TRNG I HC CN TH
KHOA NÔNG NGHIP GIÁO TRÌNH
CHT IU HÒA SINH
TRNG THC VT
Biên son:
TS. Nguyn Minh Chn
-2004-
OH
CO
2
H
O
CO
OH
Gibberellic acid
C
H
C CH
2
OH
CH
3
H
2
CCH
2
ethylene
H
O
OH
OH
HO
HO
O
Brassinolide
COOH
OH
Salicylic acid
O
COOH
(+)-7-Jasmonic acidii
thc vt ………………………………………………………… 11
2.1. Phng pháp ly trích ………………………………………………… 11
2.1.1. Phng pháp khuych tán …………………………………………… 11
2.1.2. Ly trích bng dung môi ……………………………………………… 12
2.1.2.1. Chun b mu ……………………………………………………… 12
2.1.2.2. Ly trích …………………………………………………………… 12
2.2. Tinh l
c dch trích …………………………………………………… 13
2.3. nh lng cht sinh trng thc vt …………………………………. 14
2.3.1. Sinh trc nghim (Bioassay) ………………………………………… 14
2.3.1.1. Sinh trc nghim auxin ……………………………………………. 15
2.3.1.2. Sinh trc nghim gibberellin ………………………………………. 15
2.3.1.3. Sinh trc nghim cytokinin ……………………………………… 16
2.3.1.4. Sinh trc nghim abscisic acid …………………………………… 16
2.3.1.5. Sinh trc nghim ethylene ………………………………………… 17
2.3.1.6. Sinh trc nghim brassinosteroid …………………………………. 18
2.3.2. Hóa lý trc nghim ………………………………………………… 18
2.3.2.1. Phát hin cht sinh trng thc vt bng sc ký khi ph ……… 18
2.3.2.2. nh lng ethylene ………………………………………………. 18
2.3.2.3. Phát hin cht điu hòa sinh trng thc vt bng HPLC ………… 18
2.3.2.4. Sinh tr
c nghim min dch hc ………………………………… 19
2.3.3. Xác đnh cui cùng 19
iii
2.4. Kt lun ………………………………………………………………… 19
Chng 3.
Cu trúc hóa hc, sinh tng hp và nh hng sinh lý ca
các nhóm cht điu hòa sinh trng thc vt ………………
3.6.3.4. S chng chu vi điu kin khc nghit ca môi trng, tính
kháng sâu bnh và tính chng chu vi thuc c …………………….
53
3.6.3.5. Kích thích s sinh tng hp ethylene …………………………… 54
3.6.3.6. Kh nng ng dng ca brassinosteroid ………………………… 55
3.7. Salicylate (SA) ………………………………………………………… 56
3.7.1. Sinh tng hp salicylic acid …………………………………………. 56
3.7.2. nh hng sinh lý ………………………………………………… 57
3.8. Jasmonate (JA) ………………………………………………………… 58
3.8.1. Sinh tng hp, chuyn hoá và vn chuyn jasmonate ………………. 58
3.8.2. Nh
ng nh hng sinh lý ca jasmonate ……………………………. 59
3.9. Các cht điu hòa sinh trng khác …………………………………… 60
Chng 4. Vai trò ca cht điu hòa sinh trng trong sinh trng và
phát trin ca thc vt ………………………………………….
61
4.1. iu khin s ny mm ca ht và s phát trin ca cây con …………. 61
4.1.1. nh hng ca gibberellin và abscisic acid …………………………. 62
4.1.2. nh hng ca cytokinin 62
iv
4.1.3. nh hng ca ethylene …………………………………………… 62
4.1.4. nh hng ca nhng cht khác ……………………………………. 63
4.2. S thành lp r bt đnh t cành giâm ………………………………… 65
4.3. Miên trng …………………………………………………………… 66
4.4. nh hng ca cht điu hòa sinh trng lên quá trình lão hoá ……… 66
trin ca ht và trái ……………………………………………………
74
5.5.3. Ta tha hoa và trái bng hóa cht ………………………………… 75
5.5.4. S chín ca trái ……………………………………………………… 75
5.5.5. Ngn s rng trái ……………………………………………………. 76
5.5.6. Gây ra s rng trái ………………………………………………… 76
Chng 6. Vai trò ca cht điu hòa sinh trng lên quá trình quang
hp ca thc vt ………………………………………………
77
6.1. Cht cn sinh trng ………………………………………………… 77
6.1.1. Nhng cht c ch sinh tng hp gibberellin ……………………… 77
6.1.1.1. Nhng hp cht onium ……………………………………………. 77
6.1.1.2. Pyrimidine …………………………………………………………. 77
6.1.1.3. Triazole ……………………………………………………………. 78
6.1.1.4. Nhng cht khác ………………………………………………… 79
6.1.2. Nhng cht cn sinh trng không c ch sinh tng hp gibberellin 80
6.1.2.1. Morphactin ………………………………………………………… 80
6.1.2.2. Dikegulac ………………………………………………………… 81
6.1.2.3. Hp cht phóng thích ethylene ……………………………………. 81
6.1.2.4. Maleic hydrazide ………………………………………………… 81
6.1.2.5. Dn xut ca acetamide …………………………………………… 82
6.1.2.6. Dn xut ca acid béo……………………………………………… 82
v
6.2. ng dng ca cht cn sinh trng ……………………………………. 82
6.3. Mi liên quan gia cht sinh trng cây trng trong quá trình quang …
hp và s phân chia ca cht đng hóa …………………………………
Giáo trình này đc vit đ phc v cho nhu cu đào to c nhân ngành
công ngh sinh hc, tuy nhiên tt c nhng ngi nghiên cu v thc vt đu có th
tham kho đc. Ni dung chng trình này giúp b sung nhng kin thc cn thit
cho sinh viên hc xong nm th hai các ngành nông hc, trng trt và sinh hc.
Sinh viên cao hc thuc ngành nông hc và sinh hc đu có th tham kho giáo
trình này.
ây là ln biên so
n đu tiên vì vy không th tránh khi thiu xót. Tác gi
xin chân thành nhn nhng đóng góp ca đc gi đ ln tái bn sau đc b sung
hoàn thin hn. Xin chân thành cám n phó giáo s tin s Lê Vn Hoà, tin s
Hunh Thu Hoà, tin s Nguyn Bo Toàn, thc s Lâm Ngc Phng và thc s Lê
Vn Bé đã có nhiu ý kin đóng góp quí báo trong vic biên son và chnh sa giáo
trình này.
Cn th
, ngày 25 tháng 12 nm 2004
Nguyn Minh Chn
Giáo Trình Cht iu Hoà Sinh Trng Thc Vt
1
Chng 1
LC S NGHIÊN CU VÀ CÁC KHÁI NIM V
CHT IU HOÀ SINH TRNG THC VT Cht điu hoà sinh trng vi nhng nng đ cc thp đã có kh nng điu hòa
nhiu lnh vc sinh trng và phát trin ca thc vt t ny mm đn lão hoá và cht.
Auxin là nhóm cht điu hoà sinh trng đu tiên đã đc phát hin. Ngày nay, sáu
nhóm cht điu hoà sinh trng thc vt đã đc công nhn. Bên cnh auxin còn có
t không b
khô. Kt qu cho thy không có nh hng ca nhng vt ct bên lên tc đ phát trin
và s đáp ng ca tác đng ánh sáng bt chp đn nhng v trí ct so vi hng ca
ánh sáng. Fitting cho rng cht kích thích đc vn chuyn qua cht sng và di chuyn
quanh vt ct. Ông cng suy đoán rng s đáp ng tác đng ánh sáng dng tính đã
xy ra b
i vì ánh sáng đã sp xp chiu phân cc trong nhng t bào ca chóp dip tiêu
và cht kích thích đc di chuyn t nhng t bào ca chóp dip tiêu đc chiu sáng
mt phía đn nhng t bào phn trong ti phía di. Tht không may mn, nhng
quan sát ca ông đã không chính xác bi vì mt vách ngn s vn chuyn đã không
bao gi đc hình thành.
