Các chất điều hòa sinh trưởng ảnh hưởng đến sự nảy mầm

Điều khiển sự nảy mầm của hạt và sự phát triển của cây con

  Để hiểu rõ những yếu tố điều hòa sự nảy mầm và quá trình sinh trưởng sau đó của cây con, trước nhất chúng ta cần hiểu rõ những quá trình liên quan trong suốt giai đoạn này. Nhân giống bằng hạt là phương pháp chính của quá trình sinh sản trong tự nhiên và là phương pháp được áp dụng trên diện rộng trong nông nghiệp do tính hiệu quả cao của nó. Hạt là một noãn đã chín, khi rụng khỏi cây mẹ nó chứa phôi và chất dự trữ được bao bọc bởi vỏ hạt. Sự nảy mầm của hạt có thể được định nghĩa như một loạt sự kiện xảy ra khi những hạt khô không hoạt động hút nước, kết quả là gia tăng hoạt động trao đổi chất và khởi tạo một cây con từ phôi. Để khởi đầu sự nảy mầm, những tiêu chuẩn sau cần phải có:

 - Trước nhất hạt phải sống được (phôi còn sống và có khả năng nảy mầm).

 - Những điều kiện môi trường thích hợp như nước đầy đủ, nhiệt độ thích hợp, oxygen, và trong một vài trường hợp ánh sáng phải được cung cấp.

  - Trạng thái ngủ chính phải được khắc phục.

 

 Trong nhiều trường hợp, dấu hiệu còn sống đầu tiên của hạt nảy mầm là sự nhú ra của rễ mầm từ vỏ hạt. Có những trường hợp đặc biệt, chồi là tính hiệu của sự sống đầu tiên, ví dụ như hạt Salsola. Theo sau sự nhú ra của rễ mầm cây con mọc như một sinh vật dưới mặt đất vẫn chưa dựa vào quang hợp cho sự sinh trưởng. Khi cây nhú lên từ đất, quang hợp và hoạt động sinh dưỡng bắt đầu.

 Bốn giai đoạn liên quan đến sự nảy mầm của hạt và sự phát triển của cây con là:

 - Sự hút nước.

 - Sự tạo thành hoặc hoạt hóa các enzyme.

 - Sự biến dưỡng của những chất dự trữ, sự vận chuyển tiếp theo và sự tổng hợp của những chất mới.

 - Sự nhú ra của rễ mầm và sự sinh trưởng của cây con.

 Có những chất ức chế và kích thích sinh trưởng nội sinh  ảnh hưởng trực tiếp đến sự nảy mầm của hạt. Mối quan hệ của những chất sinh trưởng thực vật đơn lẽ và kết hợp là dựa trên những quan hệ của nồng độ nội sinh của chúng với những giai đoạn phát triển đặc biệt, những ảnh hưởng của việc áp dụng ngoại sinh và quan hệ của những chất sinh trưởng thực vật với hoạt động biến dưỡng. Những chất sinh trưởng thực vật cũng có liên quan đến quá trình trước khi nảy mầm như sự huy động chất dự trữ, phát triển rễ, phát triển trục hạ diệp, kích thước tử diệp và trọng lượng của nó và sinh tổng hợp diệp lục tố trong tử diệp.

1. Ảnh hưởng của gibberellin và abscisic acid

- Gibberellin kích thích sự nảy mầm.

- ABA ức chế nảy mầm và tác động như một chất đối kháng tự nhiên với gibberellin.

Dưới những điều kiện thích hợp, những biến dị thiếu ABA đã nảy mầm sớm trước khi chín. Những biến dị thiếu ABA cho những hạt không ở trạng thái ngủ và nảy mầm nhanh chóng; trái lại những hạt thiếu GA sẽ không nảy mầm nếu không áp dụng GA ngoại sinh và tỉ lệ nảy mầm tăng theo nồng độ GA xử lý.

Sự nảy mầm của hạt luôn nhạy cảm với cả chất sinh trưởng thực vật nội sinh và môi trường. Ảnh hưởng ức chế của ABA ngoại sinh lên hạt thì tương tự và cộng tính với sự giảm thế năng nước. Hàm lượng ABA cao trong hạt kích thích tính nhạy cảm của hạt đến sự giảm thế năng nước, do đó làm giảm khả năng nảy

mầm.

2. Ảnh hưởng của cytokinin

Cytokinin có vai trò điều hòa quá trình nảy mầm. Nếu cung cấp cytokinin vào tử diệp hạt Cicer arietinum lúc 12 giờ sau khi ngâm hạt thì thấy có sự huy động chất dự trữ cần thiết cho quá trình nảy mầm. Áp dụng auxin ngoại sinh cũng cho thấy có liên quan đến sự nảy mầm của hạt thông Scotland mặc dù những hạt này yêu cầu ánh sáng đỏ để nảy mầm tối đa.

3. Ảnh hưởng của ethylene

- Ethylene kích thích nảy mầm của hạt. Xử lý ethylene hoặc những chất phóng thích ethylene như ethephon có thể kích thích nảy mầm trong nhiều loài. Có sự gia tăng sản sinh ethylene trước quá trình nảy mầm. Hàm lượng ethylene thoát ra ít hơn ở những hạt đang ở trạng thái ngủ nhiều hơn là những hạt không ở trạng thái ngủ. Những biến dị (etr) của Arabidopsis thaliana thì không nhạy cảm với ethylene và hạt của những cây này có tỉ lệ nảy mầm thấp hơn dạng hoang dại.

- CO₂ là chất ức chế hoạt động của ethylene, nó lại kích thích sự nảy mầm. Khi xử lý kết hợp CO₂ với ethylene chúng cũng kích thích sự tổng hợp ethylene. Những yếu tố khác cũng kích thích sự nảy mầm như sự hóa già, phytochrome, nhiệt  độ, cytokinin, gibberellin, fusicoccin (một  độc tố từ nấm) và nitrate. Tuy nhiên ethylene không liên quan đến sự nảy mầm của hạt rau diếp với cytokinin, fusicoccin hay gibberellin.

4. Ảnh hưởng của những chất khác

Những chất khác như potassium nitrate, thiourea, fusicoccin, cotylenin, brassinolide và strigol cũng kích thích sự nảy mầm tuy nhiên vai trò của chúng chưa rõ.

- Potassium nitrate: Kích thích sự nảy mầm của hạt, tuy nhiên cách tác động của nó vẫn chưa rõ.

- Thiourea: Có khả năng tối đa hóa sự nảy mầm và vượt qua trạng thái ngủ do vỏ hạt và sự ức chế ở nhiệt độ cao. Người ta nghĩ rằng những ảnh hưởng kích thích của nó có thể do hoạt động cytokinin của nó.

- Fusicoccin và cotylenin: Cả hai chất này đều có ảnh hưởng kích thích nảy mầm, sự kích thích được thúc đẩy khi kết hợp với GA và cytokinin.  

  - BR kích thích sự nảy mầm của hạt witchweed và loại trừ ảnh hưởng ức chế của IAA và ánh sáng lên sự nảy mầm của hạt này.

Theo GT chất điều hòa sinh trưởng thực vật DOWNLOAD: