Luận văn tốt nghiệp Hoàng Văn Thân Mục lục Trang lời cảm ơn 2 Mở đầu 3 Chơng I. tổng quan tài liệu về cây lạc và tảo Chlorella vulgaris . 1.1. Tổng hợp nghiên cứu về cây lạc. 5 1.2. Tổng hợp nghiên cứu về tảo Chlorella. 13 Chơng II. Đối tợng nội dung ph ơng pháp nghiên cứu 2.1. Đối tợng, địa điểm và thời gian nghiên cứu. 15 2.2. Nội dung nghiên cứu. 16 2.3. Phơng pháp nghiên cứu. 16 Chơng III. Kết quả nghiên cứu và thảo luận. 3.1. ảnh hởng của tảo Chlorella vulgaris lên sự nảy mầm của 2 giống lạc 23 3.2. ảnh hởng của tảo Chlorella vulgaris lên cờng độ hô hấp của 2 giống lạc trong giai đoạn nảy mầm. 25 3.3. ảnh hởng của tảo Chlorella vulgaris lên chiều dài rễ mầm của 2 giống lạc. 27 3.4. ảnh hỏng của tảo Chlorela vulgaris lên sự hình thành nốt sần của 2 giống lạc. 29 3.5. ảnh hởng của tảo Chlorella vulgaris lên hàm lợng diệp lục của 2 giống lạc trong giai đoạn ra hoa rộ. 31 3.6. ảnh hởng của tảo Chlorella vulgaris lên cờng độ quang hợp của 2 giống lạc trong giai đoạn hình thành quả. 32 3.7. ảnh hởng của tảo Chlorella vulgaris lên cờng độ hô hấp lá của 2 giống lạc trong giai đoạn hình thành hạt. 35 Kết luận và kiến nghị 38 tài liệu tham khảo 39 1 Luận văn tốt nghiệp Hoàng Văn Thân Lời cảm ơn Để hoàn thành đợc luận văn này tôi đã nhận đợc sự giúp đỡ tận tình của các thầy cô giáo trong các phòng thí nghiệm Di truyền - Vi sinh Sinh lý hoá sinh, các thầy cô giáo trong khoa Sinh học, cùng toàn thể tập thể lớp 40A khoa Sinh học cũng nh các bạn cùng làm đề tài tốt nghiệp . Đặc biệt, tôi xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc với sự nhiệt tình, tình thơng của thầy giáo Nguyễn Đình Châu đã trực tiếp giúp đỡ, hớng dẫn tôi hoàn thành luận văn này . Xin chân thành cảm ơn ! Tác giả . 2 Luận văn tốt nghiệp Hoàng Văn Thân Mở đầu Lạc ( Arachis hypogeae L.) thuộc họ đậu ( Fabaceae) là cây trồng ngắn ngày có giá trị kinh tế cao. Lạc là cây công nghiệp, đồng thời là cây thực phẩm cho ngời và gia súc. Ngoài ra sau khi thu hoạch lạc còn để lại cho đất một lợng đạm khá lớn do nốt sần của bộ rễ và thân lá để lại góp phần cải tạo đất và tạo sự cân bằng sinh thái nông nghiệp. Ngày nay, căn cứ vào các tài liệu khảo cổ học, về thực vật học dân tộc, về ngôn ngữ học, về sự phân bố các giống lạc ngời ta đã khẳng định rằng Arachis hypogeae (lạc trồng) đợc bắt đầu từ nam Mỹ. Hiện nay có hơn 100 nớc trồng lạc. Châu á đứng hàng đầu về diện tích trồng lạc cũng nh sản lợng. Theo Nguyễn Danh Đông sản lợng lạc thế giới năm 1948 là 9,5 triệu tấn, 30 năm sau đạt 19 triệu tấn, riêng năm 1991 là 19,25 triệu tấn. ở Việt Nam theo Ngô Thế Dân năm 1990 sản lợng lạc đạt 218000 tấn bằng 2,2 lần so với năm 1980, năm 1993 là 218400 tấn ( Nguyễn Ngọc Quế). Năng suất lạc ở nớc ta còn rất thấp, hiện nay mới chỉ đạt 1 tấn/ ha và chênh lệch giữa các vùng. Lạc là một trong các cây xuất khẩu của nớc ta. Mặc dù lạc có vai trò quan trọng nh vậy xong nghiên cứu về chúng ở nớc ta nhìn chung còn ít. Tài liệu nghiên cứu cơ bản cũng nh ứng dụng còn hạn chế. Trờng Đại học Nông nghiệp I, Viện khoa học