Đăng ký Đăng nhập
Trang chủ Giáo dục - Đào tạo Cao đẳng - Đại học Nghiên cứu biến dị tế bào soma và xử lý tia gamma trong chọn tạo các dòng đậu nà...

Tài liệu Nghiên cứu biến dị tế bào soma và xử lý tia gamma trong chọn tạo các dòng đậu nành (glycine max (l.) merrill) chống chịu mặn.

.PDF
185
120
67

Mô tả:

MỤC LỤC Nội dung Trang Lời cảm tạ .......................................................................................................... ii Tóm tắt .............................................................................................................. iii Abstract ............................................................................................................. vi Cam kết kết quả ................................................................................................. v Mục lục ............................................................................................................. vi Danh sách bảng ................................................................................................. xi Danh sách hình................................................................................................ xiv Danh mục từ viết tắt........................................................................................ xvi CHƢƠNG 1: GIỚI THIỆU................................................................................ 1 1.1 Đặt vấn đề .................................................................................................... 1 1.2 Mục tiêu của đề tài ....................................................................................... 2 1.3 Nội dung nghiên cứu.................................................................................... 2 1.4 Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu ............................................................... 2 1.4.1 Đối tƣợng nghiên cứu ............................................................................... 2 1.4.2 Phạm vi nghiên cứu .................................................................................. 2 1.5 Ý nghĩa của luận án ..................................................................................... 3 1.5.1 Ý nghĩa khoa học ...................................................................................... 3 1.5.2 Ý nghĩa thực tiễn....................................................................................... 3 1.6 Những điểm mới của luận án ....................................................................... 4 CHƢƠNG 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU ........................................................... 5 2.1 Nguồn gốc và phân loại cây đậu nành ......................................................... 5 2.1.1 Nguồn gốc ................................................................................................. 5 2.1.2 Phân loại ................................................................................................... 5 2.2 Đặc điểm thực vật ........................................................................................ 5 2.2.1 Rễ .............................................................................................................. 5 2.2.2 Thân .......................................................................................................... 5 2.2.3 Lá .............................................................................................................. 6 2.2.4 Hoa ............................................................................................................ 7 2.2.5 Trái và hạt ................................................................................................. 7 2.3 Yêu cầu sinh thái của cây đậu nành ............................................................. 8 2.3.1 Đất ............................................................................................................. 8 2.3.2 Nhiệt độ..................................................................................................... 8 2.3.3 Nƣớc.......................................................................................................... 9 2.3.4 Ánh sáng ................................................................................................... 9 2.4 Đất mặn và tình hình xâm nhập mặn ở Đồng bằng sông Cửu Long ......... 10 2.4.1 Khái niệm đất mặn .................................................................................. 10 vi 2.4.2 Tình hình xâm nhập mặn ở Đồng bằng sông Cửu Long ........................ 11 2.5 Sự chống chịu mặn của cây đậu nành ........................................................ 12 2.5.1 Ảnh hƣởng của mặn trên cây đậu nành .................................................. 12 2.5.2 Các nghiên cứu về sự chống chịu mặn trên cây đậu nành ...................... 14 2.5.3 Cơ chế chống chịu mặn của cây đậu nành .............................................. 15 2.6 Sơ lƣợc về nuôi cấy mô và tế bào thực vật ................................................ 19 2.7 Phƣơng pháp chọn lọc biến dị tế bào soma các dòng cây trồng chống chịu mặn................................................................................................................... 21 2.7.1 Khái niệm biến dị soma .......................................................................... 21 2.7.2 Cơ sở của biến dị soma ........................................................................... 21 2.7.3 Phƣơng pháp chọn lọc biến dị tế bào soma tính chống chịu mặn .......... 23 2.7.4 Một số ƣu và khuyết điểm của phƣơng pháp chọn lọc biến dị tế bào soma24 2.7.4.1 Ƣu điểm ............................................................................................... 