Nhận viết luận văn Đại học , thạc sĩ - Zalo: 0917.193.864 Tham khảo bảng giá dịch vụ viết bài tại: vietbaocaothuctap.net Download luận văn thạc sĩ ngành văn học thực nghiệm với đề tài: Sự tăng trưởng in vitro của cây mầm lúa trong điều kiện ngập úng, cho các bạn làm luận văn tham khảo

1. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP. HỒ CHÍ MINH
Hoàng Thị Ngọc Phúc
SỰ TĂNG TRƯỞNG IN VITRO
CỦA CÂY MẦM LÚA Oryza sativa L.
TRONG ĐIỀU KIỆN NGẬP ÚNG
LUẬN VĂN THẠC SĨ SINH HỌC
Thành phố Hồ Chí Minh - 2013

2. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP. HỒ CHÍ MINH
Hoàng Thị Ngọc Phúc
SỰ TĂNG TRƯỞNG IN VITRO
CỦA CÂY MẦM LÚA Oryza sativa L.
TRONG ĐIỀU KIỆN NGẬP ÚNG
Chuyên ngành : Sinh học thực nghiệm
Mã số : 60 42 30
LUẬN VĂN THẠC SĨ SINH HỌC
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
PGS. TS. BÙI TRANG VIỆT
TS. LÊ THỊ TRUNG
Thành phố Hồ Chí Minh - 2013

3. i
LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành luận văn này, em xin chân thành tỏ lòng biết ơn sâu
sắc đến:
Thầy PGS.TS Bùi Trang Việt đã tận tình hướng dẫn, giảng dạy, bồi
dưỡng kiến thức, đóng góp nhiều ý kiến quý báu và luôn tạo điều kiện tốt nhất
để em có thể hoàn thành luận văn.
Cô TS. Lê Thị Trung đã giảng dạy, tận tình hướng dẫn, truyền đạt
kinh nghiệm và luôn động viên giúp đỡ em trong quá trình học tập, làm luận
văn.
Cô TS. Dương Thị Bạch Tuyết, cô TS. Nguyễn Thị Mong, cô TS.
Trần Thanh Hương, Thầy PGS.TS Bùi Văn Lệ, Thầy TS. Đỗ Minh Sĩ, cô
TS. Trần Lê Bảo Hà, Thầy PGS.TS Nguyễn Minh Công đã giảng dạy cho
em những kiến thức bổ ích.
Ban giám hiệu, Phòng đào tạo sau đại học, Khoa sinh học và bộ
môn Sinh lý Thực vật đã tạo điều kiện thuận lợi cho em trong suốt thời gian
học tập và làm luận văn ở trường.
Các Thầy, Cô trong hội đồng đã dành thời gian đọc và đóng góp
nhiều ý kiến cho luận văn của em.
Em Hồ Thị Mỹ Linh đã nhiệt tình hướng dẫn và cho em mượn dụng
cụ; hoá chất để thực hiện thí nghiệm.
Anh Nguyễn Văn Hướng (Sáu Hướng) làm việc tại Viện Khoa học
Nông nghiệp miền Nam Việt Nam đã nhiệt tình cung cấp cho em vật liệu để
thực hiện đề tài.
Các anh chị chuyên ngành sinh học thực nghiệm khóa 20, các bạn cùng
khóa 21, khóa 22 và các em học viên ở phòng bộ môn Sinh lý Thực vật.
BGH và tập thể giáo viên tổ Sinhtrường THPT Phan Bội Châu đã
giúp đỡ tôi có thời gian hoàn thành chương trình học.
Cuối cùng, con xin chân thành cảm ơn ba mẹ chồng, ba mẹ ruột và
các anh chị em hai bên gia đình đã luôn yêu thương, tạo mọi điều kiện cho
con học tập. Em cảm ơn anh và hai con đã luôn ở bên cạnh động viên, chia sẻ
vui buồn trong cuộc sống.
Hoàng Thị Ngọc Phúc

4. ii
MỤC LỤC
Trang phụ bìa
Lời cảm ơn ......................................................................................................... i
Mục lục..............................................................................................................ii
Danh mục các chữ viết tắt................................................................................vi
Danh mục các bảng .........................................................................................vii
Danh mục các ảnh ............................................................................................ix
MỞ ĐẦU .......................................................................................................... 1
Chương 1 . TỔNG QUAN TÀI LIỆU ........................................................... 3
1.1. Giới thiệu về cây lúa (Oryza sativa L.) .................................................. 3
1.1.1. Vị trí phân loại cây lúa..................................................................... 3
1.1.2. Nguồn gốc xuất phát của cây lúa trồng............................................ 3
1.1.3. Hình thái học cây lúa........................................................................ 3
1.1.4. Sinh lý nảy mầm của hạt lúa ............................................................ 7
1.1.5. Cây lúa nàng thơm chợ Đào............................................................. 8
1.2. Giá trị kinh tế của lúa gạo....................................................................... 8
1.3. Tình hình sản xuất lúa gạo...................................................................... 9
1.4. Tình hình nghiên cứu về cây lúa .......................................................... 11
1.5. Sự tăng trưởng ...................................................................................... 11
1.5.1. Thuật ngữ ....................................................................................... 11
1.5.2. Động học của sự phát triển............................................................. 12
1.5.3. Ảnh hưởng của áp suất thẩm thấu lên sự tăng trưởng của tế bào........ 13
1.5.4. Bộ máy dẫn truyền ở cây đơn tử diệp ............................................ 14
1.5.5. Sự tăng trưởng cây mầm lúa .......................................................... 14
1.5.6. Các chất điều hòa tăng trưởng thực vật.......................................... 15
1.5.7. Sự tác động của các chất điều hoà tăng trưởng thực vật đối
với sự nảy mầm của hạt và tăng trưởng của cây mầm lúa............ 23

5. iii
1.6. Nuôi cấy in vitro ................................................................................... 24
1.7. Sự ngập úng .......................................................................................... 24
1.7.1. Khái niệm stress ............................................................................. 24
1.7.2. Hiện tượng ngập úng...................................................................... 25
1.7.3. Ngập úng ở cây lúa......................................................................... 26
1.7.4. Sinh lý chống chịu ngập úng.......................................................... 27
1.7.5. Sự thiếu oxy ở cây bị ngập úng...................................................... 29
1.7.6. Vai trò của các chất điều hòa tăng trưởng thực vật trong ngập úng .... 30
Chương 2 . VẬT LIỆU – PHƯƠNG PHÁP................................................ 33
2.1. Vật liệu.................................................................................................. 33
2.2. Phương pháp......................................................................................... 33
2.2.1. Khảo sát môi trường in vitro thích hợp để nuôi cấy lúa............ 33
2.2.2. Khảo sát thời gian bão hòa nước của hạt.................................... 34
2.2.3. Quan sát hình thái, giải phẫu ...................................................... 34
2.2.4. Khảo sát sự nảy mầm và tăng trưởng in vitro của cây mầm
lúa................................................................................................ 36
2.2.5. Khảo sát thời điểm gây stress ngập úng in vitro ảnh hưởng
đến sự tăng trưởng của cây mầm lúa .......................................... 36
2.2.6. Khảo sát ảnh hưởng của mực nước ngập úng in vitro đến sự
tăng trưởng của cây mầm lúa...................................................... 37
2.2.7. Khảo sát sự nảy mầm và tăng trưởng của cây mầm trong
điều kiện ngập úng in vitro ......................................................... 37
2.2.8. Khảo sát ảnh hưởng của thời gian xử lý nhiệt độ đến sự tăng
trưởng của cây mầm lúa trong điều kiện ngập úng in vitro........ 38
2.2.9. Xác định trọng lượng tươi và trọng lượng khô........................... 38
2.2.10. Đo hàm lượng đường và hàm lượng tinh bột trong cây mầm lúa ... 39
2.2.11. Đo cường độ hô hấp.................................................................... 40

6. iv
2.2.12. Đo hoạt tính các chất điều hòa tăng trưởng thực vật trong
cây mầm lúa................................................................................ 41
2.2.13. Khắc phục stress ngập úng cho cây mầm lúa ngoài tự nhiên..... 44
2.2.14. Xử lí thống kê ............................................................................. 45
Chương 3 . KẾT QUẢ - THẢO LUẬN....................................................... 46
3.1. Kết quả.................................................................................................. 46
3.1.1. Khảo sát môi trường in vitro thích hợp để nuôi cấy lúa............. 46
3.1.2. Thời gian bão hòa nước của hạt.................................................. 46
3.1.3. Sự nảy mầm và tăng trưởng của cây mầm lúa in vitro............... 47
3.1.4. Thời điểm gây stress ngập úng in vitro ảnh hưởng đến sự
tăng trưởng của cây mầm............................................................ 54
3.1.5. Ảnh hưởng của mực nước ngập úng in vitro đến sự tăng
trưởng của cây mầm lúa.............................................................. 56
3.1.6. Sự nảy mầm và tăng trưởng của cây mầm lúa trong điều
kiện ngập úng in vitro................................................................. 57
3.1.7. Ảnh hưởng của thời gian xử lý nhiệt độ đến sự tăng trưởng
của cây mầm lúa trong điều kiện ngập úng in vitro.................... 63
3.1.8. Sự thay đổi trọng lượng tươi và trọng lượng khô của cây
mầm lúa trong các điều kiện xử lý khác nhau ........................... 65
3.1.9. Hàm lượng đường và hàm lượng tinh bột trong cây mầm lúa
trong các điều kiện xử lý khác nhau ........................................... 66
3.1.10. Cường độ hô hấp cây mầm lúa trong các điều kiện xử lý khác
nhau ............................................................................................. 68
3.1.11. Hoạt tính các chất điều hòa tăng trưởng thực vật trong cây
mầm lúa ở các điều kiện ngập úng và ngập úng kèm xử lý
nhiệt độ........................................................................................ 69
3.1.12. Khắc phục stress ngập úng cho cây mầm lúa ngoài tự nhiên..... 71

7. v
3.2. Thảo luận .............................................................................................. 72
3.2.1. Sự tăng trưởng của cây mầm lúa trong điều kiện ngập úng....... 72
3.2.2. Ảnh hưởng của việc xử lý nhiệt độ lên cây mầm lúa tăng
trưởng trong điều kiện ngập úng................................................. 75
3.2.3. Các thay đổi sinh lý của cây mầm lúa trong điều kiện ngập
úng và ngập úng có xử lý nhiệt độ.............................................. 77
3.2.4. Khắc phục stress cho cây mầm lúa ngoài tự nhiên..................... 79
Chương 4. KẾT LUẬN – ĐỀ NGHỊ............................................................ 81
1. Kết luận ................................................................................................ 81
2. Đề nghị ................................................................................................. 81
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................ 82
PHỤ LỤC

8. vi
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
ABA : Abcisic acid
AIA : Acetic indol acid
BA : Benzyl adenine
GA : Giberelic acid
Gb : Giberelin
MS : Murashige & Skoog
FAA : Formadehid acol acid
TLT : Trọng lượng tươi

9. vii
DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 3.1. Chiều cao phần khí sinh, chiều dài rễ cây mầm lúa sau 8 ngày
nuôi cấy và tỉ lệ nảy mầm ở các môi trường nuôi cấy khác
nhau............................................................................................. 46
Bảng 3.2. Sự thay đổi trọng lượng tươi của hạt lúa được ngâm trong
môi trường MS 1/2...................................................................... 47
Bảng 3.3. Sự tăng trưởng cây mầm lúa sau 8 ngày nuôi cấy trên môi
trường MS 1/2............................................................................. 48
Bảng 3.4. Sự thay đổi chiều cao phần khí sinh cây mầm lúa và ảnh
hưởng của chiều cao cột nước đối với cây mầm sau 4 ngày
nuôi cấy trong các môi trường ngập úng ở các thời điểm gây
ngập úng khác nhau. ................................................................... 54
Bảng 3.5. Sự thay đổi chiều dài rễ cây mầm lúa qua 4 ngày nuôi cấy
trong các môi trường ngập úng ở các thời điểm gây stress
khác nhau. ................................................................................... 55
Bảng 3.6. Tăng trưởng cây mầm lúa trong các môi trường ngập úng qua
4 ngày nuôi cấy........................................................................... 57
Bảng 3.7. Sự tăng trưởng cây mầm lúa sau 8 ngày nuôi cấy trong môi
trường ngập úng 15 mm.............................................................. 58
Bảng 3.8. Sự thay đổi chiều cao phần khí sinh cây mầm lúa sau 6 ngày
nuôi cấy trong môi trường ngập úng kèm xử lý nhiệt độ với thời
gian xử lý khác nhau..................................................................... 63
Bảng 3.9. Sự thay đổi chiều dài rễ cây mầm lúa sau 6 ngày nuôi cấy
trong môi trường ngập úng kèm xử lý 450
C với thời gian xử
lý khác nhau................................................................................ 64

10. viii
Bảng 3.10. Sự thay đổi trọng lượng tươi cây mầm lúa trong các điều kiện
xử lý khác nhau........................................................................... 65
Bảng 3.11. Sự thay đổi trọng lượng khô cây mầm lúa trong các điều kiện
xử lý khác nhau........................................................................... 66
Bảng 3.12. Hàm lượng đường trong cây mầm lúa trong các điều kiện xử
lý khác nhau................................................................................ 67
Bảng 3.13. Hàm lượng tinh bột trong cây mầm lúa trong các điều kiện xử
lý khác nhau................................................................................ 68
Bảng 3.14. Cường độ hô hấp của cây mầm lúa trong các điều kiện xử lý
khác nhau. ................................................................................... 68
Bảng 3.15. Hoạt tính tương đương của các chất điều hòa tăng trưởng
thực vật trong cây mầm lúa trong các điều kiện xử lý khác
nhau............................................................................................. 70
Bảng 3.16. Chiều cao phần khí sinh và chiều dài rễ cây mầm lúa sau 15
ngày được gieo và xử lý ngoài tự nhiên. .................................... 71