Nông nghiệp và các Nhà khoa học đã có một số công trình nghiên cứu về Sinh học, giống kĩ thuật và kinh tế sản xuất lạc. Sở Nông nghiệp Nghệ An, trờng Đại học Vinh có một số công trình ứng dụng tiến bộ khoa học vào sản xuất lạc nhằm nâng cao năng xuất và chất lợng lạc. Nguyễn Mạnh Hùng (2002) đã nghiên cứu ảnh hởng của dịch huyền phù tảo Chlorella vulgaris lên các chỉ tiêu sinh trởng của hai giống lạc L.V.T và lạc Sen Nghệ An . Kết quả cho thấy tảo Chlorella vulgaris đã kích thích sự nảy mầm, hô hấp mầm, sự sinh trởng của rễ mầm, hàm lợng diệp lục, cờng độ hô hấp lá, 3 Luận văn tốt nghiệp Hoàng Văn Thân cờng độ quang hợp, chiều dài thân cây, khả năng phân cành cấp 1và 2 cao hơn đối chứng của hai giống lạc L.V.T và lạc Sen Nghệ An.{11} Mặt khác lạc là cây có thể tác động để tăng năng suất và chất lợng lớn trong hớng đó chúng tôi thực hiện đề tài ảnh hởng của tảo Chlorella vulgaris lên một số chỉ tiêu sinh trởng phát triển của hai giống lạc L14 và lạc Chùm trong phòng thí nghiệm di truyền . Mục Đích của Đề TàI : - Xác định ảnh hởng của tảo Chlorella vulgaris lên các chỉ tiêu sinh trởng của hai giống lạc L14 và lạc Chùm, đồng thời tìm ra nồng độ tảo thích hợp ảnh hởng lên các chỉ tiêu đó. - Tập dợt tổng hợp tài liệu thuộc lĩnh vực nghiên cứu. - Rèn luyện các phơng pháp, thao tác, kĩ năng làm thí nghiệm và làm quen với phơng pháp nghiên cứu khoa học. 4 Luận văn tốt nghiệp Hoàng Văn Thân Chơng I TổNG QUAN TàI LIệU Về cây lạc và TảO CHLORELLAVULGARIS. 1.1.Tổng hợp nghiên cứu về cây lạc: 1.1.1. Nguồn gốc cây lạc: Nguồn gốc cây lạc đến nay còn có nhiều quan điểm khác nhau.Theo các nhà lịch sử tự nhiên ngời Inca đã trồng lạc nh một loại rau có tên ynchis , ở vùng duyên hải của Peru. Năm 1609 ngời Tây Ban Nha đặt tên là mani . Nhà truyền giáo Châu Âu Bartolome Lascasas khi đi du lịch dọc Tây Ban Nha từ 1510-1547 cũng gặp cây lạc với tên mani {10}. Nhiều dẫn chứng cây lạc đợc đa vào Châu Âu từ thế kỷ 16, năm 1570 Nicolas Monarder đã mô tả cây lạc và ghi chú giống cây này đợc gửi cho tôi từ Peru . Jean de Lery, năm 1578 cũng phát hiện thấy cây lạc có tên manobi ở đảo trong vịnh Pao de janeiro. {10} ở thế kỷ 19 nhiều tác giả cho rằng cây lạc có nguồn gốc từ châu Phi. Căn cứ vào sự mô tả của Theophraste và Pline đã gọi một cây thuộc bộ Đậu có bộ phận dới đất ăn đợc, trồng ở Ai Cập và một số vùng Địa Trung Hải là Arachidna (lạc). Đến thế kỷ 20, các nhà khoa học mới khẳng định Arachidna không phải là cây lạc mà là cây Laturus toberosa.{10} Ngày nay, căn cứ vào khảo cổ học, thực vật học dân tộc, về ngôn ngữ học, về sự phân bố các giống lạc và mặc dù trên thế giới hiện nay không tìm thấy loại Arachis hypogeae ( lạc trồng) ở trạng thái hoang dại. Nhng ngời ta đã khẳng địng rằng Arachis hypogeae có nguồn gốc từ nam Mỹ. Tuy nhiên nơi có lạc trồng nguyên thuỷ nhất lại đang có nhiều quan điểm khác nhau. Theo B.B.Hizgrinys, trung tâm trồng lạc nguyên thuỷ nhất là vùng Cranchaco nằm trong thung lũng Paragoay và Parafia.