BỘ CÔNG THƯƠNGTRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HỒ CHÍ MINHKHOA CNSH VÀ KTMTBÀI TIỂU LUẬNĐề Tài TẠO QUẢ KHÔNG HẠTNhóm 11: Nguyễn Thị Huyền 2008110118Nguyễn Thị Kim Mơ 2008110163 Trương Thị Tuyết Linh 2008110145Đỗ Thị Thu Thảo 2008110265GVHD: Lê Thị ThúyTp. Hồ Chí Minh, tháng 5 năm 20131MỤC LỤCLỜI MỞ ĐẦUQuả không hạt đã xuất hiện trên thị trường từ vài năm nay. Điển hình là một số loại quả như ổi, mận, chanh, cam, dưa hấu… Đây là những sản phẩm 100% trồng tại Việt Nam. Nhưng nguồn từ Mỹ như chanh hoặc Thái Lan như ổi, mận, … Qua các quá trình nghiên cứu đã cho ra đời những loại quả không hạt thích hợp với thổ nhưỡng tại Việt Nam. Vậy quả không hạt được tạo ra như thế nào? Những điều kiện nào chi phối đến việc hình thành loại quả này? Những câu hỏi trên sẽ được nhóm chúng tôi giải đáp qua bài tiểu luận dưới đây.Trong khuôn khổ tiểu luận thuộc môn sinh lý thực vật, chúng tôi xin báo cáo tổng hợp, đánh giá và đưa ra một số ý kiến về đề tài “ tạo quả không hạt”.Trên cơ sở kiến thức đã được tiếp thu và những tài liệu đã tìm kiếm được trong quá trình học rất mong sự giúp đỡ, góp ý của cô - Giảng viên môn học, để chúng tôi được bổ sung, hoàn thiện thêm kiến thức của mình.2I. Quá trình tạo quả và hạt: Sự thụ phấn và sự thụ tinh là tiền đề của sự hình thành quả và hạt.1. Sự thụ phấn, thụ tinh:Thụ tinh là hiện tượng tế bào sinh dục đực của hạt phấn kết hợp với tế bào sinh dục cái có trong noãn tạo thành một tế bào mới gọi là hợp tử.Sự thụ phấn là quá trình hạt phấn rơi lên núm nhuỵ. Hạt phấn nảy mầm trên núm nhuỵSau khi hạt phấn rơi trên núm nhụy, chúng hút chất nhày ở đầu nhụy, trương lên và nảy mầm tạo nên ống phấn. Ống phấn sinh trưởng, chui vào vòi nhụy, kéo dài tận noãn. Tại đây, quá trình thụ tinh xảy ra. Một tinh tử thụ tinh cho tế bào phôi tâm (2n) để thành nội nhũ (3n). Đấy là sự thụ tinh kép. Năm thành phần trong quá trình thụ tinh kép là: hai nhân tinh tử động từ hạt phấn, nhân của tế bào noãn và hai nhân cực của tế bào trung tâm lớn của thể đại giao tử.Hạt phấn nảy mầm và ống phấn sinh trưởng.Khi ống phấn chui vào noãn, hai tế bào tinh tử động thoát ra qua một lỗ ở trên vách của ống phấn. Tinh tử động: Một sẽ hoàn lẫn với noãn, tạo thành hợp tử nhân lưỡng bộiMột sẽ xuyên sâu vào tế bào trung tâm lớn chứa hai nhân cực (cả ba nhân này hỗn hợp với nhau), tạo ra nhân tam bội (3n), phát triển thành nội nhũ, nguồn dinh dưỡng đầu tiên cho cây. 2. Kết quả của quá trình thụ tinh:3 Hình 1Hợp tử sẽ phát triển thành phôi.Noãn phát triển thành hạt trong đó có phôi (vỏ noãn thành vỏ hạt, phần còn lại chứa chất dự trữ cho hạt).Bầu sinh trưởng thành quả.Hình 2: Cách thực vật có hoa sinh sản (How flowering plants reproduce)Chú thích: pollen grain: hạt phấn