11. ix
DANH MỤC CÁC ẢNH VÀ HÌNH
Ảnh 1.1. Hình thái cổ lá, tai lá và thìa lá cây lúa........................................... 5
Hình 2.1. Sơ đồ ly trích và cô lập các chất điều hòa tăng trưởng
thực vật.......................................................................................... 44
Hình 3.1. Sự tăng trưởng cây mầm lúa sau 8 ngày nuôi cấy trên môi
trường MS 1/2............................................................................... 48
Ảnh 3.2. Cây mầm lúa sau 1 ngày nuôi cấy trên môi trường MS 1/2 ........ 49
Ảnh 3.3. Cây mầm lúa sau 4 ngày nuôi cấy trên môi trường MS 1/2......... 49
Ảnh 3.4. Cây mầm lúa sau 6 ngày nuôi cấy trên môi trường MS 1/2......... 50
Ảnh 3.5. Cây mầm lúa sau 8 ngày nuôi cấy trên môi trường MS 1/2......... 50
Ảnh 3.6. Phẫu thức cắt ngang cực chồi và cực rễ cây mầm lúa sau 1
ngày nuôi cấy trên môi trường MS 1/2......................................... 51
Ảnh 3.7. Phẫu thức cắt ngang cực chồi cây mầm lúa sau 1 ngày nuôi
cấy trên môi trường MS 1/2.......................................................... 51
Ảnh 3.8. Phẫu thức cắt ngang cực rễ cây mầm lúa sau 1 ngày nuôi cấy
trên môi trường MS 1/2 ............................................................... 52
Ảnh 3.9. Phẫu thức cắt ngang rễ cây mầm lúa sau 2 ngày nuôi cấy trên
môi trường MS 1/2........................................................................ 52
Ảnh 3.10. Phẫu thức cắt ngang rễ cây mầm lúa sau 3 ngày nuôi cấy trên
môi trường MS 1/2........................................................................ 53
Ảnh 3.11. Phẫu thức cắt ngang rễ cây mầm lúa sau 4 ngày nuôi cấy trên
môi trường MS 1/2........................................................................ 53
Ảnh 3.12. Tăng trưởng cây mầm lúa sau 4 ngày nuôi cấy trong môi
trường ngập úng 15 mm ở các thời điểm gây stress khác nhau.... 56
Ảnh 3.13. Cây mầm lúa sau 2 ngày nuôi cấy trong môi trường ngập
15 mm. .......................................................................................... 59

12. x
Ảnh 3.14. Cây mầm lúa sau 4 ngày nuôi cấy trong môi trường ngập
15 mm ........................................................................................... 59
Ảnh 3.15. Cây mầm lúa 6 ngày nuôi cấy trong môi trường ngập 15 mm .... 60
Ảnh 3.16. Cây mầm lúa 8 ngày nuôi cấy trong môi trường ngập 15 mm .... 60
Ảnh 3.17. Phẫu thức cắt dọc chồi cây mầm lúa sau 4 ngày nuôi cấy
trong điều kiện không ngập úng (ĐC).......................................... 61
Ảnh 3.18. Phẫu thức cắt dọc chồi cây mầm lúa sau 4 ngày nuôi cấy
trong môi trường ngập úng 15 mm............................................... 61
Ảnh 3.19. Phẫu thức cắt ngang rễ cây mầm lúa sau 6 ngày nuôi cấy
trong môi trường ngập úng 15 mm............................................... 62
Ảnh 3.20. Phẫu thức cắt ngang trung trụ rễ cây mầm lúa sau 6 ngày nuôi
cấy trong môi trường ngập úng 15 mm ........................................ 62
Ảnh 3.21. Sự tăng trưởng cây mầm lúa sau 6 ngày nuôi cấy trong các
môi trường ngập úng kèm xử lý nhiệt độ với các thời gian xử
lý khác nhau.................................................................................. 64
Ảnh 3.22. Cây mầm lúa 15 ngày tuổi được xử lý ngoài tự nhiên ................. 71

13. 1
MỞ ĐẦU
• Lý do chọn đề tài
Lúa sinh trưởng trong nước nhưng nếu mực nước dâng cao che ngập
cây lúa, chỉ trong vòng một vài ngày, cây lúa chết. Mỗi năm lũ lụt đã làm
mất hàng triệu tấn lúa, thất thoát hàng tỷ đô la cũng vì mực nước lũ dâng cao
che ngập cây lúa, mà trong đó phổ biến nhất là ở châu Á, nơi sản xuất hơn
90% lúa gạo thế giới.
Ở Việt Nam cây lúa là loại cây lương thực quan trọng nhất. Hằng năm
ngành sản xuất lúa gạo không chỉ đáp ứng đủ cho nhu cầu lương thực trong
nước mà còn xuất khẩu mang về một lượng lớn ngoại tệ. Cùng với sự phát
triển của nền kinh tế, mức sống của người dân không dừng lại ở mức ăn no
mà đã nâng lên mức ăn ngon, thị trường lúa gạo trong nước và trên thế giới
càng có sự chuyển hướng và thay đổi về lúa gạo chất lượng cao. Đa số gạo
thơm ngon được sản xuất từ những giống lúa cổ truyền hay còn gọi là lúa
mùa. Tuy nhiên, diện tích trồng các giống lúa mùa hiện nay ngày càng giảm
do năng suất thấp. Vì vậy, việc áp dụng các tiến bộ khoa học kỹ thuật góp
phần làm tăng năng suất lúa mùa được người trồng lúa quan tâm nhất.
Bên cạnh đó, do cấu tạo địa chất và quá trình hình thành, đất phèn ở
đồng bằng sông Cửu Long có những đặc tính như mùa khô thiếu nước; mùa
mưa ngập sâu và mực nước lên nhanh; độ chua trong đất cao và hàm lượng
dinh dưỡng hữu dụng thấp. Trong điều kiện đó có những loài lúa mùa chỉ phát
triển tốt đúng mùa vụ của nó, không chống chịu được với những điều kiện vụ
ngược, ví dụ ngập úng, thiếu oxy. Hơn nữa, để sẵn sàng cho tình hình biến đổi
khí hậu đang càng ngày càng gay gắt ở Việt Nam, việc khảo sát sự tăng
trưởng của cây lúa trong các điều kiện khắc nghiệt là cần thiết.

14. 2
Với những suy nghĩ trên, chúng tôi chọn đề tài "Sự tăng trưởng in
vitro của cây mầm lúa trong điều kiện ngập úng”.
• Mục tiêu của đề tài: nhằm tìm hiểu thêm về những đặc điểm
tăng trưởng của cây mầm lúa trong điều kiện ngập úng và mong muốn tìm
được cách khắc phục stress cho cây mầm trong điều kiện ngập úng khi đưa ra
môi trường tự nhiên.
• Nội dung đề tài: nghiên cứu sự tăng trưởng in vitro của cây
mầm lúa trong điều kiện ngập úng, khảo sát khả năng kháng chéo của cây
mầm trong điều kiện ngập úng in vitro. Khảo sát khả năng khắc phục stress
của cây mầm khi đưa ra ngoài tự nhiên.
• Phạm vi nghiên cứu: nghiên cứu các thay đổi sinh lý của cây mầm.
• Ý nghĩa của đề tài: bổ sung kiến thức cho việc giảng dạy.

15. 3
Chương 1
TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Giới thiệu về cây lúa (Oryza sativa L.)
1.1.1. Vị trí phân loại cây lúa
Ngành: Magnoliophyta
Lớp : Liliopsida
Bộ : Poales
Họ : Poaceae
Chi : Oryza
Loài : Oryza sativa L.
(Hoàng Thị Sản 1999)
1.1.2. Nguồn gốc xuất phát của cây lúa trồng
Hai loại lúa trồng hiện nay là Oryza sativa L. (ở châu Á) và Oryza
glaberrima Steud. (ở châu Phi) mà xuất xứ còn nhiều nghi vấn. Về nguồn gốc
cây lúa, đã có nhiều tác giả đề cập đến nhưng vẫn chưa có dữ liệu chắc chắn
và thống nhất (Nguyễn Ngọc Đệ, 2008).
Theo Nguyễn Văn Hoan (2006), cây lúa trồng (Oryza sativa L.) là một
loài cây thân thảo sinh sống hằng năm có nguồn gốc ở Đông Nam Á. Thời
gian sinh trưởng của các giống cây ngắn, dài khác nhau và nằm trong khoảng
60 - 250 ngày.
Về phương diện thực vật học, lúa trồng hiện nay là do lúa dại Oryza
fatua hình thành thông qua quá trình chọn lọc nhân tạo lâu dài (Vũ Văn Hiển,
1999).
1.1.3. Hình thái học cây lúa
Lúa là loài cỏ nhất niên, cao khoảng 0,5 - 2 m, có vài giống cao khoảng
6 - 7 m. Rạ mọc thành bụi nâng chịu lẫn nhau nhờ nhiều chồi sái vị. Lá song

16. 4
đính, phiến lá dài và hẹp, có bẹ, có mép. Gié hoa có đường kính khoảng 3 -
3,5 mm, chụm tụ tán (Phạm Hoàng Hộ, 2000).
Các cơ quan sinh dưỡng gồm rễ, thân và lá. Các cơ quan sinh sản gồm
bông lúa và hạt lúa.
1.1.3.1. Rễ lúa
Rễ là bộ phận để cây bám chặt vào đất đồng thời là cơ quan hút nước và
các chất dinh dưỡng nuôi cây. Rễ lúa là rễ chùm. Rễ mọc ra đầu tiên khi hạt
lúa nảy mầm gọi là rễ mầm. Thường mỗi hạt lúa chỉ có một rễ mầm. Rễ mầm
không ăn sâu, ít phân nhánh, chỉ có lông ngắn, thường dài khoảng 10 -15 cm.
Rễ mầm giữ nhiệm vụ chủ yếu là hút nước cung cấp cho phôi phát triển và sẽ
chết sau 10 - 15 ngày, lúc cây mạ được 3 - 4 lá. Rễ mầm còn có nhiệm vụ
giúp hạt lúa bám vào đất khi gieo sạ trên đồng. Các rễ thứ cấp có thể mọc ra
khi rễ mầm bị thiệt hại. Các rễ thứ cấp mọc ra từ các đốt thân còn gọi là rễ
phụ hay rễ bất định (Vũ Văn Hiển, 1999 và Nguyễn Ngọc Đệ, 2008).
1.1.3.2. Thân lúa
Thân lúa gồm các bẹ lá kết lại với nhau tạo thành thân giả, các lóng kế
tiếp nhau tạo thành thân thật. Thời kỳ con gái thân nhìn thấy trên mặt đất là
thân giả thường dẹp và xốp, thân thật chỉ hình thành từ khi cây lúa vươn lóng,
phần cuối của thân thật là bông lúa (Vũ Văn Hiển, 1999).
Ở những vùng nước ngập sâu và lên nhanh, cây lúa có đặc tính vươn
lóng rất khỏe để vượt lên khỏi mặt nước, trung bình 2 - 3 cm/ngày ở các
giống lúa nổi. Đồng thời rễ phụ mọc ra rất nhiều ở các mắt trên cao gần mặt
nước để hút oxy và dưỡng chất. Thân lúa có khi dài đến 2 - 5 m và một lóng
lúa có thể dài 30 - 40 cm. Những năm lũ lớn nước lên nhanh, khả năng vươn
lóng của một số giống lúa nổi có thể đạt tới 5 - 8 cm/ngày. Thân lúa có nhiệm
vụ vận chuyển và tích trữ các chất trong cây (Nguyễn Ngọc Đệ, 2008).

