằng cách hoạt động đối kháng với ethylene (Tripathi và Tuteja, 2007). Khi quá trình lão suy bắt đầu, hàm lượng gibberellin trong nhiều mô bị suy giảm do sự trao đổi chất mạnh mẽ (Rilley, 2004). Xử lý gibberellic acid (GA) lên hoa cẩm chướng cắt cành làm trì hoãn sự gia tăng trong sản xuất ethylene và làm chậm héo cánh hoa (Saks và van Staden, 1993 trong van Doorn và Woltering, 2008). Ethylene Ethylene đóng vai trò chính trong lão suy hoa nhưng sự nhạy cảm với ethylene lại phụ thuộc vào loài hoa cắt cành (Redman et al., 2002 trong Jaime, 2003). Có sự tăng sản xuất ethylene ngay sau khi thụ phấn hoặc lúc bắt đầu lão suy và sự lão suy được đẩy nhanh bằng cách tiếp xúc với nồng độ tương đối thấp của ethylene (Han et al., 1991). Hoa được chia làm hai loại: loại có và không có climax trong quá trình lão suy hoa. Trong những loài có climax (hoa hồng, hoa cẩm chướng), sự lão suy hoa được cảm ứng đáp ứng với ethylene, ethylene liên quan cả về sự khởi đầu và điều hòa lão