Luận văn Thạc sĩ Sinh học: Sự tăng trưởng in Vitro của cây mầm lúa Oryza Sativa L. trong điều kiện Stress nước

"SỰ TĂNG TRƯỞNG IN VITRO CỦA CÂY MẦM LÚA "SỰ TĂNG TRƯỞNG IN VITRO CỦA CÂY MẦM LÚA Đặc điểm hình thái và sự sinh trưởng của cây lúa quan hệ giữa stress nước với năng suất cây lúa tăng trưởng in vitro của cây mầm lúa trong điều kiện stress Sự tăng trưởng in vitro của cây mầm lúa hưởng của stress nước tới sự tăng trưởng in vitro của cây Sự đáp ứng của cây mầm lúa trong điều kiện stress nước hòa sự sinh trưởng của cây mầm trong điều kiện stress nước trò của và mannitol trong nuôi cấy in vitro cây Khảo sát sự tăng trưởng cây mầm lúa in vitro sát sự tăng trưởng của cây mầm lúa trong môi trường Theo dõi sự tăng trưởng rễ nhánh cây mầm lúa trên môi trường Xác định thời gian bị stress của cây mầm lúa định trọng lượng tươi, trọng lượng khô của cây mầm lúa trên các môi trường cảm ứng mannitol 3% kết hợp thời gian bị stress Xác định cường độ hô hấp của cây mầm lúa trên môi trường MS1/2 và MS1/2 bổ sung mannitol 3% ở các thời gian bị stress sinh của cây mầm lúa cây in vitro từ hai môi trường MS1/2 và MS1/2 có bổ sung Sự tăng trưởng cây mầm lúa in vitro tăng trưởng của cây mầm lúa trong môi trường MS1/2 với các Sự tăng trưởng rễ nhánh cây mầm lúa trên môi trường MS1/2 bổ Thời gian bị stress của cây mầm lúa lượng tươi, trọng lượng khô của cây mầm lúa sau 3 ngày nuôi cấy trên các môi trường cảm ứng mannitol 3% với thời gian Cường độ hô hấp của cây mầm lúa trên môi trường MS1/2 và Hoạt tính các chất điều hòa tăng trưởng thực vật nội sinh của cây Đưa cây in vitro từ hai môi trường MS1/2 và MS1/2 có bổ sung Hạt lúa sau 5 giờ, khi hạt bão hòa nước trong môi trường MS1/2 kéo dài của sơ khởi rễ sau khi bão hòa nước sau 5 giờ trong môi Hạt lúa in vitro sau 1 ngày nuôi cấy trên các môi lúa in vitro sau 1 ngày nuôi cấy trên môi trường MS1/2 lúa in vitro sau 3 ngày nuôi cấy trên các môi trường lúa in vitro sau 5 ngày nuôi cấy trên các môi trường lúa in vitro sau 7 ngày nuôi cấy trên các môi trường phân sinh chồi lúa in vitro 1 ngày nuôi cấy trên môi trường Cây mầm lúa in vitro sau 3 ngày nuôi cấy trên môi trường MS1/2 có Cây mầm lúa in vitro sau 5 ngày nuôi cấy trên môi trường MS1/2 có Cây mầm lúa in vitro sau 7 ngày nuôi cấy trên môi trường MS1/2 có Cây mầm lúa in vitro 3 ngày nuôi cấy trên môi trường MS1/2 mầm lúa in vitro sau 3 ngày nuôi cấy trên môi trường MS1/2 mầm lúa in vitro sau 5 ngày trên môi trường MS1/2 có bổ sung Cấu trúc cắt dọc chồi cây mầm lúa in vitro trong môi trường MS1/2 Sơ khởi rễ nhánh kéo dài của cây mầm lúa in vitro trong môi trường Cấu trúc cắt dọc chồi cây mầm lúa in vitro trong môi trường MS1/2 Cấu trúc cắt dọc chồi của cây mầm lúa in vitro trong môi trường Cây mầm lúa in vitro sau 7 ngày nuôi cấy trên môi trường MS1/2 bổ sung và mannitol kết hợp với nồng độ khác nhau lúa in vitro được chuyển ra môi trường đất ướt sau 7 ngày lúa in vitro được chuyển ra môi trường đất khô sau 7 ngày lúa in vitro được chuyển ra môi trường đất ướt sau 7 ngày mầm lúa in vitro được chuyển ra môi trường đất khô sau 7 ngày ... Rễ cây lúa trồng ngoài tự nhiên trên môi trường đất khô sau 7 độ hô hấp ở trên hai trường MS1/2 và MS1/2 bổ sung Sự tăng trưởng chiều dài rễ của cây mầm lúa theo thời gian trên Sự tăng trưởng chiều dài chồi của cây mầm lúa theo thời gian trên các môi trường MS khác nhau dài rễ của cây mầm lúa trên môi trường MS1/2 có nồng Chiều dài chồi của cây mầm lúa trên môi trường MS1/2 có Chiều dài rễ của cây mầm lúa trên môi trường MS1/2 có bổ Chiều dài chồi của cây mầm lúa trên môi trường MS1/2 có bổ Chiều dài rễ của cây mầm lúa trên môi trường MS1/2 có sự kết hợp và mannitol với nồng độ khác nhau dài chồi của cây mầm lúa trên môi trường MS1/2 có sự kết hợp và mannitol với nồng độ khác nhau rễ nhánh và kích thước rễ nhánh của cây mầm lúa trên các môi trường có hoặc không có bổ sung mannitol và sacharose Thời gian bị stress của cây mầm lúa trên môi trường MS1/2 bổ Trọng lượng tươi của cây mầm lúa sau 3 ngày nuôi cấy trên các môi trường cảm ứng mannitol 3% với các thời gian khác nhau lượng khô của cây mầm lúa sau 3 ngày nuôi cấy trên các Cường độ hô hấp của cây mầm lúa trên môi trường MS1/2 và Hoạt tính các chất điều hòa tăng trưởng thực vật nội sinh của cây mầm lúa trong môi trường MS1/2 không hoặc có bổ sung Sự phát triển của cây mầm in vitro từ hai môi trường MS1/2 và Lúa gạo là nguồn cung cấp lương thực chính cho hơn 1/3 dân số thế giới và Cùng với dân số tăng lên, các quốc gia