17. 5
1.1.3.3. Lá lúa
Lúa là cây đơn tử diệp (1 lá mầm). Lá lúa mọc đối ở 2 bên thân lúa, lá ra
sau nằm về phía đối diện với lá trước đó. Trên một nhánh lúa, các lá lúa sắp
xếp kế tục và sole. Lá trên cùng (lá cuối cùng trước khi trổ bông) gọi là lá cờ
hay lá đòng (Vũ Văn Hiển, 1999, Nguyễn Ngọc Đệ, 2008).
Khi hạt lúa mới nảy mầm, lá ra đầu tiên là lá bao, sau đó đến lá không
hoàn toàn, nó không có phiến lá. Khi tính số lá trên cây thì không tính lá này
(Đinh Văn Lữ, 1978).
Lá lúa hoàn chỉnh gồm phiến lá, bẹ lá, cổ lá, tai lá và thìa lá (lưỡi lá) (Vũ
Văn Hiển, 1999).
Ảnh 1.1. Hình thái cổ lá, tai lá và thìa lá cây lúa
(Vũ Văn Hiển, 1999)
Phiến lá gồm một gân chính ở giữa và nhiều gân song song chạy từ cổ lá
đến chót lá. Mặt trên phiến lá có nhiều lông để hạn chế thoát hơi nước và điều
hòa nhiệt độ (Nguyễn Ngọc Đệ, 2008). Tùy thuộc giống mà phiến lá có hình
dạng khác nhau như hình cánh cung, hình lá cong đầu hay hình lá thẳng bản
(Vũ Văn Hiển, 1999).
Bẹ lá là phần ôm lấy thân lúa. Giống lúa nào có bẹ lá ôm sát thân thì cây
lúa đứng vững khó đổ ngã hơn. Bẹ lá có nhiều khoảng trống nối liền các khí
khổng ở phiến lá thông với thân và rễ, dẫn khí từ trên lá xuống rễ giúp rễ có

18. 6
thể hô hấp được trong điều kiện ngập nước. Màu sắc của bẹ lá thay đổi tùy
theo giống lúa, từ màu xanh nhạt, xanh đậm sang tím nhạt và tím (Nguyễn
Ngọc Đệ, 2008).
Cổ lá là phần nối tiếp giữa phiến lá và bẹ lá. Cổ lá to hay nhỏ ảnh hưởng
tới góc độ của phiến lá. Cổ lá càng nhỏ, góc lá càng hẹp, lá lúa càng thẳng
đứng thì càng thuận lợi cho việc sử dụng ánh sáng mặt trời để quang hợp
(Nguyễn Ngọc Đệ, 2008).
Tai lá là phần kéo dài của mép phiến lá có hình lông chim uốn cong hình
chữ C ở hai bên cổ lá. Tai lá là bộ phận đặc trưng của cây lúa, tai lá có màu
xanh hay vàng, đôi khi có màu tím. Khi cây lúa về già tai lá bị rụng đi (Vũ
Văn Hiển, 1999).
Thìa lá là phần kéo dài của bẹ lá, ôm lấy thân, ở cuối chẻ đôi.
Độ lớn và màu sắc của tai lá và thìa lá khác nhau tùy theo giống lúa. Đây
là hai bộ phận đặc thù để phân biệt cây lúa với các cây cỏ khác thuộc họ Hòa
thảo (ở cây cỏ không có đủ hai bộ phận này) (Nguyễn Ngọc Đệ, 2008).
1.1.3.4. Bông lúa
Sau khi ra đủ số lá nhất định thì cây lúa sẽ trổ bông. Bông lúa là loại phát
hoa chùm gồm một trục bông chính mang nhiều nhánh gié bậc nhất (trung
bình có khoảng 7 - 10 gié bậc nhất), bậc hai (trung bình có khoảng 15 - 20 gié
bậc hai) và đôi khi có nhánh gié bậc ba. Hoa lúa được mang bởi một cuống
hoa ngắn mọc ra từng nhánh gié này. Bông lúa có nhiều dạng: bông túm hoặc
xòe (do các nhánh gié bậc nhất tạo với trục bông một góc nhỏ hay lớn), đóng
hạt thưa hay dày (thưa nách hay dày nách), cổ hở hay cổ kín (cổ bông thoát ra
khỏi bẹ lá cờ hay không) tùy đặc tính giống và điều kiện môi trường (Nguyễn
Văn Hoan, 2001, Nguyễn Ngọc Đệ, 2008).
1.1.3.5. Hạt lúa
Hạt lúa về bản chất là một quả, gồm có vỏ trấu ở ngoài, trong là hạt gạo

19. 7
(Đinh Văn Lữ, 1978).
Hạt gạo gồm hai phần nội nhũ và phôi. Nội nhũ được bao bọc lớp vỏ
cám. Màu sắc của lớp vỏ cám cũng khác nhau tùy theo giống. Nội nhũ là bộ
phận dinh dưỡng để nuôi phôi và khi hạt nảy mầm thì cung cấp dinh dưỡng
cho phôi phát triển thành cây lúa non. Phôi ở phía cuống của hạt thóc, khi nảy
mầm thì phôi phát triển thành mầm và rễ để bắt đầu một chu kỳ mới của cây
lúa (Bùi Chí Bửu và Nguyễn Thị Lang, 2003).
1.1.4. Sinh lý nảy mầm của hạt lúa
Sự nảy mầm là toàn bộ các quá trình bắt đầu từ sự tái thu nước của hạt
cho tới sự lú rễ mầm. Các đặc tính quan trọng nhất của sự nảy mầm là: hấp
thu nước mạnh, hoạt tính biến dưỡng mạnh và phát sinh nhiệt mạnh (Nguyễn
Ngọc Đệ, 2008, Nguyễn Văn Luật, 2009).
Hạt đang ngủ chuyển sang trạng thái nảy mầm là cả một quá trình biến
đổi sâu sắc nhưng nhanh chóng về thành phần hóa sinh và sinh lý xảy ra trong
hạt. Đặc trưng nhất của các biến đổi hóa sinh trong khi nảy mầm là sự tăng
đột ngột hoạt động thủy phânxảy ra trong hạt. Các hợp chất dự trữ dưới dạng
các polymer như tinh bột, protein, lipit…bị phân giải thành các monomer như
đường đơn, axit amin, axit béo... phục vụ cho sự nảy mầm. Biến đổi sinh lý
đặc trưng nhất trong quá trình nảy mầm là hô hấp. Ngay sau khi hạt hút nước,
hoạt tính enzym tăng và cường độ hô hấp cũng tăng mạnh mẽ. Việc tăng
cường độ hô hấp giúp phôi hạt có đủ năng lượng và nguyên liệu cần thiết (Vũ
Văn Vụ và cs, 2009).
Trong điều kiện nhiệt độ và độ ẩm thích hợp thì mầm lúa sẽ phát triển
xuyên qua vỏ trấu và xuất hiện ra ngoài: hạt nảy mầm. Hạt lúa có thể nảy
mầm ở nhiệt độ tối thiểu 10 - 120
C và tối đa là 42 - 440
C, tốt nhất là 44 - 500
C
(Vũ Văn Vụ và cs, 2009). Độ ẩm quá dư hoặc thấp hơn yêu cầu đều có ảnh
hưởng xấu tới quá trình nảy mầm. Oxy rất cần cho quá trình hô hấp của phôi

20. 8
hạt, mầm non lúc nảy mầm. So với nhiều hạt giống khác thì hạt lúa nảy mầm
cần ít oxy hơn, mầm lúa sinh trưởng tốt nhất khi hàm lượng oxy trong môi
trường nước đạt 0,2%. Nếu thiếu oxy thì hệ số hô hấp sẽ tăng lên trong quá
trình nảy mầm. Trong quá trình hô hấp của hạt sản sinh ra CO2, nếu tích lũy
sẽ ức chế nảy mầm. Khi hàm lượng CO2 tăng lên 35% thì hạt sẽ bị chết (Vũ
Văn Vụ và cs, 2009).
Trong điều kiện bình thường, sau khi mầm hạt phá vỡ vỏ trấu thì rễ
mầm mọc ra trước, rồi mới đến thân mầm. Tuy nhiên, nếu bị ngập nước thì
thân mầm sẽ phát triển trước. Khi lá đầu tiên xuất hiện, thì các rễ thứ cấp sẽ
bắt đầu xuất hiện để giúp cây lúa bám chặt vào đất, hút nước và dinh dưỡng
(Nguyễn Ngọc Đệ, 2008).
1.1.5. Cây lúa nàng thơm chợ Đào
Trong đời sống hàng ngày, chúng ta thường nghe và nói nhiều đến lúa
đặc sản là những loại lúa đặc biệt không giống với các loại lúa thông thường
phổ biến khác về một vài đặc điểm theo những chỉ tiêu quan trọng như hình
dáng, kích cỡ, hàm lượng amylose, năng suất, giá trị...(Nguyễn Hữu Nghĩa,
2007).
Ở miền Nam Việt Nam có nhiều giống lúa đặc sản nổi tiếng. Nổi tiếng
nhất là giống nàng thơm chợ Đào của tỉnh Long An, nhạy cảm với ánh sáng
ngày ngắn, có thời gian sinh trưởng dài từ 155 - 165 ngày, cây cao 145 cm,
thuộc nhóm nhỏ bông với hạt gạo có vết đục mà nông dân gọi là hạt lựu. Cơm
mềm, dẻo có mùi thơm thay đổi từ cấp 1 đến cấp 5. Giống này trồng trên đất
có độ pH 5 - 5,5. Năng suất đạt 3 tấn/ha (Nguyễn Hữu Nghĩa, 2007, Bùi Chí
Bửu và Nguyễn Thị Lang, 2003).
1.2. Giá trị kinh tế của lúa gạo
Gạo là thức ăn giàu dinh dưỡng. So với lúa mì, gạo có thành phần tinh
bột và prôtêin hơi thấp nhưng năng lượng tạo ra cao hơn do chứa nhiều chất

21. 9
béo hơn. Hơn nữa, gạo có chứa các acid amin thiết yếu (lysine, threonine,
methionine, tryptophan...) với hàm lượng nhiều hơn ở lúa mì. Trong hột gạo
hàm lượng dinh dưỡng tập trung ở các lớp ngoài và giảm dần vào trung tâm.
Ngoài cơm ra, gạo còn dùng để chế biến nhiều loại bánh, cất rượu, làm môi
trường nuôi cấy vi sinh vật...Các lớp vỏ ngoài của hột gạo chứa nhiều protein,
chất béo, chất khoáng và vitamin, nhất là vitamin nhóm B nên được dùng làm
bột dinh dưỡng trẻ em và điều trị người bệnh phù thũng. Cám gạo là thành
phần cơ bản trong thức ăn gia súc và gia cầm. Trấu được sử dụng làm chất
đốt, chất độn chuồng, vật liệu cách nhiệt, cách âm... (Nguyễn Ngọc Đệ,
2009).
Lúa gạo là loại cây lương thực chính của người dân châu Á. Khoảng
40% dân số thế giới lấy lúa gạo làm nguồn lương thực chính. Đặc biệt, đối
với người dân nghèo, gạo là nguồn thức ăn chủ yếu. Khi thu nhập tăng lên,
mức tiêu thụ gạo/người giảm. Tuy nhiên, tổng nhu cầu tiêu thụ gạo trung bình
hàng năm của cả thế giới tăng lên. Ở các quốc gia như Việt Nam, Thái lan,
Myanmar và Ai Cập, lúa gạo chiếm một vị trí quan trọng trong nền kinh tế
quốc dân, không chỉ là nguồn lương thực mà còn là nguồn thu ngoại tệ để đổi
lấy thiết bị, vật tư cần thiết cho sự phát triển của đất nước. Tổng lượng gạo
sản xuất trên thế giới luôn thấp hơn nhu cầu tiêu thụ gạo. Hàng năm, thế giới
thiếu khoảng 2 - 4 triệu tấn. Trong những năm tới, giá gạo thế giới sẽ tăng
bình quân 0,3% mỗi năm. Dù vậy lượng gạo lưu thông trên thị trường thế giới
cũng chỉ chiếm khoảng 7,5% lượng gạo tiêu thụ hàng năm (Nguyễn Ngọc Đệ,
2009).
1.3. Tình hình sản xuất lúa gạo
Từ năm 2000 trở đi, diện tích trồng lúa thế giới có nhiều biến động và có
xu hướng giảm dần. Diện tích lúa tập trung chủ yếu ở các nước châu Á. Các
nước có diện tích trồng lúa lớn nhất theo thứ tự là Ấn Độ, Trung Quốc,

22. 10
Indonesia, Bangladesh, Thái Lan, Việt Nam, Myanmar…Theo thống kê của
tổ chức Lương thực & Nông nghiệp của Liên hợp quốc (food and agriculture
organisation - FAO) (2006), năng suất lúa cao nhất ở Mỹ, Hy Lạp và Tây Ban
Nha với năng suất trên 7 tấn/ha. Nhật Bản, Hàn Quốc và Ý có năng suất lúa
tương đối cao và ổn định nhất. Việt Nam đứng vào nhóm 20 nước có năng
suất lúa cao và vượt trội trong khu vực Đông Nam Á, nhờ thủy lợi được cải
thiện đáng kể và áp dụng nhanh các tiến bộ kỹ thuật về giống, phân bón và
bảo vệ thực vật. Các quốc gia dẫn đầu về sản lượng lúa theo thứ tự là Trung
Quốc, Ấn Độ, Indonesia, Bangladesh, Việt Nam, Thái Lan và Myanmar.
Trong đó Thái Lan là nước xuất khẩu gạo dẫn đầu trên thế giới và Việt Nam
là quốc gia đứng hàng thứ hai về xuất khẩu gạo. Mỹ, Ấn Độ và Pakistan cũng
là những nước xuất khẩu gạo quan trọng sau Việt Nam (Nguyễn Tiên Thăng,
2012).
Việt Nam là nước có tiềm năng rất lớn về cây lúa. Sưu tập tại Viện Lúa
đồng bằng sông Cửu Long có hơn 1800 mẫu giống và hàng trăm quần thể lúa
hoang (Trần Thị Bích Trinh và cs, 2000). Năm 1982, Việt Nam đã chuyển từ
nước phải nhập khẩu gạo hàng năm sang tự túc được lương thực. Đến năm
1989, gạo Việt Nam lại tái hòa nhập vào thị trường lương thực thế giới và
chiếm lĩnh ngay vị trí quan trọng là nước xuất khẩu gạo đứng hàng thứ 3, rồi
thứ 2 trên thế giới. Thị trường xuất khẩu gạo chính của Việt Nam là các quốc
gia Đông Nam Á (khoảng 40 - 50%) và các nước Châu Phi (khoảng 20 -
30%). Về giá cả, gạo Việt Nam đã dần dần được nâng lên tương đương với
gạo Thái Lan. Điều này cho thấy chất lượng gạo và quan hệ thị trường của
Việt Nam có thể cạnh tranh ngang hàng với gạo Thái Lan trên thị trường thế
giới. Vào năm 2005, tổng diện tích trồng lúa ở Việt Nam 7,3 triệu ha với sản
lượng 35,79 triệu tấn, năng suất trung bình 4,89 tấn/ha. Riêng ở đồng bằng
sông Cửu Long, năng suất bình quân cả năm của toàn đồng bằng đã gia tăng

