Trờng đại học s phạm h nội 2
Khoa sinh - ktnn
********

đo thu h

Phản ứng
của một số giống đậu tơng
chịu hạn khác nhau nảy mầm
trong điều kiện thiếu nớc

khoá luận tốt nghiệp đại học
Chuyên ngành: Sinh lý học thực vật

Ngời hớng dẫn khoa học
Pgs. Ts. Nguyễn văn m

H Nội - 2009
1


LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành bản khóa luận này, em xin bày tỏ lòng biết ơn, sự kính trọng
sâu sắc tới thầy giáo PGS.TS. Nguyễn Văn Mã đã tận tình hướng dẫn và giúp đỡ
em trong suốt thời gian thực hiện đề tài.
Em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới Khoa Sinh – KTNN và Trung tâm Hỗ
trợ nghiên cứu khoa học và chuyển giao công nghệ - Trường ĐHSP Hà Nội 2 đã
giúp đỡ và tạo mọi điều kiện để em thực hiện đề tài này.
Tôi xin chân thành cảm ơn gia đình và bạn bè đã động viên, khích lệ và giúp
đỡ tôi trong suốt quá trình thực hiện khóa luận.
Lần đầu làm quen với việc nghiên cứu khoa học, đề tài của tôi không tránh


STT:

Số thứ tự

TN:

Thí nghiệm

4


DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1: Tỷ lệ nảy mầm của đậu tương
Bảng 2: Chiều dài mầm
Bảng 3: Khối lượng tươi của mầm đậu tương
Bảng 4: Khối lượng khô của mầm đậu tương
Bảng 5: Hàm lượng prolin trong mầm đậu tương
Bảng 6: Hoạt độ proteaza trong mầm đậu tương
Bảng 7: Hoạt độ lipaza trong mầm đậu tương
Bảng 8: Hoạt độ amylaza trong mầm đậu tương

5


DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 1: Đồ thị biểu diễn sự sinh trưởng mầm của các giống đậu tương
Hình 2: Đồ thị biểu diễn sự sinh trưởng của mầm đậu tương khi thiếu nước
Hình 3: Biểu đồ biểu diễn khối lượng tươi của mầm đậu tương
Hình 4: Biểu đồ biểu diễn khối lượng khô của mầm đậu tương

Mục tiêu nghiên cứu………………………………………………………3

2.2.

Nhiệm vụ nghiên cứu……………………………………………………...3

3. Ý nghĩa lý luận và thực tiễn…………………………………………………...3
CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1.

Sự nảy mầm của hạt đậu tương…………………………………................4

1.2.

Ảnh hưởng của sự thiếu nước đến cây đậu tương
trong giai đoạn nảy mầm………………………………………….............5

1.3. Phản ứng chịu hạn ở cây đậu tương…………………………………………6
1.4. Tình hình nghiên cứu tính chịu hạn ở cây đậu tương………………..............7
CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. Đối tượng nghiên cứu……………………………..........................................9
2.2. Phương pháp nghiên cứu…………………………………………….............9
2.2.1. Phương pháp bố trí thí nghiệm…………………………………………….9
2.2.2. Phương pháp xác định chỉ tiêu nghiên cứu………………………………10
2.2.2.1. Xác định tỷ lệ nảy mầm………………………………………………..10
2.2.2.2. Sinh trưởng của mầm đậu tương……………………………………….10
2.2.2.3. Phương pháp xác định hàm lượng prolin………………………………11
2.2.2.4. Phương pháp xác định hoạt độ một số enzym………………………….11
2.2.3. Phương pháp xử lý thống kê các kết quả thực nghiệm……………..........13
CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN


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

9


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

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 proteaza, lipaza và amylaza 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.

11


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

+ Hạn trong đất: là những yếu tố làm cho đất không cung cấp được nước
cho cây do đất thiếu nước hoàn toàn hoặc 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 hoặc 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.