và lãnh thổ sẽ cần thêm nước để phục trường suy thoái đang là mối đe dọa của ngành sản xuất lúa gạo và nền kinh tế của carbon dioxide và nhu cầu nước cho sự tăng trưởng cây lúa được đặc biệt chú ý, bao gồm việc thiết lập và cải tiến các mô hình tăng trưởng cho cây lúa liên quan tới sự cần có các mô hình về ảnh hưởng của nhiệt độ đêm lẫn ngày đối với hô hấp, nồng độ carbon dioxide đối với sự mở khí khẩu và quang hợp, hay stress nước do tác lượng, khả năng chống chịu..., sự tăng dần hàm lượng Proline khi cây lúa bị thiếu đổi tăng trưởng của cây mầm lúa khi bị stress nước, từ đó, mong muốn tìm ra biện pháp giúp cây lúa có khả năng thích nghi tốt hơn trong điều kiện khô hạn. Theo Khush (1997), có 2 loài lúa trồng và 21 loài hoang dã của loài 130 triệu năm trước đây trong và các loài khác nhau đã phân Ở Việt Nam nền văn minh lúa nước đã có từ hơn 4000 năm nay kể từ thời vua Hùng, đã phát triển suốt chiều sâu của lịch sử và chiều dài của đất nước, từ cao Đặc điểm hình thái và sự sinh trưởng của cây lúa Lúc trưởng thành, cây lúa có một thân chính và một số lượng chồi. lúa được tạo thành từ một loạt các mắt và vào giống và điều kiện môi trường, nhưng nói chung tăng từ thấp đến phần lúa nước sâu cũng có thể làm tăng chiều dài lóng lên tới 30 cm. Cây lúa phát triển mạnh trong khoảng nhiệt độ từ 20 – nếu kéo dài 1 tuần cây lúa có thể chết (Nguyễn Ngọc Đệ, là cây có hình thức quang hợp theo chu trình C3, sản phẩm quang hợp tạo ra trạng dinh dưỡng, nước và giai đoạn sinh trưởng của cây, hàm lượng CO2 trong Oxi cần thiết cho sự nảy mầm và tăng trưởng của cây mầm. Ở cây lúa có thể nảy mầm trong điều kiện không có oxi, tuy nhiên cây mầm yếu và phát triển không bình cây lúa phát triển thuận lợi, tích lũy nhiều chất khô nuôi cây và tích lũy nhiều vật có thể xảy ra hiện tượng hô hấp ánh sáng khi cường độ ánh sáng và nhiệt độ môi Đây là một hạn chế và có ảnh hưởng xấu đến sinh trưởng của cây chủ yếu của protein và chất diệp lục làm cho lá xanh tốt, gia tăng chiều cao cây, số sử dụng và tổng hợp các chất trong cây. giúp cho quá trình vận chuyển và tổng hợp cho các chất trong cây, duy trì sức Lúa, gạo là thành phần quan trọng trong bữa ăn của nhân dân ta, bồi bổ trong Trấu của lúa cũng có thể được dùng để sản xuất điện vì người ta ức tính trong 1 kg trấu có ẩm độ 10% cho ra được 11 MJ so với 29 So với lúa mì, gạo có thành phần tinh bột và protein hơi thấp hơn, nhưng Mối quan hệ giữa stress nước với năng suất cây lúa Một trong những vấn đề chính của trồng lúa là thiếu nguồn tài nguyên nước, đặc biệt là trong suốt thời gian lượng mưa thấp ảnh hưởng đến tốc độ tăng trưởng trồng, hạn chế năng suất của các loài cây trồng, đặc biệt là trong khu vực nông phát triển của cây lúa ở các giai đoạn khác nhau, hàm lượng nước ảnh hưởng tương đối và tiềm năng giữ nước ở lá của cây vào nhóm 20 nước có năng suất cao và vượt trội trong khu vực Đông Nam Á. Việt Nam là nước có tiềm năng lớn về cây lúa. Diện tích trồng lúa và sản lượng dự kiến sẽ tăng ở Thái Lan. Việt Nam Sự tăng trưởng in vitro của cây mầm lúa trong điều kiện stress mô tả các phương thức nuôi cấy các bộ phận thực vật trong ống nghiệm có chứa 1.2.2 Sự tăng trưởng in vitro của cây mầm lúa Ở lúa, sự tăng trưởng bắt đầu từ khi hạt nảy mầm (rễ nhú ra 1 mm), đến khi Sự nảy mầm của hạt lúa bắt đầu khi hạt nước hút no Hàm lượng nước trong hạt thích hợp cho nảy mầm biến dài khoảng 10 - 15 cm, có nhiệm vụ chủ yếu là hút nước cho phôi phát triển và sẽ Ảnh hưởng của stress nước tới sự tăng trưởng in vitro của cây mầm lúa điều kiện thiên nhiên và trồng trọt, thực vật không ngừng chịu các gây stress có thể là: thiếu nước, lạnh và đóng băng, nhiệt độ cao, nồng độ Stress ở cây trồng là khái niệm dùng để chỉ sự bắt đầu với hạn chế hoặc với nghiệm, khi mô được ngâm trong các dung dịch ưu trương, hàm lượng nước của tế Khi bị thiếu nước, các màng tế bào bị thay đổi, chẳng hạn như gia tăng sự mất nước thì màng sẽ bị hư hại, và có sự lắng đọng trầm tích của tế bào nay và trong tương lai, cây lúa sẽ phải thường xuyên tiếp xúc với việc của catalase, trong khi nó làm tăng sự tích lũy proline và các hoạt động của Tuy nhiên, trong các loài này, có sự khác nước đến sự tăng trưởng cây mầm đã được chứng tỏ khi dùng glycol gốc cây mầm khi có sự hiện diện của PEG 10% (Balch et al, vì sao sự tăng trưởng tế bào rất nhạy với stress nước (Bùi Trang Việt, nước và giảm thế nước dẫn tới nhiều thay đổi trong tăng trưởng và phát triển thực vật, như đóng khí khẩu để giảm sự thoát hơi nước ở lá, tích