Link tải luận văn miễn phí cho ae Kết nối
MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Cây đậu tương (Glycine max L. Merr) là loại cây thuộc họ Đậu (Fabaceae) có giá trị kinh tế cao. Hạt đậu tương chứa 38 - 40% protein, gấp 3 lần protein trong gạo, ngô. Hạt đậu tương còn chứa một số loại axit amin rất cần thiết cho cơ thể như: xistin, metiônin, lyzin. Ngoài ra, chúng còn chứa các thành phần dinh dưỡng khác như: lipit (12 - 25%), gluxit (10 - 15%), các chất khoáng (Ca, Mg, Fe, P, K, Na, S), các vitamin A, B1, B2 , C, D, E, K [2].
Cây đậu tương là nguồn nguyên liệu quan trọng cho nhiều ngành sản xuất công nghiệp thực phẩm, y tế và phục vụ trực tiếp nhu cầu sử dụng của con người cũng như cho ngành chăn nuôi. Sản phẩm từ cây đậu tương được sử dụng trực tiếp dạng hạt thô hay được dùng để chể biến thành các dạng sản phẩm khác như: sữa đậu nành, bánh kẹo, đậu phụ, bột đậu,… Bên cạnh đó, đậu tương còn là loại cây dễ canh tác, phù hợp với nhiều hệ sinh thái khác nhau và có khả năng cải tạo đất rất tốt do hoạt động cộng sinh của các vi khuẩn Rhizobium trong các nốt rễ.
Như vậy, phát triển cây đậu tương ở nước ta là việc làm có ý nghĩa, trên các mặt kinh tế, nhân văn và môi trường. Phát triển cây đậu tương là yếu tố góp phần vào chiến lược phát triển bền vững của đất nước.
Cây đậu tương có nguồn gốc ở khu vực Châu Á, đã được trồng cách đây khoảng 5000 năm [2]. Do có ý nghĩa cả về mặt dinh dưỡng và môi trường nên diện tích gieo trồng đậu tương ngày càng được mở rộng trên toàn thế giới. Hiện nay, cây đậu tương được trồng trên 200 quốc gia. Chủ yếu diện tích trồng đậu tương tập trung ở các nước như Hoa Kì (34%), Brazil (28%), Achentina (18%).
Ở Việt Nam, đậu tương là một cây công nghiệp quan trọng chỉ sau lúa, ngô, lạc. Đậu tương được trồng ở Việt Nam sớm, nhưng do tập quán canh tác nên đậu tương chưa được phát triển cả về diện tích và năng suất. So với bình quân chung của thế giới, năng suất đậu tương của Việt Nam chỉ bằng 57%. Vấn đề cơ bản hạn chế năng suất đậu tương ở Việt Nam là điều kiện khí hậu, đặc biệt là hạn hán. Việt Nam là nước nằm trong khu vực nhiệt đới gió mùa, lượng mưa phân bố không đều giữa các vùng và các thời điểm trong năm nên hạn có thể xảy ra ở nhiều vùng và nhiều mùa khác nhau ảnh hưởng đến sinh trưởng, phát triển của cây trồng nói chung, cây đậu tương nói riêng. Mặt khác, cơ sở cho việc tạo giống cây trồng trong đó có đậu tương chủ yếu dựa trên kết quả của những nghiên cứu cơ bản quan trọng như nghiên cứu khả năng chống chịu của chúng với điều kiện ngoại cảnh. Do đó, để đáp ứng việc sản xuất cây đậu tương thì cần tiến hành cải tiến kỹ thuật, chọn tạo giống mới, đặc biệt những giống có khả năng chịu hạn. Điều đó đồng nghĩa với việc cần tiến hành các thí nghiệm nghiên cứu phản ứng của các giống đậu tương trong điều kiện thiếu nước để tìm ra giống chống chịu tốt, cho năng suất cao.
Cây trồng có phản ứng với sự thiếu nước không giống nhau. Với mỗi loại cây đều có những biến đổi hình thái hay phản ứng hoá sinh phù hợp. Cây ở giai đoạn khác nhau có khả năng chịu hạn cũng khác nhau, thường lúc cây sinh trưởng mạnh và tạo cơ quan mới, chúng rất nhạy cảm với sự thiếu nước.
Giai đoạn nảy mầm là thời điểm quan trọng trong chu trình sống của thực vật nói chung, của đậu tương nói riêng. Quá trình nảy mầm ảnh hưởng đến sự sinh trưởng và phát triển bình thường của cây về sau. Thời kì này, cây rất mẫn cảm với sự thiếu nước.