stamen: tiểu nhị anther: phấn hoaFilament: dây tóc stigma pollen tubes: ống phấnSperm nuclei: hạt tinh trùng ovule: phôi châu polar nuclei: hạt cựcEgg nuclei: hạt trứng zygote: hợp tử seed: hạt giốngEndosperm nucleus: nôi nhũ hạt nhân embryo: phôi thai seed coat: vỏ hạt Seedling: cây giống pistil: nhụy hoa cái style:Ovary: buồng trứng petal: cánh hoa sepal: lá đài3. Các hoocmoc kích thích tạo quả và hạt: Hạt phấn là nguồn giàu có chất kích thích, đặc biệt là auxin.Kích thích sự nảy mầm của hạt phấn: các phytohoocmon của chính hạt phấn, ngoài ra dịch của núm nhuỵ tiết ra cũng chứa các chất kích thích sinh trưởng và các chất dinh dưởng, góp phần kích thích sự nảy mầm của hạt phấn.Kích thích sự sinh trưởng của ống phấn: auxin trong hạt phấn và các chất kích thích và dinh dưỡng từ núm nhuỵ.4Phôi hạt là nơi tổng hợp mạnh mẽ các chất kích thích sinh trưởng có bản chất auxin và GB. Các chất này khuếch tán vào bầu và kích thích bầu lớn lên thành quả. Vì vậy, quả chỉ được hình thành sau khi thụ tinh, còn nếu không thụ tinh thì hoa sẽ rụng và quả không được hình thành.Kích thước và hình dáng của quả là do hàm lượng và sự vận chuyển của các hocmon nội sinh từ phôi đến bầu quyết định. Nếu sự vận chuyển của hocmon ra mọi hướng của bầu không đều nhau sẽ cho các quả có hình dáng không bình thường.Và đặc biệt là:Trong quá trình nghiên cứu sự tạo quả sau thụ tinh, người ta biết rằng, sau khi thụ tinh, phôi sẽ phát triển thành hạt và trong quá trình hình thành hạt đó, phôi sản xuất ra Auxin nội sinh, Auxin này được đưa vào bầu, kích thích các tế bào bầu phân chia, lớn lên thành quả. Như vậy, nếu hoa không được thụ phấn, tức là phôi không được thụ tinhbầu không hình thành quả. Biết được điều đó, để tạo quả không hạt, người ta không cho hoa thụ phấn phôi sẽ không hình thành hạt. Quả này sẽ là quả không hạt.Vậy nguyên tắc chung cho việc tạo quả không hạt là: không cho thụ phấn sẽ không tạo thành hạt hay làm mất tiểu noãn hay làm tiểu noãn nhỏ lại để trái cây không có hạt.II. Các phương pháp tạo quả không hạt1. Do tự nhiên:Do hàm lượng auxin nội sinh trong hoa cao có khả năng khuếch tán trực tiếp vào bầu mà không cần thụ tinh và cũng có thể có thụ tinh xảy ra nhưng trong quá trình phát triển, phôi bị tao dần và không hình thành hạt… VD: như cây thơm, chuối…. (không nghiên cứu vì đó là tự sinh trong cây).2. Do nhân tạo:− Nguyên nhân di truyền: như cây tam bội, lệch bội…sẽ không kết hạt.− Bằng phương pháp hóa học là:• Sử dụng GA3 thường được áp dụng trên một số trái cây, (chủ yếu là cây nho), chỉ áp dụng trên trái cây những giống hạt nhỏ không áp dụng trên những giống hạt lớn vì nó chỉ làm nhỏ hạt.• Sử dụng auxin ngoại sinh cho hoa trước khi thụ tinh thì auxin này sẽ khuếch tán vào bầu thay cho nguồn auxin từ phôi, do đó quả cũng được hình thành mà không cần thụ tinh và quả sẽ không có hạt.III. Phương pháp tạo quả không hạt nhân tạo51. Nguyên nhân di truyền: như cây tam bội, lệch bội…sẽ không kết hạt.Cách tiến hành sử dụng colchicine:− Dùng alkaloid colchicine bôi lên đọt non vừa mới ra của cây, đối với những cây ăn trái và sau đó theo dõi khi nhánh cây đó lớn lên tạo quả không hạt. Nếu thấy hiệu quả thì cắt nhánh đó đem giâm tiếp để được những cây ăn quả không hạt sau này (di trì được thế hệ sau).− Còn đối với hạt thì hơi khác, đem ngâm trong dung dịch colchicine sau đó trồng thử, ứng dụng trồng cây dưa hấu không hạt. Việc trồng dưa hấu không hạt thì không thể cắt nhánh để giâm cành theo cách vô tính vì thời gian sống quá ngắn nên rất khó trồng nhánh. Để trồng dưa hấu không hạt người ta phải trồng hai loại hạt cùng một giống (một có hạt và một không hạt) hạt giống của cây không hạt không tự thụ phấn nên phải dùng nhụy đực của cây dưa có hạt để thụ phấn. Cơ chế: colchicine có nhiệm vụ là làm cải đổi đạc tính di truyền DNA của cây hay nói cách khác là nó làm cho những cặp nhiễm sắc thể giữ nhiệm vụ di truyền trong tế bào tăng lên. VD: hạt của dưa hấu là hai bộ nhiễm sắc thể khi đã tẩm colchicine thì thành ba bộ hay đọt non cũng vậy.Ưu điểm: để làm, thời gian nhanh.Nhược điểm: không phải loại cây nào cũng làm được tùy theo loài2. Bằng phương pháp hóa học là:2.1. Sử dụng GA3(điển hình trên cây nho)Bên trái không sử dụng GA3Bên phải sử dụng GA32.1.1. Cơ chế:* Do phấn hoa và noãn dị thường:An Guang Fu và Tian Ji pháthiện GA3có thể tạora quả không hạt. Có những nhà nghiên cứu cho rằng GA3 gây mất khả năng nảy mầm của hạt phấn, có nhà nghiên cứu thì lại cho rằng GA3 có tác 6 Hình 4: Điều chỉnh hợp lý GA để nho không hạt đạt được kích thước bình thườngdụng như là chất độc ở bầu nhuỵ hiện tại đã rõ ràng, sử dụng GA3 ở một thời gian nhất định trước khi nở hoa thì sẽ tạo nên sự phát dục dị thường của hạt phấn và noãn và tạo ra được quả không hạt như mong muốn.• Sử dụng GA3 xử lí trước khi hoa nở, dẫn đến quả không hạt có 3 tác dụng chủ yếu sau: (1) Thay đổi kiểu phát hoa, sự nở hoa: làm cân bằng các yếu tố nội nguyên, làm tăng hàm lượng GA3 bên trong, mức độ GA3 tăng lên cao ở bên trong sẽ dẫn đến kết quả là làm cho noãn phát triển dị thường. (2) Sử dụng GA3 giúp cho việc giúp hoa sớm nở, sự phát dục của hạt phấn và noãn với sự nở hoa không cùng nhau, khi hoa nở thì đã không đuổi kịp thời kì phát dục (sự phát dục đã trưởng thành) (3) GA3 làm thay đổi quá trình phân phối dinh dưỡng của chùm hoa * Ngăn chặn quá trình thụ phấn thụ tinh: Bất luận là noãn có phát dục bình thường hay không,chỉ cần không để quá trình thụ phấn thụ tinh xảy ra, thì kết quả sẽ cho