{4} Theo viện sĩ Vavilôp, Braxin và Paragoay là trung tâm trồng lạc nguyên thuỷ nhất. Xong một số tác giả khác lại cho rằng lạc trồng có nguốn gốc từ miền đông Bolôvia.{4} 5 Luận văn tốt nghiệp Hoàng Văn Thân Từ thế kỷ 16 ngời Bồ Đào Nha đã nhập cây lạc vào bờ biển tây Phi theo các thuyền buôn bán nô lệ tây Phi. Ngời Tây Ban Nha đa cây lạc từ bờ biển phía tây Mêhicô đến Philipin, từ đó lạc sang Trung Quốc, Nhật Bản, Đông Nam á.Từ thế kỷ 16 về sau, các nhà buôn bán, truyền giáo Bồ Đào Nha, Hà Lan,Tây Ban Nha hay đến giảng đạo nhất ở vùng Trung Bộ có thể đó là cơ hội để lạc từ châu Âu vào Nghệ An và Hà Tĩnh. {4} Năm 1753 C.Linner đã mô tả cụ thể và phân loại đặt tên cây lạc là Arachis hypogeae L. {13} 1.1.2. Giá trị về cây lạc: Năm 1841 lần đầu tiên đã nhập vào Pháp một lợng 70 tấn lạc cho nhà máy ép dầu ở Rouen. Cũng năm đó đợc coi là năm đầu tiên sử dụng lạc vào công nghiệp và buôn bán trên thế giới . {4} ở nớc ta lạc là cây đợc đánh giá có hiệu quả kinh tế cao về nhiều mặt : Thực phẩm cho con ngời, thức ăn cho vật nuôi, nguyên liệu cho công nghiệp, nông sản xuất khẩu, cây luân canh cải tạo đất . 1.1.2.1 Giá trị dinh dỡng . Trong lạc chứa lợng lớn các chất dinh dỡng . Theo Nguyễn Danh Đông (1984) thì quả lạc có các thành phần nh sau:{4} - Vỏ quả: + Gluxit 80 - 90% . + Protêin 4 - 7%. + Lipit 2 - 3% . - Vỏ lụa: + Protêin 13%. + Xellulô 18%. + Lipit 1% + Khoáng 2%. - Lá mầm : + Lipit 50%. + Protêin 30%. - Mầm: + Lipit 42%. + Protêin 27%. Kết quả phân tích của Lê Doãn Diên (1993) cho thấy:{3} - Vỏ quả: + Gluxit 10,6 - 21,2% . 6 Luận văn tốt nghiệp Hoàng Văn Thân + Protêin 4,8 - 7,2%. + Lipit 1,2 - 2,8% . + Tinh bột 0,7% + Xơ thô 65,7 - 79,3% + Chất khoáng 1,9 - 4,6% - Vỏ lụa: + Protêin 11 - 13,4%. + Lipit 0,5 1,9% + Khoáng 21%. + Xơ thô 21,4 - 34,9% - Lá mầm : + Lipit 16,6%. + Protêin 43,2%. + Gluxit 31,2% + Chất khoáng 6,3% . Nhìn chung hạt lạc chứa khoảng 22 - 26% Protêin, 45-50% Lipit là nguồn bổ sung đạm và chất béo cho con ngời. Ngoài ra thân lạc, lá lạc còn làm thức ăn cho gia súc, làm phân bón cho cây trồng (có hàm lợng đạm tơng đơng với phân chuồng). Trên thế gới có tới 80% sản lợng lạc dùng để chế biến dầu ăn, 12% dùng để chế biến bánh mứt, kẹo bơ, khoảng 6% cho chăn nuôi . ở Việt Nam, 70% sản lợng là dùng cho xuất khẩu, số còn lại đợc đa vào ép dầu. Đây là loại thực phẩm ăn ngon hơn mỡ lợn và hạn chế đợc chất Cholesterol làm xơ cứng động mạch cũng nh không bị ôi thiu trong điều kiện bảo quản không tốt . 1.1.2.2.Vai trò của lạc trong hệ sinh thái . Rễ lạc có rất nhiều nốt sần trong đó có vi khuẩn Rhizobium. Có khả năng cố định Nitơ trong khí quyển. Vì vậy sau thu hoạch lạc để lại cho đất một lợng đạm khá lớn. Theo Lê Minh Dụ (1993) trồng cây họ đậu ở một số loại đất dốc ổn định làm tăng nguồn hữu cơ, khoáng và R 2 O 3 tăng hàm lợng lân dễ tiêu trong đất, làm cho các nhóm phôtphat canxi tăng lên, nhóm phôtphat sắt và nhôm giảm . 