Đề tài Tìm hiểu ảnh hưởng của các chất điều hòa tăng trưởng thực vật lên hiện tượng rụng trái non xoài (Mangifera indica L.)

g tính sau khi trích, không qua sắc kí), pha acid và pha trung tính riêng rẽ đƣợc dùng trong sinh trắc nghiệm trên khúc cắt vùng rụng lá đậu (Dolichos sp.). Sai biệt t50 so với chuẩn cho thấy, cả 3 dạng chất trích ở các trái xoài 0 ngày tuổi đều cản mạnh sự rụng của khúc cắt vùng rụng lá đậu; hiệu ứng cản của trái 3 ngày tuổi chỉ có ở pha trung tính. Tƣơng tự, chỉ có pha acid của trái 7 ngày tuổi cản sự rụng. Chất trích từ trái 10 kích thích sự rụng, (hình 3.11). 45 Hình 3.11: Sai biệt t50 của khúc cắt vùng rụng lá đậu (Dolichos sp.) do xử lý chất trích thô, pha acid và pha trung tính từ trái xoài Cát Hòa Lộc (Mangifera indica L.) ở các ngày tuổi khác nhau. 3.8.Ảnh hưởng các chất điều hòa tăng trưởng thực vật tinh khiết trên sự rụng của khúc cắt vùng rụng trái xoài Trong sinh trắc nghiệm khúc cắt vùng rụng trái xoài 7 ngày tuổi, môi trƣờng MS 1/2 dạng lỏng có bổ sung MA 2 mg/l, AIA 5 mg/l, Zeatin 10 mg/l hoặc AIA 5 mg/l kết hợp với Zeatin 10 mg/l đều có tác dụng kéo dài thời rụng (cản sự rụng), trong khi GA3 20 mg/l, ethrel 1000 mg/l và ABA 1 mg/l kích thích sự rụng (Hình 3.12). 46 Chất điều hòa sinh trƣởng thực vật Hình 3.12: Sai biệt t30 của khúc cắt vùng rụng trái non xoài Cát Hoa Lộc (Mangifera indica L.) 7 ngày tuổi dưới ảnh hưởng của các chất điều hòa tăng trưởng thực vật tinh khiết. 3.9. Ấp dụng các chất điều hòa tăng trưởng thực vật để kiểm soát sự rụng trái non trên cây xoài Các chất điều hòa tảng trƣởng thực vật đƣợc xử lí trên trái cho kết quả rất khác nhau ở các ngày tuổi khác nhau: - MA 2 mg/l giúp tăng tỉ lệ đậu trái (cản sự rụng) ở trái 3 ngày tuổi, nhƣng kích thích sự rụng ở trái 7 ngày tuổi. AIA 5 mg/l cản sự rụng ở tất cả các trái 0-10 ngày tuổi, đặc biệt là có khả năng cản mạnh sự rụng (tăng tỉ lệ đậu trái) khi trái ở giai đoạn dễ rụng (7 ngày tuổi). - Zeatin 10 mg/l giúp tăng sự đậu trái (cản sự rụng) ở tất cả các trái 0-10 ngày tuổi, và hiệu ứng đặc biệt mạnh khi kết hợp với MA 5 mg/l trên trái 7 ngày tuổi. Tuy nhiên, hiệu ứng cản sự rụng giảm đi ở các trái 0 và 10 ngày tuổi (ở giai đoạn trái ít rụng). 47 - GA3 nói chung có tác dụng làm tăng đậu trái ở ngày 3 và kích thích nhẹ sự rụng (các ngày 7 và 10) (bảng 3.8). Bảng 3.8: Tỉ lệ đậu trái (%) sau 7 ngày xử lí các chất điều hòa tăng trưởng thực vật trên trái ở các ngày tuổi khác nhau để kiểm soát sự rụng trái non xoài Cát Hoa Lộc (Mangifera indica L.) ngoài thiên nhiên (tháng 1/2001). Tuổi trái ( ngày) Chất xử lí 0 3 7 10 Chuẩn 13,87 ±2,17 9,31 ± 1,73 6,72 ± 1,13 11,41 ± 2,26 MA 2 mg/l 13,33 ± 1,22 16,81 ± 1,98 4,21 ± 1,67 16,17 ± 1,54 MA 5 mg/l 28,07 ± 1,34 19,23 + 0,19 20,94 ± 1,43 25,25 ± 2,26 AIA 5 mg/l và Zeatin 10 mg/l 15 ,89 ±1,34 22,92 ± 3,73 33,75 ±6,41 16,26 ± 1,32 Zeatin 10 mg/l 17,35 ± 1,47 15,75 ± 1,20 10,26 ± 1,00 22,75 ±3,21 GA3 20 mg/l 13,34 ± 1,01 17,84 ± 1,87 5,77 ± 1,25 9,07 ± 2,66 Từ các kết quả xử lí đƣợc trình bày trong bảng 3.8, một số dung dịch chứa các chất điều hòa tăng trƣởng thực vật có thành phần và tì lệ khác nhau đƣợc xử lí khá dài trên trái (8 tuần). Hiệu ứng cản sự rụng (giúp sự đậu trái) đƣợc trình bày trong bảng 3.9. Tất cả các dung dịch xử lí đều giúp sự đậu trái, cản mạnh sự rụng trái, đặc biệt là các dung dịch A5, c50 và D10 , trừ dung dịch F5 chỉ làm tăng nhẹ tỉ lệ đậu trái. 48 Bảng 3.9: Kết quả xử lí dung dịch chứa các chất điều hòa tăng trưởng thực vật nhằm kiểm soát sự rụng trái non xoài Cát Hoa Lộc (Mangifera indica L.) ngoài thiên nhiên (tháng 1/2002) Chất xử lí Chuẩn A5 B5 C50 D10 C40D10 F5 % đậu trái 10,22 ± 1,36 43,53 ±3,15 33,64 ±3,04 40,63 ±2,87 45,21 ±3,03 35,12 ±4,21 16,23 ±3,63 49 Thảo luận Về thời điểm xảy ra hiện tượng rụng trái non xoài và cơ quan quyết định hiện tượng này Trái xoài tăng trƣởng theo đƣờng cong hình chữ S kép. Ngoài giai đoạn tăng trƣởng chậm lúc khởi đầu sự tăng trƣởng trái trong hai tuần đầu, giai đoạn tăng trƣởng chậm thứ hai bắt đầu từ tuần 10 tới tuần 11 ở giữa hai lần tăng trƣờng nhanh. Tuy nhiên, chính trong giai đoạn tăng trƣởng chậm thứ hai này, phôi (hợp tử) đạt trọng lƣợng ở mức cao nhất. Sự tăng trƣởng của trái xoài nhƣ vậy rất giống với sự tăng trƣởng của một trái có nhân điển hình [32]. Sự rụng trái xoài xảy ra rất sớm, ngay từ giai đoạn đầu trong quá trình tăng trƣởng của phát hoa, lúc chỉ có vài trái non trên mỗi nhánh thứ cấp cho đến khi phát hoa đạt kích thƣớc tối đa (bảng 3.2). Tỉ lệ rụng trái non rất cao, hơn 96%, tập trung trong 2 tuần đầu sau khi hoa nở (hình 3.2). Trong đó, sự rụng xảy ra mạnh ở trái 7 ngày tuổi (bảng 3.3). Tiếp theo, còn một đợt rụng thứ hai, cũng với tỉ lệ rụng khá cao, chủ yếu ở trái 3 tuần tuổi (hình 3.3). Nhƣ vậy, có sự liên hệ chặt chẽ giữa tuổi trái và sự rụng trái. Điều này cho thây trái, hột và phôi trong hột trong quá trình tăng trƣởng có vai trò đặc biệt trong sự rụng của chính trái [17], [43], [67], [68]. So sánh sự rụng trái non với đƣờng cong tăng trƣởng trái (hình 3.1); ta thấy sự rụng trái non xoài Cát Hòa Lộc tập trung trong giai đoạn tăng trƣởng chậm của trái (đợt 1) và khi trái bắt đầu vào giai đoạn tăng trƣởng nhanh (đợt 2). Trong cả hai giai đoạn này, phôi còn rất nhỏ, ƣong khi hột và vỏ hột tăng trƣởng sớm hơn và đƣợc ghi nhận rõ từ tuần thứ 3 (bảng 3.1). Trong vỏ và trong hột thƣờng có chứa nhiều chất cản [11], [15]. Khi sự tăng trƣờng của phôi nhanh và bắt đầu đƣợc ghi nhận từ tuần thứ 5, sự rụng bắt đầu giảm mạnh. Rõ ràng phôi khi xuất hiện trong hột và tăng trƣởng 50 sẽ trở thành một trung tâm kiểm soát quan trọng các hiện tƣợng sinh lí học xảy ra trong cây, trong đó có hiện tƣợng rụng [26]. Hiện tƣợng phôi bị trụy tƣơng ứng với sự tan rã tế bào vùng rụng (ảnh 3.3) một lần nữa cho thấy vai trò của phôi trong sự rụng. Hoa không thụ phấn noãn bị hƣ và túi phôi bị thoái hóa ở xoài Haden (ở Horida) đƣợc chứng minh có liên quan tới sự rụng trái non xoài [30], [45]. Về các thay đối hình thái và sự lão suy xảy ra tại vùng rụng Sự rụng ở trái xoài chỉ xảy ra tại vùng rụng trái. Vùng này chứa ít tế bào hóa cƣơng mô so với vùng cuống ỏ phía trong vùng rụng (ảnh 3.4, 3.5, 3.6). Vùng rụng có vẻ yếu ớt về mặt cấu trúc, tuy nhiên, sự rụng không phải do tính "yếu ớt" này mà do một quá trình sinh lí đặc sắc do gen điều khiển và chịu sự tác động của các chất điều hòa sinh trƣởng thực vật [48]. Trên lát cắt dọc, ta thấy dƣờng nhƣ sự rụng bắt đầu từ phía ngoài của vùng rụng đi vào, nhƣng trên lát cắt ngang thể hiện rõ sự tan rã vách tế bào hoặc sự kém bắt màu của vách tế bào bắt đầu từ lớp tế bào ở trong cùng của vùng nhu mô vỏ, bên cạnh túi tiết (ảnh 3.17, 3.20). Các túi tiết này chứa nhiều mangiferol (sesquiterpen alcol). Terpen là lipid đƣợc tổng hợp từ acetyl CoA theo con đƣờng acid mevalonic. Đây cũng là con đƣờng tổng hợp acid abcisic [11], [15], [62], chất kích thích trong sự rụng. Cũng trên các lát cắt dọc, ta thấy vùng rụng xuất hiện rất sớm trƣớc quá trình tách rời tế bào (ảnh 3.7 đến 3.15). Sự tan rã vách tế bào dẫn tới sự rụng trái non xoài Cát Hòa Lộc do đó không liên quan tới hoạt động của lớp tế bào mô phân sinh tƣơng tự nhƣ sự rụng trái non ở tiêu [13] và các trái khác [20]. Hàm lƣợng diệp lục tố của vùng rụng giảm đều trong quá trình rụng. Vùng rụng trái không phải là cơ quan quang hợp của cây. Sự mất diệp lục tố là một trong các biểu hiện nổi bật của quá trình lão suy và mức độ phân hủy diệp lục tố 51 thƣờng đƣợc xem nhƣ tiêu chuẩn tin cậy để đánh giá quá trình này. Việc giảm liên tục hàm lƣợng diệp lục tố a trong mô vùng rụng cho thấy một cách chắc chắn mức độ lão suy cao của vùng này [59]. Về sự gia tăng cường độ hô hấp và sản xuất khí etilen tại vùng rụng Sự thoát khí etilen tại vùng rụng trƣớc thời điểm t50 kéo theo sự gia tăng cƣờng độ hô hấp tới một đỉnh ở 62,8 giờ trong quá trình rụng (hình 3.6). Các sự kiện này chứng tỏ hoạt động biến dƣỡng tích cực của các tế bào vùng rụng trong quá trình tan rã vách tế bào. Sau khi sự rụng xảy ra, sự sản xuất etilen và cƣờng độ hô hấp giảm mạnh. Etilen đóng vai trò quan trọng trong sự lão suy và sự rụng ở thực vật [11], [60]. Về con đường sinh học phân tử (sự biểu hiện gen) trong quá trình rụng Sự kiện hàm lƣợng RNA, protein gia tăng trong vùng rụng trƣớc sự rụng và đạt tới đỉnh ở thời rụng t50 đã đƣợc ghi nhận [13], [39]. Sự gia tăng này do sự tổng hợp một hay nhiều protein liên quan đến lão suy và sự rụng, mặc dù trong tình trạng luôn luôn có sự phân giải protein. Để có sự gia tăng tổng hợp protein ở 62,8 giờ (t50), sự gia tăng tổng hợp RNA đã xảy ra trƣớc đó ở 0-39 giờ. Sự giảm hàm lƣợng protein trong giai đoạn 0-39 giờ không chỉ liên quan đến sự phân hủy protein, bởi vì, có sự tổng hợp nhiều polypeptid đặc trƣng, nhƣng cũng có sự mất đi một số polypeptid đặc trƣng khác [39]. Nói cách khác, có sự mất cân bằng giữa tỉ lệ protein tạo mới và protein bị phân hủy. Sự giảm hàm lƣợng protein trong giai đoạn 0-39 giờ còn là chỉ thị của quá trình lão hóa cần thiết cho hoạt động của etilen ƣong sự cảm ứng các enzym phân hủy vách tế bào. Sinh trắc nghiệm với CMC (carboxymetilcelluloz) và dịch trích enzym từ vùng rụng cho thấy hoạt tính cellulaz gia tăng ở thời điểm 62,8 giờ (t50) (ảnh 3.23). Nhờ đó, các vi sợi celluloz của vách tế bào bị thủy giải. Cùng với cellulaz, polygalacturonaz cũng góp phần phân hủy vách tế bào vùng rụng 52 do hoạt động xúc tác sự thủy giải các hợp chất pectic [39]. Trong quá trình rụng, DNA của vùng rụng xoài hầu nhƣ còn nguyên vẹn: các băng đều xuất hiện ở cùng vị trí, dù có đƣợc cắt bằng enzym giới hạn hay không (ảnh 3.22). Kết quả này phần nào chứng tỏ sự rụng là hiện tƣợng sinh lí do gen điều khiển qua chuỗi sinh tổng hợp protein. Về sự thay đổi và vai trò của các chất điều hòa sinh trưởng thực vật trong trái Đối với các chất trích sau sự sắc kí trên bản mỏng silicagel, các sinh trắc nghiệm chuyên biệt cho thấy auxin (AIA cũng nhƣ AIA tổng số) giảm mạnh trong trái 3 và 7 ngày tuổi, nhƣng lại tăng cao trong trái 10 ngày tuổi (bảng 3.6). Rubinstein và Leopold (1963) cho rằng: "nồng độ auxin hiện diện tại vùng rụng (không phải khuynh độ auxin qua vùng rụng) kiểm soát sự rụng" [61]. Theo quan điểm này, sự rụng là một quá trình sinh lí bình thƣờng, đƣợc kích thích bởi auxin ở các nồng độ thấp, nhƣng bị cản bởi auxin ở các nồng độ cao. Do đó, sự giảm auxin trong trái xoài Cát Hòa Lộc ở các ngày 3 và 7 đã dẫn tới sự giảm auxin trong vùng rụng và do đó dẫn tới sự rụng. Trái với auxin, acid abcisic và các chất cản nói chung tăng cao trong trái ở ngày 3 (ngay trƣớc khi trái rụng nhiều) và ở ngày 7 (khi trái rụng nhiều). Sau đó, hàm lƣợng acid abcisic giảm ở ngày 10 (hình 3.8). ở đây, có sự đối kháng giữa auxin và các chất cản hiện diện trong trái. Acid abcisic có vai trò khởi phát sự lão suy, và đƣợc xem là "yếu tố lão suy". Do hoạt động của acid abcisic, mô vùng rụng ở trạng trái lão hóa cần thiết cho tính nhạy cảm của mô với etilen. Giberelin (giberelin ở vị trí GA3 và giberelin tổng số) giảm dần trong trái từ ngày 0 tới ngày 7, và vẫn ở mức thấp này cho tới ngày 10 (bảng 3.6). Hàm lƣợng giberelin cao ở ngày 0 có lẽ từ sự tăng trƣởng và nở hoa hoàn toàn trƣớc sự thụ 53 phấn và thụ tinh. Sau đó, trong giai đoạn đầu của sự tăng trƣởng trái các tế bào trái phân chia liên tiếp nhƣng kích thƣớc trái không gia tăng. Giai đoạn tăng trƣởng nhanh bắt đầu từ tuần 3 ở trái xoài Cát Hòa Lộc (hình 3.1). Có thể hiểu rằng sự tăng trƣởng trái xoài Cát Hòa Lộc chậm trong một, hai tuần đầu do thiếu giberelin, là nguyên nhân của sự giảm hàm lƣợng auxin trong trái, và từ đó dẫn tới sự rụng trái mạnh ở ngày 7. Thật vậy, từ tuần tuổi thứ 3 trở đi, hàm lƣợng giberelin bắt đầu gia tăng trong trái tƣơng ứng với giai đoạn tăng trƣởng trái nhanh lần 1, và sự rụng trái giảm mạnh từ tuần thứ 4 (hình 3.4). Theo Chadha (1993) [30], giberelin giúp quá trình tăng trƣởng trái, nhƣng sự kém phát triển phôi cũng là nguyên nhân làm trái rụng. Giống nhƣ giberelin, citokinin (citokinin ở vị trí zeatin và citokinin tổng số) giảm dần trong trái từ 0 tới 7 ngày tuổi (bảng 3.6). Sự giảm sút hàm lƣợng citokinin có thể do các chất này bị đổi thành các dạng bất hoạt động, hoặc cũng có thể do sự tổng hợp các chất này kém nhƣ trong trƣờng hợp sự rụng trái tiêu [13]. Vì