tụ các chất hòa tan của AHK1 Histidine Kinase1) đối với mật độ khí khổng và sao mã các Sự đáp ứng của cây mầm lúa trong điều kiện stress nước Khả năng sống sót và cho năng suất trong điều kiện thiếu nước của các giống nguyên kháng hạn trong mối tương quan với khí hậu, sinh học của đất, điều kiện giảm tiềm năng nước trong mô thực vật, giảm trong quang hợp và ức chế sự tăng sức căng bề mặt lớn, nước trong các lỗ nhỏ của vách tế bào không cho khí qua vách, nguyên sinh chất vẫn tiếp xúc với vách và kéo vách vào trong (Bùi Trang Việt, thực vật thực hiện sự điều hóa thế nước, bằng cách tích tụ các chất hòa tan trong tế tế bào bảo vệ có tính cảm quang của khí khổng và làm tăng nồng độ ion Ca2+ thúc Tính chịu hạn của lúa phụ thuộc vào một số cơ chế, một trong các cơ chế đó hướng làm giảm sự mất nước bằng cách cuộn lá và đóng khí khổng ngay khi độ ẩm Trong khi đó, ở các giống lúa đồng bằng tuy có bộ rễ Trong điều kiện khắc nghiệt như thế thì cây lúa có nguồn gốc từ giống địa nên có thể cho rằng sự tích tụ chất tan là một trong những cơ chế tăng khả năng chịu Tính trạng khô hạn ở cây lúa là do đa gen quy định nên sự biến động rất chịu ảnh hưởng của môi trường và các gen phụ (Nguyễn Thị Lang, 2010). để có thể trồng dày và chịu hạn tốt, lá ngắn và thẳng để giảm bốc hơi nước và giảm Trong điều kiện thiếu nước, cây lúa thường đâm chồi ít hơn (Võ Tòng Nước là điều kiện quan trọng cho cây mạ quang hợp và hô nước sẽ làm khí khổng đóng trong thời kì đầu bị hạn để giảm sự thoát hơi nước, kéo theo sự giảm nồng độ CO2 trong gian bào từ đó giảm cường độ quang Điều hòa sự sinh trưởng của cây mầm trong điều kiện stress nước bộ máy sinh hóa, chẳng hạn như tăng tích tụ của các chất chuyển hóa và tăng enzym chống oxy hóa được thể hiện rõ ràng trong phản ứng của cây trồng khi thiếu cấy mô và tế bào có thể đóng góp một phần trong việc tạo chọn các điều hoà tăng trưởng thực vật có vai trò quan trọng trong việc sinh tạo cơ quan của đưa vào môi trường để gây khô hạn trong các nghiên cứu in vitro ở một số cây họ Các chất điều hòa sinh trưởng và phát triển của thực vật là những chất có bản chất hóa học khác nhau, nhưng đều có tác dụng điều tiết các quá trình sinh trưởng, hóa học rất khác nhau được tổng hợp với một lượng rất nhỏ ở các cơ quan, bộ phận nhất định của cây và từ đó vận chuyển đến tất cả các cơ quan, các bộ phận khác của cây để điều tiết các hoạt động sinh lý, các quá trình sinh trưởng, phát triển của cây và để đảm bảo mối quan hệ hài hòa giữa các cơ quan, bộ phận trong cơ thể (Nguyễn Auxin và đều kích thích sự kéo dài tế bào, tuy nhiên chỉ có auxin tác động trên sự kéo dài diệp tiêu và tế bào vùng kéo dài dưới ngọn của thân, khúc dạng tự do giảm còn AIA mới được tổng hợp tăng lên để kéo dài rễ mầm và giảm kích thích sự nảy mầm, nảy chồi của các mầm ngủ, của hạt và thời kì nảy mầm, kích thích sự tổng hợp của các enzyme amylase và các và làm tăng hoạt tính của các Trong điều kiện hiếu khí có vai trò quan trọng trong sự nảy mầm cần thiết cho nảy mầm của hạt lúa mà việc sản xuất -amylase trong quá trình nảy mầm của hạt gạo được cho là đóng một vai trò quan trọng đối với khả năng chịu GA khởi động sự nảy mầm của hạt bằng cách tác động đến một trong các tỷ lệ nảy mầm và sự tăng trưởng cây mầm bằng cách tăng cường sự sẵn có của GA3 ảnh hưởng rõ rệt lên sự hình thành và phân hóa cơ quan của thực lệ auxin (phân hóa rễ) và cytokinin (phân hóa chồi) có ý nghĩa rất quyết định trong quá trình phát sinh hình thái của mô nuôi cấy in vitro cũng như trên cây nguyên vẹn Một trong những hậu quả đầu tiên của sự thiếu nước trong đất là sự đóng các vào apoplast và theo dòng thoát hơi nước tới các tế bào khí khổng để khởi phát sự Ở lúa người ta đã xác định gen RAB 21, được gây ra khi cây lúa bị stress Gen này mã hóa một protein glycine chỉ có trong các phần phân đoạn của tế Protein này tích lũy trong phôi gạo, lá, rễ và các tế bào mô sẹo có nguồn hơn 15 phút trong các tế bào bị gây stress) và tổng hợp protein, để đáp ứng với kiện bất lợi của môi trường như hạn hán, nồng độ muối cao…và làm cho cây biến Trong các cơ quan đang ngủ nghỉ, hàm lượng acid abscisic tăng gấp 10 lần so với chuyển sang trạng thái nảy mầm có sự biến đổi tỷ lệ giữa acid abscisic và Khi cây mầm lúa bị ngập nước, sự tăng trưởng lóng gia tăng đột ngột. này là do khi bị ngập nước cây lúa bị thiếu oxygen, sự tổng hợp ethylene giảm, nhưng cây lúa chìm trong nước có hàm lượng ethylene cao vì ethylene khuếch tán chất hoá học khác nhau, được ứng dụng rộng rãi và