24 2.7.4.2 Khuyết điểm ......................................................................................... 24 2.7.5 Đặc điểm của cây chịu mặn trong chọn lọc in vitro ............................... 25 2.8 Một số kết quả nghiên cứu về chọn lọc biến dị tế bào soma các dòng cây trồng chống chịu mặn trên thế giới và trong nƣớc........................................... 26 2.9 Phƣơng pháp gây đột biến cây trồng in vitro............................................. 28 2.9.1 Khái niệm đột biến.................................................................................. 28 2.9.2 Sự phát sinh đột biến .............................................................................. 28 2.9.3 Ƣu điểm của phƣơng pháp tạo đột biến thông qua nuôi cấy mô ............ 29 2.9.4 Phƣơng pháp tạo đột biến in vitro bằng xử lý tia gamma....................... 29 2.9.4.1 Bức xạ gamma (γ) ................................................................................ 29 2.9.4.2 Một số đặc trƣng của chất phóng xạ .................................................... 30 2.9.4.3 Phƣơng pháp thực hiện ........................................................................ 30 2.9.5 Kết quả nghiên cứu về tạo đột biến in vitro bằng xử lý tia gamma trên thế giới và trong nƣớc ...................................................................................... 32 2.10 Ứng dụng chỉ thị phân tử trong chọn giống cây trồng ............................. 36 CHƢƠNG 3: PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ............................................. 38 3.1 Phƣơng tiện ................................................................................................ 38 3.1.1 Vật liệu .................................................................................................... 38 3.1.2 Hóa chất .................................................................................................. 38 3.1.3 Thiết bị .................................................................................................... 38 3.1.4 Thời gian và địa điểm nghiên cứu .......................................................... 39 3.2 Phƣơng pháp nghiên cứu ........................................................................... 40 3.2.1 Nội dung 1: Xác định khả năng chống chịu mặn của một số giống đậu nành phổ biến ở ĐBSCL .................................................................................. 40 3.2.1.1 Thí nghiệm 1: Ảnh hƣởng của muối NaCl lên sự sinh trƣởng của các giống đậu nành MTĐ 176, MTĐ 748-1, MTĐ 760-4, Nhật 17A và OMĐN 2940 vii 3.2.1.2 Thí nghiệm 2: Ảnh hƣởng của muối NaCl lên sự sinh trƣởng của các giống đậu nành ĐH 4, MTĐ 720, MTĐ 860-1, MTĐ 878-3 và MTĐ 885-2 . 41 3.2.2 Nội dung 2: Xác định môi trƣờng nuôi cấy mô cây đậu nành thích hợp để tạo nguồn vật liệu khởi đầu cho các phƣơng pháp chọn lọc ............................ 41 3.2.2.1 Thí nghiệm 3: Ảnh hƣởng của 2,4-D và BA lên sự hình thành mô sẹo từ tử diệp đậu nành MTĐ 760-4 ...................................................................... 41 3.2.2.2 Thí nghiệm 4: Ảnh hƣởng của NAA và khoáng đa lƣợng đến sự tạo rễ từ đoạn thân đậu nành MTĐ 760-4 .................................................................. 42 3.2.2.3 Thí nghiệm 5: Ảnh hƣởng của giá thể đến sự thuần dƣỡng cây đậu nành in vitro trong điều kiện nhà lƣới ............................................................. 43 3.2.3 Nội dung 3: Đánh giá khả năng chọn tạo các dòng đậu nành chống chịu mặn bằng phƣơng pháp tạo biến dị soma và chiếu xạ tia gamma ................... 43 3.2.3.1 Thí nghiệm 6: Ảnh hƣởng của muối NaCl lên sự sinh trƣởng của mô sẹo đậu nành MTĐ 760-4 ................................................................................ 43 3.2.3.2 Thí nghiệm 7: Ảnh hƣởng của muối NaCl lên sự tạo chồi và sinh trƣởng của chồi từ trục phôi đậu nành MTĐ 760-4 ......................................... 46 3.2.3.3 Thí nghiệm 8: Ảnh hƣởng của chiếu xạ tia gamma Co60 và muối NaCl lên sự sinh trƣởng của mô sẹo đậu nành MTĐ 760-4 ..................................... 48 3.2.3.4 Thí nghiệm 9: Ảnh hƣởng của chiếu xạ tia gamma Co60 và muối NaCl lên sự tạo chồi và sinh trƣởng của chồi từ trục phôi đậu nành MTĐ 760-4 .... 49 3.2.3.5 Đánh giá sự sai khác di truyền của các dòng đậu nành chống chịu mặn50 3.2.3.6 Thí nghiệm 10: Đánh giá khả năng sinh trƣởng và phát triển của các dòng đậu nành chống chịu mặn trong điều kiện nhà lƣới ................................ 52 3.2.3.7 Xử lý số liệu ......................................................................................... 53 CHƢƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .................................................. 55 4.1 Nội dung 1: Xác định khả năng chống chịu mặn của một số giống đậu nành phổ biến ở ĐBSCL .................................................................................. 55 4.1.1 Thí nghiệm 1: Ảnh hƣởng của muối NaCl lên sự sinh trƣởng của các giống đậu nành MTĐ 176, MTĐ 748-1, MTĐ 760-4, Nhật 17A và OMĐN 2955 4.1.1.1 Tỉ lệ sống ............................................................................................. 55 4.1.1.2 Chiều cao cây ....................................................................................... 57 4.1.1.3 Số lóng trên thân chính ........................................................................ 59 4.1.1.4 Chiều dài rễ .......................................................................................... 60 4.1.2 Thí nghiệm 2: Ảnh hƣởng của muối NaCl lên sự sinh trƣởng của các giống đậu nành ĐH 4, MTĐ 720, MTĐ 860-1, MTĐ 878-3 và MTĐ 885-2 . 64 4.1.2.1 Tỉ lệ sống ............................................................................................. 64 4.1.2.2 Chiều cao cây ....................................................................................... 66 4.1.2.3 Số lóng trên thân chính ........................................................................ 67 4.1.2.4 Chiều dài rễ .......................................................................................... 69 viii 4.2 Nội dung 2: Xác định môi trƣờng nuôi cấy mô cây đậu nành thích hợp để tạo nguồn vật liệu khởi đầu cho các phƣơng pháp chọn lọc ............................ 71 4.2.1 Thí nghiệm 3: Ảnh hƣởng của 2,4-D và BA lên sự hình thành mô sẹo từ tử diệp đậu nành MTĐ 760-4 .......................................................................... 71 4.2.1.1 Tỉ lệ tạo mô sẹo................................................................................... 71 4.2.1.2 Tỉ lệ tạo rễ ........................................................................................... 73 4.2.2 Thí nghiệm 4: Ảnh hƣởng của NAA và khoáng đa lƣợng đến sự tạo rễ từ đoạn thân đậu nành MTĐ 760-4 ...................................................................... 75 4.2.2.1 Tỉ lệ tạo rễ ............................................................................................ 75 4.2.2.2 Số rễ ..................................................................................................... 76 4.2.2.3 Chiều dài rễ .......................................................................................... 77 4.2.2.4 Chiều cao chồi ..................................................................................... 78 4.2.2.5 Số lá ..................................................................................................... 79 4.2.3 Thí nghiệm 5: Ảnh hƣởng của giá thể đến sự thuần dƣỡng cây đậu nành in vitro trong điều kiện nhà lƣới ...................................................................... 81 4.2.3.1 Tỉ lệ cây sống ....................................................................................... 81 4.2.3.2 Chiều cao gia tăng................................................................................ 82 4.2.3.3 Số lá gia tăng........................................................................................ 83 4.3 Nội dung 3: Đánh giá khả năng chọn tạo các dòng đậu nành chống chịu mặn bằng phƣơng pháp tạo biến dị soma và chiếu xạ tia gamma ................... 84 4.3.1 Thí nghiệm 6: Ảnh hƣởng của muối NaCl lên sự sinh trƣởng của mô sẹo đậu nành MTĐ 760-4 ....................................................................................... 84 4.3.1.1 Thí nghiệm 6a: Ảnh hƣởng của muối NaCl lên sự sinh trƣởng của mô sẹo đậu nành MTĐ 760-4 trong lần chọn lọc 1 ............................................... 84 4.3.1.2 Thí nghiệm 6b: Ảnh hƣởng của muối NaCl lên sự sinh trƣởng của mô sẹo đậu nành MTĐ 760-4 trong lần chọn lọc 2 ............................................... 86 4.3.1.3 Thí nghiệm 6c: Ảnh hƣởng của muối NaCl lên sự sinh trƣởng của mô sẹo đậu nành MTĐ 760-4 trong lần chọn lọc 3 ............................................... 86 4.3.1.4 Thí nghiệm 6d: Ảnh hƣởng của muối NaCl lên sự sinh trƣởng của mô sẹo đậu nành MTĐ 760-4 trong lần chọn lọc 4 ............................................... 87 4.3.2 Thí nghiệm 7: Ảnh hƣởng của muối NaCl lên sự tạo chồi và sinh trƣởng của chồi từ trục phôi đậu nành MTĐ 760-4 .................................................... 89 4.3.2.1 Thí nghiệm 7a: Ảnh hƣởng của muối NaCl lên sự tạo chồi và sinh trƣởng của chồi trong lần chọn lọc 1 ............................................................... 89 4.3.2.2 Thí nghiệm 7b: Ảnh hƣởng của muối NaCl lên sự sinh trƣởng của chồi trong lần chọn lọc 2 ......................................................................................... 91 4.3.2.3 Thí nghiệm 7c: Ảnh hƣởng của muối NaCl lên sự sinh trƣởng của chồi trong lần chọn lọc 3 ......................................................................................... 93 ix 4.3.3 Thí nghiệm 8: Ảnh hƣởng của chiếu xạ tia gamma Co60 và muối NaCl lên sự sinh trƣởng của mô sẹo đậu nành MTĐ 760-4 ..................................... 97 4.3.3.1 Thí nghiệm 8a: Ảnh hƣởng của chiếu xạ tia gamma Co60 và muối NaCl lên sự sinh trƣởng của mô sẹo đậu nành MTĐ 760-4 trong lần chọn lọc 1 .... 97 4.3.3.2 Thí nghiệm 8b: Ảnh hƣởng của chiếu xạ tia gamma Co60 và muối NaCl lên sự sinh trƣởng của mô sẹo đậu nành MTĐ 760-4 trong lần chọn lọc 2 .... 99 4.3.3.3 Thí nghiệm 8c: Ảnh hƣởng của chiếu xạ tia gamma Co60 và muối NaCl lên sự sinh trƣởng của mô sẹo đậu nành MTĐ 760-4 trong lần chọn lọc 3 .. 101 4.3.3.4 Thí nghiệm 8d: Ảnh hƣởng của chiếu xạ tia gamma Co60 và muối NaCl lên sự sinh trƣởng của mô sẹo đậu nành MTĐ 760-4 trong lần chọn lọc 4 .. 103 4.3.4 Thí nghiệm 9: Ảnh hƣởng của chiếu xạ tia gamma Co60 và muối NaCl lên sự tạo chồi và sinh trƣởng của chồi từ trục phôi đậu nành MTĐ 760-4 .. 107 4.3.4.1 Thí nghiệm 9a: Ảnh hƣởng của chiếu xạ tia gamma Co60 và muối NaCl lên sự tạo chồivà sinh trƣởng của chồitrong lần chọn lọc 1 .......................... 107 4.3.4.2 Thí nghiệm 9b: Ảnh hƣởng của chiếu xạ tia gamma Co60 và muối NaCl lên sự sinh trƣởng của chồi trong lần chọn lọc 2 ........................................... 112 4.3.4.2 Thí nghiệm 9c: Ảnh hƣởng của chiếu xạ tia gamma Co60 và muối NaCl lên sự sinh trƣởng của chồi trong lần chọn lọc 3 ........................................... 113 4.3.5 Đánh giá sự sai khác di truyền của các dòng đậu nành chống chịu mặn115 4.3.5.1 Sự sai khác di truyền của các dòng mô sẹo đậu MTĐ 760-4 chống chịu mặn sau chọn lọc biến dị soma và chiếu xạ tia gamma Co60 ......................... 115 4.3.5.2 Sự sai khác di truyền của các dòng cây đậu nành MTĐ 760-4 chống chịu mặn sau chọn lọc biến dị soma .............................................................. 