citokinin cùng với auxin thƣờng đƣợc chứng minh có vai trò quan trọng trong giai đoạn tăng trƣởng chậm (phân chia tế bào trái) của trái [32], nên sự thiếu hụt hai nhóm chất này trong trái, và do đó trong vùng rụng, sẽ trở nên nghiêm ừọng hơn do sự cạnh tranh giữa các trái đang tăng trƣởng và vùng rụng của chính các trái này. Về ảnh hưởng của các chất trích từ trái xoài trên khúc cắt vùng rụng lá đậu (Dolichos sp.) Chất trích từ trái 0 ngày tuổi cản mạnh sự rụng, trong khi chất trích từ trái ở các ngày 3 tới 10 nói chung là kích thích sự rụng, trừ pha trung tính ở trái 3 ngày tuổi và pha acid ở trái 7 ngày tuổi. Nhƣ vậy, trái trong quá trình tăng trƣởng chứa nhiều chất kích thích sự rụng hay một hỗn hợp các chất điều hòa sinh trƣởng thực vật có thành phần và tỉ lệ không thích hợp cho sự tăng trƣởng trái; nói cách 54 khác, trái có khuynh hƣớng rụng trong quá trình tăng trƣởng. Về ảnh hưởng của các chất điều hòa sinh trưởng thực vật tinh khiết trên khúc cắt vùng rụng của trái xoài Kết quả xử lí các chất điều hòa sinh trƣởng thực vật tinh khiết trực tiếp trên khúc cắt vùng rụng trái xoài 7 ngày tuổi cho thấy AIA 2 mg/l, 5 mg/l, zeatin 10 mg/l đƣợc xử lí riêng rẽ hay kết hợp với AIA 5 mg/l cản mạnh sự rụng; trong khi GA3 20 mg/l, ethrel 1000 mg/l và AAB l mg/l kích thích sự rụng (hình 3.12). Trong kết quả, tất cả nồng độ AIA đƣợc xử lí đều cản sự rụng. Có hai lí do: thứ nhất, MA là chất điều hòa sinh trƣởng thực vật thiên nhiên (so với NAA là chất tổng hợp đƣợc Leopold và cs. sử dụng); thứ hai, các nồng độ đƣợc xử lí đều tƣơng đối cao (2-5 mg/l). Vì lí do này, AIA di chuyển nhanh tới vùng rụng và cản sự rụng ở giai đoạn I của sự rụng theo nhƣ quan điểm của Leopold về sự rụng hai giai đoạn [61]. Quan điểm về thời điểm áp dụng auxin có ý nghĩa quan trọng trong sinh lí học thực vật, chính trạng thái sinh lí của vùng rụng (không phải nồng độ hiện diện tại vùng rụng) quyết định sự rụng [52]. Zeatin xử lí riêng rẽ hay phối hợp với auxin cản mạnh sự rụng của khúc cắt vùng rụng trái xoài phù hợp với quan điểm này: zeatin cản quá trình lão suy, duy trì lâu hơn khúc cắt ở giai đoạn I và do đó giúp auxin (MA 5 mg/l) cản sự rụng. Ethrel (acid 2- cloro-etil-phosphonic: C1CH2 - CH2 - PO3H2) là tên thƣơng mại của ethephon. Trong tế bào ethephon phóng thích từ từ etilen [10]. Cũng nhƣ AAB và GA3, ethrel kích thích trực tiếp sự rụng của khúc cắt vùng rụng. Về sự áp dụng các chất điều hòa sinh trưởng thực vật ngoài thiên nhiên để kiểm soát sự rụng AIA 2 mg/l kích thích sự rụng ở trái 7 ngày tuổi (khi trái dễ rụng); ít nhiều cản sự rụng ở các ngày 0, 3 và 10. Ngƣợc lại, MA 5 mg/1 cản mạnh sự rụng ở ngày 7 cũng nhƣ ở các ngày khác. Kết quả này phù hợp trƣớc hết với quan điểm 55 cân bằng auxin - auxin [43]: sự bổ sung auxin sẽ làm khuynh độ auxin ngang qua vùng rụng đƣợc thiết lập theo cách nồng độ cao ở vị trí xa và thấp hơn ở vị trí gần do đặc tính di chuyển hữu cực của auxin, và điều này cản sự rụng. Kết quả này cũng phù hợp với quan điểm kiểm soát sự rụng theo nồng độ auxin [19] [43] Trong trƣờng hợp này, hàm lƣợng auxin gia tăng tại vùng rụng nên trực tiếp cản sự rụng. Hơn nữa, kết quả xử lí này cũng rất phù hợp với quan điểm về sự rụng hai giai đoạn [61]. Quan điểm này đƣợc xem là quan điểm sau cùng của Leopold về sự rụng [43]. Theo đó, auxin ở nồng độ 5 mg/l di chuyển hữu cực nhanh hơn nên tích lũy ở nồng độ cao hơn tại vùng rụng trong giai đoạn 1 của sự rụng và do đó cản sự rụng mạnh hơn auxin 2 mg/l. Mặt khác, nếu xem trƣờng hợp 2 mg/l , ta thấy xử lí này kích thích rất rõ sự rụng ở trái 7 ngày tuổi so với trái 3 hay 10 ngày tuổi ngay trƣớc và sau đó. Điều này chắc chấn là do phần lớn trái ở 7 ngày tuổi có vùng rụng đã vào giai đoạn 2 của sự rụng. Kết quả này cho thấy sự cần thiết phải xử lí sớm các chất điều hòa sinh trƣởng thực vật trƣớc khi siai đoạn hai của sự rụng bắt đầu. Nếu so sánh với xử lí AIA 2 mg/l trên khúc cắt vùng rụng, ta thây xử lí này cản sự rụng vì đƣợc xử lí ngay từ đầu trong giai đoạn tiềm ẩn của sự rụng. Zeatin 10 mg/l dù xử lí riêng rẽ hay kết hợp với AIA 5 mg/l đều cản mạnh sự rụng. Điều này phù hợp với sự phân tích các chất điều hòa sinh trƣởng thực vật hiện diện trong trái ở các giai đoạn tuổi khác nhau, và vai trò cản sự rụng của hai chất này đối với các khúc cắt vùng rụng. GA3 20 mg/l kích thích sự rụng ở trái 7 và 10 ngày tuổi. Trong giai đoạn tăng trƣởng sớm, giberelin nói chung kích thích sự rụng trái, trừ trái ở 3 ngày tuổi. Kết quả này cũng phù hợp với hiệu ứng kích thích trực tiếp sự rụng của giberelin trên khúc cắt vùng rụng. Trong giai đoạn này (phân chia tế bào), trái không cần giberelin, do đó, giberelin không thể có hiệu ứng cản sự rụng thông qua hiệu ứng 56 kích thích sự tăng trƣởng trái. Từ hiệu ứng cản sự rụng của AIA, GA3 và zeatin xử lí riêng rẽ hay kết hợp, một số dung dịch chứa các chất điều hòa sinh trƣởng thực vật nói trên đƣợc chuẩn bị với thành phần và nồng độ khác nhau, và phun trực tiếp các dung dịch này lên trái. Kết quả cho thấy tất cả các dung dịch này đều ít nhiều cản sự rụng, đặc biệt cản mạnh sự rụng là các dung dịch A5, C50 và D10 (bảng 3.9). KẾT LUẬN - ĐỀ NGHỊ 57 KẾT LUẬN - ĐỀ NGHỊ Kết luận Từ các kết quả trên, chúng tôi có một số kết luận nhƣ sau: 1. Về thời điểm, vị trí xảy ra sự rụng và cơ quan quyết định sự rụng trái non xoài Cát Hòa Lộc (Mangifera indica L.): • Sự rụng xảy ra theo hai đạt: đợt 1 trong giai đoạn tăng trƣởng sớm của trái (7 ngày tuổi) và đợt 2 khi trái bắt đầu giai đoạn tăng trƣởng nhanh (3 tuần tuổi). • Sự rụng xảy ra tại vùng rụng, liên quan đến sự tạo các enzym phân hủy vách tế bào theo con đƣờng sinh học phân tử (lý thuyết trung tâm của sinh học phân tử). • Trái có vai trò quyết định sự rụng trái thông qua sự thay đổi của các chất điều hòa sinh trƣởng thực vật trong trái. 2. Sự rụng là hiện tƣợng sinh lí học có kiểm soát. Có sự thay đổi hàm lƣợng các chất điều hòa sinh trƣởng thực vật trong trái, và sự thoát khí etilen, gia tăng cƣờng độ hô hấp tại vùng rụng. Hàm lƣợng auxin, giberelin và citokinin giảm trong trái trong khi hàm lƣợng acid abcisic gia tăng ở các giai đoạn sự rụng diễn ra mạnh. 3. GA3 , AAB và ethrel kích thích trực tiếp sự rụng của khúc cắt vùng rụng trái xoài. AIA và zeatin riêng rẽ hay kết hợp với MA cản sự rụng. 4. Auxin và citokinin có tác dụng cản sự rụng ngoài thiên nhiên. Các dung dịch C50 và D10 có khả năng đƣợc dùng để kiểm soát sự rụng trái non xoài Cát Hòa Lộc. 58 Đề nghị Trong thời gian tới, nếu có điều kiện chúng tôi sẽ: 1. Tiếp tục nghiên cứu về tác dụng của các chất điều hòa sinh trƣởng thực vật ỏ mức tế bào và phân tử trong quá trình rụng. 2. Cải tiến các dung dịch xử lí để đạt hiệu quả cao hơn và tính toán hiệu quả kinh tế của việc xử lí này. 59 TÀI LIỆU THAM KHẢO Phần tiếng Việt 1. Võ Văn Chi, Dƣơng Đức Tiến (1978), Phân loại học thực vật - Thực vật bậc cao, Nxb Đại học và Trung học chuyên nghiệp Hà Nội tr. 355-356. 