có hiệu quả trong nông thấp, mở rộng phiến lá, xúc tiến sự ra hoa, ảnh hưởng đến sự sinh trưởng của rễ Vai trò của và mannitol trong nuôi cấy in vitro cây mầm lúa Trong nuôi cấy in vitro, sự sinh trưởng của cây chủ yếu được xác định bởi được coi là nguồn carbon duy nhất cho sự phát triển của tế bào, chồi, cành, và thậm Đường có vai trò trong các con đường trao đổi chất và chuyển đổi năng lượng cho sự tăng trưởng của tế là kiểm soát tế bào ở thế nước thấp, hoạt động như trong điều kiện ưu Mục đích thí nghiệm: Xác định thời điểm bão hòa nước của hạt lúa để từ đó tiến hành cảm ứng stress nước trên cây mầm pháp thí nghiệm: Cân 5 (g) hạt lúa và ngâm nước, cứ sau 1 giờ thì cân lại khối lượng đến khi nào trọng lượng tươi của hạt lúa không đổi, đó chính là Các hạt lúa in vitro trong các môi trường nuôi cấy ở điều kiện bình thường Khảo sát sự tăng trưởng cây mầm lúa in vitro Mục đích thí nghiệm: Tìm môi trường thích hợp với sự phát triển của cây Môi trường số cây mầm tăng trưởng tốt sẽ được chọn để thực hiện các Khảo sát sự tăng trưởng của cây mầm lúa trong môi trường MS1/2 với Trong sự tăng trưởng của cây mầm đường có vai trò cung cấp phát triển của cây mầm lúa in pháp thí nghiệm: Từ kết quả ở mục 2.2.3, hạt lúa được cấy trên môi trường MS1/2 có sự thay đổi nồng độ lần lượt là 0%, 0,5%, 1%, 1,5%, stress trong sự phát triển của cây mầm lúa in nồng độ lần lượt là 0%, 0,5%, 1%, 1,5%, 2%, 2,5%, 3% trên môi trường MS1/2 sự phát triển của cây mầm lúa in pháp thí nghiệm: Mẫu được cấy trên môi trường MS1/2 có bổ sung cả hai loại đường để kiểm tra ảnh hưởng của đường đến sự tăng trưởng của cây Nồng độ đường trong môi trường MS1/2 là 3%, các nghiệm thức được bố Theo dõi sự tăng trưởng rễ nhánh cây mầm lúa trên môi trường MS1/2 Mục đích thí nghiệm: Xác định khả năng tạo và phát triển của rễ nhánh trên môi trường bình thường (MS1/2) và môi trường không có đường cũng như trên môi Rễ nhánh được tính là những rễ không sinh ra từ vị trí của rễ mầm. Xác định thời gian bị stress của cây mầm lúa Mục đích thí nghiệm: Xác định thời gian bị stress nước trong sự phát triển của cây mầm lúa để khi đưa ra môi trường tự khi bị stress cây lúa có khả Chỉ tiêu theo dõi: chiều dài rễ và chiều dài chồi sau 3 ngày từ khi nuôi cấy. Xác định trọng lượng tươi, trọng lượng khô của cây mầm lúa trên các trọng lượng khô của cây mầm lúa được theo dõi để thấy được sự tăng trưởng của Xác định cường độ hô hấp của cây mầm lúa trên môi trường MS1/2 và MS1/2 bổ sung mannitol 3% ở các thời gian bị stress khác nhau Mục đích thí nghiệm: Xem sự thay đổi cường độ hô hấp của cây mầm lúa khi bị stress nước với các thời gian khác nhau so với cây không xử pháp thí nghiệm: Đo cường độ hô hấp của cây mầm lúa ở trên hai môi trường MS1/2 và MS1/2 bổ sung mannitol 3% theo thời gian: 5 giờ (kết quả Cân chính xác trọng lượng tươi cây mầm lúa, rửa sạch mẫu nhẹ nhàng và Xác định hoạt tính các chất điều hòa tăng trưởng thực vật nội sinh của Mục đích thí nghiệm: Xác định được hoạt tính các chất điều hòa tăng trưởng thực vật nội sinh trong cây mầm lúa in vitro ở các thời điểm khác nhau để từ đó có Phương pháp thí nghiệm: Cây mầm lúa trên môi trường MS1/2 và MS1/2 có bổ sung mannitol 3% được dùng để đo các chất điều hòa tăng trưởng thực vật sau 5 Các chất điều hòa tăng trưởng thực vật nội sinh được li trích và phân đoạn * Xác định hoạt tính các chất điều hòa tăng trưởng thực vật bằng các sinh trắc Các chất điều hòa tăng trưởng thực vật được trích từ mẫu ở các thời điểm Hạt lúa được cho nẩy mầm trong tối, sau 72 giờ tiêu được đo sau 24 giờ, trong tối, nhiệt độ 30 ± và được tính bằng cách so sánh sai biệt chiều dài của diệp tiêu trong các dịch dưa leo được ngâm 2 giờ, cho nảy mầm sau 24 giờ và khi rễ mầm nhú ra khoảng Các hột với rễ mầm nhú ra 1 mm được chọn để dùng trong sinh trắc ly trích, phân đoạn và sinh trắc nghiệm các chất điều hòa tăng trưởng Đưa cây in vitro từ hai môi trường MS1/2 và MS1/2 có bổ sung mannitol Mục đích thí nghiệm: Từ các kết quả đạt được, cây được gây stress trên môi trường có mannitol 3% với thời gian xử lý 48 giờ được đưa ra trồng ở vườn ươm nhằm tìm hiểu khả năng thích nghi của cây mầm lúa đã được cảm ứng stress trước khỏi môi trường MS1/2 và MS1/2 có bổ sung mannitol 3% được cảm ứng trong 48 Độ ẩm đất được xác định bằng % lượng nước có trong đất: Sự khác biệt có ý nghĩa ở mức xác xuất 0,05 với các giá trị Khi giải phẫu lát cắt ngang cho thấy có sự kéo dài sơ khởi rễ và sơ khởi chồi (ảnh 3.5), đặc biệt là sự phân chia mạnh của nhóm