BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM HÀ NỘI 2
VŨ THỊ VÂN
NGHIÊN CỨU SỰ HÌNH THÀNH MỘT SỐ CHẤT
BẢO VỆ Ở CÂY LẠC (Arachis hypogaea L.)
TRONG ĐIỀU KIỆN THIẾU NƢỚC Chuyên ngành: Sinh học thực nghiệm
Mã số: 60 42 01 14 LUẬN VĂN THẠC SĨ SINH HỌC
Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: PGS. TS NGUYỄN VĂN MÃ HÀ NỘI, 2014
Tôi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm nội dung khoa học của đề tài.
Hà Nội, tháng 6 năm 2014
Học viên Vũ Thị Vân MỤC LỤC
MỞ ĐẦU 1
1. Lí do chọn đề tài 1
2. Mục đích nghiên cứu 2
3. Nhiệm vụ nghiên cứu 2
4. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu 2
5. Ý nghĩa lí luận và thực tiễn 3
NỘI DUNG 4
CHƢƠNG 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN CỦA VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 4
1.1. Đặc điểm sinh trƣởng, phát triển và nhu cầu về nƣớc của cây lạc 4
1.1.1. Đặc tính sinh học của cây lạc 4
1.1.2. Các thời kì sinh trƣởng, phát triển và nhu cầu về nƣớc của
cây lạc 5
1.2. Ảnh hƣởng của sự thiếu nƣớc đến thực vật nói chung và cây lạc nói
riêng 7
1.2.1. Hạn và tác hại của hạn hán 7
1.2.2. Tính chịu hạn ở thực vật 10
3.4.2. Ảnh hƣởng của khô hạn đến sự hình thành glycine betaine ở
giai đoạn cây non, ra hoa và tạo quả 44
KẾT LUẬN KIẾN NGHỊ 47
TÀI LIỆU THAM KHẢO 49 1
MỞ ĐẦU
1. Lí do chọn đề tài
Lạc (Arachis hypogaea L.), có nguồn gốc ở vùng nhiệt đới châu Mỹ
(Braxin, Boolivia, Paragoay…). Cây lạc là cây công nghiệp ngắn ngày, cây lấy
dầu có giá trị kinh tế cao, đƣợc trồng ở nhiều nƣớc vùng nhiệt đới nóng ẩm,
nóng khô đến á nhiệt đới và cả một số vùng ôn đới có nhiều mƣa nhƣ Ấn Độ,
Trung Quốc, Hoa Kỳ, Thái Lan, Xu Đăng…
Cây lạc là một trong những cây lấy dầu quan trọng trên thế giới. Ở Việt
Nam, cây lạc đang đứng đầu trong những cây công nghiệp ngắn ngày tham gia
vào thị trƣờng xuất khẩu và cùng với đậu tƣơng đang là một trong mƣời
chƣơng trình ƣu tiên phát triển của nhà nƣớc. Mỗi năm nƣớc ta xuất khẩu
khoảng 80 - 127 nghìn tấn lạc hạt, chiếm 30 - 50% tổng sản lƣợng, do vậy cây
lạc đã và đang đem lại nguồn lợi kinh tế lớn cho đất nƣớc. Ở nhiều vùng sản
xuất, lạc còn là nguồn thu nhập chính cho ngƣời nông dân [12].
Hạn hán là vấn đề hạn chế về năng suất và chất lƣợng của lạc. Ở nƣớc
ta đa số vùng trồng lạc bị khô hạn. Trong tổng diện tích gieo trồng lạc của cả
nƣớc có khoảng gần 2/3 diện tích trồng lạc trong điều kiện phụ thuộc nƣớc
trời, riêng ở vùng trung du miền núi phía Bắc lạc chủ yếu trồng trên vùng đất bị
hạn và bán khô hạn, chiếm 70 - 80% dẫn đến năng suất và chất lƣợng lạc ở Việt
Nam còn thấp.
Khô hạn
t
hƣờ
để làm rõ mức độ hình thành một số chất bảo vệ thƣờng gặp ở thực vật nói
chung và cây lạc nói riêng khi bị thiếu nƣớc.
2. Mục đích nghiên cứu
Nghiên cứu sự hình thành một số chất bảo vệ ở cây lạc trong điều kiện
bị khô hạn.
3. Nhiệm vụ nghiên cứu
Xác định hàm lƣợng proline, đƣờng khử, glycine betaine giai đoạn nảy
mầm, giai đoạn cây non, giai đoạn ra hoa và giai đoạn tạo quả.
4. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu
4.1. Đối tƣợng
Đối tƣợng nghiên cứu là giống lạc L24 (chịu hạn tốt) do Viện Khoa học
Nông nghiệp Việt Nam cung cấp.
3
4.2. Phạm vi
Nghiên cứu một số chất bảo vệ (proline, đƣờng khử, glycine betaine)
trong điều kiện phòng thí nghiệm (giai đoạn nảy mầm) và trong điều kiện nhà
lƣới (giai đoạn cây non, ra hoa và tạo quả).
5. Ý nghĩa lí luận và thực tiễn
Bổ sung tài liệu về ảnh hƣởng của sự khô hạn tới sự hình thành một số
chất bảo vệ ở cây trồng.
ra, có thể phát sinh từ đốt thứ 1 đến đốt thứ 6 trên thân chính) và cành cấp II,
tốc độ sinh trƣởng của cành cấp II nhanh hơn cành cấp I. Khi cây bắt đầu nở
hoa thì cành gần nhƣ đã đạt mức tối đa.
Lá lạc là loại lá kép lông chim, có bốn lá chét hình trái xoan ngƣợc mọc
đối nhau, gốc lá tù, đầu lá tròn hoặc lõm, mỏng nhƣ màng. Lạc còn có hai lá
kèm làm thành bẹ bao quanh thân, hình dải nhọn. Trên thân chính thƣờng có
khoảng 20 – 30 lá. Sau khi mọc, diện tích lá tăng dần và tăng nhanh nhất vào
thời kì ra hoa rộ.
Khi cây lạc có 5 - 6 lá trên thân chính thì bắt đầu có sự phân hóa các
mầm hoa từ các mắt của cành. Hoa lạc màu vàng, mọc thành từng chùm ở
nách lá gồm 2 – 4 hoa nhỏ. Hoa lạc là hoa lƣỡng tính, tự thụ phấn nghiêm ngặt
(tỷ lệ ngoại phấn khoảng 0,25%). Khi hoa nở là cây tự thụ phấn xong rồi. Tuy
hoa lạc nở hoa trên cành nhƣng cuống hoa dài ra đƣa xuống đất và hình thành 5
quả trong đất (nên ngƣời ta gọi là củ lạc), do đó những hoa ra muộn, ở trên
cao quá sẽ không thành quả đƣợc. Quả lạc có hình trụ thuôn, hơi thắt lại ở
giữa các hạt. Vỏ quả cứng, phân mạng, mỗi quả có 1 - 4 hạt. Hạt hình trứng,
có rãnh dọc, bên ngoài hạt có lớp vỏ lụa màu đỏ, vàng cánh sen hoặc trắng.
Cây lạc có hai loại rễ là rễ cọc và rễ con. Khi hạt lạc nảy mầm thì phôi
rễ phát triển trƣớc và chui ra khỏi vỏ hạt sớm nhất. Sau đó rễ lạc tăng dần về
chiều dài đến khi hết thời kì hoa nở rộ trong đó tăng nhanh nhất vào lúc nở
hoa, sau đó tăng chậm lại. Đặc biệt rễ cái cắm sâu rất nhanh trƣớc khi cây bắt
đầu nở hoa rộ và sau đó chậm dần lại. Trên rễ lạc có nhiều nốt sần, bên trong
nốt sần chứa nhiều vi khuẩn Rhizobium sống cộng sinh với rễ cây lạc, chúng
có khả năng cố định nitơ tự do không khí tạo đạm cung cấp cho cây và đất [1],
[4], [5].
1.1.2. Các thời kì sinh trƣởng, phát triển và nhu cầu về nƣớc của cây lạc
Cây lạc sinh trƣởng và phát triển kéo dài trong khoảng 95 -135 ngày tùy
quá trình sinh trƣởng sinh dƣỡng (thân, cành, lá) và sinh trƣởng sinh thực (ra
hoa, đâm tia). Hoa nở từ dƣới lên trên và từ trong ra ngoài. Trong thời gian
này có những đợt hoa nở rộ. Hoa hình thành trong 2-5 tuần đầu có độ hữu
dụng cao nhất. Sau khi thụ tinh 6 ngày tia củ sẽ dài ra, 5 - 10 ngày sau tia củ
sẽ chui xuống đất và phát triển ở độ sâu 2-7cm. Sau thời kỳ đâm tia, thân lá
phát triển chậm dần là điều kiện tốt nhất cho cây đậu quả, quả sẽ đƣợc chắc.
Trong thời kỳ này cây rất mẫm cảm với điều kiện ngoại cảnh, nếu nhiệt
độ nhỏ hơn 24
0
C cây sẽ ra hoa ít và ra không tập trung. Thời kì này cây lạc
chỉ cần đủ nƣớc chứ không cần độ ẩm quá cao, độ ẩm cần thiết là 60-70%,
nếu độ ẩm lớn hơn 80% thân sẽ bị đổ ngã, hoa ít, cây bị vống nhƣng nếu thiếu
nƣớc ở thời kỳ này sẽ tạo điều kiện hình thành tầng rời ở cuống hoa, gây sự
rụng hoa, giảm năng suất sản phẩm. 7
Thời kỳ hình thành quả, hạt và chín kéo dài 60 – 70 ngày, chiếm
khoảng một nửa thời gian sinh trƣởng và phát triển của cây lạc. Khi tia (bầu
hoa) đâm vào đất sẽ lớn dần hình thành quả và hạt. Lúc này cây phát triển
chậm dần đi, tập trung dinh dƣỡng phát triển quả và hình thành hạt. Quả và
hạt của cây lạc có sự biến đổi về hình thái và sinh lí rất nhanh chóng, hàm
lƣợng nƣớc giảm dần, chất khô và lipit trong quả tăng lên.
Thời kì này cây lạc có nhu cầu về nƣớc không cao, nếu độ ẩm lớn sẽ
gây thối tia, thối quả và gây nảy mầm cho hạt. Nhƣng nếu thiếu nƣớc bầu hoa
sẽ bị héo và nếu thiếu trầm trọng bầu hoa sẽ ngừng sinh trƣởng.
Nhƣ vậy, ở các thời kì sinh trƣởng và phát triển khác nhau của cây lạc
thì nhu cầu về nƣớc là khác nhau. Tuy nhiên, cũng cần tƣới đủ nƣớc cho tất cả
các thời kì nảy mầm, cây con, ra hoa và tạo quả. Mặc dù cây lạc rất cần nƣớc,
nhƣng lại không quá ƣa ẩm. Vì vậy, để cây sinh trƣởng tốt, cho năng suất và
dẫn đến nhiều hậu quả nghiêm trọng nhƣ: gây nên hiện tƣợng
co
nguyên sinh làm
cho nƣớ
c trong tế bào thất thoát ra ngoài nên khối nguyên
sinh chất của tế bào co lại, thể tích không bào bị thu hẹp dẫn đến cây bị héo
tạm thời hoặc
có thể vĩnh viễn nếu sự thiếu
nƣớ
c xảy ra nghiêm trọng và trong
thời gian dài; cản trở sự vận chuyển
nƣớ
c trong mạch gỗ do sự cung
cấp
nƣớ
c
cho rễ trong đêm không đủ để
thủy
hóa
các mô đã
bị
thiếu
nƣớ
c ban ngày, dẫn
đến các lông hút bị tổn thƣơng,
* Hạn đất xảy ra khi lƣợng nƣớc trong đất đã bị cạn kiệt làm cho rễ cây
không thể hút đủ nƣớc để bù đắp lại lƣợng nƣớc đã bị mất qua con đƣờng
thoát hơi nƣớc ở lá, dẫn tới sự mất cân bằng nƣớc trong cây và xuất hiện dấu
hiệu héo. Mức độ khô hạn của đất còn tùy thuộc vào sự bốc hơi nƣớc trên bề 9
mặt và khả năng giữ nƣớc của đất. Hạn đất kéo dài làm cho áp suất thẩm thấu
của đất tăng lên đến mức cây không thể cạnh tranh đƣợc nƣớc của đất để lấy
vào cơ thể qua rễ. Chính vì vậy hạn đất thƣờng gây ra hiện tƣợng héo lâu dài.
Đối với cây họ đậu trong đó có cây lạc nếu bị hạn đất ở giai đoạn sinh sản sẽ
làm cho hạt bị héo, nhăn nheo, phẩm chất kém, thậm chí không cho thu hoạch
[59], [65].
* Hạn không khí xuất hiện do không có mƣa một thời gian dài trong
thời kì khô hạn, khi độ ẩm tƣơng đối của không khí giảm xuống dƣới 65%.
Hạn không khí làm gia tăng gradient hơi nƣớc giữa khoảng không gian dƣới
khí khổng và khoảng không gian ngay bên ngoài lá dẫn đến thoát hơi nƣớc
tăng nhanh gây nên sự mất cân bằng nƣớc trong mô và cây bị héo. Hạn không
khí thƣờng tác động chủ yếu đến các bộ phận trên mặt đất nhƣ hoa, lá, chồi
non. Ở cây trồng, hạn không khí có tác hại xấu nhất ở thời kì nảy mầm và thời
kỳ ra hoa làm cho hạt phấn không nảy mầm đƣợc rồi khô mà chết, quá trình
thụ tinh không xảy ra làm quả không hình thành.
Trong nhiều trƣờng hợp, hạn không khí và hạn đất cùng xảy ra sẽ càng
làm gia tăng sự mất nƣớc qua quá trình thoát hơi nƣớc, tăng sự bốc hơi nƣớc ở
mặt đất vốn đã cạn kiệt và lúc này khô hạn càng trở nên nghiêm trọng hơn.
Trong điều kiện đó, hạn càng gây khó khăn nhiều hơn cho cây trồng dẫn đến
nhiều giống cây trồng dễ bị chết.
Đặc biệt hạn sinh lí xuất hiện khi trạng thái sinh lí của cây không cho
phép cây hút nƣớc do đất, không khí khô hạn hoặc do môi trƣờng không thiếu
nƣớc nhƣng đất khị khí thiếu oxi cho nên rễ không đủ năng lƣợng cho cây hút
nhanh chóng bù lại sự thiếu nƣớc thông qua những biến đổi về hình thái nhƣ
thay đổi độ mở khí khổng, giảm diện tích lá, định hƣớng sự phát triển của lá
theo hƣớng giảm sự hấp thụ bức xạ, tăng cƣờng hấp thụ nƣớc bằng sự phát
triển sâu rộng của bộ rễ … [47]. Cơ chế này phụ thuộc vào sự thích nghi đặc 11
biệt về hình thái và cấu trúc của lá và rễ nhằm giảm thiểu sự mất nƣớc và tăng
cƣờng sự hút nƣớc. Cây nào khi bị hạn có hệ thống rễ đâm sâu, lan rộng sẽ
không phải chịu đựng khô hạn khắc nghiệt nhƣ những cây có hệ thống rễ nằm
ngay trên mặt đất. Một mặt khác của cơ chế này là sự tạo thành những “u thịt”
ở những cơ quan của cây, nó có vai trò nhƣ những cái kho chứa nƣớc, chứa
oxi [33].
