MỘT SỐ ĐẶC ĐIỂM SINH LÍ, HÓA SINH
CỦA ĐẬU TƯƠNG TRONG ĐIỀU KIỆN NHIỆT ĐỘ THẤP
Nguyễn Văn Mã
1
Ong Xuân Phong
2
ậu tương ((Glycine - max (L)) là cây công nghiệp ngắn ngày được trồng phổ
biến ở nước ta, có giá trị về dinh dưỡng và kinh tế. Gần đây khí hậu thường
hay biến đổi, nhiệt độ thấp làm ảnh hưởng tới sự sinh trưởng của nhiều cây trồng
trong đó có đậu tương. Hiện nay các nghiên cứu về ảnh hưởng của nhiệt độ thấp tới
đậu tương còn rất hạn chế. Nghiên cứu này nhằm tìm hiểu ảnh hưởng của nhiệt độ
thấp tới một số đặc điểm về sinh lí, hóa sinh giai đoạn nảy mầm, cây non và giai
đoạn ra nụ hoa. Kết quả cho thấy nhiệt độ thấp làm giảm tỉ lệ nảy mầm, hàm lượng
diệp lục, cường độ quang hợp và hiệu suất huỳnh quang biến đổi rõ rệt. Trong khi đó
làm tăng cường hàm lượng prolin, glycin betain và giá trị Fo. Cây đậu tương được xử
lý ở nhiệt độ thấp có mức độ suy giảm các chỉ tiêu sinh lí ít hơn đối chứng và tăng hàm
lượng các chất có vai trò bảo vệ.
1. ĐẶT VẤN ĐỀ
Đậu tƣơng là một cây công nghiệp, thực phẩm đóng vai trò quan trọng trong cơ cấu cây
trồng nông nghiệp ở Việt Nam và đặc biệt là các tỉnh miền núi phía Bắc. Trong những năm
gần đây khí hậu thƣờng hay biến đổi, nhiệt độ thấp làm ảnh hƣởng tới quá trình sinh trƣởng
cũng nhƣ năng suất của đậu tƣơng. Việc nghiên cứu ảnh hƣởng của nhiệt độ thấp tới một số
đặc điểm về sinh lí, hóa sinh giai đoạn nảy mầm, cây non và giai đoạn ra nụ hoa có ý nghĩa
trong việc đánh giá và chọn ra những giống đậu tƣơng có khả năng chịu lạnh.
2. NỘI DUNG
2.1. Nguyên liệu và phương pháp
2.1.1. U
Giống đậu tƣơng DT84, V74, DT2008 do trại giống Mai Nham cung cấp.
Xác định tỉ lệ nảy mầm theo công thức P (%) = (số hạt nẩy mầm/tổng số hạt gieo)x100.
Xác định hàm lƣợng prolin ở thân mầm, lá giai đoạn cây non (cây có 4 lá) và giai đoạn ra
nụ hoa theo phƣơng pháp của Bates và cộng sự (1973), đã đƣợc Đinh Thị Phòng cải tiến (2001)
[2].
Xác định huỳnh quang diệp lục giai đoạn cây non và ra nụ hoa bằng máy Chlorophyll
fluorometer OS-30 do hãng ADC-Anh cung cấp theo Nguyễn Văn Mã và đồng tác giả (2013) [1].
Xác định hàm lƣợng diệp lục tổng số giai đoạn cây non và ra nụ hoa bằng máy đo
SPAD-502 [1].
Cƣờng độ quang hợp giai đoạn cây non và ra nụ hoa đƣợc xác định bằng máy TPS2 do
Mỹ sản xuất [1].
Hàm lƣợng Glycin betain đƣợc xác định theo phƣơng pháp của Grieve và Grattan
(1983) [5].
2.2. Kết quả và thảo luận
2.2.1. T L NY MM CA H U KIN
NHI THP
Điều kiện ngoại cảnh thƣờng tác động rất lớn đến quá trình nảy mầm của hạt. Trong thí
nghiệm của chúng tôi thấy rõ nhiệt độ thấp ảnh hƣởng rõ rệt đến tỉ lệ nảy mầm của hạt.