2. Vũ Công Hậu (1996), Trồng cây ăn quả ở Việt Nam, Nxb Nông nghiệp tr. 458-483. 3. Trần Hợp (1968), Phân loại thực vật, Nxb Đại học và Trung học chuyên nghiệp, tr. 139. 4. Phạm Thị Hƣơng, Trần Thế Tục, Nguyễn Quang Thạch (2000), Cây xoài và những điều cẩn biết, Nxb Nông nghiệp, tr. 15-20. 5. Nguyễn Nhƣ Khanh (1996), Sinh lí học sinh trưởng và phát triển thực vật, Nxb Giáo dục, tr. 85-125. 6. Dƣơng Minh, Vũ Thanh Hoàng, Lê Thanh Phong (1997), Cây xoài (Mangifera indica L.), Nxb Nông nghiệp Tp. Hồ Chí Minh, tr. 3-10. 7. Niên giám Thống kê (1999), Nxb Cục Thống kê Tiền Giang, tr. 74. 8. Niên giám Thống kê (2002), Nxb Cục Thống kê Tiền Giang, tr. 77. 9. Hoàng Thị Sản, Phan Nguyên Hồng (1986), Thực vật học, Phần Phân loại, Nxb Giáo dục, tr. 140-143. 10. Nguyễn Quang Thạch, Nguyễn Mạnh Khải, Trần Hạnh Phúc (2000), Etylen và ứng dụng trong trồng trọt, Nxb Nông nghiệp Hà Nội, tr. 45-46. 11. Mai Trần Ngọc Tiếng (2001), Thực vật cấp cao, Nxb Đại học Quốc gia Tp HCM, tr. 120- 124. 12. Trần Thế Tục (1998), Giáo trình cây ăn quả, Nxb Nông nghiệp Hà Nội, tr. 150-168. 60 13. Bùi Trang Việt (1989), Tim hiểu và áp dụng các chất điều hòa sinh trưởng thực vật để kiểm soát hiện tượng rụng "bông" và "trái non" Tiêu (Piper nigrum L.), Luận án Phó Tiến sĩ khoa học, chuyên ngành Sinh lý thực vật Trƣờng Đại học Tổng hợp Tp. Hồ Chí Minh, Tp. Hồ Chí Minh. 14. Bùi Trang Việt (1992), "Tim hiểu hoạt động của các chất điều hòa sinh trƣởng thực vật thiên nhiên trong hiện tƣợng rụng "bông" và "trái non" Tiêu (Piper nigrum L.)", Tập san khoa học ĐHTH TpHCM 1, tr. 155-165. 15. Bùi Trang Việt (2000), Sinh lý thực vật đại cương, Phần 2: Phát triển, Nxb Đại học Quốc gia Tp. Hồ Chí Minh, tr. 172-195. 16. Bùi Trang Việt (2001), Sinh học tế bào, Nxb Đại học Quốc gia Tp. Hồ Chí Minh, tr. 48- 49, tr. 232-234. 17. Vũ Văn Vụ (1997), Sinh lí học thực vật, Nxb Giáo dục, tr. 184-210. Phần tiếng nước ngoài 18. Abdel- Rahman M. (1977), "Patterns of hormones, respiration and ripening enzymes during development, maturation and ripening of cherry tomato fruits", Physiol. Plant, 39, pp. 115-118. 19. Abeles F. B. (1967), "Mechanism of action of abscission accelerators", Physiologia plantarum, 20, pp. 442-459. 20. Abeles F. B. (1969), "Abscission roles of cellulases", Plant Physiol, 44, pp. 447-452. 21. Abeles F. B., Holm R.E. and Gahagan H. E. (1967), "Abscission: the role of aging", Plant Physiol., 42, pp. 1351-1356. 61 22. Abeles F. B. and Holm R. E. (1966), "Enhancement of RNA synthesis, protein synthesis, and abscission by ethylene", Plant physiol., 41, pp. 1337-1342. 23. Addicott F. T. (1982), Abscission, Univ. of California Press, Berkeley. 24. Addicott F. T., Cams H.R., Lyon J.L., Smith O.E. and J. L. Mac-Means (1964), Regulateurs naturels de la croissance vegetale, Ed. CNRS. 25. Ausubel F.M., Brent. R., Kingston R.E., Moore D.D., Seidman J.G., Smith J.A. and Struhl K. (1999), Short protocols in molecular biology, Fourth edition, Wiley, pp. (2)11-(2)12. 26. Biale J. B. (1978), "On the interface of horticulture and plant physiology", Ann. Rev. Plant Physiol, 29, pp. 1-23. 27. Blumenfeld A. S. and Gazit (1970), "Cytokinin activity in Avocado Seeds during fruit development", Plant Physiol, 46, pp. 331-333. 28. Burg S. P. (1962), "The physiology of ethylene formation", Ann. Rev. Plant Physiol, 13, pp. 265-301. 29. Cams H. (1966), "Abscission and its control", Ann. Rev., Plant physiol, 17, pp. 295-314. 30. Chadha K. L. (1993), Fruit drop in Mango. Fruit Crops, Malhotra Publishing House, New Delhi, in Advanced in Horticulture, Vol. 3, pp. 1131-1159. 31. Coombe B. G. (1976), "The development of freshy fruits", Ann. Rev., Plant physiol, 27, pp. 507-528. 32. Crane J. C. (1969), "The role of hormones in fruitset and development", HortScience, 4, pp. 108-111. 33. Dellaporta S.L. Wood J. and Hicks J. B. (1983), "Preparation of plant DNA using CTAB. A plant DNA minipreparation", Version II., Plant Mol. Biol. Rep., pp. 14- 19. 62 34. Deysson G. (1967), Element d'anatomie des plants vasculaires, Sedes Paris, pp. 211. 35. Dilley D. R. (1969), "Hormonal control of fruit ripening", Hortscience, 4, pp. 111-114. 36. Doffling K. (1972), "Recent advances in abscisic acid research", In: Hormonal regulation in plant growth and development, Edited by Kaldewey H. and Vardar Y., Verglag Chemie, Weinheim , pp. 281-295. 37. Elmo M., Beyer, J. R. and Morgan P. W. (1970), "A Method for determining the concentration of ethylene in the gas phase of vegetative plant tissues", Plant Physiol, 46, pp. 352-354. 38. Esau K. (1967), Plant anatomy, Wiley and Sons, Inc. (New York, London, Sydney). 39. Hartmann C. (1992), La senescence des vegetaux, Collection Methodes, Hermann, Editeurs des Sciences et des Arts, pp. 26-28, pp. 82-105. 40. Heller R. (1995), Physiologie vegetale.Tome I: Nutrition, Masson ( Paris, Milan, Barcelone ), pp. 170-175. 41. Heller R. (1995), Physiologie vegetale. Tome II: Developpement, Masson ( Paris, Milan, Barcelone ), pp. 98-99. 42. Inskeep W. P. and Bloom P. R. (1985), "Extinction coefficients of chlorophyll a and b in N,N-dimethylformamide and 80% acetone", Plant Physiol, 77, pp. 483-485. 43. Jacobs W. P. (1962), "Longevity of plant organs: internal factors controlling abscission", Ann. rev., Plant physiol, 13, pp. 403-436. 