ta là quả không hạt. Những giống nho có hoa cái và ứng dụng các chất điều tiết để triệt tiêu hoa đực (khử đực), những giống hoa lưỡng tính bất dục, trước khi hoa nở ta tiến hành cách li với các giống nho khác để tránh hiện tượng truyền phấn thụ tinh, sau đó dùng GA3 và các chất điều tiết sinh trưởng khác xử lý, sẽ đạt được 100% là quả không hạt.2.1.2. Kĩ thuật xử lí quả không hạt * Xử lí GA3 trước khi hoa nở và sau khi đậu quả. Những nghiên cứu của An Guang ở Nhật cho thấy: Xử lí lần đầu tốt nhất là xử lí trước khi hoa nở 14 ngày với nồng độ 100ppm. Xử lí quá sớm sẽ làm cho chùm hoa ở trạng thái kéo dài quá mức, còn xử lí quá muộn sẽ dẫn đến quả có hạt với số lượng càng nhiều hơn. Xử lí lần thứ 2 khi hoa nở (sau 10 ngày) là lý tưởng nhất dùng GA3 nồng độ 100mg/L, khi mà xử lí ở diện tích lớn có thể xử lí sau khi hoa nở 7-10 ngày phải xử lí xong, muộn nhất không quá 20 ngày. Nguyên nhân phải xử lí:Xử lí lần 1 tác dụng là tạo ra quả không hạt, xử lí lần thứ 2 có tác dụng làm tăng trọng lượng quả, cần chú ý tới thời gian và nồng độ xử lí.Nhược điểm:7− Xử lí GA3 thời kì trước nở hoa có tác dụng phụ nghiêm trọng, − Thời gian xử lí trước khi hoa nở là khá ngắn, không dễ nắm bắt, về căn bản có thể dựa vào nhiệt độ mùa xuân của năm trước ở thời kì này để xem xét, để dự tính thời gian xử lí cho thích hợp, cũng có thể xem xét và quan sát tình trạng phát dục của chùm hoa. Khi cụm hoa (kiểu phát hoa) khi mà nụ hoa phát triển cách cuống khoảng 2 cm thì xử lí là tốt nhất. − Xử lí nhiều lần. * Xử lí GA3 thời kì hoa và sau khi đậu quả Xử lí GA3 thời kì hoa nở thì tỉ lệ đậu quả không hạt cao. Trước đây dùng kĩ thuật này đạt được hiệu quả tốt, những năm gần đây Nhật bản đã ứng dụng trong thực tiễn rất rộng rãi. Phương pháp căn bản là:− Trước khi hoa nở 2-3 ngày ta sử dụng 10-25mg/l GA3 xử lí 1 lần. − Xử lí lần thứ 2 muộn hơn một chút (sau khi hoa nở 10-12 ngày) nồng độ cũng dùng 10-25mg/l.Nhược điểm: Đối với những giống sinh trưởng mạnh dùng kĩ thuật xử lí này cũng đậu quả rất tốt nhưng hiệu quả đạt quả không hạt không cao, bởi vậy, trên thực tế ứng dụng ta có thể linh hoạt áp dụng xử lí trước khi hoa nở 2-5 ngày có thể nâng cao tỷ lệ đậu quả không hạt* Sử dụng GA3 xử lí sau khi hoa nở Những giống có nhiễm sắc thể không hoàn chỉnh, khi tràng hoa đã rụng, bầu nhuỵ xuất hiện sau 3-5 ngày, ta dùng 50-100mg/l GA3 xử lí 1 lần 2.1.3. Ưu điểm chung khi sử dụng GA3:Thúc đẩy nho chín sớm, thúc đẩy nho chín, nâng cao tỷ lệ đậu quả và làm cho chùm hoa dài ra, ngoài ra xử lí GA3 làm tăng trọng lượng quả. Riêng xử lí GA3 sau khi hoa nở thì chỉ xử límột lần đã có thể đạt nho không hạtXử lí GA3 không chỉ áp dụng cho nho mà còn cho các loại quả khác nữa: cam, chanh….2.1.4. Kết luận• Những vấn