Bảng 1: Tỉ lệ nảy mầm của đậu tương sau 3 ngày (%)
Giống
Phần
DT2008
DT84
V74
TN
74,44
62,78
49,44
ĐC
96,67
96,11
1,473 ± 0,013
1,313 ± 0,007
1,220 ± 0,009
%TN/ĐC
181,2
161,3
151,2
Ngày 5
ĐC
0,816 ± 0,008
0,810 ± 0,010
0,808 ± 0,011
TN
1,883 ± 0,011
1,673 ± 0,009
1,560 ± 0,016
%TN/ĐC
230,7
206,6
193,1
Ngày 7
ĐC
0,817 ± 0,009
0,812 ± 0,005
0,815 ± 0,008
TN
2,093 ± 0,014
1,803 ± 0,004
1,670 ± 0,012
%TN/ĐC
0,566 ± 0,027
Ngày 4
TN1
1,119 ± 0,010
1,043 ± 0,013
0,769 ± 0,018
TN2
0,979 ± 0,031
0,898 ± 0,036
0,821 ± 0,046
ĐC1
0,615 ± 0,022
0,585 ± 0,017
0,568 ± 0,025
ĐC2
0,614 ± 0,011
0,586 ± 0,024
0,571 ± 0,021
Ngày 6
TN1
1,278 ± 0,018
1,129 ± 0,084
0,937 ± 0,069
TN2
1,096 ± 0,02
0,957 ± 0,041
0,857 ± 0,037
ĐC1
0,607 ± 0,016
0,581 ± 0,012
1,453 ± 0,049
1,394 ± 0,017
1,172 ± 0,023
TN2
1,139 ± 0,036
0,960 ± 0,026
0,925 ± 0,026
ĐC1
0,723 ± 0,028
0,645 ± 0,024
0,630 ± 0,016
ĐC2
0,717 ± 0,014
0,649 ± 0,013
0,626 ± 0,019
Ngày 6
TN1
1,496 ± 0,034
1,408 ± 0,041
1,193 ± 0,042
TN2
1,198 ± 0,038
0,990 ± 0,025
0,945 ± 0,027
ĐC1
0,720 ± 0,026
0,647 ± 0,015
0,629 ± 0,010
ĐC2
0,719 ± 0,010
TN
32,32 ± 0,20
29,46 ± 0,13
29,07 ± 0,16
% TN/ĐC
238.91
216.17
210.30
Ngày 5
ĐC
13,53 ± 0,09
13,64 ± 0,22
13,60 ± 0,23
TN
33,68 ± 0,21
30,48 ± 0,13
30,05 ± 0,16
% TN/ĐC
248.97
223.49
220.96
Ngày 7
ĐC
13,59 ± 0,24
13,40 ± 0,09
13,46 ± 0,18
TN
34,82 ± 0,26
31,39 ± 0,16
30,88 ± 0,27
10,44 ± 0,11
Ngày 4
TN1
26,19 ± 0,24
21,88 ± 0,19
20,85 ± 0,23
TN2
23,68 ± 0,15
20,83 ± 0,32
20,68 ± 0,16
ĐC1
10,49 ± 0,36
10,70 ± 0,15
10,70 ± 0,13
ĐC2
10,46 ± 0,39
10,57 ± 0,28
10,17 ± 0,18
Ngày 6
TN1
27,84 ± 0,25
23,01 ± 0,25
22,23 ± 0,23
TN2
24,98 ± 0,18
21,98 ± 0,19
21,90 ± 0,28
ĐC1
10,29 ± 0,24
10,77 ± 0,34
28,46 ± 0,24
24,21 ± 0,27
23,27 ± 0,16
TN2
26,24 ± 0,15
23,27 ± 0,25
23,16 ± 0,12
ĐC1
10,46 ± 0,11
10,85 ± 0,17
10,63 ± 0,13
ĐC2
10,68 ± 0,14
10,40 ± 0,26
10,26 ± 0,18
Ngày 6
TN1
29,82 ± 0,15
25,17 ± 0,16
24,49 ± 0,13
TN2
26,81 ± 0,22
24,05 ± 0,14
24,01 ± 0,27
ĐC1
10,58 ± 0,15
10,93 ± 0,21
10,73 ± 0,34
ĐC2
10,63 ± 0,25
không đƣợc xử lý. Kết quả cho thấy Fm của giống DT2008 cao hơn giống DT84 và giống V74
trong cùng điều kiện nghiên cứu.