Giáo Trình Cht iu Hoà Sinh Trng Thc Vt
2Hình 1.1. Lc s nghiên cu v auxin trên dip tiêu b ct chóp
S nghiêng
ca dip
tiêu
Không
nghiêng ca
dip tiêu b
ct chóp
Á
nh sán
g
S nghiêng
ca dip tiêu
vi vt ct v
Á
nh sán
g
Darwin (1880)
S nghiêng
ca dip tiêu
v phía không
đt chóp
đc ct ri
Trong ti
Fitting (1907)
Boysen-Jensen (1913)
Paal (1918) Soding (1925)
Trong ti Trong ti
Không có s sinh
trng ca dip
tiêu khi chóp
đc tách ri
S sinh
trng thng
ca dip tiêu
khi chóp b
ct ri đc
đt tr li
S nghiêng
ca dip tiêu
khi min
g
S nghiêng ca
ri, thì s vn dài s b gim. Khi đt đnh dip tiêu tr
li thì s sinh trng thng
nh ban đu đc phc hi. Hình 1.2. Thí nghim ca Went (1926) cho thy có mt cht hoá hc t chóp dip tiêu
b ct kích thích s phát trin tr li ca dip tiêu b ct mt chóp trong ti
Went (1926) đã thu đc mt cht hoá hc hot đng t chóp dip tiêu Avena
bng cách đt nhng chóp dip tiêu này trên khi agar. Sau mt thi gian, b nhng
chóp dip tiêu, và ct agar ra tng khi nh. Ông đã thy r
ng khi agar này cha đng
cht hòa tan t đnh chóp đc ct đã kích thích s phát trin tr li ca dip tiêu khi
đã đc đt trên nhng thân ct đu.
Hình 1.3. Sinh trc nghim dip tiêu Avena ca Went (1928)
Ct chóp t chóp lên khi t khi agar
agar 1-4 gi tr li dip tiêu,
p
hc hi s sinh t
r
n
g
Giáo Trình Cht iu Hoà Sinh Trng Thc Vt
4
Went (1928) cng đã phát trin mt phng pháp đ đnh lng cht điu hòa
sinh trng hin din trong mu. Ông thy rng có s liên quan gia s cong ca dip
1.1.2. Gibberellin (GA)
T lâu ngi nông dân Nht Bn đã thy hin tng cây lúa cao sm hn bình
thng. H ngh rng đó là s sinh trng tt và s có mt mùa bi thu. Tuy nhiên, khi
v mùa đn thì nhng cây này tr nên lng thng, bt th, ht lép. Thay vì mt mùa
bi thu, 40% nng sut đã b mt đi hàng nm do triu chng này. Bnh này đã đc
ngi nông dân Nhn B
n gi nhiu tên da theo triu chng quan sát đc, vài tên
thông dng là bakanae (m ngu), ahonae (m khùng), yrei (ma), somennae (m mì
m)…Thut ng quen thuc đc dùng là m bakanae. Vit Nam, triu chng này
cng rt d thy lúa mùa.
Vào nm 1898, Hori là ngi đu tiên cho rng bnh Bakanae gây ra bi s xâm
nhim ca mt loài nm thuc chi Fusarium (Hori, 1898). Sawada (1912) cho rng s
vn dài ca lóng là do cht kích thích t si nm. Kurosawa (1926) chng minh r
ng
chính cht đc tit ra bi nm Bakanae gây ra s vn dài. Có mt lot tranh lun v
vic đnh danh nm Bakanae vì ngi ta có th thy nó nhng dng khác nhau. Vn
đ này đã đc gii to vào nm 1931 khi Wollenweber đt tên giai đon bt toàn (vô
tính) Fusarium moniliforme (Sheldon), và giai đon hoàn toàn (hu tính) Gibberella
fujikuroi (Saw.) Wr. Tuy nhiên s thanh lc cht sinh ra do nm Bakanae b tr ngi
Giáo Trình Cht iu Hoà Sinh Trng Thc Vt
5
bi s hin din ca mt cht c ch sinh trng là fusaric acid (5-n-butylpicolinic
acid). Vào nm 1935, Yabuta đã phân lp mt cht dng tinh th có hot tính t dch
lc môi trng thanh trùng nm Gibberella fujikuroi. Cht này đã kích thích s sinh
trng khi đc áp dng vào r m lúa và đc gi là gibberellin A. ây là ln đu
tiên thut ng gibberellin đc dùng trong danh pháp khoa hc. Yabuta và Sumiki
(1938) đã thành công trong vic tinh th hoá gibberellin A và gibberellin B. Tuy nhiên
do chin tranh, nghiên cu v
gibberellin đã b xp li. Vào thp niên 1950, các nhà
1.1.3. Cytokinin
Haberlandt (1913) thy rng cht khuch tán ca mô libe có kh nng kích thích
t bào tng sinh trong mô c khoai tây. Gn hn 30 nm sau Van Overbeek và cng tác
viên (1941) đã thy rng sn phm t nhiên tìm thy trong nc da (ni nh lng) có
kh nng kích thích s tng sinh t bào trong phôi non ca cà đc dc Datura
. Van
Overbeek và cng tác viên (1944) cng phát hin trong dch trích thô ca phôi cà đc
dc Datura, nm men, mm lúa mì và bt hch hnh (Almondmeal) kích thích s
phân chia t bào trong nuôi cy phôi cà đc dc Datura. iu ny cho thy nhng
cht ny đã phân b rng trong nhiu loài. K tha công trình ca Haberlandt, vào nm
1945, Jablonski và Skoog đã phát hin rng nhng t bào mô mch cha nhng cht
kích thích s phân chia t bào cây thuc lá. Miller và c
ng tác viên (1955) đã công b
v s thành lp và đnh danh kinetin (6-furfurylaminopurin) thu đc t DNA ca tinh
trùng cá trích trng thành hay t DNA ca tinh trùng cá trích đc hp thanh trùng.
H đã đt tên hp cht ny là Kinetin bi vì nó có kh nng kích thích s phân chia t
bào (Cytokinesis) trong mô lõi thuc lá. Hall và cng tác viên (1955) nhn thy kinetin
có th đc sn sinh bng cách thanh trùng mt hn hp ca adenine và furfuryl
alcohol. iu này cho thy rng kinetin có th đc to thành t nh
ng sn phm phân
rã DNA. Miller (1961) đã xác đnh đc sn phm ging nh kinetin t nhiên trong
bp, sn phm ny sau đó đc gi là zeatin. S phát hin ra cht ny cng phi k đn
vai trò ca Letham và Miller (1963). K t khi phát hin ra zeatin, mt s lng ln
cytokinin khác cng đã đc phát hin và cho thy nó phân b rng trong thc vt bc
cao.
Giáo Trình Cht iu Hoà Sinh Trng Thc Vt
6
1.1.4. Abscisic acid (ABA)
Liu và Carns (1961) đã phân lp mt cht t qu bông chín và thy rng nó kích
ca lá gn ngun sáng. Ngi ta cng thy hi t ánh sáng đèn cng đã gây ra s cn
ci, vn vo và s sinh trng ngang bt thng ca chi. Nm 1901, nhà khoa hc
Nga Neljubow cho rng ethylene là thành phn hot tính ca hi ánh sáng đèn. Khí
ethylene đã gây ra mt đáp ng b
ba nh trên vi nhng cây đu Hà Lan úa vàng. Kt
qu ny đã đc dùng đ phát trin sinh trc nghim đu tiên v ethylene da trên hin
tng làm gim s vn dài thân ca nó, gia tng s phát trin bên, và kích thích s
nghiêng hoc sinh trng ngang trong s đáp ng vi trng lc. Doubt (1917) đã phát
hin ra rng Ethylene kích thích s rng. Nm 1923, Denny đã giành đc bng sáng
ch bng phng pháp dùng sn ph
m đt cháy đ kích thích s chín ca cam và quít.
Nm 1924, Denny chng minh rng Ethylene chính là thành phn hot tính trong
nhng sn phm đt cháy gây ra s chín. Nm 1910, Couins cho rng trái cng phóng
thích ra hi kích thích s chín. Trong báo cáo hng niên vi B Nông Nghip Jamaica,
Couins đã công b rng trái cam đã chín sm hn bình thng khi đc tr chung vi
chui. Mãi đn 20 nm sau, khí này mi đc Gane (1934) chng minh là khí
ethylene. Ethylene đc thc vt tng hp và có liên quan ti tc đ c
a quá trình chín.
Mt thi gian ngn sau, Crocker và cng tác viên (1935) vin Boyce Thompson đã
chng minh rng ethylene là hormone gây ra s chín, ethylene cng hot đng nh
cht điu hoà sinh trng trong nhng c quan thc vt. Gi thuyt ny đã đc nhiu
Giáo Trình Cht iu Hoà Sinh Trng Thc Vt
7
nhà nghiên cu ng h. Biale và cng tác viên (1954) đã dùng nhng phng pháp trc
nghim thích hp nhng không nhy cm vi ethylene và đã tìm thy rng trái cây đã
không sn xut đ lng ethylene trc khi chín đ to nên s chín. Công trình này
cng đt gi thuyt rng ethylene nh hng lên s chín ca trái. Vào nm 1959, s
phát hin ethylene bng phng pháp sc ký khí trong thc vt đc phát trin đã giúp
xác đnh ethylene v
i mc đ nh hn gn mt triu ln so vi nhng phng pháp
T đó nhng nghiên cu v BL và nhng cht có liên quan đã phát tri
n rt nhanh.
Nhóm cht điu hoà sinh trng này đã đc xem nh là nhóm th sáu k t khi vai
trò sinh lý ca auxin, gibberellin, cytokinin, abscisic acid và ethylene đc phát hin.
BR đã đc tìm thy trong nhiu loài thc vt bao gm cây song t dip, đn t dip,
kha t và to. BR cng đc tìm thy trong nhiu b phn khác nhau ca thc vt nh
túi phn, lá, hoa, ht, chi, mn lá và thân. Ngày nay đã có hn 40 cht đc phát hi
n
thuc nhóm này. Trong s đó BL và castasterone đc xem là quan trng nht vì tính
phân b rng và hot tính sinh hc mnh.
1.1.7. Salicylate (SA)
Nhng ngi Hy lp c và th dân Hoa K đã phát hin rng lá và v cây liu
tr đc bnh đau nhc cc b và nhng bnh st. Vào nm 1828, Johann Buchner làm
Giáo Trình Cht iu Hoà Sinh Trng Thc Vt
8
vic Munich, c ln đu tiên phân lp nhng vt ca salicin là glucoside ca salicyl
alcohol và salicylate trong v cây liu (Weissmann 1991). Raffaele Piria (1838) đã đt
tên cho thành phn hot tính trong v cây liu là salicilic acid (SA) t ch latin “salix”,
có ngha là cây liu. Vào nm 1874, sn phm thng mi đu tiên ca SA đã đc bán
c. Vào nm 1898, aspirin tên thng mi ca acetylsalicylic acid đã đc công ty
Bayer gii thiu. Có nhiu tài liu tham kho, trong đó nhng nhà thc vt h
c đã dùng
aspirin và salicylic acid thay th cho nhau trong thí nghim. Tuy nhiên, nên chú ý rng
aspirin không đc xem là mt sn phm t nhiên. Nó có th có hiu qu bi vì
acetylsalicylic acid sn sàng đc chuyn thành saliclic acid trong h thng dung dch
nc. Ngày nay salicylic acid đc bit trên nhiu loài cây và đc xem nh là mt
cht điu hoà sinh trng thc vt quan trng.
1.1.8. Jasmonate (JA)
liên quan s b ngng tr.
(3). S thay th: Mt loi hóa cht tinh khit có th đc thay th cho mt b
phn bình thng đã b ct đi và nó có th phc hi li các quá trình sinh trng và
phát trin.
Giáo Trình Cht iu Hoà Sinh Trng Thc Vt
9
(4). S cô lp: Thc hin mt quá trình cô lp vi các h thng phn ng khác
đn mc có th chp nhn đc và xác đnh đc nh hng ca hóa cht tng t nh
trong h thng ít đc cô lp.
(5). Tính tng quát: Cho thy rng vic áp dng hóa cht này trong nhiu trng
hp là tng t nhau.
(6). Tính chuyên bit: Hóa cht này phi đc trng.
1.2.2. Các khái nim và thu
t ng
1.2.2.1. Hormone thc vt (Plant hormone, phytohormone)
Hormone thc vt là mt sn phm sinh hóa ca mt t bào hoc mt mô đc
bit gây ra mt s thay đi hoc mt tác đng trong mt t bào hoc mô nào đó trong
mt c quan. Hormone thng di chuyn bên trong thc vt t ni sn xut đn ni
hot đng.
1.2.2.2. Cht sinh trng thc vt (Plant growth subtance)
Thut ng hormone th
c vt đã đc dùng nhiu nm, nhng ngày nay ngi ta
có khuynh hng thay th bng thut ng cht sinh trng thc vt (plant growth
subtance) hay cht điu hoà sinh trng thc vt (plant growth regulator). T chc
quc t nghiên cu v nhng cht này đc gi là Hip Hi Cht Sinh Trng Thc
Vt Quc T (International Plant Growth Substances Association). T chc này nhóm
hp 3 nm mt ln.
đc dùng rt nhiu bi các công ty nông dc đ ch các cht điu hoà sinh trng
tng hp. nh ngha ca Van Overbreek và cng tác viên (1954) vn còn đc dùng
đn ngày nay.
Cht điu hoà sinh trng thc vt là nhng hp cht hu c khác vi nh
ng
cht dinh dng, vi mt hàm lng nh kích thích, c ch, hoc b sung bt k mt
quá trình sinh lý nào trong thc vt.
tin li và d hiu trong cách dùng t ting Vit, thut ng cht điu hoà
sinh trng thc vt đc dùng trong giáo trình này bao gm c nhng cht tng hp
và nhng cht sinh trng thc vt có ngun gc t
nhiên đc sn sinh t thc vt.