đề tồn tại về ứng dụng trong sản xuất: Dưới tác dụng của GA3, không làm rơi rụng bầu nhụy mà vẫn phát triển sau này, không thể phát dục một cách bình thường tạo nên quả không hạt hoặc hạt lép. Hạt lép quá nhiều có thể gây ảnh hưởng đến chất lượng, đây là một trong những vấn đề rất 8quan trọng đối với việc tạo ra quả không hạt. (từ khi rụng hoa đến khi quả non bắt đầu tăng trưởng, thời điểm này ước tính khoảng 10 ngày, dinh dưỡng không đủ cung cấp cho chùm quả. tạo ra hạt lép ra các kĩ thuật tương ứng, phòng chống hoặc giảm bớt hạt lép phát sinh)Một trong những vấn đề quan trọng đó là rất khó nắm bắt được thời gian xử lí, nếu thời gian xử lí không phù hợp sẽ tạo ra kết quả không mong muốn. 4.2. • Phương hướng phát triển trong ứng dụng kĩ thuật xử lí GA3Việc ứng dụng và phát triển kĩ thuật ứng dụng chất điều tiết sinh trưởng trên nhiều loại cây trồng có ý nghĩa rất quan trọng. Đối với việc ứng dụng chất điều tiết sinh trưởng thực vật trên cây nho đã đạt được những kết quả tổng hợp nhất định. Việc dùng GA3 đơn lẻ xử lí cũng tốt, tuy nhiên hiện nay thường sử dụng GA3 phối hợp với các chất khác như 4-CPA, BA, KT-30 và SM cho kết quả xử lý đạt được tốt hơn.2.2. Sử lí bằng auxin− Tế bào trứng sau khi thụ tinh xong sẽ phát triển thành phôi sau đó là hạt. Bầu nhụy sẽ lớn thành quả. Phôi hạt là nguồn tổng hợp auxin quan trọng. Auxin này sẽ khuếch tán vào bầu và kích thích bầu sinh trưởng thành quả. Vì vậy, quả chỉ được hình thành sau khi thụ tinh vì nếu như không có thụ tinh thì không có nguồn auxin nội sinh cho sự sinh trưởng của bầu thành quả và hoa sẽ rụng.− Việc xử lý auxin ngoại sinh cho hoa trước khi thụ phấn, thụ tinh sẽ thay thế nguồn auxin vốn được hình thành trong phôi. Auxin sử lý sẽ được khuếch tán vào bầu nhụy và kích thích bầu lớn lên thành quả không thụ tinh, có nghĩa là quả không có hạt. Đó chính là cơ sở sinh lý của việc tạo quả không hạt thông qua xử lý auxin.− Một số cây trồng như cà chua, bầu bí, cam chanh, người ta thường xử lý auxin dưới dạng α -NAA (10 - 20 ppm); 2,4D (5 - 10 ppm). Còn các cây trồng khác như nho, anh đào, thì xử lý gibberellin (20 - 50 ppm) lại có hiệu quả hơn. − Cách tiến hành:xử lý auxin ngoại sinh cho hoa trước khi thụ phấn, thụ tinh− Ưu điểm:-phun auxin ngoại sinh có thể giảm sự rụng lá, tăng sự đậu quả và hạn chế rụng nụ, quả non làm tăng năng suất. -có thể áp dụng rộng rãi cho các loại cây như: cà chua, ớt, thuốc lá, sung, vả, dưa hấu, dưa chuột, bầu,….