7 Luận văn tốt nghiệp Hoàng Văn Thân 1.1.3. Sinh trởng và phát triển của cây lạc . Sự sinh trởng của cây lạc bắt đầu đợc tính từ giai đoạn hạt nảy mầm, tức là lạc chuyển từ giai đoạn tiềm sinh sang trạng thái sống . Đầu tiên hạt lạc hút nớc, tiếp theo là hoạt động của các enzim phân giải và kết quả là xuất hiện cây mầm . + Sự hút nớc của hạt : Muốn các enzim hoạt động đợc hạt lạc phải hút đủ nớc. Lợng nớc hạt lạc cần hút để nảy mầm rất lớn, theo số liệu nghiên cứu của Đại học Nông Nghiệp I Hà Nội trong điều kiện tốt nhất (độ ẩm 100%, nhiệt độ 30 0 C) hạt có thể hút l- ợng nớc bằng 60-65% trọng lợng hạt.Thời gian hạt hút nớc trong điều kiện thuận lợi khoảng 24 giờ, mà chủ yếu là 8 giờ đầu, lúc này hạt có thể hút 70- 90% lợng nớc cân thiết . + Hoạt động của enzim phân giải: Khi có đủ nớc cần thiết thì các enzim bắt đầu hoạt động, các enzim ở đây chủ yếu là Lipaza thuỷ phân lipít, Prôtêaza thuỷ phân prôtêin, ở đây sự phân giải xảy ra trong nội nhủ của hạt để tổng hợp prôtêin cấu tạo cây con và giải phóng năng lợng để sử dụng trong hoạt động sống. + Sự nảy mầm của hạt lạc: Biểu hiện bên ngoài đầu tiên của quá trình nảy mầm là phôi dài ra, đâm thủng vỏ hạt, mầm lộ ra ngoài, trong điều kiện thuận lợi chỉ khoảng 30 40 giờ sau khi gieo đã quan sát đợc trục phôi này. Trục phôi dài rất nhanh, sau 4 ngày có thể đến 2- 3 cm và có thể thấy phần cổ rễ. {4} Lạc nảy mầm theo kiểu nâng hạt. Những quan sát ở nớc ta cho thấy: Chiều cao thân phụ thuộc vào đặc điểm di truyền của giống và điều kiện ngoại cảnh. Dạng cây bò khoảng 70 150 cm, dạng cây phát triển thẳng đứng khoảng 40 80 cm. Lá lạc sinh trởng và phát triển tơng ứng với sự sinh trởng và phát triển của chiều cao cây, lá lạc là nơi diễn ra quá trình quang hợp. Sự phát triển của bộ rễ: Rễ lạc thuộc rễ cọc gồm 1 rễ chính ăn sâu và hệ thống rễ phụ rất phát triển. Số lợng rễ phụ thuộc vào điều kiện ngoại cảnh. Sự hình thành nốt sần: ở lạc nốt sần quan sát đợc đầu tiên ở giai đoạn 4 5 lá. Những nốt sần đầu tiên thờng nhỏ, nốt sần màu hồng nhạt. Lợng nốt sần tăng 8 Luận văn tốt nghiệp Hoàng Văn Thân cả về chất lợng và số lợng nhanh nhất trong thời kỳ ra hoa, đâm tia hình thành quả. Lợng nốt sần lớn nhất có thể đạt từ 800 4000 nốt sần. Nốt sần có cả ở rễ phụ và rễ chính nhng tập trung ở rễ chính. Nốt sần đợc tạo ra do sự xâm nhập của vi khuẩn Rhizobium vào lông hút của rễ làm rễ sinh trởng không bình th- ờng, lông hút rụng đi tế bào rễ phân chia mạnh tạo nên những nốt sần. Những nốt sần có khả năng cố định Nitơ phải có dịch màu hồng đỏ, đó là màu của Leghêmôglôbin trong dịch. {4} Sự ra hoa, đâm tia và hình thành quả: Hoa lạc đợc mọc ra từ các mắt của các cành, ở mỗi vị trí có thể ra từ 3 5 hoa, các hoa lạc ra đầu tiên từ 4 cành cấp 2 chiếm 50 60% số quả chắc của cây. Hoa đầu tiên có ở giai đoạn 8 9 lá. Số lợng hoa có thể thay đổi từ 50 200 hoa. Hoa lạc ra nhiều nhất ở cành 1, 2 của cành cấp 2 ( thứ cấp ) chiếm 60 80% tổng số hoa. Thời gian ra hoa kéo dài từ 25 40 ngày tuỳ giống và điều kiện sinh tr- ởng, có khi hoa ra kéo dài 15 20 ngày và trung bình 5 10 hoa /ngày/ cây. Hoa nở từ 7 9 giờ sáng thụ phấn 8 10 giờ sau khi thụ phấn, tế bào cuống hoa phát triển thành tia, chiều dài của tia có thể đạt tới 16 cm. Tia mọc dài ra theo hớng đâm xuống đất, sau đó đầu tia phình to ra và phát triển thành quả lạc. Quá trình hình thành quả lạc đợc tóm tắt nh sau: Sau khi đâm tia xuống đất: 5 6 ngày: Đầu nút tia bắt đầu phình ngang. 