44. Jacobs W. P. (1968), "Hormonal regulation of leaf abscission", Plant physiol, 43, pp. 1480-1496. 63 45. Kalra S. K. and Tandon D. K. (1993), Fruit growth and Development. Fruit Crops, Malhotra Publishing House, New Delhi Vol. 3, Advanced in Horticulture, pp. 1101- 1124. 46. Key J. L. and Shannon J. C. (1964), "Enhancement by auxin of ribonucleic acid synthesis in excised soybean hypocotyl tissue", Plant Physiol., 39, pp. 360-364. 47. Nguyen Thi Ngoc Lang (1970), Essai de determinaison des causes de dormance d'une variete locale de riz Nàng Phệt muọn, Doctorat de 3e cycle, Universite de Saigon, Faculte des sciences. 48. Leopold A. C. (1972), "Ethylene as a plant hormone", In Hormonal regulation in plant growth and development, Edited by Kaldeway H. and Wardar Y., Verglag Chemie, Weiheim , pp. 245-262. 49. Leopold A. C. and Poovaiah B. W. (1974), "The regulation of abscission", In: Experimental plant physiology, Edited by Pietro A.S., Saint Louis. 50. Lewis L. N. and Bakhshi J. C. (1968), "Protein synthesis in abscission: The distinctiveness of abscision zone and its response to gibberellic acid and indoleacetic acid", Plant Physiol, 43, pp. 359-364. 51. Loveys B. R. and Van Dijk H. M. (1988), "Improved extraction of abscisic acid from plant tissue", Aust. J. Plant Physiol, 15, pp. 421-427. 52. Mac Millan J. (1985), "Gibberellin metabolism: objectives and methodology", Biol. Plant. (Praha), 27 (2-3), pp. 164-171. 53. Mazliak P. (1998), Physiologie vegetale. Tome II: Croissance et developpement, Hermann (Paris), pp. 60-62, pp. 391-425. 54. Meiner H. (1984), Class experiments in plant physiology, George Allen & Unwin (Publishers) Ltd. London, Boston, Sydney, pp. 51-52, pp. 124-130. 64 55. Morton J. (1987), Mango. Fruits of warm climates, Julia F. Morton, Miami, pp. 221-239. 56. Murashige T. and Skoog F. (1962), "A revised method for rapid growth and bioassays with tobacco tissue culture", Physiol. Plant, 15, pp. 473-497. 57. Nigel J., Smith H., Williams J.T., Plucknett D.L. and Talbot J. P. (1992), "Tropical forests and their crops, Cornell University, pp. 78-95. 58. Nitsch J. P. (1953), "The Physiology of fruit growth", Annual review of Plant Physiology, Daniel I. Amon, Editor Univesity of California, pp. 199-236. 59. Nooden L. D. and Leopold A. C. (1988), Senescence and Aging in plants, Academic Press Inc., pp. 30-37, pp. 89-92, pp. 156-160. 60. Pratt H. K. and Goeschl J. D. (1969), Physiological roles of ethylene in plants, pp. 303- 346. 61. Rubinstein B. and Leopold A. C. (1963), "Analysis of the auxin control of bean leaf abscission", Plant physiol., 38, pp. 262-267. 62. Salisbury F. B. and Ross C. W. (1992), Plant Physiology, Plant Development, Wadaworth Publishing Company, Beimont, California, pp. 405-407. 63. Scott P. C. and Leopold A. C. (1966), "Abscission as a mobilization phenomenon", Plant physiol, 41, pp. 826-830. 64. Smith P. K., Krohn R.I., Hermanson G.T., Mallia A.K., Gartner F.H., Provenzano M.D., Fujimoto E.K., Goeke N. M., et al. (1985), "Measurement of protein using bicinchoninic acid", Anal. Biochem., 150, pp. 76-85. 65. Speziale B. J., Schreiner S.P., Giammatteo P.A. and Schindler J. E. (1984), "Comparison of N,N-Dimethylformamide, Dimethyl sulfoxide, and Acetone for extraction of Phytoplankton Chlorophyll", Can. J. Fish. Aquat. Sci., 41, pp. 1519-1522. 65 66. Subhadrabandhu S. (1999), "A report on the Sixth International Mango symposium", J. Appl. Hon., July-December 1(2), pp. 149-150. 67. Tamas I. A., Ozbun J. L., Wallace D.H., Powell L.E, Engels C.J. (1979), "Effect of fruits on dormancy and abscisic acid concentration in the axillary buds of Phaseolus vulgaris L", Plant Physiol., 64, pp. 615-619. 68. Tamas I. A., Engels C.J., Kaplan S.L., Ozbun J.L. and Wallace D. H. (1981), "Role of indoleacetic acid and abscisic acid in the correlative control by fruits of axillary bud development and leaf senescence", Plant Physiol., 68, pp. 476-489. 69. Vallade J. (1999), Structure et developpement de la plante. Morphogenese et biologie de la reproduction des Angiospermes, Donod, pp. 128-210. 70. Wheeler C. T. and Boulter D. (1967), "Nucleic acid of developing seeds of Viciafaba L", J. Exp. Botany, 18, pp. 229-240. 71. Yokota T., Murofushi N. and Takahashi N. (1980), "Extraction, Purification and Identification". In: Hormonal regulation of development I - Molecular aspects of plant hormones, Encyclopedia of plant physiology, Edited by J. Mac Millan, New series, vol.9, Springer New York, pp. 113-201. PHỤ LỤC Phụ lục 2.1: MÔI TRƯỜNG NUÔI CẤY (MS với thành phần đa lượng giảm 1/2) (Murashige và Skoog 1962) [56] - Đa lƣợng 25 ml/l -Vi lƣợng 5 ml/l - Fe EDTA 5 ml/l - 4 loại vitamin (4V) 2 ml/l -Myo inositol 100 mg/l - Sorbitol 2 g/l -Acid ascorbic 10 mg/l - agar 4,5 g/l (tạo môi trƣờng dạng bán lỏng) pH 5,7 Đa lượng (nồng độ sau cùng) - NH4NO3 1650 mg/l - KNO3 1900 mg/l - CaCl2,2H20 440 mg/l - MgS04,7H20 370 mg/l - KH2P04 170 mg/l Vi lượng (nồng độ sau cùng) - H3BO3 6,2 mg/l - MnSO4,4H2O 22,3 mg/l - ZnSO4,4H2O 8,6 mg/l - KI 0,83 mg/l - Na2MoO4,2H20 0,25 mg/l - CuS04,5H20 0,025 mg/l - COCl2,6H20 0,025 mg/l Dung dịch FeEDTA (nồng độ sau cùng) - FeS04,7H20 27,8 mg/l - Na2 EDTA 37,3 mg/l Vitamin - Glycin 2 mg/l -Thiamin HC1 0,1 mg/l - Acid nicotinic 0,5 mg/l - Pyridoxin HC1 0,5 mg/l Phụ lục 2.2: DUNG DỊCH cố ĐỊNH MẪU FAA - 8 lần thể tích cồn 700 40 ml - 1 lần thể tích formaldehyd 37% 5ml - 1 lần thể tích acid acetic 5ml Dung dịch có thể giữ lâu đƣợc ở nhiệt độ 100C. Ngâm mẫu ƣong 24 giờ, sau đó giữ mẫu trong cồn 700. Phụ lục 2.3: DUNG DỊCH TRÍCH VÀ ĐIỆN DI DNA (Ausubel 1999)[25] Dung dịch trích CTAB - 2% (w/v) CTAB - 100 mM Tris HC1 pH 8 - 20 mM EDTA pH 8 - l,4MNaCl - 1%PVP 40 Dung dịch CTAB/NaCl - 10% CTAB - 0,7 M NaCl Hòa tan 4,lg NaCl trong 80 mi nƣớc cất. Cho chậm lOg CTAB vào, quậy nóng ở 65 0 C. Thể tích sau cùng là 100 mi. Dung dịch CTAB tủa - l%(w/v) CTAB - 50 mM Tris HC1 pH 8 - 10 mM EDTA pH 8 Dung dịch đệm TE nồng độ muối cao Dung dịch điện di 10 x TBE - 10 mM Tris HC1 pH 8 - Tris HC1 108 g - 0,1 mMEDTApH8 - Acidboric 55 g - 1MNaCl - EDTA 7,4 g pH 8,3 Dung dịch đệm TE - 10 mM Tris HCl pH 8 - 1 mM EDTA pH 8 Phụ lục 2.4: DUNG DỊCH LI TRÍCH CELLULAZ (Meidner 1984) [54] 20 mM Tris HC1 pH 8,1 (để có 100ml dịch trích cần 0 0121 g) 3 mM EDTA ( " 0,0336 g) 1 M NaCl 4 0 C ( " 5 6 g) (nồng độ muối phải cao để tách đƣợc cellulaz khỏi vách celluloz). Dung dịch CMC (Carboxymetil celluloz) 10g CMC 1 mM đệm Phosphat pH 6,1 khuấy tan trong 1000 ml nƣớc cất. Có thể khuấy ấm trong 8 giờ. Khử trùng để dùng lầu. Đệm phosphat (A) + (B) pH 6,1 42 ml dung dịch A:0,1 M Na2HP04. 