tế bào sơ khởi rễ ở đầu chóp rễ Các giá trị trung bình trong cột với các mẫu tự khác nhau khác biệt có ý Hạt lúa sau 5 giờ, khi hạt bão hòa nước trong môi trường MS1/2 Sự kéo dài của sơ khởi rễ sau khi bão hòa nước sau 5 giờ trong môi trường Sự tăng trưởng cây mầm lúa in vitro lúa nảy mầm với tỉ lệ cao hơn trên môi trường MS1/2, chiều dài rễ và chiều dài chồi phát triển tốt hơn trong các môi trường còn lại (bảng 3.2, 3.3). môi trường MS1/2 đã có mầm lú ra dài hơn (ảnh 3.7, 3.8). Cây mầm lúa trên môi Môi trường MS cây mầm phát triển chậm Môi trường MS1/2 được chọn để thực hiện các nghiệm thức tiếp theo. Sự tăng trưởng chiều dài rễ của cây mầm lúa theo thời gian trên các Các giá trị trung bình trong cột với các mẫu tự khác nhau khác biệt có ý Sự tăng trưởng chiều dài chồi của cây mầm lúa theo thời gian trên Các giá trị trung bình trong cột với các mẫu tự khác nhau khác biệt có ý Hạt lúa in vitro sau 1 ngày nuôi cấy trên các môi trường Phôi lúa in vitro sau 1 ngày nuôi cấy trên môi trường MS1/2 Cây lúa in vitro sau 3 ngày nuôi cấy trên các môi trường Cây lúa in vitro sau 5 ngày nuôi cấy trên các môi trường Cây lúa in vitro sau 7 ngày nuôi cấy trên các môi trường Mô phân sinh chồi lúa in vitro 1 ngày nuôi cấy trên môi trường MS1/2 Sự tăng trưởng của cây mầm lúa trong môi trường MS1/2 với các nồng Sau 3 ngày nuôi cấy đã có sự khác biệt cơ bản giữa các môi trường có nồng rễ cây mầm lúa phát triển mạnh, nhanh hơn chồi (ảnh rõ ở môi trường MS1/2 với nồng độ đường thấp dưới 1,5% so với đối chứng Cây mầm lúa đạt 7 ngày có sự khác biệt rõ ràng từ môi trường có nồng ngày thứ 5 và ngày thứ 7, trong khi đó tốc độ tăng trưởng của rễ từ ngày thứ 5 đến Trên môi trường MS1/2 bổ sung nồng độ 3% cây mầm phát triển tốt nhất, môi trường MS1/2 không có cây mầm phát triển chậm nhất Môi trường MS1/2 có bổ sung 3% được lựa chọn để thực hiện Chiều dài rễ của cây mầm lúa trên môi trường MS1/2 có nồng độ Các giá trị trung bình trong cột với các mẫu tự khác nhau khác biệt có ý Chiều dài chồi của cây mầm lúa trên môi trường MS1/2 có nồng độ Các giá trị trung bình trong cột với các mẫu tự khác nhau khác biệt có ý Cây mầm lúa in vitro sau 3 ngày nuôi cấy trên môi trường MS1/2 có hoặc Cây mầm lúa in vitro sau 5 ngày nuôi cấy trên môi trường MS1/2 có bổ Cây mầm lúa in vitro sau 7 ngày nuôi cấy trên môi trường MS1/2 có hoặc Sau 3 ngày nuôi cấy, chiều dài rễ có sự khác biệt giữa các môi trường MS1/2 MS 1/2 có bổ sung mannitol ( < 1%) không có sự khác biệt so với đối chứng. bổ sung mannitol 1% đã có sự tác động khác biệt trên chiều dài rễ (bảng 3.6), trong khi phải bổ sung mannitol cao hơn 1,5%, chiều dài chồi mới có sự tăng trưởng Sau 5 ngày, 7 ngày nuôi cấy sự tăng trưởng của cây mầm rõ ràng MS1/2 có bổ sung mannitol 1% không còn thấy sự khác biệt gì so với đối MS1/2 (đối chứng) đã hình thành các sơ khởi rễ nhánh ở vòng rễ thứ hai và kéo dài Trên môi trường MS1/2 có bổ sung mannitol 3% các sơ Môi trường MS1/2 bổ sung mannitol 3% cho thấy sự tác động rõ nhất, dễ Chiều dài rễ của cây mầm lúa trên môi trường MS1/2 có bổ sung Các giá trị trung bình trong cột với các mẫu tự khác nhau khác biệt có ý Chiều dài chồi của cây mầm lúa trên môi trường MS1/2 có bổ sung Các giá trị trung bình trong cột với các mẫu tự khác nhau khác biệt có ý Cây mầm lúa in vitro 3 ngày nuôi cấy trên môi trường MS1/2 Cây mầm lúa in vitro sau 3 ngày nuôi cấy trên môi trường MS1/2 Cây mầm lúa in vitro sau 5 ngày trên môi trường MS1/2 có bổ sung Cấu trúc cắt dọc chồi cây mầm lúa in vitro trong môi trường MS1/2 sau 5 Sơ khởi rễ nhánh kéo dài của cây mầm lúa in vitro trong môi trường Cấu trúc cắt dọc chồi cây mầm lúa in vitro trong môi trường MS1/2 có bổ Ảnh 3.22.Cấu trúc cắt dọc chồi của cây mầm lúa in vitro trong môi trường MS1/2 Ở các môi trường giảm nồng độ tăng nồng độ mannitol, sự tăng trưởng của cây mầm lúa giảm dần và giảm mạnh khi xử lí hoàn toàn bằng mannitol Sau 3 ngày nuôi cấy ở trên chiều dài rễ có sự khác biệt giữa các môi trường mannitol cao hơn 1,5% mới có sự khác biệt, nhưng nếu kết hợp với chỉ 7 ngày tuổi trên môi trường MS1/2 bổ sung 2%, mannitol 1% có sự Môi trường MS1/2 3%) kết hợp mannitol 3% có sự tác động lên sự tăng trưởng cây mầm lúa đồng thời đảm bảo nguồn năng lượng cho cây phát Môi trường MS1/2 3%) kết hợp mannitol 3% được dùng để thực Chiều dài rễ của cây mầm lúa trên môi trường MS1/2 có sự kết hợp Các giá trị trung bình trong cột với các mẫu tự khác nhau khác biệt có ý Chiều dài chồi của cây mầm lúa trên môi trường MS1/2 