1.2.2.4. Cht c ch và cht làm chm sinh trng (Inhibitor và retardant)
Thut ng cht c ch (Inhibitor) và cht làm chm sinh trng (retardant) hin
nay cha đc phân bit rõ. Abscisic acid và nhng cht c ch khác đã c ch hoc
làm chm hay trì hoãn nhng quá trình sinh lý hoc sinh hóa, tuy nhiên, vic ng dng
chúng đ làm chm quá trình sinh trng thì cha đc áp dng hoàn toàn vào thc
ti
n vì nhiu lý do, trong đó giá c cng là mt vn đ. Ngày nay có nhiu hp cht
hu c tng hp đc dùng trong nông nghip đ làm chm s sinh trng ca thc
vt. Cht làm chm sinh trng ca thc vt (plant growth retardant) là mt hp cht
hu c làm chm s phân chia t bào và s vn dài t bào trong mô chi và nh vy
nó điu hoà chiu cao cây mà không gây ra s bi
n dng ca lá và thân. Cây đc x
lý vi mt cht làm chm sinh trng có lá màu xanh đen đin hình và s tr hoa b
nh hng trc tip. S phát trin ca nhng cây này thì không hoàn toàn b ngn cn
nhng xung dc hi đt ngt và cho ra mt dng cây cn ci hn.
2.1.1. Phng pháp khuch tán
Hình 2.1. Trích cht điu hoà sinh trng thc vt bng phng pháp khuych tán
Mô đc dùng cho sinh trc nghim
Mt c
t ca mô đ
hoà sinh trng trong nhng phn khác nhau ca cây. Cn chú ý rng quá trình này
ch cho thy mi quan h ca nhng cht hin din bi vì nhng cht kích thích hay
c ch b mt vt ct có th gây tr ngi đn sinh trc nghim đang áp dng. ây
là mt phng pháp đn gin và không th áp dng cho vic đnh tính hay đnh
lng mt cách hoàn ho vì cht điu hòa sinh trng thu đc vi mt lng cc
nh.
2.1.2. Ly trích bng dung môi
2.1.2.1. Chun b mu
Vic đóng gói mô cn thn sau khi thu mu thì rt quan trng đ ti thiu
hoá khi mu và hn ch đc s th
t thoát cht điu hoà sinh trng trong quá
trình trích. Cn lu ý rng, nhng hp cht này có trong thc vt vi hàm lng rt
nh, do đó, bt k mt s tht thoát nào do phân hu thuc v enzyme hoc s
chuyn đi qua li gia các cht đu có th dn đn nhng kt qu không chính xác.
Cách hiu qu nht đ gi mu sau khi thu là ngay lp tc đ
ông mu trong nitrogen
lng, p lnh và làm khô ri tr -80
0
C hoc thp hn di nhng điu kin khan,
điu này s hn ch ti đa các vn đ bt trc xy ra.
2.1.2.2. Ly trích
Có nhiu phng pháp dùng đ trích cht điu hoà sinh trng thc vt, cn
chn phng pháp thích hp cho điu kin nghiên cu ca mình. Có nhiu loi
dung môi có th đc dùng đ trích cht điu hoà sinh trng th
c vt nh
methanol hoc ethanol có th đc dùng đ trích IAA, ABA, GA, BR, cytokinin,
SA và JA; acetone có th đc dùng đ trích IAA, ABA và GA; isopropanol hoc
cloroform có th đc dùng đ trích BR; hn hp Bieleski gm methanol/
Bc thanh lc
đu tiên sau quá trình trích mô thc vt thng tin hành là
phân đon bng dung môi. S phân đon bng dung môi gm s phân đon gia
mt pha nc và mt dung môi hu c không trn ln (dung môi đc bit đc
dùng s đc xác đnh bi cht điu hoà sinh trng thc vt đang đc trích, mô
đc s dng và nhng yu t khác). Có nhiu s khác bit v dung môi cho nh
ng
quá trình phân đon, mt ví d v cht điu hoà sinh trng thc vt có tính acid s
đc gii thiu đây. i vi nhng cht điu hoà sinh trng có tính acid thì pH
ca pha cha nc t dch trích thô nên đc điu chnh đn khong 2,5 và dung
dch đc cho vào trong bình chit vi mt lng tng đng ca diethyl ether ri
lc cn th
n. Bình chit sau đó đc đ yên vài phút đ các pha tách nhau. Nu nh
tng to thành do lc quá mnh, bình chit nên đt vào máy p lnh cho đn khi
phân bit thành hai pha riêng bit hoc dùng CaCl
2
hay Na
2
SO
4
đ loi nh tng.