23. 11
từ 2,28 tấn/ha/vụ trong năm 1980 đến 3,64 tấn/ha/vụ trong năm 1989 và 4,8
tấn/ha/vụ trong năm 2004. Cá biệt có một số huyện có thể đạt được năng suất
bình quân trên 6,5 tấn/ha/vụ. Đồng bằng sông Cửu Long chiếm 53,4% về diện
tích trồng lúa và 50,5% về sản lượng lúa gạo của cả nước. Hơn 80% sản
lượng gạo xuất khẩu hàng năm là từ đồng bằng sông Cửu Long (Nguyễn Tiên
Thăng, 2012).
1.4. Tình hình nghiên cứu về cây lúa
Cho đến nay đã có nhiều công trình nghiên cứu về lúa như Nguyễn Thị
Tâm và cs, 1999 đã ứng dụng công nghệ tế bào thực vật vào việc chọn dòng
chịu nóng ở lúa; Nguyễn Đức Thành và cs,1999 nghiên cứu sự biến động ở
một số đặc điểm nông sinh học và khả năng kháng bệnh đạo ôn của các dòng
lúa chọn lọc từ mô kháng dịch nấm đạo ôn; Phạm Ngọc Lương và cộng sự áp
dụng phương pháp nuôi cấy bao phấn phục vụ cho công tác chọn giống lúa
(báo cáo khoa học, 1999); Lê Thị Bích Thuỷ, Nguyễn Đức Thành nghiên cứu
kiểm tra tính chịu hạn ở một số dòng lúa lai được chọn lọc dựa vào chỉ thị
phân tử STS liên quan đến tính chịu hạn ở lúa (tạp chí công nghệ sinh học,
2003).
Tại bộ môn Sinh lý Thực vật trường Đại học Khoa học Tự nhiên thành
phố Hồ Chí Minh, có các nghiên cứu về nuôi cấy tế bào lúa Oryza sativa L.
của Trần Thị Bích Trinh, Phan Ngô Hoang và Bùi Trang Việt năm 2000; thu
nhận phôi thể hệ từ dịch treo tế bào lúa Oryza sativa L. dòng Bằng Ngọc của
Đoàn Thị Phương Thùy, Phan Ngô Hoang, và Bùi Trang Việt năm 2002; vai
trò của auxin trong sự hình thành phôi thể hệ lúa Oryza sativa L. của Cao
Minh Phương, Phan Ngô Hoang và Bùi Trang Việt năm 2003.
1.5. Sự tăng trưởng
1.5.1. Thuật ngữ

24. 12
Tăng trưởng là sự gia tăng không hoàn nghịch về kích thước (chiều dài,
chiều rộng, diện tích, thể tích) hay trọng lượng (tươi hay khô). Trong một cơ
thể đa bào, sự tăng trưởng xảy ra nhờ sự phân chia tế bào (gia tăng số lượng tế
bào) và gia tăng kích thước tế bào (sự kéo dài tế bào).
Sự phân chia tế bào xảy ra ở mô phân sinh, sự tăng kích thước tế bào xảy
ra theo mọi hướng nhưng thường hơn tế bào kéo dài theo trục cơ thể, vùng
kéo dài của thân không ngừng kéo dài ra. Ở đơn tử diệp, sự tăng trưởng theo
đường kính được thực hiện nhờ sự phát triển các tổ chức sơ cấp có nguồn gốc
từ mô phân sinh ngọn (Bùi Trang Việt, 2000).
Thuật ngữ tăng trưởng được dùng để chỉ các biến đổi xảy ra ở các cơ
quan dinh dưỡng (rễ, thân, lá) và cả cơ quan sinh sản (hoa, trái, hạt). Các nhà
nghiên cứu về sự ra hoa thường dùng thuật ngữ phát triển theo nghĩa hẹp để
chỉ “phát triển” của hoa, trái, hạt (Bùi Trang Việt, 2000).
Trong quá trình tăng trưởng, cơ thể thực vật không ngừng phân hóa tạo
những thay đổi về chất. Hơn nữa hai hiện tượng này xảy ra đồng thời trong cơ
quan hay cơ thể thực vật. Sự tăng trưởng ở một mức độ nào đó luôn bao gồm
sự phân hóa ở mức thấp hơn (Bùi Trang Việt, 2000).
1.5.2. Động học của sự phát triển
Đường biểu diễn sự tăng trưởng của một tế bào, một thể thực vật cấp
thấp hay cấp cao là h́nh chữ S, dù là thực vật nhất niên hay đa niên. Đường
biểu diễn chia là 3 pha: pha 1 (pha ức chế), pha 2 (pha lũy thừa), pha 3 (pha
định vị). Pha 1 (pha ức chế) có sự chuẩn bị cho sự phân bào (ở pha 2). Các
phản ứng chuẩn bị bao gồm sự tái tổng hợp enzym, protein cần thiết cho sự
tăng trưởng tế bào và sự tổng hợp hay dự trữ của các tiểu đơn vị acid béo,
acid amin, glucid và vitamin. Pha 2 (pha lũy thừa) đặc trưng bởi hoạt động
tăng trưởng và phân nhân. Sự tăng trưởng này càng mạnh nếu số tế bào càng
lớn. Pha 3 (pha định vị) là giai đoạn cuối cùng với số tế bào chết gia tăng. Số

25. 13
tế bào còn lại phân bào rất chậm nên có số lượng ổn định. Lúc này tế bào
ngưng tăng trưởng vì các yếu tố cần thiết trong môi trường đã bị cạn dần như
vitamin, oxy, Fe hay năng lượng và môi trường trở nên độc. Những yếu tố
nào làm thay đổi các lý do trên đều có thể điều hòa sự tăng trưởng tế bào (Mai
Trần Ngọc Tiếng, 2001).
1.5.3. Ảnh hưởng của áp suất thẩm thấu lên sự tăng trưởng của tế bào
Thẩm thấu là một quá trình tự sinh về mặt năng lượng. Nước di chuyển
xuống một khuynh độ thế hóa học của nước hay thế nước và năng lượng tự do
được phóng thích.
Trạng thái nước của tế bào không ngừng thay đổi do các thay đổi về thế
nước của môi trường hay tế bào. Thế nước của tế bào thay đổi do sự di
chuyển hoạt động của các ion khoáng qua màng hay sự biến dưỡng tế bào.
Trong cơ thể thực vật, thông thường nước di chuyển từ mạch mộc tới các tế
bào ở xa mạch mộc theo khuynh độ thế nước. Sự hấp thu nước xảy ra đồng
thời với sự hô hấp. Khi đặt tế bào trong một dung dịch nhược trương, tế bào ở
trạng thái trương nước. Còn khi đặt trong môi trường ưu trương, tế bào ở
trạng thái co nguyên sinh. Các hiện tượng trương nước hay co nguyên sinh
làm thể tích tế bào tăng hay giảm tạm thời (không phải là hiện tượng tăng
trưởng) (Bùi Trang Việt, 2000).
Trong quá trình tăng rộng tế bào, nước gia nhập vào tế bào thực vật do
khuếch tán theo gradient thẩm thấu hiện hữu giữa không bào và dung dịch
bên ngoài. Không bào chứa các muối hữu cơ, muối vô cơ và các khí. Sự di
chuyển của nước xảy ra qua màng tế bào và không bào. Ngoài ra, tế bào thực
vật còn phải hoạt động chọn chất tan để dồn vào không bào. Hiện tượng này
cần năng lượng (Mai Trần Ngọc Tiếng, 2001).
Nếu vách tế bào co dãn được thì nó tăng rộng, như vậy không bào cũng
tăng theo diện tích tế bào và tế bào chất cũng tăng theo nhờ tổng hợp protein.

26. 14
Trong quá trình tạo vách thì vách sơ cấp có một mạng lưới vi sợi còn co giãn
và phải có sự tổng hợp phân chia tế bào ở mức cơ thể. Nước giúp sự di
chuyển các chất dung dịch, hormon thực vật và loại trừ cặn bã (Bùi Trang
Việt, 2000).
1.5.4. Bộ máy dẫn truyền ở cây đơn tử diệp
Bó mạch của cây đơn tử diệp chỉ gồm những thành phần sơ lập. Libe sơ
lập gồm ống sàng, tế bào kèm, nhu mô, đôi khi có sợi hóa cương mô. Mộc sơ
lập gồm tiền mộc, sợi mạch, hậu mộc. Nhu mô có thể không hóa mộc (nhất là
trong vùng tiền mộc) hay hóa mộc quanh mộc xuất hiện sau cùng (hậu mộc),
cũng có khi có vài tế bào sợi hóa mộc và thường trong có mô hậu lập. Bao sợi
gồm những tế bào sợi, xoang rất hẹp, quanh các bó mạch. Bao sợi đầy đủ gồm
2 phần: một cung phát triển nhiều hơn phủ bên ngoài, một cung nhỏ hơn hay
mỏng hơn bọc quanh mô mộc. Hai cung của bao sợi có thể nối liền nhau
nhưng không hoàn chỉnh ở một mức độ nào đó trong thân cây, tạo nên sự lưu
chuyển giữa các bó mạch. Đây là cấu hình mô nâng đỡ có tính năng cơ học tốt
phù hợp với giải phẫu học của mô dẫn truyền ở cây cây đơn tử diệp (Esau,
1967).
1.5.5. Sự tăng trưởng cây mầm lúa
Lúa là cây đơn tử diệp. Khi hạt nảy mầm thì thì rễ mầm mọc ra trước, rồi
mới đến thân mầm. Thân mầm được bao bọc bởi một lá mầm dài khoảng 1
cm. Kế đó, lá đầu tiên xuất hiện, có cấu tạo như một lá bình thường nhưng
chưa có phiến lá, gọi là lá thứ nhất. Sau đó, đến lá thứ hai, lá này có đầy đủ
phiến lá và bẹ lá nhưng phiến lá nhỏ và có hình mũi viết rất đặc thù, dài
khoảng 2 - 3 cm. Tiếp tục lá thứ ba, tư, năm, sáu... Các lá mọc đối nhau, lá ra
sau mọc về phía đối diện với lá trước (Vũ Văn Vụ và cs, 2000, Nguyễn Ngọc
Đệ, 2009).

27. 15
Rễ mầm là rễ mọc ra đầu tiên khi hạt lúa nảy mầm. Thường mỗi hạt lúa
chỉ có một rễ mầm. Rễ mầm không ăn sâu, ít phân nhánh, chỉ có lông ngắn,
thường dài khoảng 10 - 15 cm. Rễ mầm có nhiệm vụ hút nước cung cấp cho
phôi phát triển và chết sau 10 - 15 ngày, lúc cây mạ được 3 - 4 lá (Vũ Văn Vụ
và cs, 2000, Nguyễn Ngọc Đệ, 2009).
Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tăng trưởng của cây mầm lúa
Nước thiết yếu cho sự nảy mầm và tăng trưởng cây mầm, nên cần ở
lượng đủ và ở trạng thái sẵn sàng (được giữ bởi các nối yếu) để hạt có thể hấp
thu (Nguyễn Văn Hoan, 2006).
Oxy cần thiết cho sự nảy mầm và tăng trưởng của cây mầm. Trong thời
gian này nếu hàm lượng oxycao sẽ tăng cường độ hô hấp. Ở cây lúa thì có thể
nảy mầm trong điều kiện không có oxy, tuy nhiên cây mầm yếu và phát triển
không bình thường. Khi CO2 cao hơn 0,03% làm chậm sự nảy mầm nhưng lại
tốt cho quang hợp của cây mầm (Bùi Trang Việt, 2000).
Quang hợp có thể xảy ra dưới tác động của ánh sáng yếu tuy nhiên nếu
ánh sáng quá thấp thì quang hợp xảy ra rất yếu không bù lại được chất hữu cơ
bị tiêu phí trong hô hấp (Vũ Văn Vụ và cs, 2000, Nguyễn Ngọc Đệ, 2009).
Nhiệt độảnh hưởng đến sự tăng trưởng của cây mầm lúa. Nhiệt độ ảnh
hưởng đến tốc độ các phản ứng hoá sinh diễn ra trong quá trình nảy mầm của
hạt, từ đó tăng cường độ hô hấp. Khi mầm xuất hiện thì nhiệt độ ảnh hưởng
đến sinh trưởng của cây mầm. Khi nảy mầm, nếu gặp nhiệt độ thấp, là điều
kiện cho cây trải qua giai đoạn xuân hoá, ảnh hưởng tốt cho quá trình sinh
trưởng, phát triển của cây mầm sau này (Nguyễn Ngọc Đệ, 2009, Vũ Văn Vụ
và cs, 2000).
1.5.6. Các chất điều hòa tăng trưởng thực vật
Chất điều hòa tăng trưởng thực vật là thuật ngữ được dùng để chỉ tổng
quát cho những hợp chất hữu cơ có tác động làm biến đổi một quá trình sinh

28. 16
lý nào đó của thực vật ở nồng độ rất thấp. Chúng không phải là chất dinh
dưỡng hay là nguyên tố khoáng cần thiết cho sự tăng trưởng của thực vật
(Hopkins, 1995, Bùi Trang Việt, 2000).
1.5.6.1. Vai trò của auxin
Auxin có nguồn gốc thiên nhiên đầu tiên được xác định là IAA (indole-
3-acetic acid). Sau đó tìm ra một vài auxin khác như IBA, 2,4D. Hầu hết các
mô thực vật đều có khả năng tổng hợp auxin ở nồng độ thấp; ở mô phân sinh
ngọn chồi, lá non, trái và hạt là những nơi tổng hợp auxin (nơi mà có sự phân
chia tế bào nhanh), sau đó di chuyển tới rễ và được tích tụ trong rễ (Bùi Trang
Việt, 2000, Ljung và cs, 2001).
Auxin ảnh hưởng trong sự kéo dài tế bào vì auxin kích thích mạnh sự
kéo dài tế bào diệp tiêu và tế bào vùng kéo dài dưới ngọn của thân. Auxin
giúp kéo dài tế bào là nhờ sự hấp thụ các chất khoáng hòa tan (Taiz và
cs,2010). Trong nuôi cấy mô tế bào, auxin ở nồng độ cao kích thích sự tạo sơ
khởi rễ nhưng cản sự tăng trưởng của các sơ khởi rễ này. Điều này cho thấy,
trong cùng một quá trình sinh lý, auxin có thể có những hiệu ứng khác nhau,
thậm chí đối nghịch tùy theo nồng độ và cơ quan liên hệ (Bùi Trang Việt,
2000).
•Auxin trong sự phát triển rễ
Auxin đóng vai trò quan trọng trong quá trình phát sinh hình thái. Đặc
tính di chuyển và hiệu ứng theo nồng độ của auxin quyết định chiều hướng và
tính hữu cực trong sự phát sinh cơ quan (Sachs, 1993).
Từ khi auxin lần đầu được mô tả, các nhà nghiên cứu đã tìm thấy sự
liên hệ chặt chẽ giữa các hormon này với sự phát triển rễ (Overvoorde, 2010).
Auxin giúp sự kéo dài tế bào, sự phân chia, sự phát triển và duy trì mô phân
sinh ngọn rễ (Mironova và cs, 2010).
Một trong những hiệu ứng rõ nét nhất của auxin đối với sự phân hóa tế

29. 17
bào đã được chứng thực từ năm 1934, đó là khả năng phát sinh rễ. Hiệu ứng
đó tạo nên một trong các ứng dụng quan trọng của auxin hoặc các chất gần
giống nó, là cơ sở của tất cả các sản phẩm thương mại (bột nhão hay dung
dịch) nhằm xúc tiến sự giâm cành (Nguyễn Như Khanh, 2007).
Auxin ở nồng độ cao kích thích sự tạo sơ khởi rễ nhưng cản sự tăng
trưởng của các sơ khởi rễ này (Mai Trần Ngọc Tiếng và cs, 1980). Auxin
được vận chuyển hướng gốc, tích lũy ở phần gốc của khúc cắt trụ hạ diệp của
cà chua và cảm ứng sự h́nh thành rễ bất định. Trong sự tạo rễ, auxin cần phối
hợp với các vitamin (như thiamin mà rễ không tổng hợp được), acid amin
(như arginin), và nhất là các hợp chất ortho–diphenolic (như acid cafeic, acid
chlorogenic) (Bùi Trang Việt, 2000).
Vai trò của auxin cho sự phân hóa rễ thể hiện rất rõ trong nuôi cấy mô.
Trong môi trường chỉ có auxin thì mô nuôi cấy chỉ xuất hiện rễ mà thôi. Vì
vậy trong kĩ thuật nhân giống vô tính thì việc sử dụng auxin để kích thích sự
ra rễ là cực kì quan trọng và bắt buộc (Vũ Văn Vụ, 1999).
Nhiều nghiên cứu chứng minh rằng auxin cảm ứng sự tượng rễ bất định
ở các khúc thân in vitro với các nồng độ auxin khác nhau. Cùng với bản chất,
nồng độ và khuynh độ của auxin (auxin gradient) giải thích được phần nào về
sự tạo rễ bất định ở mức phân tử (Mironova vàcs, 2010) .
Điều đáng lưu ý là việc sử dụng auxin có hiệu quả ức chế ngay ở nồng
độ thấp đối với hệ rễ. Đối với rễ, auxin có tác dụng kích thích ở nồng độ thấp
khoảng 10-10
- 10-12
M, ở thân nồng độ cao hơn 10-6
- 10-7
M (Võ Thị Bạch
Mai, 2004).
•Auxin trong sự sinh trưởng, phân chia và phân hóa tế bào
Auxin rất cần thiết cho sự phân chia và tăng trưởng của tế bào nên nó có
vai trò quan trọng trong sự phát sinh hình thái thực vật. Auxin được tổng hợp
trong ngọn thân, trong mô phân sinh (ngọn và lóng) và lá non (tức là các nơi

30. 18
có sự phân chia tế bào nhanh). Sau đó, auxin di chuyển tới rễ và tích tụ trong
rễ (Taiz và cs, 2010).
Auxin kích thích mạnh sự kéo dài tế bào diệp tiêu và tế bào vùng kéo dài
dưới ngọn của thân. Sự kéo dài tế bào rễ cần nồng độ thấp hơn nhiều so với tế
bào thân. Ở nồng độ cao auxin kích thích sự tạo mô sẹo từ các tế bào sống.
Đặc tính này được áp dụng nuôi cấy tế bào sống (Bùi Trang Việt, 2000).
Auxin kích thích rất mạnh sự phân chia tế bào tượng tầng (tầng phát sinh
libe - mộc) nhưng hầu như không tác động trên mô phân sinh sơ cấp. Như vậy
auxin tác động trên sự tăng trưởng theo đường kính. Ở nồng độ cao, auxin
kích thích sự tạo mô sẹo từ các tế bào sống, cảm ứng trực tiếp sự phân hóa tế
bào nhu mô thành các tổ chức mô dẫn (Bùi Trang Việt, 2000).
1.5.6.2. Vai trò của giberelin
Giberelin (Gb) hoạt động trong sự kéo dài tế bào, kéo dài lóng và tăng
trưởng lá. Gb có hoạt động bổ sung cho auxin, thông thường, Gb làm tăng
hàm lượng auxin trong mô mà chúng kích thích. GA3 là Gb được sử dụng
nhiều nhất trong các loại Gb phát hiện, có tác dụng kích thích sự tăng trưởng
của tế bào ở nồng độ rất thấp (Bùi Trang Việt, 2000).
Gb kích thích sự kéo dài tế bào bởi cơ chế kiểm soát hướng đặt của các
vi sợi. Nó cũng có tác dụng kéo dài lóng do sự phối hợp hoạt tính kéo dài và
phân chia tế bào thân. Gb kích thích mạnh sự phân chia tế bào nhu mô vỏ và
biểu bì. Gb cũng có tác động kích thích sự tăng trưởng chồi và gỡ sự ngủ của
chồi. Tuy nhiên Gb có những ảnh hưởng khác nhau trên sự hình thành chồi
trong nuôi cấy in vitro ở những loài thực vật khác nhau. Gb liều cao kích
thích mạnh sự tăng trưởng lá. Trên lá yến mạch hay diệp tiêu lúa giberelin chỉ
có vai trò làm tăng hiệu ứng auxin (Bùi Trang Việt, 2000).
Ở Begonia hiemali, Gb làm tăng số lượng và kéo dài chồi nhưng sự hiện
diện của nó ở trong chồi khiến chúng khó ra rễ (Edwin, 1996). Giberelin có

31. 19
ảnh hưởng mạnh đến số lượng chồi hình thành trong nuôi cấy in vitro
(Sankhla và cs,1993).
Gb ảnh hưởng rất rõ rệt lên sự sinh trưởng của các dạng đột biến lùn.
Ảnh hưởng đặc trưng của Gb lên sự ra hoa là kích thích sự sinh trưởng kéo
dài và nhanh chóng của cụm hoa. Trong sự biểu hiện phái tính của hoa, Gb ức
chế phát triển hoa cái, kích thích sự tạo hoa đực (Vũ Văn Vụ và cs,2000).
Khi bổ sung Gb vào môi trường nuôi cấy mô thực vật thì sẽ làm giảm
bớt hoặc ngăn cản sự tạo chồi, rễ bất định và sự phát sinh phôi soma. Trong
sự tạo chồi ở mô sẹo thuốc lá Gb đặc biệt có tác dụng cản sự tạo chồi khi nó
có mặt vào giai đoạn hình thành đỉnh sinh trưởng và nó có tác dụng cản mạnh
hơn khi mẫu cấy được nuôi trong điều kiện tối hơn là ngoài sáng. Trong sự
tạo rễ thông thường Gb có tác dụng cản sự ra rễ và khi xử lí cành giâm với Gb
nồng độ cao (1 - 10 mg/l) ở ngay vị trí đáy cành giâm thì cành này sẽ không
tạo được rễ. Ở một số loài thực vật khi xử lí Gb trước khi chuyển vào môi
trường ra rễ thì sẽ làm tăng trưởng sự tạo rễ của cành giâm. Tác dụng làm
tăng sự ra rễ xảy ra một cách mạnh mẽ khi xử lí Gb ngay khi vừa bắt đầu thấy
có sự xuất hiện rễ nhưng chỉ sau một thời gian ngắn ngay sau đó thì nó lại có
tác dụng cản (Nguyễn Đức Lượng và Lê Thị Thủy Tiên, 2002). Trong nuôi
cấy mô, Gb không tác dụng thuận lợi cũng như ức chế sự thành lập rễ, hoạt
tính trái ngược với auxin (Võ Thị Bạch Mai, 2004).
Trong nuôi cấy đỉnh sinh trưởng và lai tạo các dòng cây sạch bệnh, lợi
ích của việc thêm kích thích tố Gb vào môi trường nuôi cấy đã gia tăng sự hồi
phục của cây nuôi cấy lên đến 49% so với các cây đối chứng trong môi
trường lỏng (Dương Công Kiên, 2002).
Nồng độ Gb được sử dụng trong môi trường nuôi cấy khoảng từ 0,1 -
10 ppm, thường dùng dưới dạng GA3 (Võ Thị Bạch Mai, 2004).

32. 20
1.5.6.3. Vai trò của cytokinin
•Kích thích phân chia tế bào
Cytokinin kích thích sự phân chia tế bào với điều kiện có auxin.
Cytokinin tác động trên cả hai bước của sự phân chia tế bào: phân nhân và
phân bào (Bùi Trang Việt, 2000). Có được hiệu quả này là do cytokinin hoạt
hóa mạnh mẽ sự tổng hợp acid nuclêic và prôtêin (Vũ Văn Vụ và cs, 2008).
Khi nuôi cấy mô nghèo cytokinin (mô lõi thuốc lá, vỏ rễ đậu), auxin kích
thích sự nhân đôi nhiễm sắc thể, thậm chí tạo tế bào hai nhân, nhưng không
có sự phân vách. Cytokinin cũng kích thích sự gia tăng kích thước tế bào lá
trưởng thành (Bùi Trang Việt, 2000).
•Kích thích tạo cơ quan
Cytokinin ảnh hưởng rõ rệt và rất đặc trưng lên sự phân hóa cơ quan của
thực vật, đặc biệt là sự phân hóa chồi (Vũ Văn Vụ và cs, 2008). Cytokinin
kích thích sự tăng trưởng lá, sự phân hóa mầm… Cytokinin phá vỡ trạng thái
ngủ của hạt, kích thích hạt nảy mầm và làm tăng sự nở hoa, tăng sự tượng hoa
(Võ Thị Bạch Mai, 2004).
Mô phân sinh ngọn rễ là nơi tổng hợp chủ yếu các cytokinin tự do cho cả
cơ thể thực vật. Ở rễ, cytokinin cản sự kéo dài nhưng kích thích tăng rộng tế
bào (sự tăng trưởng củ). Cytokinin ngăn cản sự lão hóa, thúc đẩy sự trưởng
thành của diệp lạp và là nhân tố chính điều khiển quá trình tái sinh mạch giúp
cho sự tạo chồi (Taiz và cs 2010). Trong sự hình thành chồi, cytokinin có thể
được xử lý riêng rẽ hay phối hợp với các chất điều hòa tăng trưởng thực vật
khác để làm tăng khả năng hình thành chồi và chất lượng của chồi (Edwin,
1996).
Ở một số loài thực vật, mặc dù sự hình thành chồi được cảm ứng bởi
cytokinin nhưng chồi không xuất hiện cho đến khi khúc cắt được chuyển sang
môi trường giảm hoặc không có cytokinin. Cytokinin cần cho giai đoạn cảm

33. 21
ứng tạo chồi nhưng kìm hãm sự kéo dài của chồi. Những vấn đề này có thể
khắc phục bằng cách giảm nồng độ chất điều hòa sau một hoặc vài lần cấy
chuyền để chồi được phát triển tốt nhất (Edwin, 1996).
Cytokinin làm yếu hiện tượng ưu thế ngọn, làm phân cành nhiều. Chính
vì vậy mà từ rễ lên chồi ngọn thì hiện tượng ưu thế ngọn càng tăng dần tương
ứng với sự tăng hàm lượng auxin và giảm hàm lượng cytokinin (Vũ Văn Vụ
và cs, 2009).
• Sự phối hợp cytokinin và auxin trong phát sinh cơ quan
Auxin phối hợp với cytokinin giúp sự tăng trưởng chồi non và khởi phát
sự tạo mới mô phân sinh ngọn chồi từ nhu mô. Tuy nhiên, ở nồng độ cao,
auxin cản sự phát triển của phát thể chồi vừa thành lập hay của chồi nách, các
chồi bây giờ vào trạng thái tiềm sinh. Như ở cây cỏ ba lá trắng White clover
sự cảm ứng tạo chồi và tăng nhanh về số lượng được thúc đẩy do sử dụng
cytokinin riêng rẽ. Nhưng khi thêm auxin vào môi trường nuôi cấy sẽ làm
chồi của cây này khó hình thành rễ hoặc tạo những mô sẹo không mong
muốn. Ở Brassica alboglabra, số lượng chồi hình thành trên môi trường có
kinetin sẽ giảm mạnh nếu AIA được thêm vào môi trường (Edwin, 1996).
Cytokinin hỗ trợ auxin trong sự tăng trưởng nhưng cũng có sự đối kháng
giữa cytokinin (giúp sự tạo chồi) và auxin (giúp sự tạo rễ). Vì vậy, trong cả
hai con đường phát sinh cơ quan trực tiếp và gián tiếp thông qua mô sẹo, việc
phối hợp cytokinin và auxin sẽ quyết định chiều hướng phát sinh hình thái.
Miller và Skoog (1965) đã chứng minh mô sẹo thuốc lá tạo rễ hay chồi tùy
theo tỷ lệ auxin/cytokinin trong môi trường nuôi cấy. Tỷ lệ auxin/cytokinin
cao giúp sự tạo rễ; auxin/cytokinin thấp giúp sự tạo chồi (Bùi Trang Việt,
2000).
Một tỉ lệ cân bằng giữa hai chất điều hòa trên chỉ tạo khối mô sẹo không
phân hóa. Để tăng hệ số nhân giống, người ta tăng nồng độ cytokinin trong

34. 22
môi trường nuôi cấy ở giai đoạn tạo chồi in vitro. Nồng độ cytokinin cao cản
sự tăng trưởng của rễ và cản hiệu quả kích thích tạo rễ của auxin, nên trong
nuôi cấy mô, cytokinin được coi như chất ức chế sự hình thành rễ (Võ Thị
Bạch Mai, 2004).
•Làm chậm lão hóa
Cytokinin làm chậm sự lão hóa ở chỗ là làm tăng sự kích thích hoạt động
tổng hợp của protein và làm chậm sự thoái biến cytokinin (Võ Thị Bạch Mai
2004). Mặc dù không cản hoàn toàn, nhưng cytokinin làm chậm rõ rệt sự lão
suy lá (lá còn giữ màu lục) khi được phun trên cây hay xử lí trực tiếp trên lá
tách rời (Bùi Trang Việt, 2000). Hiệu quả kìm hãm sự hóa già, kéo dài tuổi
thọ của cơ quan có thể chứng minh là cành giâm ra rễ, thì rễ tổng hợp
cytokinin nội sinh và kéo dài thời gian sống của lá lâu hơn. Trên cây nguyên
vẹn, khi hệ thống rễ phát triển mạnh sẽ là lúc cây trẻ và sinh trưởng mạnh.
Nếu hệ thống rễ bị tổn thương thì cơ quan trên mặt đất chóng già (Vũ Văn Vụ
và cs, 2008). Trong nuôi cấy, nồng độ cytokinin được sử dụng khoảng từ 0,1 -
10 ppm, thường dùng nhất là 1 - 2 ppm. Thường dùng phối hợp với auxin, khi
dùng ở nồng độ cao thì mẫu cấy có thể cho ra nhiều chồi con nhưng sự tăng
trưởng của từng chồi sẽ bị hạn chế (Võ Thị Bạch Mai, 2004).
Cytokinin có thể cảm ứng sự biểu hiện các gen điều hòa bởi ánh sáng và
các cây mầm bị hoàng hóa nếu được tăng trưởng trong điều kiện có mặt
cytokinin sẽ có kiểu hình như cây mầm tăng trưởng dưới ánh sáng (Chory và
cs, 1994).
1.5.6.4. Vai trò của acid abcisic (ABA)
Acid abcisic (ABA) trong cơ quan đang ngủ có hàm lượng tăng gấp 10
lần so với thời kì dinh dưỡng. Sự ngủ kéo dài cho đến khi nào hàm lượng
ABA trong chúng giảm đến mức tối thiểu (thường là giảm 70% đối với hạt),
đồng thời hàm lượng GA trong chúng cũng tăng lên đáng kể. Do vậy từ trạng

35. 23
thái ngủ chuyển sang trạng thái nảy mầm có sự biến đổi tỉ lệ ABA/GA
(Dương Công Kiên, 2002).
ABA được tổng hợp ở hầu hết các bộ phận của cây như rễ, lá, hoa, quả,
hạt, củ và tích lũy nhiều ở các cơ quan già, các cơ quan đang ngủ nghỉ, cơ
quan sắp rụng. Nó được vận chuyển trong cây không phân cực theo phloem
hoặc xylem. ABA là một chất ức chế sự sinh trưởng rất mạnh nhưng nó
không gây hiệu quả độc khi ở nồng độ cao. Khi cây bị thiếu nước, hàm lượng
ABA tăng nhanh trong lá, làm khí khổng nhanh chóng đóng lại và giảm ngay
sự thoát hơi nước (Bùi Trang Việt, 2000).
ABA đóng một vai trò quan trọng trong sự ngủ của hạt giống, phát triển
phôi và thích ứng với môi trường stress (Bo Hu và cs, 2010).
ABA được xem là một nhân tố kìm hãm quá trình sinh lý, đặc biệt là sự
tăng trưởng của thực vật. Tuy nhiên, cũng như những hormon khác, tác động
kích thích hay kìm hãm quá trình sinh lý của ABA còn tùy thuộc vào nồng độ
xử lý, và sự tương tác của ABA với những hormon khác. ABA kích thích sự
rụng, nhưng không phải là chất chủ yếu (so với etylen và auxin). ABA kích
thích sự xuất hiện và nhanh chóng hình thành tầng rời ở cuống lá (Vũ Văn Vụ
và cs, 2009).
1.5.6.5. Vai trò của Etylen
Khi hạt nảy mầm có sự gia tăng của quá trình hô hấp và trao đổi chất dẫn
đến sự gia tăng quá trình tổng hợp etylen đồng thời giảm sự vận chuyển của
auxin và cytokinin.
1.5.7. Sự tác động của các chất điều hoà tăng trưởng thực vật đối với
sự nảy mầm của hạt và tăng trưởng của cây mầm lúa
Đối với sự nảy mầm của hạt
Hạt ngủ chứa một lượng lớn các chất ức chế tăng trưởng nhưng hàm
lượng các chất auxin, cytokinin, giberelin lại giảm. Giberelin giúp sự tạo mới

36. 24
các enzym thủy phân cần thiết cho quá trình nảy mầm (Nguyễn Như Khanh,
1996). Cytokinin phá bỏ trạng thái nghỉ của hạt (Trịnh Xuân Vũ, 1976). Acid
abcisic ức chế sự nảy mầm của hạt (Bùi Trang Việt, 2000). Sự ngủ và nảy
mầm được điều chỉnh bằng tỉ lệ giữa ABA/GA. Tỉ lệ này nghiêng về ABA thì
hạt ở trạng thái ngủ và ngược lại thì sự nảy mầm xảy ra (Dương Công Kiên,
2002).
Đối với sự tăng trưởng cây mầm
Trong giai đoạn tăng trưởng của cây con thì hàm lượng auxin, giberelin,
cytokinin cao. Auxin, giberelin, cytokinin có tác dụng kích thích sự phân chia
tế bào trong giai đoạn tăng trưởng của cây. Auxin chủ yếu được tổng hợp từ
đầu rễ và được vận chuyển đến các bộ phận khác để kích thích sự tăng trưởng.
Giberelin tạo nên sự tích lũy auxin, kích thích sự tăng trưởng của cây (Trịnh
Xuân Vũ, 1976). Cytokinin tăng cường các chất dinh dưỡng về các bộ phận
tăng trưởng giúp cây sinh trưởng tốt (Audus, 1972, Salisbury và Ross, 1992).
1.6. Nuôi cấy in vitro
Nuôi cấy in vitro hay nuôi cấy mô đều là thuật ngữ mô tả các phương
thức nuôi cấy các bộ phận thực vật trong ống nghiệm có chứa môi trường xác
định ở điều kiện vô trùng. Kỹ thuật in vitro dựa trên nguyên lý là tế bào thực
vật có tính toàn năng, nghĩa là từ một mô, một cơ quan hoặc một tế bào của
bất kỳ bộ phận nào của cây đều có thể phát triển thành một cây hoàn chỉnh
nếu được nuôi trong môi trường thích hợp (Dương Công Kiên, 2002).
1.7. Sự ngập úng
1.7.1. Khái niệm stress
Stress (sự căng thẳng) được dùng để chỉ một yếu tố ngoại sinh gây bất
lợi cho thực vật. Stress cũng được dùng để chỉ toàn bộ các phản ứng của thực
vật (sinh lý, biến dưỡng, tập tính) đối với một tác nhân gây stress như thiếu
nước, lạnh và đóng băng, nhiệt độ cao, nồng độ muối cao (nhiễm mặn), thiếu

37. 25
oxy trong vùng rễ, hay sự nhiễm không khí (Bùi Trang Việt, 2002).
Thực vật có khả năng thích nghi và thích ứng với các điều kiện stress.
Nếu sự kháng stress gia tăng do thực vật chịu stress trước đó, ta nói thực vật
thích nghi. Khác với thích nghi, thích ứng là sự kháng xác định về mặt di
truyền, cần qua nhiều thế hệ chọn lọc (Bùi Trang Việt, 2002).
1.7.2. Hiện tượng ngập úng
Theo công ước Ramsar (1971), đất ngập nước được coi là các vùng
đầm lầy, than bùn hoặc vùng nước dù là tự nhiên hay nhân tạo, ngập nước
thường xuyên hoặc từng thời kỳ, là nước tĩnh, nước chảy, nước ngọt, nước lợ
hay nước mặn, bao gồm cả những vùng biển mà độ sâu mực nước khi thủy
triều ở mức thấp nhất không vượt quá 6 m. Định nghĩa theo các thời kỳ thủy
văn thì đất ngập nước ở những vùng canh tác lúa nước ở Việt Nam là đất ngập
nước theo thủy triều và ngập theo mùa tức là ngập thời gian dài trong mùa
sinh trưởng nhưng thường không có nước bề mặt vào cuối mùa sinh trưởng
(Lê Văn Khoa và cs, 2008).
Ngập úng gây thiệt hại nghiêm trọng cho sản xuất và nông nghiệp. Đầu
tiên, hiện tượng này ảnh hưởng trực tiếp đến việc trao đổi khí O2 và CO2.
Oxy trong không khí chiếm khoảng 20,6% nhưng trong nước oxy giảm
khoảng 4 lần. Mức độ cung cấp oxy cho rễ phụ thuộc vào nhiều yếu tố như độ
xốp của đất, lượng nước trong đất, nhiệt độ, mật độ rễ, thành phần và mật độ
vi sinh vật đất. Các loại khí này hầu như rất ít hòa tan trong nước. Cây không
hấp thụ được chúng qua môi trường nước gây ra tình trạng thiếu oxy. Vì vậy,
ngập úng ảnh hưởng trực tiếp đến quang hợp và hô hấp của cây. Trong điều
kiện thiếu oxy, cây phải thay đổi quá trình trao đổi chất để thích nghi với môi
trường. Phụ thuộc vào thời gian sống được trong điều kiện ngập nước, thực
vật có thể chia làm 3 loại: Cây sống trong môi trường ngập nước: ví dụ như
lúa nước, lúa nổi. Cây đều có sự thay đổi căn bản về cấu trúc mô tế bào cũng