2 H20 17,8g/1000 ml nƣớc cất pH 8,86 (đo). 50 ml dung dịch B:0,1 M NaH2P04. 2 H20 15,6g/1000 ml nƣớc cất pH 4,6 (đo). Agar sinh trắc nghiệm 20g/l agar 10g/l CMC Phụ lục 2.5: VÙNG RỤNG LÁ ĐẬU (Dolichos sp.) CÔ LẬP VÀ SINH TRẮC NGHIỆM Cây đậu (Dolichos sp.) và khúc cắt vùng rụng lá đậu. Sinh trắc nghiệm khúc cắt vùng rụng lá đậu (Dolichos sp.). BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP HCM ---------------------------- TÌM HIỂU ẢNH HƢỞNG CỦA CÁC CHẤT ĐIÊU HÒA TĂNG TRƢỞNG THỰC VẬT LÊN HIỆN TƢỢNG RỤNG TRÁI NON XOÀI (Mangifera indica L.) Mã số CS.2002.23.27 Chủ nhiệm đề tài : TS. Lê Thị Trung Tham gia thực hiện: CN. Võ Anh Kiệt THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH- 2003 DÀN BÀI Mở đầu Chƣơng 1 Tổng quan tài liệu Chƣơng 2 Vật liệu - Phƣơng pháp Chƣơng 3 Kết quả - Thảo luận Kết luận - Đề nghị Tài liệu tham khảo - Phụ lục CÁC CHỮ VIẾT TẮT AAB : Acid abcisic AIA : Acid indol acetic BA : Benzil adenin DNA : Acid desoxiribonucleic GA 3 : Acid giberelic RNA : Acid ribonucleic mRNA: RNA thông tin Đề tài gồm phần mở đầu 2 ƣang, tổng quan tài liệu 9 trang, vật liệu-phƣơng pháp 8 ừang. Phần kết quả có 29 trang, vói 9 bảng, 13 hình và 22 ảnh. Phần thảo luận có 8 trang, phần kết luận-đề nghị 2 trang, và phần tài liệu tham khảo với 71 tài liệu trong và ngoài nƣớc. 1 MỞ ĐẦU Xoài (Mangifera indica L.) là cây ăn trái đƣợc trồng ở nhiều nơi và có giá trị cao, cả về mặt dinh dƣỡng cũng nhƣ xuất khẩu. Tuy nhiên, ở xoài có hiện tƣợng rụng trái non rất nhiều làm cho năng suất xoài giảm mạnh. Các chất điều hòa tăng trƣởng thực vật có vai ƣò đặc biệt quan trọng trong sự kiểm soát các hiện tƣợng sinh lí thực vật, bao gồm sự rụng. Do đó đề tài: " Tìm hiểu ảnh hƣởng của các chất điều hòa tăng trƣởng thực vật lên hiện tƣợng rụng trái non xoài (Mangifera indica L.)" nhằm: - Tìm hiểu hiện tƣợng rụng của trái non xoài dƣới ảnh hƣởng của các chất điều hòa tăng trƣởng thực vật; - Ấp dụng các chất điều hòa tăng trƣởng thực vật để kiểm soát sự rụng trái non xoài Cát Hòa Lộc. Đề tài đƣợc thực hiện tại Bộ môn Sinh lí thực vật - Di truyền trƣờng Đại học Khoa học Tự nhiên - Đại học Quốc gia TP Hồ Chí Minh và phòng thí nghiệm Sinh lí - Sinh hóa -Vi sinh trƣởng Đại học Sƣ Phạm TP Hồ Chí Minh. Một số thí nghiệm về giải phẫu đƣợc thực hiện tại trƣờng Đại học Maine (Cộng hòa Pháp). Đo sự thoát khí etilen đƣợc thực hiện tại Trung tâm Dịch vụ Phân tích thí nghiệm thành phố Hồ Chí Minh. Thử nghiệm ngoài đồng tại Trại giông Cây trồng Đồng Tiến - Hốc Môn. Chƣơng 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU Rụng là quá trình sinh lí dẫn tới sự tách rời một cơ quan (nhƣ lá, hoa hay trái) hay một phần khác (nhƣ nhánh) 2 khỏi cơ thể thực vật, do hoạt động của các enzym phân hủy vách tế bào tại một vùng đặc biệt, gọi là vùng rụng ( ở gốc cuống) (Bùi Trang Việt 2000, Addicott and Cams 1964, Esau 1967, Heller 1995). Kĩ thuật khúc cắt vùng rụng là một tiến bộ trong nghiên cứu về sự rụng vì vừa dễ dàng đƣợc thực hiện trong phòng thí nghiệm dƣới điều kiện có kiểm soát, vừa hạn chế tối đa hiệu ứng tƣơng quan trong sự rụng (Carns 1966, Jacobs 1962). Các chất điều hòa sinh trƣởng thực vật auxin, giberelin, citokinin, acid abcisic và etilen đều có ảnh hƣởng tới quá trình rụng (Vũ Văn Vụ 1997, Leopold 1972). Có sáu quan điểm về hoạt động của auxin trong quá trình rụng: a/ Vị trí áp dụng auxin kiểm soát sự rụng (Addicott và Lynch 1951). b/ Thuyết về "khuynh độ auxin" (auxin gradient) (Abeles 1967, Cams 1966). c/ Lá là đơn vị sinh lí độc lập của hiện tƣợng rụng lá (Jacobs 1968, Wetmore và Jacobs 1953). d/ Cân bằng "auxin - auxin" kiểm soát sự rụng (Tamas et al. 1979,1981). e/ Nồng độ auxin kiểm soát sự rụng (Gaur và Leopold 1955 trong Abeles 1967 và Jacobs 1962). f/ Thời điểm áp dụng auxin kiểm soát sự rụng (Rubinstein và Leopold (1963). Citokinin cản sự rụng do cản sự lão suy tế bào -trạng thái cần thiết để etilen hoạt động kích thích sự rụng (Abeles et al. 1967). Giberelin kích thích sự rụng do thúc nhanh giai đoạn một 3 của phản ứng rụng "hai giai đoạn" (Carns 1966). Acid abcisic khởi phát quá trình lão suy khởi phát sự rụng (Mazliak 1998). Etilen là chất đƣợc xem nhƣ có vai trò trung tâm trong sự rụng (Mai Trần Ngọc Tiếng 2001, Abeles 1967). Chƣơng 2: VẬT LIỆU - PHƢƠNG PHÁP Vật liệu - Trái xoài Cát Hòa Lộc (Mangifera indica L.) ở 0, 3, 7, 10 ngày tuổi, từ các cây xoài ghép trƣởng thành 5 năm tuổi, đƣợc trồng tại Trại Giống Cây Trồng Đồng Tiến - Hốc môn (TP Hồ Chí Minh). - Khúc cắt vùng rụng trái non xoài Cát Hòa Lộc (Mangifera indica L.) ở ngày tuổi thứ 7, khúc cắt vùng rụng lá cây mầm đậu (Dolichos sp.), khúc cắt diệp tiêu lúa (Oryza sativa L.), trụ hạ diệp cây mầm xà lách (Lactuca sativa L), tử diệp dƣa leo (Cucumis sativus L.). Phƣơng pháp 1. Theo dõi sự tăng trƣởng trái và hiện tƣợng rụng ngoài thiên nhiên (theo thời gian, theo tuổi trái). 2. Sinh trắc nghiệm khúc cắt vùng rụng trái xoài để theo dõi tốc độ rụng và xác định thời rụng t50 (Leopold và Poovaiah 1974). Các khúc cắt vùng rụng vô trùng đƣợc nuôi trong môi trƣờng MS (Murashige và Skoog 1962) lỏng trên máy lắc với tốc độ 80 vòng/ phút, 28 ± l 0C, 2000 ± 200 lux, độ ẩm 85 ± 5%. 4 3. Quan sát hình thái giải phẫu qua lát cắt dọc và ngang, nhuộm hai màu. Quan sát dƣới kính hiển vi và chụp ảnh. 4. Khảo sát một số biến đổi sinh lí hóa học xảy ra tại vùng rụng của trái xoài: cƣờng độ hô hấp (MValker 1990), sự thoát khí etilen tại vùng rụng , hàm lƣợng RNA (Abeles et ai. 1966) và protein tổng số (Smith et al. 1985), kiểm chứng tính nguyên vẹn của DNA ƣong quá tình rụng qua điện di trên gel agaroz (Ausubel 1999), hàm lƣợng diệp lục tố (Inskeep and Bloom 1985, Speziale 1984). 