− Nhược điểm: tuy nhiên có tới 80% cây ăn quả khi xử lí auxin không gây hiệu quả.9 Ngoài ra, một số ít trường hợp quả không hạt được tạo nên do sử lí xytokinin (một số giống nho) hoặc bằng các chất ức chế sinh trương như CCC, ADHS (một số giống táo). Tuy nhiên quả không hạt thường có trạng thái thay đổi ít nhiều, chừn tỏ hoocmon đi ra từ hạt có bản chất auxin hoặc giberelin, nhưng hoàn toàn không giống như các chất ngoại sinh.IV. Hiện trạng sản xuất và tiêu thụ quả không hạt ở Việt NamHiện nay ở Việt Nam việc trồng các giống cây tạo quả không hạt không còn xa lạ với người nông dân, mà đặc biệt là người dân ở đồng bằng Sông Cửu Long, Lâm Đồng, thành phố Hồ Chí Minh và một số nơi khác. Nhiều giống cây đã được người nông dân trồng thành công và đem lại hiệu quả kinh tế cao như giống ổi Phugi, giống chanh giấy không hạt Vica, giống cam Cara Cara, giống dưa hấu không hạt Mặt trời đỏ… Những giống cây này có nguồn gốc từ nội địa cũng như ngoại nhập. Chúng được trồng từ nguồn giống của các công ty hoặc bằng phương pháp chiết cành do nông dân tự làm. Tất cả các loại các loại cây này đều thích nghi tốt với điều kiện thổ nhưỡng của nước ta. Trong khoảng 3-4 năm trở lại đây ở nước ta, những loại quả không hạt đưa ra thị trường đã trở nên phổ biến và được thị trường đón nhận rất tốt. Chúng không có hạt, quả to, đẹp nên tỉ lệ sử dụng cao, tiện lợi. Các loại quả vẫn giữ được chất lượng và còn nâng cao hơn về mẫu mã. Nguồn cung dồi dào nên chúng có giá cũng rẻ hơn so với lúc mới xuất hiện. Ví dụ như ổi không hạt trước đây giá bán khoảng 35.000 đồng/kg (2004) hiện nay chỉ còn 12.000-15.000 đồng/kg, dưa hấu Mặt Trời Đỏ hiện nay 13.000-16.000 đồng/kg, chanh giấy 35.000-40.000 đồng/kg, nho xanh không hạt 100.000 đồng/kg. Các loại quả được bán ở nhiều nơi như chợ, siêu thị, ở nhều tỉnh thành trong cả nước và nhiều nước trên thế giới.Kết luận: Tạo quả không hạt đã được nhiều nước trên thế giới và Việt Nam nghiên cứu thành công, được đưa vào sản xuất và đem lại hiệu quả kinh tế cho người nông dân. Đây là hướng phát triển mới đã, đang và sẽ có được những kết quả tốt nhằm ứng dụng ngày càng nhiều vào nền nông nghiệp nói chung, quá trình sản xuất cây ăn quả nói riêng. Những kỹ thuật tạo quả không hạt cũng nên phổ biến rộng rãi đến người nông 10dân. Tất cả những kết quả nghiên cứu trên đều góp phần phục vụ và nâng cao hơn chất lượng cuộc sống của chúng ta.Tài liệu tham khảo1. Tài liệu tiếng Việt- Giáo trình sinh lý thực vật, Hoàng Minh Tấn, NXB đại học sư phạm, 2004.- www.tailieu.vn- www.nongnghiep.vn- www.kythuatnuoitrong.com- www.thuducagromarket.com2. Tài liệu tiếng Anh- www.jes2s.com- www.extension.purdue.edu- www.pnas.org- www.plantphysiol.org- www.mdpi.com11http://www.youtube.com/watch?v=FsBQQDg5GIw1- cac buoc chon lựa de tai khoa hoc2- cac pp phat hien van de KH3- quy trình cơ bản để thuyết trinh KH4- 1 gia thuyet chi mang tinh khoa hoc khi chung hội đủ nhữn tiêu chí nao?5- lo6gic cua tien trinh NCKH qua cac giai đoạn: chuan bị, trien khai, báo cáo, ?12 |