117 4.3.6 Thí nghiệm 10: Đánh giá khả năng sinh trƣởng và phát triển của các dòng đậu nành chống chịu mặn trong điều kiện nhà lƣới .............................. 117 4.3.6.1 Chiều cao chồi gia tăng...................................................................... 117 4.3.6.2 Số lóng gia tăng ................................................................................. 119 CHƢƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT .................................................... 124 5.1 Kết luận .................................................................................................... 124 5.2 Đề xuất ..................................................................................................... 124 TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................. 125 PHỤ LỤC 1 ................................................................................................... 140 PHỤ LỤC 2 ................................................................................................... 142 PHỤ LỤC 3 ................................................................................................... 145 PHỤ LỤC 4 ................................................................................................... 147 x DANH SÁCH BẢNG Bảng Tên Bảng Trang 2.1 Gen mã hóa transporter vận chuyển ion liên quan đến sự chống 17 chịu mặn ở đậu nành 2.2 Một số giống cây trồng đƣợc xử lý đột biến in vitro bằng chiếu 33 xạ tia gamma trên thế giới 4.1 Tỉ lệ sống (%) của các giống đậu nành ảnh hƣởng bởi muối 57 NaCl ở 1, 3 và 5 tuần SKT 4.2 Chiều cao cây (cm) của các giống đậu nành ảnh hƣởng bởi muối NaCl ở 1, 3 và 5 tuần SKT 58 4.3 Số lóng trên thân chính của các giống đậu nành ảnh hƣởng bởi muối NaCl ở 1, 3 và 5 tuần SKT Chiều dài rễ (cm) của các giống đậu nành ảnh hƣởng bởi muối NaCl ở 1, 3 và 5 tuần SKT Tỉ lệ sống (%) của các giống đậu nành ảnh hƣởng bởi muối NaCl ở 1, 3 và 5 tuần SKT 60 Chiều cao cây (cm) của các giống đậu nành ảnh hƣởng bởi muối NaCl ở 1, 3 và 5 tuần SKT Số lóng trên thân chính của các giống đậu nành ảnh hƣởng bởi muối NaCl ở 2, 3 và 5 tuần SKT Chiều dài rễ (cm) của các giống đậu nành ảnh hƣởng bởi muối NaCl ở 1, 3 và 5 tuần SKT Tỉ lệ tạo mô sẹo (%) từ tử diệp đậu nành MTĐ 760-4 ảnh hƣởng bởi 2,4-D và BA ở 1, 2, 3 và 4 tuần SKC Tỉ lệ tạo rễ (%) từ tử diệp đậu nành MTĐ 760-4 ảnh hƣởng bởi 2,4-D và BA ở 2 và 4 tuần SKC Tỉ lệ tạo rễ (%) của chồi đậu nành MTĐ 760-4 ảnh hƣởng bởi NAA và khoáng đa lƣợng ở 2 và 4 tuần SKC Số rễ của chồi đậu nành MTĐ 760-4 ảnh hƣởng bởi NAA và khoáng đa lƣợng ở 2 và 4 tuần SKC Chiều dài rễ (cm)của chồi đậu nành MTĐ 760-4 ảnh hƣởng bởi NAA và khoáng đa lƣợng ở 4 tuần SKC Chiều cao chồi (cm)của đậu nành MTĐ 760-4 ảnh hƣởng bởi NAA và khoáng đa lƣợng ở 2và 4 tuần SKC Số lá của chồi đậu nành MTĐ 760-4 ảnh hƣởng bởi NAA và khoáng đa lƣợng ở 2 và 4 tuần SKC 67 4.4 4.5 4.6 4.7 4.8 4.9 4.10 4.11 4.12 4.13 4.14 4.15 xi 62 65 68 70 72 74 75 77 78 79 80 4.16 Tỉ lệ sống (%) của cây đậu nành MTĐ 760-4 ảnh hƣởng bởi giá thể ở 1, 2, 3 và 4 tuần SKTD 81 4.17 Chiều cao gia tăng (cm) của cây đậu nành MTĐ 760-4 ảnh hƣởng bởi giá thể ở 1, 2, 3 và 4 tuần SKTD 82 4.18 Số lá gia tăng của cây đậu nành MTĐ 760-4 ảnh hƣởng bởi giá thể ở 1, 2, 3 và 4 tuần SKTD Tỉ lệ sống (%) của mô sẹo đậu nành MTĐ 760-4 ảnh hƣởng bởi muối NaCl từ 1 đến 5 tuần SKC trong lần chọn lọc 1 Tỉ lệ sống (%) của mô sẹo đậu nành MTĐ 760-4 ảnh hƣởng bởi muối NaCl từ 1 đến 5 tuần SKC trong lần chọn lọc 2 83 Tỉ lệ sống (%) của mô sẹo đậu nành MTĐ 760-4 ảnh hƣởng bởi muối NaCl từ 1 đến 5 tuần SKC trong lần chọn lọc 3 Tỉ lệ sống (%) của mô sẹo đậu nành MTĐ 760-4 ảnh hƣởng bởi muối NaCl từ 1 đến 5 tuần SKC trong lần chọn lọc 4 Hàm lƣợng proline của mô sẹo đậu nành MTĐ 760-4 sau 4 lần chọn lọc với muối NaCl (mol g trọng lƣợng tƣơi) 87 Tỉ lệ tạo chồi (%) của trục phôi đậu nành MTĐ 760-4 ảnh hƣởng bởi muối NaCl trong lần chọn lọc 1 Chiều cao chồi (cm) của đậu nành MTĐ 760-4 ảnh hƣởng bởi muối NaCl trong lần chọn lọc 1 Chiều cao chồi gia tăng (cm) của đậu nành MTĐ 760-4 ảnh hƣởng bởi muối NaCl trong lần chọn lọc 2 Số lá gia tăng của chồi đậu nành MTĐ 760-4 ảnh hƣởng bởi muối NaCl trong lần chọn lọc 2 Chiều cao chồi gia tăng (cm) của chồi đậu nành MTĐ 760-4 ảnh hƣởng bởi muối NaCl trong lần chọn lọc 3 Số lá gia tăng của chồi đậu nành MTĐ 760-4 ảnh hƣởng bởi muối NaCl trong lần chọn lọc 3 Số cây đậu nành có khả năng chống chịu mặn ở các nồng độ muối NaCl Hàm lƣợng proline của chồi đậu nành MTĐ 760-4 sau 3 lần chọn lọc với muối NaCl (mol g trọng lƣợng tƣơi) 90 Tỉ lệ sống của mô sẹo (%) ảnh hƣởng bởi chiếu xạ tia gamma Co60 và muối NaCl ở 1, 3 và 5 tuần SKC trong lần chọn lọc 1 Tỉ lệ sống của mô sẹo (%) ảnh hƣởng bởi chiếu xạ tia gamma Co60 và muối NaCl ở 1, 3 và 5 tuần SKC trong lần chọn lọc 2 Tỉ lệ sống của mô sẹo (%) ảnh hƣởng bởi chiếu xạ tia gamma 98 4.19 4.20 4.21 4.22 4.23 4.24 4.25 4.26 4.27 4.28 4.29 4.30 4.31 4.32 4.33 4.34 xii 84 86 87 88 90 92 92 93 94 95 97 100 102 Co60 và muối NaCl ở 1, 3 và 5 tuần SKC trong lần chọn lọc 3 4.35 Tỉ lệ sống của mô sẹo (%) ảnh hƣởng bởi chiếu xạ tia gamma Co60 và muối NaCl ở 1, 3 và 5 tuần SKC trong lần chọn lọc 4 104 4.36 Hàm lƣợng proline của mô sẹo (mol g trọng lƣợng tƣơi) ảnh hƣởng bởi chiếu xạ tia gamma Co60 và muối NaCl sau 4 lần chọn lọc Tỉ lệ sống của trục phôi (%) ảnh hƣởng bởi chiếu xạ tia gamma Co60 và muối NaCl ở 2, 4 và 6 tuần SKC trong lần chọn lọc 1 Tỉ lệ tạo chồi (%) ảnh hƣởng bởi chiếu xạ tia gamma Co60 và muối NaCl ở 4 và 6 tuần SKC trong lần chọn lọc 1 106 Chiều cao chồi (cm) ảnh hƣởng bởi chiếu xạ tia gamma Co60 và muối NaCl ở 4 và 6 tuần SKC trong lần chọn lọc 1 Chiều cao chồi gia tăng (cm) ảnh hƣởng bởi chiếu xạ tia gamma Co60 và muối NaCl ở 1, 2 và 3 tuần SKC trong