Trên đối tượng đậu tương đã có một số nhà khoa học tiến hành nghiên cứu như: A. Hamid, Sheila A. Blackman, Miquel Ribas - Carbo, Finnegan…[22], [23], [25] tìm hiểu ảnh hưởng của sự thiếu nước đến quá trình quang hợp, hô hấp, sinh trưởng. Ở Việt Nam, một số tác giả cũng nghiên cứu về đậu tương như: Nguyễn Huy Hoàng, Trần Đình Long, Nguyễn Văn Mã, Trần Thị Phương Liên…[3], [4], [5], [7], [9], [11], [16] với các vấn đề về đánh giá khả năng chịu hạn, quang hợp, chất lượng hạt, nâng cao khả năng chịu hạn, chọn tạo giống.
Tuy nhiên, việc nghiên cứu một cách có hệ thống về các biến đổi sinh lý, hoá sinh của cây đậu tương khi gặp hạn còn chưa đầy đủ.
Xuất phát từ những lý do trên, tui tiến hành nghiên cứu đề tài: “Phản ứng của một số giống đậu tương chịu hạn khác nhau nảy mầm trong điều kiện thiếu nước”.
2. Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu
2.1 Mục tiêu nghiên cứu
- Xác định được một số chỉ tiêu sinh lý của cây đậu tương trong giai đoạn nảy mầm.
- Nghiên cứu ảnh hưởng của sự thiếu nước đến hàm lượng prolin và hoạt độ của một số enzym trong mầm đậu tương.
2.2 Nhiệm vụ nghiên cứu
- Xác định tỷ lệ nảy mầm
- Xác định chiều dài mầm, khối lượng tươi, khối lượng khô của mầm
- Xác định hàm lượng prolin trong mầm đậu tương
- Xác định hoạt độ các enzym protease, lipase và amylase trong mầm đậu tương
3. Ý nghĩa lý luận và thực tiễn
- Bổ sung nguồn tài liệu về việc nghiên cứu hàm lượng prolin, hoạt độ một số enzym của mầm đậu tương và một số chỉ tiêu khác trong điều kiện thiếu nước.
- Xác định khả năng chống chịu với môi trường của một số giống đậu tương.
CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1. Sự nảy mầm của hạt đậu tương
Nảy mầm là giai đoạn quan trọng trong chu trình sinh trưởng và phát triển của thực vật nói chung và của đậu tương nói riêng. Quá trình nảy mầm diễn ra mạnh mẽ sẽ tạo cơ sở thuận lợi cho sự sinh trưởng và phát triển sau này của cây.
Quá trình nảy mầm diễn ra với nhiều biến đổi sinh lý, sinh hóa trong hạt với tốc độ cao để chuẩn bị cho sự hình thành một cây non mới. Đậu tương thuộc cây Hai lá mầm nên sự nảy mầm ở đậu tương cũng gồm các pha như sự nảy mầm của cây Hai lá mầm, đó là:
+ Pha trương hạt
+ Pha hình thành và hoạt hóa enzym
+ Pha tích lũy chất dinh dưỡng
+ Pha động viên chất dinh dưỡng và xây dựng chất hữu cơ đặc trưng cho cơ thể trong giai đoạn nảy mầm
Sự nảy mầm bắt đầu bằng sự hấp thụ nước nhờ cơ chế hút trương của hạt làm hạt trương lên. Sau khi kết thúc sự ngủ nghỉ, trong hạt bắt đầu tăng tính thủy hóa của keo nguyên sinh chất, giảm tính ưa mỡ và độ nhớt của keo dẫn đến những biến đổi sâu sắc và đột ngột trong quá trình trao đổi chất trong hạt liên quan đến sự nảy mầm. Đặc trưng nhất là tăng mạnh mẽ hoạt tính enzym thủy phân phân giải polixacarit, protein và các chất phức tạp khác thành các chất đơn giản, dẫn đến thay đổi hoạt động thẩm thấu. Các sản phẩm thủy phân này dùng làm nguyên liệu cho quá trình hô hấp tăng lên mạnh mẽ của phôi hạt, vừa làm tăng áp suất thẩm thấu trong hạt giúp cho quá trình hút nước vào hạt nhanh chóng.