Cơ chế bên trong (cơ chế chịu mất nƣớc) liên quan đến những thay đổi
hóa sinh trong tế bào nhằm sinh tổng hợp ra các chất bảo vệ, hoặc nhanh
chóng bù lại sự thiếu nƣớc bằng cách tích lũy các chất hòa tan nhƣ các protein
sốc thẩm thấu, các acid amine (proline, alanine…), mannitol, fructane, đƣờng
khử… để điều chỉnh áp suất thẩm thấu nội bào. Duy trì đƣợc áp suất thẩm
thấu nội bào có tác dụng bảo vệ hoặc duy trì sức sống, độ đàn hồi của tế bào
ngay cả khi bị mất nƣớc cực đoan, đó là khả năng chịu hạn [33].
Tác dụng bảo vệ tế bào trong điều kiện bị mất nƣớc nhờ các phản ứng
hóa sinh là đảm bảo đƣợc sự khử độc các sản phẩm tạo nên trong quá trình
phân giải các hợp chất cao phân tử hoặc xúc tiến sự phục hồi các cấu trúc
phân tử bị hƣ hại. Sau khi hạn ngừng tác động, các quá trình phục hồi diễn ra
nhanh nếu bộ gen đƣợc bảo tồn khỏi sự hƣ hại trong thời gian khô hạn.Trong
điều kiện hạn hán, áp suất thẩm thấu của tế bào đƣợc điều chỉnh tăng lên giúp
cho tế bào có thể duy trì lƣợng nƣớc. Tuy nhiên, ở cùng một thời điểm bị hạn
thực vật sử dụng nhiều hơn một cơ chế chống hạn [47].
1.3. Một số chất bảo vệ liên quan đến tính chịu hạn ở thực vật
1.3.1. Proline
CS), enzyme này đƣợc điều hòa bởi
proline thông qua cơ chế ức chế ngƣợc. Đối với những thực vật chịu đƣợc
stress nƣớc thì sự điều hòa ngƣợc này đã biến mất và đây có thể là nguyên
nhân làm tăng tích lũy proline dƣới các điều kiện stress.
Theo Kuznetsov (1999) con đƣờng tổng hợp proline trong thực vật diễn
ra nhƣ sau: 13
Xitosol
Prolin
Prolin
Ty thể
P
5
C
P
5
CR
P
5
CS
P
5
CD
P
5
C
Glutamat
bào và tham gia vào chức năng bảo vệ màng và protein. Proline đƣợc tích lũy
trong mô lá, mô phân sinh chóp rễ của những thực vật đƣợc rèn luyện trong
điều kiện stress nƣớc, tích lũy trong hạt phấn bị làm khô, tích lũy ở vùng chóp
rễ đang sinh trƣởng nơi thế năng nƣớc thấp và những tế bào thực vật nuôi cấy
trong môi trƣờng huyền phù đã thích nghi với stress nƣớc hay stress muối
[33].
Hầu hết trong tế bào và các mô của thực vật khi sống trong những điều
kiện sinh l bình thƣờng đã có một lƣợng proline rất nhỏ bé [33]. Nhƣng dƣới
ảnh hƣởng của môi trƣờng khắc nghiệt nhƣ hạn hán, băng giá, muối mặn, 14
bệnh truyền nhiễm… thì hầu hết hoặc ít nhất cũng là một phần lớn proline đều
tập trung ở tế bào chất. Tại đây, proline có vai trò đặc biệt quan trọng trong
việc điều hòa áp suất thẩm thấu của tế bào chất. Hàm lƣợng proline và sự sinh
trƣởng của cây có mối liên quan với nhau thể hiện qua sự tăng hàm lƣợng
proline có liên quan chặt chẽ với sự bắt đầu giảm bớt sinh trƣởng của thực vật
[63], [73].