lần chọn lọc 2 Chiều cao chồi gia tăng (cm) ảnh hƣởng bởi chiếu xạ tia gamma Co60 và muối NaCl ở 1, 2 và 3 tuần SKC trong lần chọn lọc 3 Chiều cao chồi gia tăng (cm) ảnh hƣởng bởi tƣới nƣớc mặn Số lóng gia tăng (lóng) ảnh hƣởng bởi tƣới nƣớc mặn 112 4.37 4.38 4.39 4.40 4.41 4.42 4.43 xiii 108 110 113 114 118 119 DANH SÁCH HÌNH Hình 3.1 Tên hình Tử diệp của giống đậu nành MTĐ 760-4 đƣợc tách bỏ trục phôi (a) và nuôi cấy trên môi trƣờng (b) Sinh trƣởng mô sẹo trên môi trƣờng chọn lọc với muối NaCl Mẫu trục phôi của giống đậu nành MTĐ 760-4 đƣợc tách bỏ trục phôi (a) và nuôi cấy trên môi trƣờng (b) Sinh trƣởng của trục phôi sau khi đƣợc chiếu xạ và chọn lọc với muối NaCl Cây đậu nành chuẩn bị thuần dƣỡng ở nhà lƣới Trang 42 4.1 Ảnh hƣởng của muối NaCl trên sự sống và sinh trƣởng của 5 giống đậu nành Nhật 17A, MTĐ 748-1, MTĐ 176, MTĐ 760-4, OMĐN 29 (từ phải sang) ở 5 tuần sau khi trồng 56 4.2 Ảnh hƣởng của nồng độ muối NaCl trên sự sinh trƣởng của rễ cây đậu nành ở 5 tuần sau khi trồng 61 4.3 Triệu chứng ngộ độc mặn (NaCl 4 g L) trên lá đậu nành ở 5 tuần sau khi trồng Ảnh hƣởng của muối NaCl trên sự sống và sinh trƣởng của 5 giống đậu nành ở 5 tuần sau khi trồng Sự hình thành mô sẹo từ tử diệp đậu nành ở 2 tuần sau khi cấy Sự tạo rễ của cây đậu nành trên môi trƣờng MS bổ sung NAA Sinh trƣởng của cây đậu nành sau 4 tuần thuần dƣỡng Sự sinh trƣởng của mô sẹo đậu nành MTĐ 760-4 trên môi trƣờng MS bổ sung muối NaCl sau 5 tuần nuôi cấy trong lần chọn lọc 1 Sự sinh trƣởng của mô sẹo đậu nành MTĐ 760-4 trên môi trƣờng MS bổ sung muối NaCl sau 5 tuần nuôi cấy trong lần chọn lọc 4 63 Sự tạo chồi đậu nành MTĐ 760-4 trên môi trƣờng bổ sung muối NaCl Sinh trƣởng của chồi đậu nành MTĐ 760-4 chịu mặn sau chọn lọc trên môi trƣờng MS Nhân các dòng đậu nành có khả năng chống chịu mặn trên môi trƣờng MS bổ sung nƣớc dừa 50 ml L và NAA 0,2 91 3.2 3.3 3.4 3.5 4.4 4.5 4.6 4.7 4.8 4.9 4.10 4.11 4.12 xiv 44 46 49 52 66 71 78 83 85 88 95 96 mg/L 4.13 4.14 4.15 Mức độ sống sót của mô sẹo đậu nành MTĐ 760-4 sau 5 tuần nuôi cấy ở lần chọn lọc 1 Mức độ sống sót của mô sẹo đậu nành MTĐ 760-4 sau 5 tuần nuôi cấy ở lần chọn lọc 4 Ảnh hƣởng của chiếu xạ tia gamma Co60 và NaCl lên sự tạo chồi đậu nành MTĐ 760-4 trong lần chọn lọc 1 99 105 111 4.16 Ảnh hƣởng của chiếu xạ tia gamma Co60 và NaCl lên sự sinh trƣởng của chồi đậu nành MTĐ 760-4 114 4.17 Phổ diện điện di sản phẩm PCR với mồi ISSR02 (giếng 13), ISSR03 (giếng 4-6), ISSR13 (giếng 7-9) và ISSR19 (giếng 10-12) Phổ diện điện di sản phẩm PCR với mồi ISSR22 (giếng 1-3) và ISSR27 (giếng 4-6) Phổ diện điện di sản phẩm PCR với mồi ISSR22 115 Ảnh hƣởng của tƣới mặn NaCl 5 g L lên sinh trƣởng của cây đậu nành MTĐ 760-4 đối chứng ở 5 tuần sau khi trồng Sinh trƣởng của các dòng đậu nành trong điều kiện tƣới mặn ở 4 tuần sau khi trồng Sơ đồ phƣơng pháp tạo biến dị soma dòng đậu nành MTĐ 760-4 chống chịu mặn từ mẫu cấy trục phôi 120 4.18 4.19 4.20 4.21 4.22 xv 116 117 121 123 DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT 2,4-D AFLP BA ctv. ĐBSCL DNA et al. FAO Gy IAA IAEA ISSR MS NAA PCR PEG RAPD ROS SKC SKT SKTD SSPs SSRs SSSA 2,4-Dichlorophenoxy acetic acid Amplified fragment length polymorphism Benzyl adenine cộng tác viên Đồng bằng sông Cửu Long Deoxyribo nucleic acid và cộng tác viên Food and Agricultural Organization Gray 3-Indole acetic acid International Atomic Energy Agency Inter simple sequence repeat Murashige và Skoog 1-Naphthalene acetic acid Polymerase chain reaction Polyethylene glygol Random amplified polymorphic DNA Reactive oxygen species sau khi cấy sau khi trồng sau khi thuần dƣỡng Single specific primers Simple sequence repeats Soil Science Society of America xvi CHƢƠNG 1 GIỚI THIỆU 1.1 Đặt vấn đề Đậu nành (Glycine max (L.) Merrill) là cây thực phẩm có giá trị kinh tế rất cao không chỉ đƣợc trồng làm thức ăn cho ngƣời và gia súc vì có hàm lƣợng protein cao (40%), lipid (18%), các acid amin cơ bản và nhiều loại vitamin, đậu nành còn là cây luân canh cải tạo đất rất tốt (Phạm Văn Biên và ctv., 1996). Biện pháp luân canh cây đậu nành với cây lúa vừa hạn chế đƣợc dòng đời sâu bệnh phát triển, vừa góp phần làm cho đất thêm màu mỡ, mang lại hiệu quả kinh tế cao cho cả lúa và đậu nành giúp cho nông dân tăng thêm thu nhập, cải thiện đời sống và giúp cho ngành chăn nuôi, thủy sản có thêm nguyên liệu để chế biến. Đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL) là trọng điểm nông nghiệp của cả nƣớc, việc chuyển đổi cơ cấu cây trồng là một nhu cầu bức thiết nhằm xây dựng nền nông nghiệp bền vững, phá thế độc canh cây lúa và cắt sự lây truyền của sâu rầy. Vì vậy, việc đƣa cây đậu nành vào cơ cấu luân canh với cây lúa là một trong những biện pháp hữu hiệu (Nguyễn Phƣớc Đằng và ctv., 2010). Tuy nhiên, hiện nay do tình hình biến đổi khí hậu, ĐBSCL là một trong những vùng chịu ảnh hƣởng trực tiếp, đặc biệt là tình trạng xâm nhập mặn vào sâu trong đất liền khiến cho nhiều diện tích đất canh tác bị thu hẹp. Đậu nành đƣợc xem là loài nhạy cảm với mặn (Lauchli, 1984). Sản lƣợng của các giống đậu nành nhạy cảm với mặn giảm rất nghiêm trọng dƣới điều kiện mặn (Chang et al., 1994, Katerji et al., 2003). Chính vì vậy, để có thể canh tác tốt và mở rộng diện tích cây trồng này ở ĐBSCL, việc sử dụng giống chịu mặn là một trong các phƣơng pháp thích hợp nhất và ít tốn kém nhất so với các phƣơng pháp khác nhƣ cải tạo đất hoặc làm đê bao ngăn mặn. Đối với những vùng bị nhiễm mặn, vào những mùa vụ năng suất trồng lúa không cao thì nông dân có thể trồng cây đậu nành thay thế. Theo Wang et al. (2003), hiện nay chọn giống là một chiến lƣợc quan trọng để cải thiện tính chống chịu mặn trên cây đậu nành. Tuy nhiên, công tác lai tạo và chọn giống theo cách cổ điển rất khó, tốn nhiều thời gian, công sức và chi