Mt phn ca nhng cht điu hoà sinh trng thc vt s đi t pha cha nc đn
pha cha diethyl ether. Quá trình này có th lp li t 3 đn 4 ln hoc hn na đ
ly ht cht điu hoà sinh trng thc vt có tính acid ra khi pha cha nc. Cn
c lng s ln thc hin
đ thu đc ti đa lng cht điu hoà sinh trng. Pha
cha nc sau đó s đc b đi và pha cha diethyl ether s đc làm khô trong
chân không. Mc dù phân đon bng dung môi là cách thng đc s dng t
Giáo Trình Cht iu Hoà Sinh Trng Thc Vt
phi nhanh và d thc hin.
4. Cht đang đc sinh trc nghim hoc nh
ng cht có liên quan phi hin
din mc đ thp hoc không có trong cây.
Có rt nhiu h thng sinh trc nghim cho mi nhóm cht điu hoà sinh
trng thc vt đã bit. iu quan trng là chn phng pháp sinh trc nghim phù
hp vi nhng tình hung riêng bit. Có th chia sinh trc nghim thành 5 nhóm
sau:
- (1). Sinh trc nghim chn đoán: Sinh trc nghim đc bit dùng
đ phát
hin mt cht điu hoà sinh trng đc thù.
- (2). Sinh trc nghim dùng đ xác đnh nhng quan h v hot tính và cu
trúc: Sinh trc nghim din t s khác bit v tính nhy cm đáp ng vi cu trúc
Giáo Trình Cht iu Hoà Sinh Trng Thc Vt
15
ca nhng cht khác nhau trong cùng mt nhóm cht điu hoà sinh trng.
- (3). Sinh trc nghim kim tra th và phát hin: Sinh trc nghim có tính
nhy cm mnh và đáp ng nhanh cùng vi tính chuyên bit đy đ, cho phép có
th s dng trong vic phát hin cht điu hoà sinh trng nng đ rt thp trong
tng phân đon sc ký khác nhau.
- (4). Sinh trc nghim tng hot tính sinh hc c
a nhóm: Sinh trc nghim
đ hoc gn đ nhy cm đ nhng cht có cu trúc đa dng thuc mt nhóm cht
điu hoá sinh trng cho phép xác đnh đc hot tính tng s ca mt nhóm đc
bit trong dch trích.
- (5). Sinh trc nghim có yêu cu đn gin: Nhng sinh trc nghim có yêu
cu v thit b chuyên bit và không gian thp, giá thành r và d thu đc mu.
16
2.3.1.2.3. Sinh trc nghim trc h dip rau dip (Lactuca): Da trên kh nng kích
thích s vn dài ca gibberellin lên trc h dip rau dip.
2.3.1.2.4. Sinh trc nghim nhng cây lùn nh đu Hà Lan (Pisum), lúa (Oryza) và
bp (Maize): Sinh trc nghim này s dng nhng bin d lùn đn gene và da trên
kh nng kích thích s vn dài ca gibberellin.
2.3.1.3. Sinh trc nghim cytokinin
2.3.1.3.1. Sinh trc nghim mô so lõi thân thuc lá (
Nicotiana): Khi không đc
x lý cytokinin thì mô lõi thuc lá s không to đc callus hoc rt ít callus đc
to ra. Tuy nhiên khi cytokinin đc thêm vào thì callus s phát trin rt nhanh
cùng vi s gia tng trng lng ti.
2.3.1.3.2. Sinh trc nghim s th hin gene thuc lá (Nicotiana): Da trên s th
hin ca gene th khm trong nguyên bào tht lá cây thuc lá đc chuyn gene đáp
ng vi c auxin và cytokinin. S đnh lng ca mi ch
t điu hoà sinh trng da
trên phn ng màu tác đng bi ánh sáng.
2.3.1.3.3. Sinh trc nghim s n rng ca t dip c ci (Raphanus): Sinh trc
nghim này da trên kh nng ca cytokinin kích thích s n rng ca t dip c
ci.