Nhƣ vậy, proline có ảnh hƣởng lớn đến tính chịu hạn ở thực vật. Sự
tổng hợp proline ở thực vật hay cây trồng diễn ra khi chúng sống trong môi
trƣờng khắc nghiệt. Những nghiên cứu về proline trên các đối tƣợng khác
nhau cho thấy sự tƣơng quan thuận giữa gia tăng hàm lƣợng proline với tính
chống chịu sự thiếu hụt nƣớc hay stress muối. Do đó, có thể xem proline nhƣ
một chất chỉ thị về khả năng chịu hạn và là biểu hiện của phản ứng thích nghi
của thực vật với điều kiện stress nƣớc môi trƣờng.
1.3.2. Đƣờng khử
Đƣờng khử là các loại monosaccharide (hay còn gọi là đƣờng đơn), là
đơn vị cơ bản nhất của các carbohydrate quan trọng trong sinh học, là dạng
đơn giản nhất của đƣờng và có dạng tinh thể chất rắn, thƣờng không màu, tan
trong nƣớc. Các ví dụ về monosaccharide bao gồm: glucose, fructose,
16
giúp tăng cƣờng khả năng giữ nƣớc cho tế bào, tăng khả năng chống chịu của
cây đối với các điều kiện bất lợi của môi trƣờng. Ở điều kiện thiếu nƣớc hạt
mầm và cây con thƣờng bị chết do mất nƣớc và không lấy đƣợc nƣớc từ môi
trƣờng, vì thế sự tổng hợp và tích lũy đƣờng chính là phản ứng của cây với
điều kiện ngoại cảnh bất lợi. Theo nghiên cứu của nhiều tác giả còn cho biết
hàm lƣợng đƣờng tan trong cây liên quan trực tiếp đến khả năng chống chịu
nhƣ chịu hạn, chịu lạnh (Borhnert và cs, 1996; Nguyễn Hoàng Lộc và cs,
2002) [13].
1.3.3. Glycine betaine
Glycine betaine đƣợc phát hiện đầu tiên trong củ cải đƣờng ở thế kỷ
thứ XIX, nó là một amino acid-trimethylated rất dễ tan trong nƣớc, tích tụ
nhiều nhất trong lá cây và có công thức cấu tạo nhƣ sau [79]:
Glycine betaine là một trong những chất hòa tan tƣơng thích hiệu quả
nhất và đƣợc tìm thấy trong một phạm vi rộng của các loài động vật, vi khuẩn
và một số loài thực vật hạt kín chịu hạn hán và chịu mặn [45]. Trƣớc đây,
glycine betaine đã đƣợc đề xuất rằng nếu tăng tích lũy các glycine betaine
trong các loài thực vật thì nó đóng một vai trò sinh lý quan trọng làm giảm
bớt căng thẳng thẩm thấu [77]. Trong tự nhiên, ngô, củ cải đƣờng và lúa
mạch, nhanh chóng tích lũy glycine betaine trong quá trình cây bị căng thẳng
(stress) với muối, hạn hán và nhiệt độ thấp [43]. Glycine betaine bảo vệ cây
bằng cách hoạt động nhƣ một chất hữu cơ có ảnh hƣởng đến thẩm thấu
(osmolyte), duy trì cân bằng nƣớc giữa các tế bào thực vật và môi trƣờng, ổn
định các đại phân tử dƣới điều kiện khô hạn và nồng độ muối cao [67]. 17
glycine betaine ở tất cả các loài nói chung, thực vật nói riêng đƣợc xác định là
con đƣờng tổng hợp từ choline theo sơ đồ sau:
Hình 1.6. Con đƣờng tổng hợp glycine betaine
1.4. Kết quả nghiên cứu về sự hình thành chất bảo vệ ở thực vật nói
chung và cây lạc nói riêng khi bị khô hạn
1.4.1. Trên thế giới
Việc nghiên cứu về các chất bảo vệ cũng nhƣ tính chịu hạn ở thực vật
trên thế giới đã đƣợc tiến hành ở nhiều nƣớc, trên nhiều loại cây trồng khác
nhau, trong đó có cây lạc. Đặc biệt sự nghiên cứu về các chất bảo vệ đã đƣợc
tiến hành rất nhiều nhƣng sự nghiên cứu các chất này còn tản mạn, chƣa tập
trung.