phí. Trong khi đó phƣơng pháp chọn lọc các biến dị thích nghi với mặn thông qua nuôi cấy mô đã đƣợc thực hiện thành công trên nhiều cây trồng. Đặc biệt là hiệu quả chọn lọc có thể đƣợc tăng cƣờng bằng cách kết hợp với kỹ thuật gây đột biến in vitro. Rất nhiều báo cáo đã cho thấy các dòng cây trồng chống chịu mặn có thể đƣợc tạo bằng các kỹ thuật này nhƣ lúa (Dang Minh Tam and Nguyen Thi Lang, 2003; Saleem et al., 2005; Zinnah et al., 2013), mía (Patade et al., 2008), lúa mì (ElSayed et al., 2007), khoai tây (Yaycili and Alikamanoglu, 2012)… Trên thế 1 giới, việc ứng dụng phƣơng pháp này để chọn lọc tính chống chịu mặn trên cây đậu nành cũng đã thực hiện nhƣng còn rất hạn chế và chƣa đƣợc nghiên cứu một cách đầy đủ. Một số kỹ thuật nuôi cấy in vitro cây đậu nành cơ bản cũng đã đƣợc thực hiện ở một số giống, tuy nhiên, một quy trình nuôi cấy đầy đủ cũng chƣa có. Vì vậy, các nghiên cứu về chọn lọc các dòng đậu nành chống chịu mặn để thích nghi với sự bất lợi của môi trƣờng nhƣ sự xâm nhập mặn ở ĐBSCL là rất cần thiết và hứa hẹn sẽ mang lại nhiều đóng góp giá trị cho công tác chọn tạo giống đậu nành mới. 1.2 Mục tiêu của đề tài Xác định phƣơng pháp chọn tạo dòng đậu nành có khả năng chống chịu mặn. 1.3 Nội dung nghiên cứu Nội dung 1: Xác định khả năng chống chịu mặn của một số giống đậu nành phổ biến ở ĐBSCL. Nội dung 2: Xác định môi trƣờng nuôi cấy mô cây đậu nành thích hợp để tạo nguồn vật liệu khởi đầu cho các phƣơng pháp chọn lọc. Nội dung 3: Đánh giá khả năng chọn tạo các dòng đậu nành chống chịu mặn bằng phƣơng pháp tạo biến dị soma và chiếu xạ tia gamma. - Tạo biến dị tế bào soma từ mô sẹo và trục phôi bằng cách nuôi cấy trên môi trƣờng mặn (bổ sung muối NaCl). - Chiếu xạ tia gamma Co60 mẫu mô sẹo và trục phôi và chọn lọc trên môi trƣờng mặn (bổ sung muối NaCl). - Đánh giá sự sai khác di truyền của các dòng đậu nành chống chịu mặn sau chọn lọc bằng kỹ thuật sinh học phân tử. - Đánh giá khả năng sinh trƣởng và phát triển của các dòng đậu nành chống chịu mặn sau chọn lọc trong điều kiện tƣới mặn ở nhà lƣới. 1.4 Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu 1.4.1 Đối tƣợng nghiên cứu Đặc tính chống chịu mặn của cây đậu nành. 1.4.2 Phạm vi nghiên cứu - Xác định khả năng chống chịu mặn của các giống đậu nành bằng phƣơng pháp thủy canh đƣợc thực hiện trong nhà lƣới. 2 - Xác định môi trƣờng nuôi cấy mô cây đậu nành thích hợp để tạo nguồn vật liệu khởi đầu cho các phƣơng pháp chọn lọc và thực hiện chọn tạo các dòng đậu nành có khả năng chịu mặn trong phòng thí nghiệm với 1 giống đã đƣợc đánh giá mức độ chịu mặn trong nhà lƣới. - Đánh giá sự sai khác di truyền của các dòng đậu nành chống chịu mặn sau chọn lọc bằng kỹ thuật sinh học phân tử. - Thuần dƣỡng và trồng thử nghiệm dòng đậu nành sau chọn lọc trong nhà lƣới. 1.5 Ý nghĩa của luận án 1.5.1 Ý nghĩa khoa học - Kết quả luận án đã xác định đƣợc khả năng chống chịu mặn của một số giống đậu nành phổ biến ở ĐBSCL bằng kỹ thuật thủy canh. - Luận án đã xác định đƣợc các môi trƣờng nuôi cấy mô thích hợp cho giống đậu nành MTĐ 760-4 là giống có khả năng chịu mặn kém nhƣng có các đặc tính sinh trƣởng tốt để tạo nguồn vật liệu khởi đầu cho các phƣơng pháp chọn lọc. - Luận án đã ứng dụng phƣơng pháp tạo biến dị soma và chiếu xạ tia gamma Co60 để chọn tạo các các dòng đậu nành chống chịu mặn, sử dụng chỉ thị phân tử ISSR để đánh giá sự sai khác di truyền của các dòng đậu nành chống chịu mặn sau chọn lọc và đánh giá khả năng sinh trƣởng và phát triển của các dòng này trong điều kiện tƣới mặn ở nhà lƣới. - Kết quả của luận án đã xác định đƣợc phƣơng pháp tạo dòng đậu nành MTĐ 760-4 có khả năng chống chịu mặn, cung cấp nguồn tài liệu trong nghiên cứu khoa học, làm tiền đề cho các nghiên cứu tiếp theo và phục vụ trong giảng dạy. 1.5.2 Ý nghĩa thực tiễn Trƣớc tình trạng xâm nhập mặn ở ĐBSCL đang ngày càng trở nên nghiêm trọng, đe dọa ảnh hƣởng đến năng suất nhiều giống cây trồng, trong đó có cây đậu nành là một trong những giống cây trồng có giá trị thực phẩm cao, đồng thời cũng là giống cây trồng cải tạo đất rất tốt, nhƣng là giống cây nhạy cảm với mặn, việc nghiên cứu để chọn tạo các dòng/giống cây đậu nành có khả năng chống chịu mặn để có thể canh tác tốt và mở rộng diện tích cây trồng này ở ĐBSCL là rất cần thiết. Ứng dụng phƣơng pháp gây biến dị tế bào soma có thể chọn lọc đƣợc dòng đậu nành chống chịu mặn. Kết quả luận án đã đạt đƣợc 01 dòng đậu nành MTĐ 760-4 có khả năng chống chịu mặn ở nồng 3 độ muối NaCl 5 g/L. Từ đó có thể trồng thử nghiệm và phát triển giống mới này ra điều kiện tự nhiên, đặc biệt là những vùng đất canh tác đang bị nhiễm mặn ở ĐBSCL. 1.6 Những điểm mới của luận án - Kết quả luận án đã đánh giá đƣợc khả năng chống chịu mặn của 10 giống đậu nành trồng ở ĐBSCL là MTĐ 176, MTĐ 748-1, MTĐ 760-4, Nhật 17A, OMĐN 29, ĐH 4, MTĐ 720, MTĐ 860-1, MTĐ 878-3 và MTĐ 885-2 bằng phƣơng pháp thủy canh. Trong đó, các giống MTĐ 748-1, ĐH 4 và MTĐ 720 có khả năng chịu mặn cao ở nồng độ muối NaCl 4 g/L. Giống MTĐ 878-3 nhạy cảm với mặn và giống MTĐ 760-4 chết hoàn toàn ở nồng độ muối này. - Luận án đã tạo ra những dòng mô sẹo và cây chịu mặn từ giống không chịu mặn là MTĐ 760-4. - Trong các phƣơng pháp chọn lọc các dòng đậu nành chống chịu mặn thì phƣơng pháp gây biến dị soma trên mẫu trục phôi đậu nành MTĐ 760-4 đạt đƣợc 01 dòng cây đậu nành có khả năng chống chịu mặn ở nồng độ NaCl 5 g/L. Có sự khác biệt di truyền trong cấu trúc DNA của mẫu chồi chống chịu mặn so với mẫu đối chứng không xử lý mặn khi phân tích bằng chỉ thị phân tử ISSR22. Cây đậu nành MTĐ 760-4 sau chọn lọc mặn với muối NaCl 5 g/L sinh trƣởng bình thƣờng sau 5 tuần thuần dƣỡng trong điều kiện tƣới mặn ở nhà lƣới. - Cả hai phƣơng pháp gây biến dị soma và phƣơng pháp chiếu xạ tia gamma Co60 kết hợp chọn lọc mặn với muối NaCl trên mẫu mô sẹo đều thu đƣợc các dòng mô sẹo có khả năng chịu mặn với nồng độ 5 g/L ở mẫu không chiếu xạ và mẫu chiếu xạ liều 10 Gy. Phân tích di truyền với chỉ thị ISSR22 cho thấy ở hai mẫu mô sẹo này đều không có sự xuất hiện của băng DNA khoảng 450 bp so với mẫu đối chứng. 