có sự kết hợp và mannitol với nồng độ khác nhau Các giá trị trung bình trong cột với các mẫu tự khác nhau khác biệt có ý Cây mầm lúa in vitro sau 7 ngày nuôi cấy trên môi trường MS1/2 bổ sung và mannitol kết hợp với nồng độ khác nhau Sự tăng trưởng rễ nhánh cây mầm lúa trên môi trường MS1/2 bổ sung Sau 3 ngày nuôi cấy, cây mầm lúa trên cả 3 môi trường đều chưa xuất hiện rễ Sau 5 ngày, 7 ngày, cây mầm lúa trên cả ba môi trường đều xuất hiện rễ Quan sát số rễ nhánh, ở ngày 5 và ngày ngày 7 hạt lúa trên môi trường MS1/2 có bổ sung mannitol 3% cho nhiều rễ nhánh hơn so với hai môi trường còn Trên môi trường MS1/2 không có và có bổ sung mannitol 3% không Quan sát chiều dài rễ nhánh, ở ngày 5, cây mầm lúa trên môi trường MS1/2 (đối chứng) có rễ dài hơn rễ cây mầm lúa của hai môi trường còn dài rễ nhánh của cây mầm lúa trên môi trường MS1/2 (loại bổ Số rễ nhánh và kích thước rễ nhánh của cây mầm lúa trên các môi trường có hoặc không có bổ sung mannitol và sacharose với nồng độ khác Các giá trị trung bình trong cột với các mẫu tự khác nhau khác biệt có ý Thời gian bị stress của cây mầm lúa Xử lí với mannitol 3% trong 24 giờ rồi đưa ra môi trường 3 ngày cho thấy, cây mầm lúa phát triển bình thường thể hiện qua sự tăng trưởng chiều dài rễ và chiều dài chồi không có sự khác biệt so với đối lúa với mannitol 3% trong 48 giờ, mới chuyển qua môi trường MS1/2, cây mầm lúa phát triển chậm hơn, chiều dài rễ và chiều dài chồi ngắn hơn cây đối chứng. lí hạt lúa với mannitol 3% trong 72 giờ rồi đưa ra môi trường MS1/2, cây mầm lúa Hạt lúa nuôi cấy trong môi trường MS1/2 sau 24 giờ chuyển qua mannitol chồi của cây mầm lúa đều thấp hơn cây đối MS1/2 sau 48 giờ chuyển qua mannitol 3% và hạt lúa nuôi cấy trong môi trường MS1/2 sau 72 giờ chuyển qua mannitol 3% không thấy sự thay đổi rõ rệt của Thời gian bị stress của cây mầm lúa trên môi trường MS1/2 bổ sung Các giá trị trung bình trong cột với các mẫu tự khác nhau khác biệt có ý Trọng lượng tươi, trọng lượng khô của cây mầm lúa sau 3 ngày nuôi cấy trên các môi trường cảm ứng mannitol 3% với thời gian khác nhau Trọng lượng tươi cây mầm lúa trên môi trường MS1/2 (đối chứng) cao lượng tươi của cây mầm lúa trên môi trường MS1/2 bổ sung mannitol 3% trong 24 giờ chuyển qua môi trường MS1/2 và cây mầm trồng trên môi trường MS1/2 trong 48 giờ và 72 giờ chuyển qua môi trường MS1/2 bổ sung mannitol 3% Xử lí cây mầm lúa với mannitol 3% trong 72 giờ sau đó chuyển Trọng lượng khô cây mầm lúa trên môi trường MS1/2 (đối chứng) cao nhất. Cây mầm lúa trên môi trường MS1/2 bổ sung mannitol 3% trong 24 giờ hoặc 48 giờ sau đó đưa qua môi trường MS1/2, trọng lượng khô không có sự khác biệt so Khi xử lí cây mầm lúa với mannitol 3% trong 72 giờ mới chuyển qua MS1/2 và cây mầm lúa trồng trên môi trường MS1/2 sau đó chuyển qua môi trường MS1/2 Trọng lượng tươi của cây mầm lúa sau 3 ngày nuôi cấy trên các môi Các giá trị trung bình trong cột với các mẫu tự khác nhau khác biệt có ý Trọng lượng khô của cây mầm lúa sau 3 ngày nuôi cấy trên các môi Các giá trị trung bình trong cột với các mẫu tự khác nhau khác biệt có ý Cường độ hô hấp của cây mầm lúa trên môi trường MS1/2 và MS1/2 bổ Cường độ hô hấp của cây mầm lúa trên hai môi trường MS1/2 và MS1/2 bổ Ở trên cả hai môi trường MS1/2 và MS1/2 bổ Cường độ hô hấp của cây mầm lúa khi xử lí mannitol 3% trong 48 giờ cao hơn đối chứng nhưng thấp hơn cây trên môi trường MS1/2 nuôi cấy cùng thời gian. Cây mầm lúa xử lí 72 giờ trên cả hai môi trường đếu cao hơn các môi trường xử lý còn lại tuy nhiên trên môi trường MS1/2 bổ sung mannitol 3% có cường độ hô hấp thấp hơn nhiều so với cây mầm lúa trên môi trường MS1/2 cùng thời gian (hình Cường độ hô hấp của cây mầm lúa trên môi trường MS1/2 và Các giá trị trung bình trong cột với các mẫu tự khác nhau khác biệt có ý Cường độ hô hấp ở trên hai trường MS1/2 và MS1/2 bổ sung mannitol Hoạt tính các chất điều hòa tăng trưởng thực vật nội sinh của cây mầm Ở trong môi trường MS1/2 không hoặc có bổ sung mannitol 3% sau 5 giờ cho thấy hàm lượng của các chất kích thích tăng trưởng thấp nhất ngược với hàm Hàm lượng các chất kích thích trưởng nội sinh của cây mầm lúa tăng dần ở trên các môi trường qua thời gian đồng thời AAB giảm dần (bảng Khi xử lí cây mầm lúa 48 giờ với mannitol 3%, hàm lượng các chất kích thích tăng trưởng không tăng so với cây mầm 24 giờ không xử lí mannitol, hàm Trong khi cây mầm lúa 48 giờ, 72 giờ trên môi trường MS1/2, hàm lượng các chất kích thích tăng trưởng tăng mạnh, AAB giảm AAB