Hình 3: Sự biến đổi hiệu suất huỳnh quang của giống DT2008
Fv/m phản ánh hiệu quả sử dụng năng lƣợng ánh sáng trong phản ứng quang hóa ở PSII.
Kết quả ở hình 3 cho thấy Fv/m của lô thí nghiệm giảm so với lô đối chứng. Lô thí nghiệm 2
thì giảm mạnh hơn với lô thí nghiệm 1. Giá trị Fv/m của giống DT2008 giảm ít hơn và luôn
có giá trị cao hơn hai giống DT84, V74 trong cùng điều kiện và thời gian nghiên cứu.
Sự suy giảm của Fv/m đồng nghĩa với sự giảm hoạt tính của PSII, dẫn đến giảm hiệu quả
sử dụng năng lƣợng trong quang hợp.
Fv/m phản ánh hiệu quả sử dụng năng lƣợng ánh sáng trong phản ứng quang hóa ở PSII.
Kết quả ở hình 3 cho thấy Fv/m của lô thí nghiệm giảm so với lô đối chứng. Lô thí nghiệm 2
thì giảm mạnh hơn với lô thí nghiệm 1. Giá trị Fv/m của giống DT2008 giảm ít hơn và luôn
có giá trị cao hơn hai giống DT84, V74 trong cùng điều kiện và thời gian nghiên cứu.
Sự suy giảm của Fv/m đồng nghĩa với sự giảm hoạt tính của PSII, dẫn đến giảm hiệu quả
sử dụng năng lƣợng trong quang hợp.
NG DIP LC TNG S C
U KIN NHI THP
Diệp lục là sắc tố chính có vai trò quan trọng nhất trong quang hợp của thực vật. Bộ máy
quang hợp của cây đặc biệt là hệ sắc tố rất nhạy cảm với những thay đổi của môi trƣờng.
Bảng 8: Hàm lượng diệp lục tổng số ở lá giai đoạn cây non (mg/cm
2
)
Thời gian
Lô
DT2008
DT84
V74
Ngày 2
0,468 ± 0,04
0,475 ± 0,03
0,439 ± 0,03
Ngày 6
TN1
0,362 ± 0,02
0,327 ± 0,02
0,325 ± 0,03
TN2
0,297 ± 0,02
0,266 ± 0,04
0,257 ± 0,02
ĐC1
0,466 ± 0,03
0,445 ± 0,02
0,443 ± 0,02
ĐC2
0,451 ± 0,04
0,458 ± 0,03
0,422 ± 0,03
Kết quả bảng 8 cho thấy hàm lƣợng diệp lục tổng số của cả 3 giống đậu tƣơng trong điều
kiện bình thƣờng thì ở cả lô đối chứng 1 và đối chứng 2 không có sự khác biệt rõ rệt.
Ở các lô thí nghiệm, hàm lƣợng diệp lục tổng số cả 3 giống giảm rất mạnh so với đối
chứng. Các lô có hạt đƣợc xử lý ở nhiệt độ thấp lúc nảy mầm giảm ít hơn so với lô hạt không
đƣợc xử lý ở nhiệt độ thấp.
Qua các ngày nghiên cứu ở điều kiện nhiệt độ thấp thì hàm lƣợng diệp lục tổng số có xu
hƣớng giảm dần.
Bảng 9: Hàm lượng diệp lục tổng số ở lá giai đoạn ra nụ hoa (mg/cm2)
Thời gian
Lô
0,451 ± 0,03
0,464 ± 0,03
0,443 ± 0,04
ĐC2
0,457 ± 0,03
0,459 ± 0,03
0,465 ± 0,09
Ngày 6
TN1
0,356 ± 0,01
0,323 ± 0,01
0,321 ± 0,11
TN2
0,301 ± 0,01
0,266 ± 0,04
0,257 ± 0,14
ĐC1
0,441 ± 0,02
0,456 ± 0,06
0,453 ± 0,08
ĐC2
0,432 ± 0,02
0,445 ± 0,07
0,424 ± 0,06
Ở giai đoạn ra nụ hoa thu đƣợc kết quả tƣơng tự giai đoạn cây non. Trong các giống
nghiên cứu, giống DT2008 hàm lƣợng diệp lục giảm ít hơn so DT84 và V74 khi trồng trong
điều kiện nhiệt độ thấp.