4 CHƢƠNG 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1 Nguồn gốc và phân loại cây đậu nành 2.1.1 Nguồn gốc Đậu nành (đậu tƣơng) là một trong những loại cây trồng mà loài ngƣời đã biết sử dụng và trồng trọt từ lâu đời, vì vậy nguồn gốc của cây đậu nành cũng sớm đƣợc xác minh. Những bằng chứng về lịch sử, địa lý và khảo cổ học đều công nhận rằng đậu nành có nguyên sản ở châu Á và có nguồn gốc từ Trung Quốc. Cây đậu nành đƣợc thuần hóa ở Trung Quốc qua nhiều triều đại tiền phong kiến và đƣợc đƣa vào trồng trọt và khảo sát có thể trong triều đại Shang (năm 1700-1100 B.C) trƣớc công nguyên. Những thông tin về nguồn gốc đậu nành đƣợc trình bày chi tiết trong tài liệu của trong Ngô Thế Dân và ctv. (1999). 2.1.2 Phân loại Đậu nành Glycine max (L.) Merrill thuộc họ đậu Leguminosae, họ phụ cánh bƣớm Papilionoideae và bộ Phaseoleae (Bernard and Weiss, 1973). Đậu nành đƣợc thuần hóa từ đậu nành hoang, G. soja Sieb. and Zucc., là một loài dây leo hằng niên có trái chứa hạt màu đen (Hymowitz, 1970). Đậu nành canh tác và tổ tiên của nó G. soja thuộc chi phụ Soja (Moench.) F.J. Herm. (Singh and Hymowitz, 1989). 2.2 Đặc điểm thực vật 2.2.1 Rễ Rễ cây đậu nành khác với rễ cây hòa thảo là có rễ chính và rễ phụ. Rễ chính có thể ăn sâu 30-50 cm và có thể trên 1 m. Trên rễ chính mọc ra nhiều rễ phụ, rễ phụ cấp 2, cấp 3 tập trung nhiều ở tầng đất 7-8 cm, rộng 30-40 cm2 (Nguyễn Danh Đông, 1982). Trên rễ chính và rễ phụ có nhiều nốt sần. Bộ rễ phân bố nông sâu, rộng hẹp, số lƣợng nốt sần ít hay nhiều phụ thuộc vào giống, đất đai, khí hậu và kỹ thuật trồng (Trần Văn Điền, 2007). 2.2.2 Thân Tùy theo đặc điểm của giống và điều kiện môi trƣờng mà cây đậu nành có số lóng và số cành khác nhau (Nguyễn Thị Xuân Thu và Lê Vĩnh Thúc, 2011). Thân cây đậu nành thuộc thân thảo, có hình tròn, trên thân có nhiều lông nhỏ. 5 Thân khi còn non có màu xanh hoặc màu tím khi về già chuyển sang màu nâu nhạt, màu sắc của thân khi còn non có liên quan chặt chẽ với màu sắc của hoa sau này. Nếu thân lúc còn non màu xanh thì hoa màu trắng và nếu khi còn non thân có màu tím thì hoa có màu tím đỏ. Thân có trung bình 14-15 lóng, các lóng ở phía dƣới thƣờng ngắn, các lóng ở phía trên thƣờng dài (vì những lóng phía trên phát triển từ ngày 35-40 trở đi vào lúc cây đang sinh trƣởng nhanh nên lóng thƣờng dài). Tùy theo giống và thời vụ gieo mà chiều dài lóng có sự khác nhau thƣờng biến động từ 3-10 cm. Cây đậu nành trong vụ hè thƣờng có lóng dài hơn vụ xuân và vụ đông. Chiều dài của lóng góp phần quyết định chiều cao của thân. Thân cây đậu nành thƣờng cao từ 0,3-1,0 m. Giống đậu nành dại cao 2-3 m. Những giống thân nhỏ lóng dài dễ bị đổ hay mọc bò thƣờng làm thức ăn cho gia súc. Những giống thân to thƣờng là thân đứng và có nhiều hạt và chống đƣợc gió bão. Toàn thân có một lớp lông tơ ngắn, mọc dày bao phủ từ gốc lên đến ngọn, đến cả cuống lá. Thực tế cũng có giống không có lông tơ. Những giống có mật độ lông tơ dày, màu sẫm có sức kháng bệnh, chịu hạn và chịu rét khỏe. Ngƣợc lại những giống không có lông tơ thƣờng sinh trƣởng không bình thƣờng, sức chống chịu kém. Thân có lông tơ nhiều ít dài ngắn, dày thƣa là một đặc điểm phân biệt giữa các giống với nhau (Trần Văn Điền, 2007). 2.2.3 Lá Cây đậu nành có 4 loại lá bao gồm lá mầm (lá tử diệp), lá sơ cấp đơn, lá kép lông chim và lá bắc (một cặp lá đơn dài 1 mm ở gốc của mỗi nhánh bên) (Carlson and Lersten, 2004). Phần lớn trên lá có nhiều lông tơ. Lá có nhiều hình dạng khác nhau tùy theo giống, những giống lá nhỏ và dài chịu hạn khỏe nhƣng thƣờng cho năng suất thấp. Những giống lá to chống chịu hạn kém nhƣng thƣờng cho năng suất cao hơn. Nếu 2 lá kép đầu to và dày thƣờng biểu hiện giống có khả năng chống chịu rét. Số lƣợng lá kép nhiều hay ít, diện tích lá to hay nhỏ chi phối rất lớn đến năng suất và phụ thuộc vào thời vụ gieo trồng. Các lá nằm cạnh chùm hoa nào giữ vai trò chủ yếu cung cấp dinh dƣỡng cho chùm hoa ấy. Nếu vì điều kiện nào đó làm cho lá bị úa vàng thì trái ở vị trí đó thƣờng bị rụng hoặc lép. Các nhà chọn giống đậu nành đƣa ra cơ sở để nâng cao năng suất đậu nành là tăng cƣờng quá trình quang hợp và muốn quang hợp với hiệu quả cao thì phải chọn những cây có bộ lá nhỏ, dày, thế lá đứng và lá có dạng hình trứng. 6 Số lá nhiều to khỏe nhất vào thời kỳ đang ra hoa rộ. Khi phiến lá phát triển to, rộng, mỏng, phẳng, có màu xanh tƣơi là biểu hiện cây sinh trƣởng khỏe có khả năng cho năng suất cao (Trần Văn Điền, 2007). 2.2.4 Hoa Chồi bên phát triển thành cụm gồm 2-35 hoa. Hoa rụng từ 20-80%. Đậu nành có hoa có tràng cánh bƣớm (Carlson and Lersten, 2004). Hoa đậu nành thuộc loại hoa đồng chu lƣỡng tính trong hoa có nhị và nhụy, mỗi hoa gồm 5 lá đài, 5 cánh hoa có 10 nhị và 1 nhụy. + Đài hoa có màu xanh, nhiều bông. + Cánh hoa: Một cánh to gọi là cánh cờ, 2 cánh bƣớm và 2 cánh thìa. + Nhị đực: 9 nhị đực cuốn thành ống ôm lấy vòi nhụy cái và 1 nhị riêng lẻ. + Nhụy cái: Bầu thƣợng, tử phòng một ngăn có 1-4 tâm bì (noãn) nên thƣờng trái đậu nành có 2-3 hạt. Các cánh hoa vƣơn ra khỏi lá đài từ ngày hôm trƣớc và việc thụ phấn xảy ra vào sáng ngày hôm sau lúc 8-9 giờ sáng trƣớc khi nụ hoặc hoa chƣa nở hoàn toàn. Mùa hè hoa thƣờng nở sớm hơn mùa đông và thời gian nở hoa rất ngắn sáng nở chiều tàn. Hoa đậu nành thƣờng thụ phấn trƣớc khi hoa nở và là cây tự thụ phấn, tỉ lệ giao phấn rất thấp chiếm trung bình 0,5-1% (Ngô Thế Dân và ctv., 1999). 