Lạc có nhu cầu đặc biệt về độ ẩm do đặc điểm riêng là rễ cắm sâu,
không có lông hút và quả hình thành dƣới đất. Các giai đoạn khác nhau của
cây lạc mẫn cảm với sự thiếu hụt nƣớc khác nhau, nhƣng không có một giai
đoạn nào cây phát triển bình thƣờng với một lƣợng nƣớc tối thiểu. Những
nghiên cứu để tìm đƣợc giới hạn chịu sự thiếu nƣớc ở mỗi giai đoạn là phức
tạp vì trạng thái này là kết quả của sự cân bằng giữa quá trình hút và thoát hơi
nƣớc. Thời kì mẫn cảm nhất với nƣớc là giai đoạn nảy mầm và giai đoạn ra
hoa. Giai đoạn hình thành quả, đâm tia xuống đất và quả già ít mẫn cảm với
nƣớc hơn. Ảnh hƣởng của sự thiếu nƣớc r nhất là giảm sự tăng trƣởng của 19
các tế bào trên toàn bộ cây, diện tích lá và sự phát triển của cây giảm [14],
[36].
Sự tích lũy proline là một sự chuyển hóa thông thƣờng ở thực vât trong
điều kiện thiếu hụt nƣớc và stress muối. Đây là chủ đề đƣợc các nhà khoa học
nghiên cứu hơn 20 năm qua ( Delauney and Verma, Ketchum R.E.B, Rhodes
D, and Handa S, Serpil Unyayar, Yiiksel Kiles and Elif Unal) [44], [71],[73],
nồng độ 200 nM trong các tế bào này, vì thế góp phần căn bản vào việc điều
chỉnh thẩm thấu nội bào. Tƣơng tự nhƣ vậy, sự tích lũy proline nội bào ở các
tế bào Distichlis spicata trong điều kiện stress muối (xử l ở nồng độ 200 mM
NaCl) ƣớc tính trên 230 mM [44].
Cũng trên đối tƣợng cây thuốc lá, tác giả Kishor P.B.K. và cộng sự [54]
nghiên cứu cây thuốc lá đƣợc chuyển gen P
5
CS (gen liên quan đến sinh tổng
hợp proline) trong điều kiện stress nƣớc. Kết quả cho thấy hàm lƣợng proline
gấp khoảng từ 10 - 18 lần so với đối chứng. Trên cây đậu tƣơng, tác giả
J.A.de Ronde và cộng sự [52] tiến hành so sánh giữa dòng đậu tƣơng chuyển
gen P
5
CS và dòng đậu tƣơng không đƣợc chuyển gen thì thấy dòng chuyển
gen có khả năng chịu hạn tốt hơn.
Với những hiểu biết sâu sắc về con đƣờng sinh tổng hợp glycine
betaine ở sinh vật, cùng với sự phát triển mạnh mẽ của lĩnh vực công nghệ
gen, đặc biệt là kỹ thuật tạo cây trồng biến đổi gen. Các nhà khoa học đã phân
lập đƣợc các gen: codA (COD), COX, BADH, betA (CDH), CMO, GSMT và
SDMT từ nhiều nguồn khác nhau, mã hóa cho các enzyme tham gia vào quá
trình sinh tổng hợp glycine betaine. Các gen này đã đƣợc thiết kế với các
promoter biểu hiện đặc hiệu, mạnh và chuyển thành công vào nhiều loài cây
trồng, các loài cây trồng biến đổi các gen đã đƣợc phân tích có sự tích lũy
glycine betaine dẫn đến tăng cƣờng đƣợc khả năng chống chịu điều kiện bất
Copyright: Tài liệu đại học ©