38. 26
như các quá trình sinh lý để thích nghi với sự sống trong môi trường này. Rễ
có dạng rễ bất định, có vùng dưới biểu bì phình to chứa các mô khí giữ O2
khỏi bị khuếch tán ra môi trường đất yếm khí bên ngoài. Thân cây lúa phát
triển về chiều dài để một phần lá cây có thể nổi lên trên mặt nước. Quá trình
hô hấp xảy ra trong cơ thể chủ yếu là chu trình acid citric hầu như bị ức chế.
Trong tế bào chuyển sang quá trình glycolysis và lên men thành acid lactic;
Cây chịu úng trung bình: ví dụ như ngô, đại mạch. Mầm ngô có thể sống
trong điều kiện yếm khí khoảng 3 - 5 ngày. Rễ hạn chế phát triển. Hình thành
mô khí trong rễ, quá trình tổng hợp protein cũng bị ức chế; Cây kém chịu úng,
ví dụ như đậu tương, cà chua. Cây sống trong điều kiện ngập nước khoảng 24
giờ. Cây không có khả năng phát triển mô khí. Quá trình tổng hợp protein bị
hạn chế, ty thể bắt đầu bị phân hủy, ức chế sự phân chia tế bào, lưu chuyển
ion, tế bào thịt rễ chết dần. Ngập úng hủy hoại mô tế bào thực vật.
Mô khí thường có hai dạng: mô khí được hình thành từ vùng các tế bào chết;
mô khí phát triển từ khoảng không được tách ra giữa các tế bào trong quá
trình phân bào hoặc phát triển về chiều dài. Mô khí thường phát triển ở nhiều
cơ quan khác nhau của cây và đóng vai trò quan trọng trong việc vận chuyển
khí từ chồi xuống rễ khi bị úng (Trần Thị Phương Liên, 2010).
1.7.3. Ngập úng ở cây lúa
Vùng trồng lúa bị ảnh hưởng bởi lũ lụt được gọi bằng thuật ngữ quốc tế
là “flood prone rice”. Chúng có thể được chia thành 4 nhóm. Nhóm lúa chống
chịu ngập hoàn toàn trong vòng 10 ngày, sau đó chúng có thể phục hồi sau
khi nước rút. Đó là những vùng bị lũ quét, hay vùng bị ngập thình lình. Tiếng
Anh gọi là “flash flood”, và tính chống chịu trong điều kiện như vậy được gọi
là “complete submergence”; Nhóm lúa có khả năng vượt nước 5 – 10
cm/ngày, hoặc nhiều hơn trong vùng lũ lụt kéo dài 3 - 4 tháng/năm. Đó là
vùng lúa nổi ở đồng bằng sông Cửu Long trước đây. Loại hình lũ lụt như vậy

39. 27
được gọi với thuật ngữ quốc tế là “stagnant flood”, nước dâng từ từ, kéo dài
nhiều tháng. Tính chống chịu trong điều kiện như vậy được gọi là “khả năng
vươn lóng”; Nhóm lúa có khả năng thích nghi vùng đầm lầy ven biển, nơi
đó thủy triều lên xuống trong ngày làm cây lúa bị ngập lúc triều cường. Đó là
vùng bị ngập xen kẽ; Nhóm lúa không có khả năng vượt nước, nhưng thích
nghi tốt trong vùng nước ngập sâu, lũ lụt kéo dài 2 - 3 tháng, thuật ngữ chung
gọi là “deep water rice” (lúa nước sâu), lúa có tính cảm quang, thời gian trổ
thường xảy ra khi nước rút (Bùi Chí Bửu và Nguyễn Thị Lang, 2003).
Để có thể sống được trong điều kiện ngập nước, cây lúa có những khả
năng thích nghi đặc biệt. Cây lúa đã phát triển các tế bào và các cơ quan đặc
biệt để vận chuyển không khí từ lá, thân xuống rễ. Bên cạnh đó, cây lúa có
khả năng phát triển các rễ bất định trên mặt đất và trong nước. Hệ rễ lúa có
năng lực oxid hóa nhờ sự khuếch tán oxy từ rễ ra ngoài môi trường xung
quanh. Rễ lúa còn có khả năng hô hấp yếm khí cao hơn so với các loại cây
trồng khác và có khả năng loại trừ các tác hại của một số độc chất ở một mức
độ nhất định (Nguyễn Ngọc Đệ, 2009).
1.7.4. Sinh lý chống chịu ngập úng
Khả năng vươn lóng là tính trạng quan trọng của giống lúa nổi, làm gia
tăng chiều cao cây lúa nhờ đặc tính vươn dài lóng thân, vươn dài bẹ lá, và lá
lúa, hoặc phối hợp tất cả những tính trạng này cùng một lúc. Hiện tượng vươn
lóng thường xảy ra ở giai đoạn tăng trưởng, và ít thấy ở giai đoạn sinh sản. Bẹ
lá và phiến lá non có thể vươn dài ra rất nhanh trong điều kiện cây lúa bị ngập
hoàn toàn trong nước. Hiện tượng vươn dài của lá lúa nhờ nguồn năng lượng
của sản phẩm quang hợp được tích lũy ở dạng cacbohydrat. Quá trình tiêu thụ
năng lượng và tăng trưởng tỏ ra ít nhạy cảm hơn khi bị ngập hoàn toàn, trong
khi khả năng vươn lóng rất cần năng lượng tích lũy. Chính khả năng vươn
lóng được nhiều tác giả cho rằng đó là tính trạng quan trọng nhất của lúa nổi

40. 28
giúp nó sống sót và phát triển. Khả năng vương lóng có thể do sự hoạt động
kéo dài tế bào. Tuy nhiên cơ chế chủ yếu trong sự vươn lóng là sự gia tăng số
lượng tế bào, nó xảy ra một cách tích cực tại mô phân sinh ở cuối lóng thân
rạ. Nồng độ oxy khá thấp trong lóng thân bị ngập nước (khoảng 3%) làm gia
tăng hiện tượng tổng hợp etylen (C2H4) trong lóng thân của cây lúa nước sâu.
Etylen tích lũy trong thân rạ bị ngập hoàn toàn, sẽ làm gia tăng sự tăng trưởng
của lóng thân và ức chế sự tăng trưởng của lá lúa. Ảnh hưởng đồng thời của
etylen về tăng trưởng lóng thân làm gia tăng nồng độ CO2 trong lóng thân
(khoảng 6%). Sự thích nghi của cây lúa nước sâu với điều kiện ngập nước
như vậy là phản ứng giảm oxy, tăng CO2 và etylen trong lóng thân bị ngập
nước. Trong điều kiện cây lúa bị ngập nước, tốc độ phân bào xảy ra nhanh
hơn làm gia tăng chiều dài ở vùng mô phân sinh. Khi tế bào đã già, lóng thân
không thể vươn lóng vì thiếu hiện tượng phân bào tích cực. Khả năng vươn
lóng còn do sự gia tăng mức độ phân bào ở vùng sinh mô, trong đó có sự tác
động hỗ tương giữa kích thích tố sinh trưởng etylen và giberelin, mà những
mức độ này thay đổi tùy theo tính chất ngập khác nhau (Bùi Chí Bửu và
Nguyễn Thị Lang, 2003).
Cây lúa bị hủy hoại nếu ngập một phần hoặc hoàn toàn trong mùa lũ.
Các loài lúa khác nhau thích ứng với chế độ ngập lụt khác nhau. Theo đó, các
biểu hiện hình thái và sinh lý của các giống lúa thí nghiệm đã được nghiên
cứu cũng thích ứng theo chế độ lũ khác nhau.Sự đa dạng di truyền của tính
chịu ngập của lúa được nghiên cứu qua các thí nghiệm phân tích trên các bộ
phận của cây. Khi bị ngập trong nước dù trong thời gian ngắn nhất, thì sự tăng
trưởng chiều dài của lá, vỏ, diện tích lá, số lượng các đốt trong thân cây cũng
như tăng trưởng chiều dài chồi đều bị ảnh hưởng. Số lượng chồi, diện tích lá
cây bị ngập úng giảm so với cây không bị ngập úng. Cây ngập nước một phần
có sự tăng độ giãn dài của tất cả các lóng trong khi cây hoàn toàn ngập nước

41. 29
thì tăng trưởng nhanh chỉ ở lóng đầu. Ở lúa có sự tăng trưởng chồi kéo dài
trong thời gian ngập nước là một cách thích nghi với điều kiện khó khăn để
tiếp tục quá trình trao đổi chất hiếu khí và cải thiện sự cố định cacbon. Khả
năng này biểu hiện khác nhau trong các điều kiện ngập lụt khác nhau
(Sakagami và cs, 2012, Taiz và cs, 2010).
Bên cạnh đó, lúa không giống như các loại ngũ cốc khác, lúa có thể phát
triển tốt trong các khu vực ngập nước (ngập một phần hoặc ngập cả cây). Lúa
đối phó với ngập nước bằng cách tăng cường vận chuyển khí trong cây và
kiểm soát tăng trưởng. Lúa kháng lại điều kiện ngập úng bằng cách hình
thành aerenchyma (mô khí) và rào cản đối với sự mất mát oxy trong rễ để
cung cấp oxy vào đỉnh rễ (Nishiuchi và cs, 2012, Taiz và cs, 2010, Bùi Trang
Việt, 2000).
1.7.5. Sự thiếu oxy ở cây bị ngập úng
Tất cả thực vật đất ngập nước đều có những có cơ chế phòng tránh sự
thiếu oxy ở rễ. Điều duy nhất là có khoảng chứa không khí ở rễ (mô khí -
aerenchyma) và ở thân tạo điều kiện khuếch tán oxy vào cây. Mô khí được
hình thành do phân ly tế bào trong thời gian chín già của các cơ quan hoặc do
suy thoái tế bào. Chúng tạo dạng cấu trúc kiểu tổ ong. Tuy nhiên, sự phân
chia tế bào mỏng bên trong mô khí lỏng lẻo để ngăn cản sự khuếch tán bên
trong. Sự phát triển mô khí trong rễ thực vật ngập nước có thể được kiểm soát
bởi etylen. Sự ngập úng cũng kích thích sản sinh etylen (Lê Văn Khoa và cs
2008).
Rễ nhận oxy cho sự hô hấp trực tiếp từ các khe đầy khí trong đất. Các
khe đất đầy khí cho phép oxy khuếch tán tới độ sâu vài mét. Tuy nhiên, đất dễ
bị ngập úng nếu dẫn nước kém và bị mưa hay tưới nước quá nhiều, khi đó khe
đất đầy khí bị nước lấp đầy và cản sự khuếch tán của oxy, gây ra hiện tượng

42. 30
thiếu oxy ở rễ, gây ảnh hưởng nặng nề đến sự sống của thực vật (Taiz và cs,
2010, Bùi Trang Việt 2000).
Khi thiếu oxy, rễ bắt đầu sự glyco giải và lên men lactat chỉ tạm thời, sự
lên men etanol được hoạt hóa. Sự lên men etanol chỉ cho 2 mol ATP/mol
hexoz dẫn đến rễ thiếu ATP cho các quá trình biến dưỡng căn bản và vận
chuyển hoạt động. Bên cạnh đó, khi thiếu oxy, sự vận chuyển H+
vào không
bào nhờ ATPase bị cản, làm thay đổi pH, H+
thoát dần khỏi không bào và vào
tế bào chất và acid hóa tế bào chất, dẫn đến gián đoạn quá trình biến dưỡng
trong tế bào chất và dẫn đến sự chết của tế bào (Taiz và cs, 2010, Bùi Trang
Việt, 2000).
Khi thiếu oxy, ATP tạo ra không đủ và vận chuyển các chất tới lá bị ảnh
hưởng, lá bị lão suy trước khi trưởng thành, các yếu tố dinh dưỡng linh động
(N,P,K) theo libe tới lá non hơn. Sự hấp thu nước ở rễ giảm dẫn tới sự thiếu
nước ở lá và lá bị héo (Taiz và cs, 2010, Bùi Trang Việt, 2000).
1.7.6. Vai trò của các chất điều hòa tăng trưởng thực vật trong ngập úng
Ở lúa, etylen kích thích kéo dài thân cây mầm. Khi cây mầm lúa bị ngập
nước, sự tăng trưởng lóng gia tăng đột ngột, sự kiện được giải thích như sau:
mặc dù trong điều kiện thiếu oxy (do ngập nước), sự tổng hợp etylen giảm,
nhưng cây lúa (chìm trong nước) có hàm lượng etylen cao vì etylen khuếch
tán chậm trong đất ngập nước (Bùi Trang Việt, 2000).
Lúa là một trong những cây trồng có thể tồn tại trong điều kiện ngập
nước, nhưng không thể phát triển nếu thời gian ngập nước quá dài. Khi cây
lúa bị ngập nước đột ngột nồng độ etylen trong cây tăng lên, lá tăng trưởng
nhanh, chức năng chất diệp lục trong lá cây giảm. Sự tăng trưởng nhanh
chóng kéo theo sự tiêu thụ năng lượng tăng, dẫn đến sự suy giảm lượng
cacbohydrat. Tuy nhiên, một số giống lúa chịu được ngập nước hoàn toàn
bằng cách ức chế sự kéo dài của thân và lá bằng cách hạn chế gia tăng nồng

43. 31
độ etylen và giảm giberelin trong cây, do đó ức chế sự tiêu thụ cacbohydrat.
Vì vậy, trong cây duy trì một sự cân bằng giữa sử dụng và sản xuất
cacbohydrat (Anandan và cs, 2012, Bùi Trang Việt, 2000).
Sự ngập nước làm giảm oxy trong lóng thân, nồng độ oxy thấp như vậy
kích hoạt sự tổng hợp etylen. Etylen sẽ tích tụ nhiều trong lóng thân bị ngập.
Nồng độ cao của etylen làm gia tăng mức độ mẫn cảm của mô đối với
giberelin, hoặc làm gia tăng nồng độ giberelin hoạt động, dẫn đến sự đáp ứng
sinh trưởng của cây trong điều kiện bị stress do ngập nước. Nồng độ etylen
thay đổi tùy theo nhóm giống lúa nước sâu, đặc biệt nhóm giống lúa có nguồn
gốc ở Thái Lan. Mặt khác, cây mạ của giống lúa nước sâu trong điều kiện bị
ngập hoàn toàn sẽ sản sinh ra một lượng etylen lớn hơn nhiều lần so với điều
kiện bị ngập không hòan toàn. Giberelin kích thích tế bào đầu tiên trong vùng
mô phân sinh kéo dài ra và hoạt động phân bào tích cực. Cách thức hoạt động
của các vi sợi cellulose (cellulose microfibrils = CMF) mới chính là yếu tố
chủ yếu trong tăng trưởng của tế bào. Sự kéo dài lóng thân sẽ xảy ra khi CMF
sắp xếp theo hướng tăng trưởng thuận chiều. Sự kéo dài gặp trở ngại khi CMF
sắp xếp theo chiều nghiêng (Bùi Chí Bửu và Nguyễn Thị Lang, 2003).
Ba loại hormon thực vật xuất hiện cảm ứng với hiện tượng ngập úng là
etylen, GB, ABA. Hiện tượng thiếu oxy đi đôi với gia tăng hàm lượng etylen
trong tế bào. Etylen chính là tín hiệu tăng cường chiều dài cho mầm và thân
cây. Quá trình tổng hợp etylen phụ thuộc vào oxy hóa với sự tham gia của
ACC (1-aminocyclopropane-1-carboxylate) synthase và ACC oxydase. Hiện
tượng ngập úng cảm ứng biểu hiện gen cảm ứng cho hai enzym này. Ngoài ra,
ngập úng còn cảm ứng biểu hiện gen mã hóa cho thụ thể của etylen như
RpERS1 từ R.palustrisOsERL1. Các protein thụ thể này điều chỉnh theo
hướng làm hạn chế etylen trong mô tế bào (Trần Thị Phương Liên, 2010).

