Luận văn Thạc sĩ Sinh học: Sự tăng trưởng In Vitro của cây mầm lúa Oryza Sativa l. trong điều kiện ngập úng

Chia sẻ: Lavie Lavie | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:102

Thêm vào BST

Báo xấu

99
lượt xem 7
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Luận văn Thạc sĩ Sinh học: Sự tăng trưởng In Vitro của cây mầm lúa Oryza Sativa l. trong điều kiện ngập úng thực hiện khảo sát môi trường In Vitro thích hợp để nuôi cấy lúa; khảo sát thời gian bão hòa nước của hạt; khảo sát ảnh hưởng của mực nước ngập úng In Vitro đến sự tăng trưởng của cây mầm lúa;... Mời các bạn tham khảo.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận văn Thạc sĩ Sinh học: Sự tăng trưởng In Vitro của cây mầm lúa Oryza Sativa l. trong điều kiện ngập úng

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
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
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
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
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
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
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
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
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 450C với thời gian xử lý khác nhau. ............................................................................... 64
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
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
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
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.
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.
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
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).
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
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
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 - 120C và tối đa là 42 - 440C, tốt nhất là 44 - 500C (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
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 CO 2 , nếu tích lũy sẽ ức chế nảy mầm. Khi hàm lượng CO 2 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