13


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 hoặc hạn chế sự mất nước bằng những biến đổi hình thái hoặc 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 [19].
Các thay đổi hoá sinh thường liên quan đến cơ chế chống mất nước nhằm
sinh tổng hợp ra các chất bảo vệ hoặc 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

trong quá trình hình thành hạt và giảm khi hạt nảy mầm. HSP hỗ trợ bảo vệ tế bào
vào thời điểm oligosacarit chưa được tổng hợp đủ lượng để thực hiện chức năng.
Nhiều nghiên cứu khẳng định có mối liên quan giữa sự tích luỹ ABA với sự
tăng hàm lượng các chất điều chỉnh áp suất thẩm thấu khi gặp hạn, các chất này
(thường là các protein hoặc axit amin) được tổng hợp bởi các gen RAB
(responsive to abscisic acid). Bên cạnh đó, một số chất có khả năng điều chỉnh
áp suất thẩm thấu không liên quan đến sự tích luỹ ABA, sự tăng hàm lượng của
chúng độc lập với sự tích luỹ ABA.
Ở Việt Nam, trong những năm qua, đã có nhiều công trình nghiên cứu về
tính chịu hạn của cây đậu tương. Chẳng hạn: nghiên cứu đặc điểm di truyền và

15


khả năng chịu hạn ở con lai đậu tương F1 (Nguyễn Huy Hoàng) [3], nghiên cứu
mối quan hệ giữa tính chịu hạn với thành phần điện di protein của hạt đậu tương
(Trần Thị Phương Liên, Nông Văn Hải…) [9], nghiên cứu khả năng cộng sinh cố
định đạm của một số dòng vi khuẩn ở đậu tương (Nguyễn Huy Hoàng, Nguyễn
Văn Mã, Ngô Đức Dương) [5]. Kết quả nghiên cứu đã được ứng dụng trong sản
xuất và chọn tạo được nhiều giống đậu tương mới có năng suất cao, phẩm chất tốt,
phù hợp với điều kiện khí hậu, canh tác của Việt Nam.
Tại Trung tâm Nghiên cứu và thực nghiệm đậu đỗ, Viện Khoa học kỹ thuật
Nông nghiệp Việt Nam, nhiều giống đậu tương nhập nội và giống địa phương đã
được đánh giá khả năng chịu hạn, chịu nóng bằng một số phương pháp: cho hạt nảy
mầm trong dung dịch đường saccarozơ, phương pháp dùng nhiệt độ cao... [3], [4].
Kết quả từ trên 1000 mẫu giống nhập nội đã phân lập 68 mẫu giống chịu hạn tổng
hợp, 14 mẫu giống vừa chịu nóng, chịu hạn tốt vừa có đặc tính kinh tế quan trọng…
Các nghiên cứu về huỳnh quang diệp lục, cường độ quang hợp cho phép
đánh giá nhanh khả năng chịu hạn của cây [11], [16].




1300C trong vòng 1 giờ; hạt được khử trùng bằng dung dịch KMnO4 1% trong 5
phút. Hạt đậu tương nảy mầm trong dung dịch saccarozơ với áp suất thẩm thấu
9atm. Hạt sinh trưởng trong dung dịch đường dễ nhiễm nấm nên cần cho thêm
kháng sinh nistatin 1/2 viên trong 1/2 lit.
Sau đó, chia hạt thành 2 phần gieo trên khay có giấy thấm: phần 1 được tưới
bằng nước cất (lô đối chứng), phần 2 được tưới bằng dung dịch đường (lô thí
nghiệm). Hàng ngày, bổ sung lượng nước hoặc dung dịch đường 50 ml/khay.
2.2.2. Phương pháp xác định chỉ tiêu nghiên cứu
2.2.2.1. Xác định tỷ lệ nảy mầm của hạt
Những hạt nảy mầm là hạt có chiều dài rễ mầm đạt từ 3mm trở lên [25 ], tỷ
lệ nảy mầm tính theo công thức sau:
P=

a
⋅100
b

Trong đó:
P: Khả năng nảy mầm của hạt
a: Số hạt nảy mầm trong lô thí nghiệm
b: Số hạt nảy mầm trong lô đối chứng
2.2.2.2. Sinh trưởng của mầm đậu tương
- Chiều dài mầm (mm)
Dùng thước chia đến milimet để đo. Thời gian đo: ngày thứ 3, thứ 5 và thứ 7
sau khi gieo.
- Khối lượng tươi của mầm (mg/mầm)
Cân khối lượng tươi của mầm sau khi thí nghiệm xong (ngày thứ 8).
- Khối lượng khô của mầm (mg/mầm)

Trong đó:
X: Hàm lượng nitơ amin trong mẫu nghiên cứu
V: Số ml dung dịch mẫu
V1: Số ml NaOH 0,2N chuẩn độ bình đối chứng

19


V2: Số ml NaOH 0,2N chuẩn độ bình thí nghiệm
V3: Số ml dịch lọc đem chuẩn độ
g: Số gam mẫu phân tích
f: Hệ số điều chỉnh NaOH 0,2N
2,28: Số mg nitơ amin tương ứng với 1ml NaOH 0,2N
- Xác định hoạt độ của enzym lipaza theo Nguyễn Văn Mùi [14]
Hoạt độ lipaza được biểu thị bằng số ml NaOH 0,1N trong 10g hạt theo công thức:
X=

(a − b). f .10
w

Trong đó:
X: Hoạt độ enzym lipaza
a: Số ml NaOH 0,1N dùng để chuẩn độ bình thí nghiệm
b: Số ml NaOH 0,1N dùng để chuẩn độ bình kiểm tra
f: Hệ số chỉnh lý NaOH 0,1N
w: Khối lượng hạt
- Xác định hoạt độ enzym amylaza theo Phạm Thị Ánh Hồng [6]
Hoạt độ amylaza được tính theo công thức:
X=


;δ =

δ ⋅100
X

2

; m=

∑(X
i =1

i

− X )2

; δ = δ2

n −1

δ
n

md = m12 + m2 2 ; td =

; m%=

m.100
X


sự thiếu nước. Quá trình nảy mầm của hạt đậu tương bắt đầu bằng sự hút nước
và trương nước của hạt, lượng nước tối thích cho sự nảy mầm bằng 50 - 70%
khối lượng của hạt. Khi gieo hạt trong môi trường dung dịch saccarozơ có áp
suất thẩm thấu cao, những hạt nảy mầm được là do chúng có khả năng hút nước
lớn hơn sức hút của môi trường.
Những hạt nảy mầm là hạt có chiều dài rễ mầm đạt từ 3mm trở lên và được
xác định vào ngày thứ 3 sau khi gieo hạt [25]. Tỷ lệ nảy mầm của hạt đậu tương
được trình bày ở bảng 1.
Bảng 1: Tỷ lệ nảy mầm của hạt đậu tương
Giống

Số hạt nảy mầm (hạt/mẫu 50 hạt)

Khả năng

Đối chứng

Thí nghiệm

nảy mầm (%)

VX9-3

45,67 ± 0,67

23,00 ± 0,58

50,36

AK03

Bảng 2: Chiều dài mầm (mm)
Giống

Ngày 3

Ngày 5

Ngày 7

VX9-3

AK03

DT84

ĐC

18,1±0,3

17,3±0,4

19,6±0,5

TN

7,0±0,3

10,9±0,2

7,9±0,3


48,91

ĐC

42,5±0,3

45,0±0,5

45,7±0,4

TN

20,4±0,4

26,6±0,7

23,0±0,4

% so ĐC

48,00

59,11

50,33

Qua phân tích kết quả bảng 2 cho thấy: trong môi trường đủ nước, mầm
đậu tương sinh trưởng mạnh hơn hẳn so với khi thiếu nước.
Trong điều kiện bình thường, sự sinh trưởng của mầm đậu tương diễn ra


Chiều dài
mầm (mm)

7
Chiều dài
mầm (mm)

50

50
40

40
30

30
20
10

20
10
Ngày
3

5

Ngày

7

30
20
10
Ngày
3

5

7

Hình 2: Đồ thị biểu diễn sự sinh trưởng của mầm đậu tương khi thiếu nước
Như vậy, thiếu nước làm giảm khả năng sinh trưởng của mầm đậu tương.
Chiều dài mầm trong dung dịch đường ngắn hơn nhiều so với mầm đối chứng.
Trong dung dịch đường, những giống có sự sinh trưởng mầm tốt là giống có thể
hút được nước từ môi trường để tiến hành trao đổi chất, đảm bảo quá trình nảy
mầm diễn ra bình thường.
3.2.2. Khối lượng tươi của mầm đậu tương
Sự tăng kích thước, khối lượng của mầm đậu tương là kết quả của quá trình
trao đổi chất ở hạt nảy mầm và phụ thuộc vào lượng nước có trong môi trường.
Tiến hành cân khối lượng tươi của mầm sau khi thí nghiệm xong, kết quả
được trình bày ở bảng 3 và hình 2.

25