44. 32
Mặt khác, etylen kích hoạt tổng hợp ABA. Tiếp theo đó ABA hoạt hóa
enzym GA-3 oxydase, enzym chịu trách nhiệm chuyển hóa giberelin ở trạng
thái ức chế thành giberelin ở trạng thái có hoạt tính sinh học. Giberelin tham
gia điều hòa 3 quá trình quan trọng trong điều kiện này: quá trình làm giãn
thành tế bào; phân chia tế bào và phân giải tinh bột.
Nhóm protein làm tăng độ acid trong màng tế bào và làm giãn thành tế
bào là expansin (EXP) và xyloglucan endotransglycosylase/hydrolase. Các
gen chính là EXPA và EXPB. Protein SNORKEL 1 và SNORKEL 2 đều là
các ERF và làm tăng chiều dài cây lúa khi bị úng thông qua GA (Trần Thị
Phương Liên, 2010).
Nhóm protein tăng cường phân chia tế bào- cyclin, được mã hóa bằng
các gen CYC2Os1; CYC2Os2; enzym cyclin dependent kinase (CDC2Os2);
các protein như Histone H3 và protein sao chép A1 (OsRPA1) (Trần Thị
Phương Liên, 2010).
Nhóm protein phân giải tinh bột cung cấp năng lượng cho các quá trình
trao đổi chất trong tế bào: enzym α-amylase (do gen OsAmy3D) trong lá cây.
Protein SUB1C (Submergence 1C) là yếu tố phản ứng với etylen ERF
(ethylene response factor) tham gia điều hòa hoạt động gen amylase này. Ở
lúa nước, etylen cảm ứng biểu hiện gen SUB1A-1, còn giberelin cảm ứng biểu
hiện gen SUB1C (Trần Thị Phương Liên, 2010).

45. 33
Chương 2
VẬT LIỆU – PHƯƠNG PHÁP
2.1. Vật liệu
 Vật liệu dùng trong nuôi cấy in vitro và ươm cây tự nhiên
Hạt lúa Oryza sativa L. giống nàng thơm chợ Đào được cung cấp từ
Viện Khoa học Nông Nghiệp miền Nam Việt Nam.
 Vật liệu dùng trong sinh trắc nghiệm
Khúc cắt diệp tiêu cây mầm lúa (Oryza sativa L.) 72 giờ tuổi (kể từ khi
nảy mầm).
Tử diệp cây mầm dưa leo (Cucumis sativus L.) 24 giờ tuổi (kể từ khi nảy
mầm).
Trụ hạ diệp cây mầm xà lách (Lactuca sativa L.) 18 giờ tuổi (kể từ khi
nảy mầm).
2.2. Phương pháp
2.2.1. Khảo sát môi trường in vitro thích hợp để nuôi cấy lúa
Bốn môi trường được chọn để khảo sát: MS (phụ lục), MS 1/2 (môi
trường MS với thành phần đa lượng giảm 1/2), MS 1/5 (môi trường MS với
thành phần đa lượng giảm 1/5), MS 1/10 (môi trường MS với thành phần đa
lượng giảm 1/10).
Hạt lúa sau khi tách vỏ trấu được rửa bằng cồn 700
trong 1 phút rồi
ngâm trong natri hypoclorit 4% trong 30 phút. Sau đó, cấy hạt vào ống
nghiệm trong điều kiện vô trùng. Điều kiện nuôi cấy: nhiệt độ 25 ± 20
C, ánh
sáng 2000 ± 200 lux.
Mỗi ống nghiệm cấy 1 hạt, mỗi nghiệm thức gồm 3 ống nghiệm và lặp
lại 3 lần.
Theo dõi cây mầm lúa sau 8 ngày nuôi cấy qua các chỉ tiêu:

46. 34
- Chiều cao phần khí sinh là chiều cao cây lúa non được đo từ gốc đến
đỉnh lá cao nhất.
- Chiều dài rễ được đo từ gốc đến đỉnh rễ của rễ dài nhất.
- Tỉ lệ nảy mầm được tính là số hạt nảy mầm trên tổng số cây của một
nghiệm thức vào thời điểm hạt bắt đầu nảy mầm (thời điểm hạt xuất hiện
phần u lồi ra ở phôi khoảng 1 mm).
Môi trường thích hợp sẽ được chọn để thực hiện các thí nghiệm tiếp
theo.
2.2.2. Khảo sát thời gian bão hòa nước của hạt
Ngâm hạt lúa Oryza sativa L. đã bóc vỏ trấu trong môi trường được
chọn từ thí nghiệm ở mục 2.2.1 (MS 1/2). Cứ sau 30 phút dùng giấy thấm,
thấm khô nước xung quanh hạt rồi đem cân để xác định trọng lượng tươi.
Thời gian bão hòa nước của hạt được tính khi trọng lượng tươi của các hạt
không thay đổi sau 3 lần cân.Mỗi nghiệm thức gồm 5 gam hạt lúa với 3 lần
lặp lại.
2.2.3. Quan sát hình thái, giải phẫu
Các hạt lúa in vitro được nuôi cấy trong môi trường MS 1/2 trong điều
kiện nuôi cấy bình thường hoặc có xử lý được chụp hình và được cắt ngang
hoặc cắt dọc bằng tay hoặc bằng máy cắt vi phẫu (microtome), sau đó được
nhuộm hai màu bằng phẩm nhuộm đỏ carmine - xanh iod và quan sát dưới
kính hiển vi quang học.
* Cắt bằng tay
Mẫu được cắt bằng tay theo chiều dọc hoặc chiều ngang. Mẫu được
ngâm javen trong 20 phút rồi rửa lại 3 lần bằng nước cất. Sau đó ngâm mẫu
trong axit acetic 20% trong 15 phút rồi rửa lại bằng nước cất 3 lần. Sau cùng
nhuộm mẫu và quan sát mẫu.
* Cắt bằng máy cắt microtome
1. Cố định mẫu

47. 35
Mẫu được cố định ngay trong môi trường FAA (phụ lục). Sau 24 giờ,
chuyển mẫu vào etanol 700
.
2. Đúc mẫu
Loại nước bằng cách đặt mẫu lần lượt trong:
- Etanol 700
: 3 lần, mỗi lần 20 phút.
- Etanol 950
: 3 lần, mỗi lần 20 phút.
- Etanol 1000
: 3 lần, mỗi lần 20 phút.
Loại etanol bằng cách đặt mẫu lần lượt trong:
- Butanol 1: 30 phút.
- Butanol 2: 30 phút.
- Butanol 3: 60 phút.
- Butanol 4: 10 giờ hoặc qua đêm.
Loại butanol bằng cách đặt mẫu lần lượt trong paraffin tan ở 56 - 600
C:
- Paraffin 1: 1 giờ.
- Paraffin 2: 1 giờ.
- Paraffin 3: 1 giờ.
Đổ paraffin nóng chảy vào khuôn, đặt mẫu vào và đổ đầy paraffin.
3. Cắt và dán mẫu
Mẫu được cắt dọc hoặc cắt ngang thành từng lát mỏng 7 μm nhờ máy cắt
microtome. Băng paraffin có chứa mẫu được cắt thành từng đoạn ngắn và
được dán lên lam chứa dung dịch gelatin 1%. Đặt mẫu trên bếp ở nhiệt độ
khoảng 350
C. Mẫu giãn ra dán chặt vào lam. Giữ mẫu trong tủ ấm ở 300
C
trong hai ngày để cho mẫu thật khô.
4. Loại parafin
Loại parafin bằng cách đặt mẫu lần lượt trong:
- Metylcyclohexan 1: 10 phút.
- Metylcyclohexan 2: 10 phút.

48. 36
Rửa mẫu bằng etanol 1000
. Sau đó, đặt mẫu lần lượt trong:
- Etanol 1000
: 5 phút.
- Etanol 950
: 5 phút.
- Etanol 700
: 5 phút.
- Nước cất: 5 phút.
5. Nhuộm mẫu và quan sát mẫu.
(Lê Thị Trung 2003)
2.2.4. Khảo sát sự nảy mầm và tăng trưởng in vitrocủa cây mầm lúa
Hạt lúa sau khi tách vỏ trấu được rửa bằng cồn 700
trong 1 phút, rồi
ngâm trong natri hypoclorit 4% trong 30 phút. Sau đó, cấy hạt vào ống
nghiệm trong điều kiện vô trùng. Môi trường được chọn từ kết quả thí nghiệm
mục 2.2.1 (MS 1/2). Điều kiện nuôi cấy: nhiệt độ 25 ± 20
C, ánh sáng 2000 ±
200 lux. Mỗi ống nghiệm cấy 1 hạt với 3 lần lặp lại.
Quan sát sự nảy mầm của hạt và theo dõi sự tăng trưởng của cây mầm
sau 8 ngày nuôi cấy qua các chỉ tiêu:
Chiều cao phần khí sinh như mục 2.2.1
Chiều dài bẹ lá được đo từ gốc đến mắt phần gối bẹ ở lá dài nhất.
Chiều dài phiến lá được đo từ gối bẹ đến đỉnh lá của lá cao nhất.
Chiều dài rễ như mục 2.2.1.
Số lá được tính là số lá có trên cây ở thời điểm khảo sát.
Số rễ được tính là số rễ có trên cây ở thời điểm khảo sát.
2.2.5. Khảo sát thời điểm gây stress ngập úng in vitro ảnh hưởng đến
sự tăng trưởng của cây mầm lúa
Hạt lúa sau khi được cấy vào ống nghiệm chứa môi trường MS 1/2, tiến
hành gây ngập nước cho cây vào các thời điểm khác nhau ở mỗi nghiệm thức
là 0 giờ, 5 giờ, 10 giờ, 15 giờ và 24 giờ với chiều cao cột nước thay đổi ở mỗi
nghiệm thức là 0 mm (không bổ sung nước), 1 mm, 15 mm, 30 mm. Ống

49. 37
nghiệm được sử dụng có đường kính là 25 mm.Điều kiện nuôi cấy: nhiệt độ
25 ± 20
C, ánh sáng 2000 ± 200 lux.Mỗi ống nghiệm cấy 1 hạt lúa, mỗi
nghiệm thức gồm 3 ống nghiệm với 3 lần lặp lại.
Theo dõi cây mầm ở các điều kiện ngập nước qua các chỉ tiêu: chiều cao
phần khí sinh, chiều dài rễ. Đối chứng với cây mầm trong môi trường MS 1/2
và ghi nhận kết quả sau 4 ngày cấy.
Thời điểm gây stress thích hợp sẽ được chọn cho các thí nghiệm tiếp
theo.
2.2.6. Khảo sát ảnh hưởng của mực nước ngập úng in vitro đến sự
tăng trưởng của cây mầm lúa
Từ kết quả tìm hiểu thời điểm gây stress ảnh hưởng đến sự tăng trưởng
cây mầm lúa ở mục 2.2.5, tiếp tục khảo sát ảnh hưởng của các mực nước khác
nhau đến sự tăng trưởng cây mầm lúa.
Hạt lúa được cấy vào môi trường MS 1/2 sau 24 giờ được gây ngập úng.
Các nghiệm thức về chiều cao cột nước được chọn như sau: 0 mm, 0,5 mm,
1mm, 3 mm, 15 mm, 30 mm, 75 mm, 120 mm. Ống nghiệm được sử dụng có
đường kính là 25 mm. Điều kiện nuôi cấy: nhiệt độ 25 ± 20
C, ánh sáng 2000 ±
200 lux. Mỗi ống nghiệm cấy 1 hạt lúa, mỗi nghiệm thức gồm 3 ống nghiệm
với 3 lần lặp lại.
Theo dõi cây mầm ở các điều kiện ngập nước qua các chỉ tiêu: chiều cao
phần khí sinh, chiều dài rễ. Đối chứng với cây mầm trên môi trường MS 1/2
và ghi nhận kết quả sau 4 ngày nuôi cấy.
Mực nước gây stress thích hợp sẽ được chọn cho các thí nghiệm tiếp
theo.
2.2.7. Khảo sát sự nảy mầm và tăng trưởng của cây mầm trong điều
kiện ngập úng in vitro
Từ kết quả khảo sát ở mục 2.2.5 và 2.2.6 về thời điểm gây stress và mực