trong cây mầm lúa bị xử lí 72 giờ với mannitol 3% không có xu hướng giảm so với cây xử lí 48 giờ, đồng thời hàm lượng các chất AIA, GA3 Cây mầm lúa xử lý mannitol 48 giờ sau đó chuyển qua môi trường MS1/2 Hoạt tính các chất điều hòa tăng trưởng thực vật nội sinh của cây mầm lúa trong môi trường MS1/2 không hoặc có bổ sung mannitol ở các thời Các giá trị trung bình trong cột với các mẫu tự khác nhau khác biệt có ý Đưa cây in vitro từ hai môi trường MS1/2 và MS1/2 có bổ sung mannitol Sau 7 ngày nuôi cấy cây được đưa ra vườn ươm và được theo dõi sau 7 ngày cho thấy, khi chuyển ra đất ướt cây trong môi trường MS1/2 phát triển tốt nhất Khi trồng trên đất ướt, cây lúa trên môi trường MS1/2 có số rễ, số lá nhiều hơn; chiều dài rễ, chiều dài lá dài hơn cây xử lí mannitol 3% trong 48 Khi trồng trên đất khô cây lúa trong môi trường MS1/2 phát triển chậm hơn cây đã cảm ứng với mannitol 3% trong 48 giờ, có kích thước lá và thân dài hơn cây Sự phát triển của cây mầm in vitro từ hai môi trường MS1/2 và Các giá trị trung bình trong cột với các mẫu tự khác nhau khác biệt có ý Cây lúa in vitro được chuyển ra môi trường đất ướt sau 7 ngày Cây lúa in vitro được chuyển ra môi trường đất khô sau 7 ngày Cây lúa in vitro được chuyển ra môi trường đất ướt sau 7 ngày A: Cây lúa trên MS1/2 được chuyển ra môi trường đất ướt B: Cây lúa trên MS1/2 bổ sung mannitol 3% được chuyển ra môi trường đất ướt Cây mầm lúa in vitro được chuyển ra môi trường đất khô sau 7 ngày A: Cây lúa trên MS1/2 bổ sung mannitol 3% được chuyển ra môi trường đất khô B: Cây lúa trên MS1/2 được chuyển ra môi trường đất khô Rễ cây lúa trồng ngoài tự nhiên trên môi trường đất khô sau 7 ngày A: Rễ cây lúa trên MS1/2 bổ sung mannitol 3% được chuyển ra môi trường đất khô B: Rễ cây lúa trên MS1/2 được chuyển ra môi trường đất khô Sự tăng trưởng in vitro của cây mầm lúa Trong giai đoạn đầu của quá trình nảy mầm, hạt lúa hút nước mạnh để đạt Sự thu nước kèm theo sự phục hồi ty thể đẫn đến gia tăng hô hấp và các biểu hiện thủy giải, bắt đầu có sự kéo dài sơ khởi rễ và sơ khởi chồi (ảnh 3.5, dài, chiều rộng, trọng lượng tươi, trọng lượng khô và cường độ hô hấp của Mô phân sinh ngọn chồi tăng rộng và nhô cao (ảnh 3.12) thể hiện ở các mầm của hạt là tăng khả năng tăng trưởng phôi và cảm ứng các hydrolase phân hủy Cây mầm lúa trên môi trường MS1/2 sinh trưởng tốt hơn và có sự khác biệt khoáng đa lượng quá cao, trong khi môi trường MS1/5 và MS1/10 lại quá thấp không đủ cho sự sinh trưởng và phát triển của cây mầm lúa. đặc biệt là một lượng khoáng chất phù hợp cho sự phát triển của cây mầm lúa Môi trường MS1/2 phù hợp với sự tăng trưởng in vitro của cây mầm lúa (Bùi Văn Lệ và Quách Diễm Phương, 2007). rễ khác biệt rõ ràng ở môi trường MS1/2 với nồng độ đường thấp dưới 1 % (bảng Đặc biệt khi cây mầm lúa đạt 7 ngày, có sự khác biệt rõ ràng khi nuôi cấy cây trên môi trường MS1/2 có nồng độ dưới 2% (bảng 3.5). Sự tăng trưởng theo chiều dài của rễ được thực hiện nhờ mô phân sinh ngọn Trong vùng kéo dài, các tế bào dẫn xuất từ mô phân sinh ngọn rễ vừa kéo dài amylase, và đóng vai trò chủ đạo trong việc phân chia tế bào và kéo dài rễ mầm nên ngọn chồi cảm ứng sự khởi phát các sơ khởi và quyết định sự tăng trưởng của các của chồi ngọn nên trong quá trình nảy mầm, hàm lượng auxin tăng lên nhanh Sự hiện diện của auxin ở nồng độ cao giúp tế bào vùng mô phân sinh phân lõi, các bó mạch về sau, và sự di chuyển hữu cực của auxin sẽ giúp các tế bào vùng Sự tăng trưởng in vitro của cây mầm lúa trong điều kiện stress nước Sau 3 ngày nuôi cấy, chiều dài rễ có sự khác biệt giữa các môi trường MS1/2 chiều dài chồi của cây mầm lúa, trong khi chỉ cần 1% đã có sự tác động lên rễ. vận chuyển các chất từ môi trường vào cây thông qua rễ và lá cũng bị ảnh hưởng Khi bị stress nước, khả năng hình thành các sơ khởi rễ nhánh, cũng như sự lí stress thì trọng lượng tươi giảm thấp, sự tăng trưởng chồi và kéo dài rễ đều chậm ngày sau khi nuôi cấy, phải dùng mannitol 1,5% mới có tác dụng ở cả rễ và chồi Điều này cho thấy một sự thích ứng của thực vật, vì khi cây quen dần với stress nước do xử lý mannitol (để hạ thấp thế nước của môi trường), nếu độ đường tổng số trong môi trường là 6% (3% và 3% mannitol) đảm bảo Khi bị thiếu nước, các màng tế bào bị thay đổi và giảm tính bền vững, có sự Sự thay đổi cường độ hô hấp và hoạt tính chất điều hòa tăng trưởng thực vật của cây mầm lúa trong điều kiện stress nước Khi xử lí mannitol 3%, cây mầm tăng trưởng chậm hơn, các tế bào phân hóa năng lượng chứa trong các chất biến dưỡng và cung cấp vật liệu cần thiết cho các Trong sự nảy mầm của hạt có tương quan giữa hoạt động catalase và Hoạt động của các enzyme này có thể được sử dụng như chỉ số về sự trao đổi chất, và do đó có thể được coi như là một phần của cơ chế hô hấp của cây lúa (Paul và Mukherji, bị khô hạn, cường độ hô hấp của cây mầm giảm, nhất là khi xử lí quá 72 giờ, và cây mầm tăng trưởng chậm, trọng lượng tươi và trọng lượng khô đều giảm (bảng 3.12 và 3.13), nồng độ auxin, và cytokinin giảm, trong khi acid cường độ thoát hơi nước, giúp sự tổng hợp các protein và acid amin có tác dụng tăng khả năng giữ nước của tế bào trong điều kiện khô hạn. thẩm thấu (osmotic factor), và stress nước nhẹ làm tăng hàm lượng proline trong Có sự liên hệ chặt chẽ giữa sự tích lũy proline và acid abscisic trong stress khô điều hòa chức năng thấm nước của màng và làm tăng tính thấm nước dưới các điều bao gồm điều hòa sự biểu hiện gene trong các đáp ứng thích nghi với các điều kiện Khả năng “huấn luyện” làm tăng tính chống chịu của cây mầm lúa trong vườn Cây mầm lúa chưa qua cảm ứng khi trồng trên môi trường khô hạn xuất hiện stress sinh học và không sinh học giới hạn nghiêm trọng năng suất cây tới sự đáp ứng của thực vật với các kiểu stress này. Cây được huấn luyện (cảm ứng) trước trong môi trường stress 48 giờ, sau đó năng tăng trưởng tốt hơn, số lá phát triển mạnh hơn và có kích thước dài hơn (bảng 3.16), số rễ nhiều hơn, có kích thước rễ dài hơn so với cây không cảm ứng khi trồng Khi môi trường bị thiếu nước cây lúa lại sự tăng nhiệt độ và vài stress khác. có thể được giải thích qua hoạt động của các protein này. ở nhiệt độ cao (420C) trong 24 giờ làm tăng đáng kể sự cây lúa chuyển gene biểu hiện sHSP17.7 mạnh nhất (tăng mạnh sự sản xuất protein Đáp ứng của khí khẩu với sự mất nước ở lá thay đổi tùy loài, thậm chí giữa nước của lá được giữ gần như không thay đổi trong khi khô hạn. hệ thống rễ phát triển và thường có khuynh hướng phát triển sâu hơn vào trong đất chế của sự kháng đối với vài stress có những đặc tính chung; mặt khác, sự thích 1. Môi trường MS1/2 phù hợp cho việc khảo sát sự tăng trưởng của cây mầm lúa in 3. Trong điều kiện stress nước, cây mầm tăng trưởng chậm hơn, chiều dài rễ và acid abscisic cao hơn nhiều trong cây mầm bị stress nước. 5. Cây lúa được cảm ứng stress trong thời gian 48 giờ là phù hợp, giúp cây mầm lúa có khả năng chịu hạn tốt hơn so với những cây chưa được cảm ứng khi đưa ra trồng Tiếp tục nghiên cứu thêm tác động của các chất gây stress ở lúa với nồng độ và thời gian xử lí khác nhau để giúp cho cây mầm lúa thích ứng khi đưa ra đồng vitro của cây dền xanh viridis L.) trong điều kiện khô hạn do bào lúa (Oryza sativa L.) dòng Bằng Ngọc, tạp chí Phát triển Khoa học và Công Bùi Trang Việt, 1992, Tìm hiểu hoạt động của các chất điều hòa tăng trưởng quan hệ giữa stress nước với năng suất cây lúa Sự tăng trưởng in vitro của cây mầm lúa trong điều kiện Sự tăng trưởng in vitro của cây mầm lúa Ảnh hưởng của stress nước tới sự tăng trưởng in vitro của cây mầm lúa Vai trò của và mannitol trong nuôi cấy in vitro cây mầm lúa Khảo sát sự tăng trưởng cây mầm lúa in sát sự tăng trưởng của cây mầm lúa trong môi trường MS1/2 với các nồng độ đường khác nhau Theo dõi sự tăng trưởng rễ nhánh cây mầm lúa trên môi trường MS1/2 bổ sung riêng rẽ hoặc kết hợp Xác định thời gian bị stress của cây mầm lúa Xác định trọng lượng tươi, trọng lượng khô của cây mầm lúa trên các môi trường cảm ứng mannitol 3% kết hợp thời gian bị stress khác nhau Xác định cường độ hô hấp của cây mầm lúa trên môi trường MS1/2 và MS1/2 bổ sung mannitol 3% ở các thời gian bị stress khác nhau Xác định hoạt tính các chất điều hòa tăng trưởng thực vật nội sinh của cây mầm lúa Đưa cây in vitro từ hai môi trường MS1/2 và MS1/2 có bổ sung mannitol 3% đã cảm ứng 48 giờ ra vườn ươm Sự tăng trưởng cây mầm lúa in vitro Sự tăng trưởng của cây mầm lúa trong môi trường MS1/2 với các nồng độ đường khác nhau Sự tăng trưởng rễ nhánh cây mầm lúa trên môi trường MS1/2 bổ sung riêng rẽ hoặc kết hợp Thời gian bị stress của cây mầm lúa Trọng lượng tươi, trọng lượng khô của cây mầm lúa sau 3 ngày nuôi cấy trên các môi trường cảm ứng mannitol 3% với thời gian khác độ hô hấp của cây mầm lúa trên môi trường MS1/2 và MS1/2 bổ sung mannitol 3% với các thời gian khác nhau Hoạt tính các chất điều hòa tăng trưởng thực vật nội sinh của cây mầm lúa Đưa cây in vitro từ hai môi trường MS1/2 và MS1/2 có bổ sung mannitol 3% trong 48 giờ ra vườn ươm