6. Đo hàm lƣợng của các chất điều hòa tăng trƣởng thực vật trong trái xoài bằng các phƣơng pháp sinh trắc nghiệm sau kĩ thuật sắc kí lớp mỏng trên silica gel (Bùi Trang Việt 1992, Loveys và Van Dijk 1988, Meidner 1984). 7. Khảo sát sự thay đổi hoạt tính enzym cellulaz ở các thời điểm t0 và t50 bằng cách quan sát sự phân hủy CMC (Carboxymetil celluloz) trên agar (Meidner 1984). 8. Khảo sát ảnh hƣởng của các chất trích từ trái non xoài và các chất điều hòa tăng trƣởng thực vật tinh khiết trên sự rụng của khúc cắt vùng rụng lá đậu (Dolichos sp.). Đánh giá sự rụng theo thời rụng t50 (giờ). 9. Khảo sát ảnh hƣởng các chất điều hòa tăng trƣởng thực vật dạng tinh khiết trên sự rụng của khúc cắt vùng rụng ƣái xoài trong môi trƣờng MS lỏng đƣợc lắc (80 vòng/phút), ở 28 ± l 0 C, 2000 ± 200 lux, độ ẩn 85 ± 5%. Kiểm tra sự rụng theo thời gian và đánh giá sự rụng qua thời rụng t50. 10. Áp dụng các dung dịch chất điều hòa tăng trƣởng thực vật ngoài thiên nhiên để kiểm soát sự rụng trái non xoài. 5 Chƣơng 3: KẾT QUẢ - THẢO LUẬN Kết quả 1. Sự tăng trƣởng trái và sự rạng ngoài thiên nhiên Trái xoài có một giai đoạn tăng trƣởng chậm (tuần 10-11) nằm xen giữa hai lần tăng trƣởng nhanh (tuần 3-10 và tuần 11-14). Phối hợp tử chỉ tăng trƣởng rõ từ tuần thứ 5. Sự rụng trái xảy ra mạnh ở trái 7 ngày tuổi và 3 tuần tuổi. 2. Tốc độ rụng cửa khúc cắt vùng rụng trái xoài Đƣờng biểu diễn phần trăm rụng theo thời gian có dạng hình chữ s với giai đoạn tiềm ẩn từ 0-42 giờ sau sự cắt cô lập vùng rụng. Thời rụng t50 đƣợc xác định ở 62,8 giờ. 3. Các biến đổi hình thái giải phẫu của vùng rụng 3.1. Biến đổi hình thái của phôi và vùng rụng tƣơng ứng Dƣới kính hiển vi, vùng rụng của các trái với phôi bị trụy chứa các tế bào dính nhau một cách lỏng lẻo so với các tế bào vùng rụng các trái có phôi phát triển tốt hơn. 3.2. Cấu trúc vùng rụng Sự rụng trái xoài chỉ xảy ra tại vùng rụng trái. Vùng rụng có ít cƣơng mô hơn phần cuống ở phía trong vùng rụng. Lát cắt ngang qua vùng rụng cho thấy sự tan rã vách bắt đầu từ lớp tế bào nhu mô và tầng sinh bột nằm sâu bên trong, gần hệ thống ống tiết. 3.3. Các biến đổi hình thái trong quá trình rụng Vách của các lớp tế bào dẹp ở vùng rụng gần nhƣ không thay đổi cho đến 42 giờ. Từ 48 giờ, sự tan rã vách tế bào tại vùng rụng xảy ra, bắt đầu từ một phía. Đến 66 giờ, vách các tế bào tan rã nhiều hơn, từ cả hai phía của vùng rụng. Từ 72-90 giờ, hiện tƣợng tan rã vách càng rõ. Đến 96 6 giờ, sự tan rã vách gần nhƣ hoàn toàn, hai bên vùng rụng chỉ còn dính với nhau ở vài tế bào khá lỏng lẻo. 3.4. Các biến đổi hình thái tế bào vùng rụng dƣới tác dụng của các chất điều hòa tăng trƣởng thực vật AIA 2mg/l, BA 1 mg/l và cả GA3 20 mg/l đều cản sự tan rã vách tế bào vùng rụng, trong khi AAB 1 mg/l kích thích quá trình này. 4. Vài biến đổi sinh lí hóa học xảy ra tại vùng rụng 4.1. Thay đổi cƣờng độ hô hấp và sự thoát khí etilen tại vùng rụng Có sự gia tăng cƣờng độ hô hấp cho tới thời điểm tso (62,8 giờ). Etilen thoát ra tại vùng rụng tăng nhanh và đạt tới đỉnh ở 39 giờ (trƣớc t50). Lƣợng etilen giảm tại thời điểm tso, và tiếp tục giảm sau đó. Ở 86 giờ, khi sự sản xuất etilen giảm mạnh thì cƣờng độ hô hấp vẫn ở mức tƣơng đối cao. 4.2. Hàm lƣợng RNA và protein tổng số Hàm lƣợng RNA gia tăng cho tới thời rụng (t50) và giảm nhanh sau đố. Trái lại, lƣợng protein lúc đầu giảm, tăng nhanh ở thời điểm t50 (62,8 giờ), và giảm đi khi sự rụng xảy ra. 4.3. Kiểm chứng tính nguyên vẹn của DNA trong quá trình rụng DNA của tế bào vùng rụng taất hiện rõ trong một băng ở gần mực gốc, ở to hay tso (trƣờng hợp không có xử lí Hind III). Với xử lí Hind III, DNA của tế bào vùng rụng bị cắt để cho ba băng khác nhau. Cả ba băng này đều có vị trí tƣơng ứng giống nhau ở t0 và t50. 4.4. Biến đổi hàm lƣợng diệp lục tố xảy ra tại vùng rụng Hàm lƣợng diệp lục tố tổng số giảm đều trong suốt quá 7 trình rụng. 5. Hoạt tính của các chất điều hòa sinh trƣờng thực vật Hàm lƣợng MA, GA3 và BA thấp ở ngày 7 (khi trái dễ rụng), hàm lƣợng AAB rất cao ở ngày này, so với ở các ngày 0 và 3 trƣớc đó (khi trái rất ít rụng). 6. Sự thay đổi hoạt tính enzym cellulaz Vòng phân hủy CMC bởi chất trích từ khúc cắt vùng rụng rụng ở t50 có đƣờng kính lớn hơn so với ở t0. 7. Ảnh hƣởng của các chất trích từ trái xoài trên sự rạng cửa khúc cắt vùng rạng lá đậu (Dolichos sp.) Cả 3 dạng chất trích (thô, pha acid và pha trung tính) ở các trái xoài 0 ngày tuổi đều cản mạnh sự rụng của khúc cắt vùng rụng lá đậu; hiệu ứng cản của trái 3 ngày tuổi chỉ có ở pha trung tính. Chỉ có pha acid của trái 7 ngày tuổi cản sự rụng. Chất trích từ trái 10 ngày tuổi kích thích sự rụng. 8. Ảnh hƣởng các chất điều hòa tăng trƣởng thực vật tinh khiết trên sự rạng của khúc cắt vùng rạng trái xoài AIA 2 mg/l, AIA 5 mg/l, Zeatin 10 mg/l hoặc AIA 5 mg/l kết hợp với Zeatin 10 mg/l đều có tác dụng kéo dài thời rụng (cản sự rụng), trong khi GA3 20 mg/l, ethrel 1000 mg/l và AAB 1 mg/l kích thích sự rụng. 9. Áp dụng các chất điều hòa tăng trƣởng thực vật để kiểm soát sự rụng trái non trên cây xoài - AIA 2 mg/l giúp tăng tỉ lệ đậu trái (cản sự rụng) ở trái 3 ngày tuổi, nhƣng kích thích sự rụng ở trái 7 ngày tuổi. AIA 5 mg/l cản sự rụng ở tất cả các trái 0-10 ngày tuổi, đặc biệt là có khả năng cản mạnh sự rụng khi trái ỏ giai đoạn dễ rụng (7 ngày tuổi). - Zeatin 10 mg/l giúp cản sự rụng ở tất cả các trái 0-10 8 ngày tuổi, và hiệu ứng đặc biệt mạnh khi kết hợp với AIA 5 mg/1 trên trái 7 ngày tuổi. Tuy nhiên, hiệu ứng này giảm đi ở các trái 0 và 10 ngày tuổi (ở giai đoạn trái ít rụng). - GA3 nói chung có tác dụng không đáng kể hay kích thích nhẹ sự rụng (các ngày 7 và 10). Từ các kết quả nêu trên, một số dung dịch chứa các chất điều hòa tăng trƣởng thực vật có thành phần và tỉ lệ khác nhau đƣợc xử lí trên trái. Các dung dịch A5, C50 và D10 cản mạnh sự rụng trái; dung dịch F5 cản nhẹ sự rụng trái. Thảo luận - Về thời điểm xảy ra hiện tượng rạng trái non xoài và cơ quan quyết định hiện tượng này Sự rụng trái xoài xảy ra rất sớm, tập bung nhiều trên trái ở 7 ngày tuổi và 21 ngày tuổi sau sự nở hoa. Điều này cho thấy trái, hột và phôi trong hột trong quá trình tăng trƣởng có vai trò đặc biệt trong sự rụng của chính trái (Tamas etal. 1979, 1981). - Về các thay đổi hình thái và sự lão suy tại vùng rụng Sự rụng chỉ xảy ra tại vùng rụng trái. Vùng này chứa ít tế bào hóa cƣơng mô so với vùng cuông ở phía trong vùng rụng. Tuy nhiên, sự rụng không phải do tính "yếu ớt" của cấu trúc vùng rụng mà do một quá trình sinh lí đặc sắc do gen điều khiển và chịu sự tác động của các chất điều hòa sinh trƣởng thực vật (Leopold 1972). Hàm lƣợng diệp lục tố của vùng rụng giảm đều trong quá trình rụng. Việc giảm liên tục hàm lƣợng diệp lục tố trong mô vùng rụng cho thấy một cách chắc chắn mức độ lão suy cao của vùng này (Nooden et al. 1988). 