2.3.1.3.4. Sinh trc nghim trên s vn dài trc h dip đu nành (Glycine): Sinh
trc nghim này da trên kh n
ng ca cytokinin kích thích s vn dài trc h dip
2.3.1.5.1. Sinh trc nghim đáp ng b ba da trên tính sinh trng ngang, s
phng lên và s c ch thân đu Hà Lan (Pisum): Sinh trc nghim này da trên
kh nng ca ethylene c ch s vn dài, c ch s m móc trc thng dip và
kích thích s sinh trng ngang. Mt trong ba tính cht này đu có th đc dùng
đ
c lng hàm lng ethylene trong mu.
2.3.1.5.2. Sinh trc nghim gây ra s sinh trng nghiêng ca thân và lá cà chua
(Lycopersicon): S sinh trng nghiêng đây là s gp xung ca cung lá.
nghiêng ca cung lá t l vi hàm lng ethylene cha trong mu.
2.3.1.5.3. Sinh trc nghim kích thích s chín ca trái (cà chua, chui, chanh ):
Nguyên lý ca sinh trc nghim này là da trên s chín ca trái. Thi gian chín ca
các loi trái nh cà chua, chui, chanh… t l vi hàm l
ng ethylene có trong mu.
2.3.1.5.4. Sinh trc nghim s rng t dip bông (Gossypium): Sinh trc nghim
này ging nh sinh trc nghim ca ABA kích thích s rng bông. Ethylene cng
kích thích s rng. Mc đ rng gây ra do ethylene t l vi lng ethylene có trong
mu.
2.3.1.6. Sinh trc nghim brassinosteroid
2.3.1.6.1. Sinh trc nghim lóng th nht đu cove (Phaseolus): Khi auxin đc áp
dng v mt phía ca lóng thì lóng cong đi và theo sau là mt chu k ch
m. BR làm
gim chu k chm khi đc áp dng mt gi trc khi x lý auxin. Khi BR đc x
lý nhiu hn, IAA gây ra s sinh trng cong s nhanh hn.
2.3.1.6.2. Sinh trc nghim s sinh trng nghiêng ca phin lá lúa: Sinh trc
nghim này da trên kh nng ca BR kích thích s nghiêng ca phin lá lúa.
bng GC.
2.3.2.2. nh lng ethylene
Ethylene là mt cht khí nên quá trình trích nó cng đn gin, không phi
qua các dung môi trích và thanh lc mt cách phc tp nh các nhóm khác. Vic
nht khí ethylene trong bình hoc ng nghim kín cng ít b nhim tp cht nh
trích các cht khác. Vi sc ký khí và đu dò ion hoá ngn la FID (flame
ionization detector) d dàng đnh lng đc ethylene vi mt lng r
t nh đn
nano mole.
2.3.2.3. Phát hin cht điu hoà sinh trng thc vt bng HPLC
Mc dù HPLC không phi là phng pháp tt nht đ phát hin và đnh
lng cht điu hoà sinh trng, vn có nhng phng pháp vi đu dò đc bit
đc dùng. Vic phát hin hunh quang đã đc dùng đ đnh lng trc tip IAA,
trái li ABA và jasmonic acid phi đc chuyn hoá thành hyrazone hunh quang
và brassinosteroid thành bisboronate hu
nh quang trc khi phát hin bng phng
Giáo Trình Cht iu Hoà Sinh Trng Thc Vt
19
đo hunh quang. Phng pháp này rt nhy và đc trng, tuy nhiên yêu cu mu
phi đc lc tht sch trc khi phân tích. Sc ký lng có th kt hp vi khi ph
thành sc ký lng khi ph (LC-MS: Liquid chromatography – mass spectrometry)
đ xác đnh nhng liên hp không dn xut ca gibberellin và IAA. Mc dù có
nhiu u vit nhng đ nhy ca LC-MS vn không bng GC-MS, chính vì vy
GC-MS ngày càng đc s dng nhi
u.
2.3.2.4. Sinh trc nghim min dch hc
trích và làm sch mu đc ti đa và đ cung cp đ
lng mu đt cht lng đ cho vic xác đnh cui cùng khi sinh trc nghim.
Hin ti có nhiu k thut phân tích hin đi đc dùng trong nghiên cu cht điu
hoà sinh trng thc vt hay phân tích hoá hc nói chung. Các thit b cn thit đ
thc hin các bc phân tích hoàn chnh là sc ký lng cao áp, sc ký khí, sc ký