2.2.5 Trái và hạt Chùm hoa ở mỗi đốt có thể phát triển từ 1 đến hơn 20 trái. Một cây có thể có đến 400 trái. Trái đậu nành tƣơng tự nhƣ trái các cây họ đậu khác. Một trái thƣờng chứa 1 đến 3 hạt và hiếm khi 4 hạt, ngoại trừ các cây có na allele có những lá chét hẹp và có tỉ lệ trái 4 hạt cao hơn (Singh et al., 2007). Trái đậu nành thẳng hoặc hơi cong, có chiều dài từ 2-7 cm hoặc hơn. Trái có màu sắc biến động từ vàng trắng tới vàng sẫm, nâu hoặc đen. Màu sắc trái phụ thuộc vào sắc tố caroten, xanthophyll, màu sắc của lông, sự có mặt của các sắc tố antocyanin. Lúc trái non có màu xanh nhiều lông (có khả năng quang hợp do có diệp lục), khi chín có màu nâu. Hoa đậu nành ra nhiều nhƣng tỉ lệ đậu trái thấp 20-30%. Ví dụ trong vụ xuân 1 cây có thể có 120 hoa nhƣng chỉ đậu 30-40 trái là cao, trên một chùm 5-8 hoa chỉ đậu 2-3 trái. Những đốt ở phía gốc thƣờng trái ít hoặc không có trái, từ đốt thứ 5-6 trở lên tỉ lệ đậu trái cao và trái chắc nhiều. Trên cành thƣờng từ đốt 2-3 trở lên mới có trái chắc, những trái trên đầu cành 7 thƣờng lép nhiều. Sau khi hoa nở đƣợc 2 ngày thì cánh hoa héo và rụng, ngày thứ 3 đến ngày thứ 5 sau hoa nở đã hình thành trái và 7-8 ngày sau là thấy nhân trái xuất hiện. Trong 18 ngày đầu trái lớn rất nhanh sau đó chậm dần, vỏ dày lên và chuyển từ màu xanh sang màu vàng. Hạt lớn nhanh trong vòng 3035 ngày sau khi hình thành trái. Hạt có nhiều hình dạng khác nhau: Hình tròn, hình bầu dục, tròn dẹt... Giống có màu vàng giá trị thƣơng phẩm cao. Trong hạt, phôi thƣờng chiếm 2%, 2 lá tử điệp chiếm 90% và vỏ hạt 8% tổng khối lƣợng hạt. Hạt to nhỏ khác nhau tùy theo giống, khối lƣợng một nghìn hạt (M1.000 hạt) thay đổi từ 20400 g trung bình từ l00-200 g. Rốn hạt của các giống khác nhau thì có màu sắc và hình dạng khác nhau, đây là một biểu hiện đặc trƣng của các giống (Trần Văn Điền, 2007). 2.3 Yêu cầu sinh thái của cây đậu nành 2.3.1 Đất Cây đậu nành không yêu cầu nghiêm khắc về đất trồng. Loại đất thích hợp nhất đối với cây đậu nành là loại đất có tầng canh tác sâu, giàu chất hữu cơ, Ca, K và pH trung tính, mực nƣớc ngầm sâu, giữ ẩm tốt, dễ thoát nƣớc, trong đó khả năng giữ nƣớc và thoát nƣớc có ảnh hƣởng nhiều nhất đến khả năng sinh trƣởng phát triển và năng suất cây đậu nành. Đậu nành chịu mặn và chịu chua kém hơn nhiều cây trồng khác. Độ pH có thể phát triển bình thƣờng đƣợc là từ 5,0-8,0, độ pH thích hợp nhất là 6,07,0, dƣới 4,0 và trên 9,5 đậu nành không sống đƣợc (Trần Văn Điền, 2007). Ở miền Nam nƣớc ta, đậu nành cũng đƣợc trồng trên nhiều loại đất nhƣ đất phù sa mới, đất phù sa cổ, đất đỏ, đất xám, đất phèn ít, đất phèn mặn, đất hữu cơ… (Nguyễn Thị Xuân Thu và Lê Vĩnh Thúc, 2011). 2.3.2 Nhiệt độ Đậu nành đƣợc trồng rải ở nhiều nƣớc trên thế giới, có thể trồng tới 470 vĩ bắc (Ngô Thế Dân và ctv., 1999). Đậu nành có nguyên sản ở Trung Quốc nên nói chung đậu nành là một loại cây ƣa nhiệt độ ấm. Nhiều tài liệu nghiên cứu cho rằng muốn trồng cây đậu nành phải có nhiệt độ đầy đủ trong các thời kì sinh trƣởng hay tổng tích ôn không nhỏ quá 24000C (Nguyễn Danh Đông, 1982). Đậu nành có thể trồng đƣợc ở những vùng nào nhiệt độ trong suốt thời gian sinh trƣởng từ 170C đến 290C và nhiệt độ ban đêm không thấp dƣới 150C (Lawn, 1982). Cây đậu nành ƣa nhiệt độ cao nhƣng tùy theo thời kỳ sinh trƣởng khác nhau mà yêu cầu nhiệt độ khác nhau (Trần Văn Điền, 2007). 8 2.3.3 Nƣớc Theo Nguyễn Thị Xuân Thu và Lê Vĩnh Thúc (2011), nƣớc là một trong những yếu tố hàng đầu của môi trƣờng có ý nghĩa rất quan trọng đối với sự sinh trƣởng và phát triển của đậu nành. Trong thực tế sản xuất, mặc dù hiếm có trƣờng hợp đậu nành chết vì hạn, nhƣng nƣớc là một yếu tố thƣờng hạn chế năng suất đậu nành, nhất là trong điều kiện mùa khô ở miền Nam. So với lúa, bắp, cao lƣơng, khi nảy mầm hạt đậu nành hút thu một lƣợng nƣớc lớn hơn rất nhiều, nhƣng sức hút nƣớc của hạt thì lại kém hơn các loại trên. Trong trƣờng hợp độ ẩm của đất chỉ đủ cho hạt trƣơng lên mà không đủ đảm bảo cho hạt nảy mầm, cũng nhƣ trong điều kiện đất bị úng ở tuần đầu thì hạt thƣờng bị nấm mốc tấn công và thối. Đây là nguyên nhân gây ra tình trạng đậu nành mọc không đều ở ngoài đồng. Đậu nành không chịu đƣợc hạn lẫn úng. Bộ rễ của cây tập trung phần lớn ở tầng đất cày nên khả năng sử dụng nƣớc ở các tầng đất sâu khó hơn. Muốn cho quá trình sinh trƣởng của cây không bị kìm hãm thì ẩm độ đất trong khoảng 75-90% độ ẩm giới hạn ngoài đồng ở tầng đất 1-20 cm. Ẩm độ đất dƣới 75% ẩm độ giới hạn ngoài đồng sẽ kìm hãm sự sinh trƣởng của cây đậu nành nhƣng mức độ kìm hãm thay đổi tùy theo điều kiện khí hậu, nhiệt độ và giai đoạn sinh trƣởng của cây (Trần Thƣợng Tuấn và ctv., 1983). Trong cả vụ, nhu cầu nƣớc đối với cây đậu nành dao động từ khoảng 350 tới 800 mm (Mayer et al., 1992). Nhƣng nhu cầu nƣớc phụ thuộc vào độ dài thời gian sinh trƣởng, tốc độ phát triển của cây trƣớc khi phủ kín đất và lƣợng nƣớc sẵn có trong đất. Trong suốt thời gian sinh trƣởng, nhu cầu nƣớc của cây không đồng đều qua các giai đoạn. Ở giai đoạn nảy mầm và cây con, tỉ lệ sử dụng nƣớc thấp do tán cây còn nhỏ và phần lớn số nƣớc mất đi do bay hơi trên mặt đất. Nhu cầu nƣớc của cây đậu nành tăng dần khi cây ở giai đoạn từ 3-5 lá kép, tăng nhanh và cao nhất ở giai đoạn sinh trƣởng sinh thực từ khi cây ra hoa đến khi quả vào chắc. Giai đoạn quả bắt đầu chín, nhu cầu nƣớc lại giảm đi cùng với sự tàn của lá và lƣợng nƣớc bay hơi giảm. Ảnh hƣởng của nƣớc có thể do thừa nƣớc gây tổn thƣơng bộ rễ do thiếu không khí hoặc có thể do thiếu nƣớc dẫn đến cây bị héo. Nƣớc ảnh hƣởng đến sinh trƣởng của cây bao gồm về cả sinh lý, sinh hóa, hình thái và giải phẫu của cây dẫn đến làm giảm năng suất (Trần Văn Điền, 2007). 2.3.4 Ánh sáng Đậu nành thuộc cây ngày ngắn. Tuy nhiên, ngày nay nó phân bố rất rộng trên thế giới với những giống có phản ứng rất khác nhau với quang kỳ. Trong 9
- Xem thêm -

Tài liệu liên quan