Sự tăng hoạt tính enzym dẫn đến sự biến đổi các chất dự trữ và mức độ hoạt hóa các enzym riêng biệt phụ thuộc vào tính chất đặc trưng về thành phần hoá học của hạt. Đối với đậu tương, hạt dự trữ chủ yếu là protein thì hoạt tính enzym protease tăng lên mạnh mẽ hơn các enzym khác. Sự tăng hoạt tính enzym có lẽ là do quá trình tổng hợp mới các enzym ở trong lớp alơron hơn là quá trình hoạt hóa các enzym cũ vốn có trong hạt.
1.2. Ảnh hưởng của sự thiếu nước đến cây đậu tương trong giai đoạn nảy mầm
Nước là điều kiện quan trọng cho sự nảy mầm. Nước tham gia vào quá trình trao đổi chất, các phản ứng hoá sinh trong tế bào, là nguyên liệu của phản ứng. Nước đảm bảo sự thống nhất giữa cơ thể với môi trường.
Hạt khô có hàm lượng nước từ 10 – 14% thì không nảy mầm. Nhờ lực hút trương của keo mà hạt giống hút nước và khi hàm lượng nước bằng 50 – 70% khối lượng hạt thì các hoạt động sống tăng cường lên mạnh mẽ và phôi phát động sinh trưởng hay nảy mầm.
Hạn là tổ hợp các điều kiện khí hậu gây nên hiện tượng thiếu nước ở thực vật làm ảnh hưởng đến sinh trưởng, phát triển. Người ta chia hạn ra làm hai nhóm:
+ Hạn trong đất: là những yếu tố làm cho đất không cung cấp được nước cho cây do đất thiếu nước hoàn toàn hay hàm lượng muối trong đất quá cao nên áp suất giữ nước của hệ keo đất lớn, vượt quá áp suất rễ. Vì vậy, cây không thể lấy được nước.
+ Hạn không khí: do độ ẩm không khí quá thấp hay độ ẩm thấp kết hợp với gió mạnh.
Sự thiếu nước thường làm cho tế bào thiếu nước, tế bào mất sức căng, đỉnh sinh trưởng bị héo và các quá trình sinh lý diễn ra không bình thường.
Do hạn làm màng tế bào bị biến tính làm tăng khả năng thấm các ion từ trong tế bào chất ra ngoài.
Khi gặp hạn, hoạt động của enzym thủy phân thường diễn ra nhanh hơn là enzym tổng hợp dẫn đến tế bào mất chất dinh dưỡng.
Hạn hán cũng gây ảnh hưởng trầm trọng đến quá trình hô hấp. Khi thiếu nước, cường độ hô hấp tăng nhưng hiệu quả năng lượng bị giảm sút.
Thiếu nước gây ảnh hưởng xấu đến sự sinh trưởng, phát triển của cây và cuối cùng ảnh hưởng đến năng suất, phẩm chất của chúng.
1.3. Phản ứng chịu hạn ở cây đậu tương
Cũng như các loài cây trồng khác, những giống đậu tương có khả năng chống lại hay hạn chế sự mất nước bằng những biến đổi hình thái hay những phản ứng hoá sinh phù hợp.
Biến đổi hình thái được chú ý tới nhiều là ở bộ rễ. Bộ rễ khoẻ là một điều kiện tăng tính chịu hạn của cây. Bên cạnh đó là sự giảm diện tích lá của đậu tương khi gặp hạn nhằm giảm sự thoát hơi nước ở lá [20].
Các thay đổi hoá sinh thường liên quan đến cơ chế chống mất nước nhằm sinh tổng hợp ra các chất bảo vệ hay nhanh chóng bù lại sự thiếu hụt nước. Điều chỉnh áp suất thẩm thấu nội bào thông qua tích lũy các chất hòa tan, các protein và axit amin như: prolin, các enzym thủy phân…là cơ chế giúp tế bào duy trì lượng nước tối thiểu [17]. Trong điều kiện thiếu nước, các phản ứng hóa sinh diễn ra nhằm khử độc các sản phẩm được tạo nên trong quá trình phân giải các hợp chất cao phân tử, hay xúc tiến phục hồi các cấu trúc sinh học bị tổn thương. Sau khi hạn ngừng tác động, các quá trình phục hồi diễn ra nhanh chóng nếu bộ gen được bảo tồn trong điều kiện hạn hán. Nhờ có sự tham gia của protein đặc hiệu mà ADN chỉ bị biến đổi khi ở điều kiện hạn nặng và kéo dài.
Ngoài ra, còn có những thay đổi về các phản ứng sinh lý như: hô hấp, cường độ quang hợp, cường độ thoát hơi nước của lá cho phù hợp với điều kiện gặp hạn của cây [23].
fp7A15z48reX35h