9 ngày : Quả lớn nhanh thấy rõ ở phần cuống . 12 ngày: Quả tăng kích thớc gấp 2 lần khi 9 ngày. 20 ngày : Quả định hình nhng vỏ quả còn mọng nớc, hạt đã hình thành rõ. 30 ngày: Vỏ quả cứng, săn lại, hạt định hình. 45 ngày: Vỏ quả khô, có gân rõ, vỏ quả thu hẹp rõ rệt, vỏ quả mỏng dần và bắt đầu mang màu sắc đặc trng. 60 ngày: Hạt chín hoàn toàn và có thể thu hoạch. 9 Luận văn tốt nghiệp Hoàng Văn Thân 1.1.4. Sinh thái học cây lạc.{13} - Nhiệt độ: Nhiệt độ thích hợp nhất cho lạc sinh trởng, phát triển là từ 24 33 0 C, nhiệt độ dới cho nảy mầm là 12 0 C, cho thụ tinh là 17 0 C. Gieo hạt đã ủ nứt nanh gặp trời lạnh kéo dài hạt sẽ bị chết, hoặc bị đùi gà, mật độ giảm, mọc không đều, cây sinh trởng kém làm năng suất giảm nhiều. Có trờng hợp cây chết nhiều ở giai đoạn 3 4 lá do rét đậm. Nhiệt độ quyết định thời gian sinh trởng của lạc. - ánh sáng: Các giống lạc ở Việt Nam không mẫn cảm với độ dài ngày và thích nghi tốt nhất với điều kiện ánh sáng ít. Tuy nhiên, số lợng hoa phụ thuộc nhiều vào số giờ nắng, giờ nắng nhiều kết hợp nhiệt độ cao cây lạc sẽ ra hoa nhiều, quả nhiều hơn. - Lợng nớc, độ ẩm: Lạc là cây chịu hạn giỏi hơn đậu tơng và đậu xanh.Tuy nhiên, hạn vào lúc ra hoa làm giảm số hoa, quả và hạn vào lúc hình thành quả làm giảm trọng lợng quả, hạt, tỷ lệ nhân. Ma nhiều vào thời kỳ quả chín dễ làm thối quả và hạt nảy mầm tại ruộng. - Đất : Quá trình hình thành quả dới đất nên thành phần cơ giới của đất quan trọng hơn độ phì, đất cát ven biển, ven sông, đất đỏ bazan, đất xám đều thích hợp cho trồng lạc. Lạc là cây chịu chua giỏi có thể trồng ở nơi có nồng độ pH = 4,5. Tuy nhiên, thích hợp nhất là nơi đất có nồng độ pH = 6 7. - Dinh dỡng khoáng: * Đạm : Nhu cầu đạm của lạc cao hơn nhiều so với các loại cây ngũ cốc vì hàm lợng prrôtêin trong lạc rất cao 22 26%, cao hơn 1,5 lần ở cây ngũ cốc. Để tạo điều kiện cho cây sinh trởng tốt, cần bón một lợng đạm 20 30 kgN/ha (khoảng 40 50 kg Urê /ha). Patra (1974) cho biết năng suất tăng 46% khi bón Urê trên lá trong thời kỳ đâm tia. Đạm hấp thụ 10% tổng nhu cầu trong thời kỳ sinh trởng sinh dỡng, 40 50% trong thời kỳ ra hoa và quả chín. * Lân: Phần lớn P trong cây có dạng vô cơ đóng nhiều vai trò quan trọng trong quá trình chuyển hoá của tế bào, thiếu P làm ảnh hởng đến chức năng của tế bào, làm giảm số lợng nốt sần và khả năng cố định đạm. * Kali: K cần thích hợp cho quá trình quang hợp và phát triển quả. Burkhant và Collins (1941) đã quan sát triệu chứng thiếu Kali: Thân cây màu đỏ 10 . hiện đề tài ảnh hởng của tảo Chlorella vulgaris lên một số chỉ tiêu sinh trởng phát triển của hai giống lạc L14 và lạc Chùm trong phòng thí nghiệm di truyền. Đích của Đề TàI : - Xác định ảnh hởng của tảo Chlorella vulgaris lên các chỉ tiêu sinh trởng của hai giống lạc L14 và lạc Chùm, đồng thời tìm ra nồng độ tảo