9 - Về sự gia tăng cường độ hô hấp và sản xuất khí etilen tại vùng rụng Sự gia táng cƣờng độ hô hấp trong quá trình rụng chứng tỏ hoạt động biến dƣỡng tích cực của các tế bào vùng rụng trong quá trình tan rã vách tế bào. Sau khi sự rụng xảy ra, sự sản xuất etilen và cƣờng độ hô hấp giảm mạnh. Chính etilen cảm ứng sự tạo các enzym trong tế bào vùng rụng, khi các tế bào này ở một trạng thái lão hóa nhất định, làm cho vách của các tế bào vùng này tan rã và trái rụng (Goren et ai. 1976, Kazokas et al. 1998). - Về con đường sinh học phân từ trong quá trình rụng RNA, protein gia tăng tại thời điểm t50 liên quan tới sự lão suy và sự rụng. Sự giảm hàm lƣợng protein trong giai đoạn 0-39 giờ không chỉ liên quan đến sự phân hủy protein, bởi vì, có sự tổng hợp nhiều polypeptid đặc trƣng, nhƣng cũng có sự mất đi một số polypeptid đặc trứng khác (Hartmann 1992). Đó còn là chỉ thị của quá trình lão hóa cần thiết cho hoạt động của etilen trong sự cảm ứng các enzym phân hủy vách tế bào (Nooden & Leopold 1988) nhƣ đƣợc chứng minh qua vòng phân hủy carboxymetilcelluloz. Các kết quả này cùng với tính nguyên vẹn của các phân tử DNA trong quá trình rụng phần nào chứng tỏ sự rụng là hiện tƣợng sinh lí bình thƣờng do gen điều khiển qua chuỗi sinh tổng hợp protein. - Về sự thay đổi và vai trò cửa các chất điều hòa tăng trưởng thực vật trong trái Auxin giảm mạnh ở trái 3 và 7 ngày tuổi cho thấy sự rụng đƣợc kích thích bởi auxin ở các nồng độ thấp, nhƣng bị cản bởi auxin ở các nồng độ cao theo quan điểm về "nồng 10 độ auxin kiểm soát sự rụng" (Gaur và Leopold 1955 trong Abeles 1967 và Jacobs 1962). Trái lại, acid abcisic và các chất cản nối chung tăng cao trong trái ở ngày 3 và ở ngày 7. Acid abcisic có vai trò khỏi phát sự lão suy (Mai Trần Ngọc Tiếng 2001), tạo cho mô vùng rụng ở trạng trái lão hóa cần thiết cho tính nhạy cảm của mô với etilen. Giberelin giảm dần trong trái từ 0-10 ngày tuổi tƣơng ứng với giai đoạn tăng trƣởng sớm của trái. Trong giai đoạn này, trái tăng trƣởng chậm chủ yếu do sự phân chia tế bào, không cần sự hiện diện của giberelin; giberelin chỉ gia táng trong giai đoạn kéo dài tế bào (Abdel and Rahman 1977). Citokinin giảm dần trong trái từ 0 tới 7 ngày tuổi có thể do bị đổi thành các dạng bất hoạt hoặc các dạng dính (Mác Gaw and Horgan 1985). Sự giảm hàm lƣợng citokinin cũng có thể do sự tổng hợp các chất này kém nhƣ trong trƣờng hợp sự rụng trái tiêu (Bùi Trang Việt 1989). - Ảnh hưởng của các chất trích từ trái xoài trên khúc cắt vùng rạng lá đậu (Dolichos sp.) Chất trích từ trái ở các ngày tuổi khác nhau chứa nhiều chất kích thích sự rụng. Nhƣ vậy, ở xoài, trái có khuynh hƣớng rụng trong quá trình tăng trƣởng. - Về ảnh hưởng của các chất điều hòa tăng trường thực vật tinh khiết trên khúc cắt vùng rụng của trái xoài AIA 2 và 5 mg/l đều cản sự rụng. Hiệu ứng này trƣớc hết phù hợp với quan điểm về "nồng độ auxin kiểm soát sự rụng" (Gaur và Leopold 1955 trong Abeles 1967 và Jacobs 1962). Nồng độ auxin tích lũy cao ở vùng rụng sẽ cản sự rụng. Hiệu ứng này cũng phù hợp với quan điểm về sự 11 rụng hai giai đoạn (Rubinstein và Leopold 1963). Quan điểm về thời điểm áp dụng auxin, về trạng thái sinh lí của mô thực vật quyết định tác động của một chất điều hòa sinh trƣởng thực vật đã đƣợc thừa nhận (Bornmann 1985, Mác Millan 1985). Zeatin xử lí riêng rẽ hay phối hợp với auxin cản mạnh sự rụng của khúc cắt vùng rụng trái xoài phù hợp với quan điểm: zeatin cản quá trình lão suy, duy trì lâu hơn khúc cắt ở giai đoạn một và do đố giúp auxin (AIA 5 mg/l) cản sự rụng. Ethrel là chất sinh etilen trong mô thực vật (Nguyễn Quang Thạch và cs. 2000). Do đó, xử lí ethrel 1000 mg/l kích thích sự rụng của khúc cắt vùng rụng trái xoài. Tƣơng tự, AAB 1 mg/l và GA3 20 mg/l cũng kích thích sự rụng, vì cả hai chất này cùng kích thích sự sản xuất etilen (Caras 1966, Dorffling 1972). KẾT LUẬN - ĐỀ NGHỊ Kết luận Từ các kết quả trên, chúng tôi có một số kết luận nhƣ sau: 1. về thời điểm, vị trí xảy ra sự rụng và cơ quan quyết định sự rụng trái non xoài Cát Hòa Lộc (Mangifera indica L.): • Sự rụng xảy ra theo hai đợt: đợt 1 trong giai đoạn tăng trƣởng sớm của trái (7 ngày tuổi) và đợt 2 khi trái bắt đầu giai đoạn tăng trƣởng nhanh (3 tuần tuổi). • Sự rụng xảy ra tại vùng rụng, liên quan đến sự tạo các enzym phân hủy vách tế bào theo con đƣờng sinh học phân tử (lý thuyết trung tâm của sinh học phân tử). 12 • Trái có vai trò quyết định sự rụng trái thông qua sự thay đổi của các chất điều hòa tăng trƣởng thực vật trong trái. 2. Sự rụng là hiện tƣợng sinh lí học có kiểm soát. Có sự thay đổi hàm lƣợng các chất điều hòa tăng trƣởng thực vật trong trái và sự thoát khí etilen, gia tăng cƣờng độ hô hấp tại vùng rụng. Hàm lƣợng auxin, giberelin và citokinin giảm trong trái trong khi hàm lƣợng acid abcisic gia tăng ở các giai đoạn sự rụng diễn ra mạnh. 3. GA3 AAB và ethrel kích thích trực tiếp sự rụng của khúc cắt vùng rụng trái xoài. AIA và zeatin riêng rẽ hay kết hợp với AIA cản sự rụng. 4. Auxin và citokinin có tác dụng cản sự rụng ngoài thiên nhiên. Các dung dịch C50 và D10 cố khả năng đƣợc dùng để kiểm soát sự rụng trái non xoài Cát Hòa Lộc. Đề nghị Trong thời gian tới, nếu có điều kiện chúng tôi sẽ: 1. Tiếp tục nghiên cứu về tác dụng của các chất điều hòa tăng trƣởng thực vật ở mức tế bào và phân tử trong quá trình rụng. 2. Cải tiến các dung dịch xử lí để đạt hiệu quả cao hơn và tính toán hiệu quả kinh tế của việc xử lí này.