QUANG HP CU KIN
NHIT THP
Quang hợp là quá trình sinh lý quyết định năng suất của cây trồng. Để đánh giá ảnh
TN2
9,15 ± 0,11
8,79 ± 0,16
8,71 ± 0,14
ĐC1
13,41 ± 0,14
13,46 ± 0,17
13,39 ± 0,19
ĐC2
13,45 ± 0,17
13,43 ± 0,28
13,40 ± 0,23
Ngày 6
TN1
9,49 ± 0,15
9,04 ± 0,21
8,92 ± 0,21
TN2
8,97 ± 0,22
8,47 ± 0,16
8,41 ± 0,17
ĐC1
13,32 ± 0,25
13,41 ± 0,24
13,41 ± 0,26
ĐC2
13,44 ± 0,19
13,39 ± 0,14
13,35 ± 0,18
Kết quả bảng 10 cho thấy cƣờng độ quang hợp của các lô đối chứng ở cả 3 giống tƣơng
13,17 ± 0,21
13,08 ± 0,28
13,07 ± 0,18
Ngày 4
TN1
11,11 ± 0,26
10,86 ± 0,24
10,71 ± 0,16
TN2
10,90 ± 0,15
10,61 ± 0,18
10,46 ± 0,24
ĐC1
13,10 ± 0,27
13,06 ± 0,17
13,01 ± 0,13
ĐC2
13,13 ± 0,14
13,03 ± 0,36
13,08 ± 0,17
Ngày 6
TN1
10,55 ± 0,23
10,58 ± 0,21
10,52 ± 0,31
TN2
10,09 ± 0,13
10,44 ± 0,23
10,29 ± 0,28
ĐC1
so với giống DT84 và V74.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Nguyễn Văn Mã, La Việt Hồng, Ong Xuân Phong, Phương pháp nghiên cứu sinh lý học thực vật,
Nxb Đại học Quốc gia, H., 2013.
2. Bates L.S Waldren R.P. and Teare I.D, Rapid determination of free protein for water-tress
studies, Plant and soil 39, p. 205 - 207, 1973.
3. Balibrea M.E., Dell Amico J., Bolarin M.C., Perez - Alfocea F, Carbon partitioning and surose
metabolism in tomato plants growing under salinity, Physiol plant 110, p. 503 - 511, 2000.
4. Gorham J, Betaines in higher plants - biosynthesis and role in stress metabolism, In: Wallsgrove
RM, ed, Amino acids and their derivatives in higher plants, Cambridge University Press, p. 171 -
203, 1995.
5. Grieve CM, Grattan SR, Rapid assay for determination of water soluble quaternary ammonium
compounds, Plant and Soil 70, 303 - 307, 1983.
6. Naidoo G., Naidoo Y, Effects of salinity and nitrogen on growth, ion relations and proline
accumulation in Triglochin bulbosa, Wetlands Ecol. Manag 9, p. 491 - 497. 2001.
7. Papageorgiou GC, Murata N, The unusually strong stabilizing effects of glycin betain on the
structure and function of the oxygen
‐
evolving photosystem II complex, Photosynthesis Research
44, p. 243 - 252, 1995.
SOME BIOPHYSICAL AND BIOCHEMICAL CHARACTERISTICS OF
SOYBEAN IN LOW TEMPERATURE CONDITION
Nguyen Van Ma, Ong Xuan Phong
Abstract
Soybean Glycine - max (L) - a short-term industrial crop is widely cultivated in the country and
has rich nutritional and economic value. Due to recent climate changes, low temperature has affected
the growth of many crops, including soybeans. Current research on the effects of low-temperature on
soybean is also very limited. This study aimed to investigate the effects of low temperatures to some
biophysical and biochemical characteristics of soybean at germinate, seedlings and flower buds
phases. The results show that low temperature greatly reduced seed germination percentage, amount