3
Chng 1
NG QUAN TÀI LIU
1.1. CÂY U TNG
1.1.1. c m sinh hc ca cây u tng
u tng có tên khoa hc là Glycine max (L) Merrill, có b nhim sc th
2n = 40, thuc thân tho, hu (Fabaceae), h ph cánh bm (Papilionoidea).
u tng có ngun gc t các tnh phía Bc và ông Bc Trung Quc, các vùng
k cn ca Cng hòa liên bang Nga, Triu Tiên và Nht Bn.Các ging u tng
ang trng ti nc ta c du nhp t Trung Quc t lâu i [13].
V hình thái, cây u tng các b phn chính là r, thân, lá, hoa và qu
Ru tng có r cc gm r cái và r bên, trên b r ca cây u tng có
nhiu nt sn cha vi khun Rhizobium japonicum có kh nng cnh nit t khí
tri cung cp m cho cây, có vai trò ci to t [9].
Thân u tng có hình tròn, thân non có màu xanh hoc tím, khi qu chín
thì thân ng sang màu vàng nâu.
Lá u tng gm 3 loi lá: lá mm, lá n và lá kép (có 3 lá chét ôi khi có
4-5 lá chét).
Hoa mc thành chùm nách lá, mi chùm hoa có t 10-15 hoa, có màu trng
hoc tím, hoa u tng t th phn hoàn toàn. Qu có th thng hoc cong có
nhiu lông, mi qu cha t 1-5 ht nhng thông thng là 2-3 ht.
Ht u tng không có ni nh mà ch có mt lp v bao quanh phôi và 2 lá
mm. Ht có hình tròn hoc hình bu dc, tròn dài, tròn dt, v ht u tng có màu
nâu, en, vàng, xanh. Khi lng ht rt a dng t 20-400 mg/ht
n c vào thi gian sinh trng ca cây u tng ngi ta chia làm 3 loi:
Ging chín sm (75-85 ngày), ging chín trung bình (80-100 ngày), và ging chín
mun (110-120 ngày). Thi gian sinh trng là mt yu t quan trng la chn
cây trng luân canh tng v [28].
4
1.1.2. Giá tr kinh t ca cây u tng
u tng là cây trng có giá tr kinh t cao, là cây công nghip, cây thc
phm, va là cây ci ci to t. Vi u th ngn ngày, trng c nhiu v trong
m, có th trng thun, trng xen, luân canh gi v, trng c nhiu vùng sinh
thái khác nhau, vì vy sau lúa và ngô, cây u tng có mt vai trò c bit quan
trng trong nn nông nghip nhit i.
V mt dinh dng, ht u tng có thành phn dinh dng cao cha 30-
56% protein, 12-25% lipit và 20% gluxit [20], là ngun axit amin, vitamin (B1, B2,
C, D, E) rt quan trng i vi i sng ca con ngi. Protein u tng còn có
tác dng hu hiu gim cholesterol trong máu, gim thiu nguy c các bnh liên
quan n tim mch, chúng cng ngn cn s phát trin các mm ung th, ngn nga
bnh thn, bnh tiu ng, bnh xp xng
Trong công nghip, sn phm t cây u tng c s dng rt a dng
nh dùng trc tip ht khô hoc ch bin thành u ph, ép thành du u tng,
làm bánh ko, sa u, nc gii khát, nc chm áp ng nhu cu m trong
khu phn n hàng ngày ca ngi cng nh gia súc.
nhng quc gia phát trin, ngi ta còn dùng u tng vào các k ngh
khác nh bin ch cao su nhân to, mc in, sn, xà phòng, cht t nhân to, cht
nhiên liu lng, du làm trn trong k ngh hàng không.
Trong trng trt, cây u tng còn có tác dng ci to t, tng nng sut
các cây trng khác. u này có c là do hot ng cnh N
2
ca loài vi khun
Rhizobium cng sinh trên r cây. Nh kh nng cnh m nên sau mi v thu
hoch thành phn hóa tính ca t trng c ci thin rõ rt, lng m trong t
tng và khu h vi sinh vt hiu khí trong t ng tng. Do ó, có li i vi cây
trng khác và sau khi thu hoch toàn b thân lá, r, lá ph li b mt t va có tác
dng che ph chng xói mòn, va là ngun hu c giàu m ci to t.
1.1.3. Tình hình sn xut u tng trên th gii và Vit Nam
Trên th gii (tính n tháng 4/ 2006), có 78 nc trng u tng vi din
tích là 91,3 triu ha; nng sut 22,9 t/ ha, sn lng t 236,1 triu tn. Các nc
sn xut u tng ng u th gii là: M, Brazil, Argentina và Trung Quc
chim khong 90-95% tng sn lng u tng trên toàn th gii [45].
5
Nh vy, có th thy u tng chim mt v trí quan trng trong nn kinh t
th gii không ch do c gieo trng trên din tích ln 78 nc, mà ht u tng
còn c s dng rng rãi làm thc phm và nguyên liu cho công nghip.
Bng 1.1. Sn lng u tng ca mt s nc trên th gii niên v 2006 – 2007
(Theo Oil World); n v tính: triu tn
Vit Nam, trong vòng hn 20 nm qua (t 1985- 2006) din tích, nng
sut và sn lng u tng ã không ngng tng, c bit trong nhng nm gn
ây: th m 2000 din tích trng u tng là 124100 ha n nm 2005 tng lên
203600 ha, nng sut t t 12000 t/ha nm 2000 lên 14,300 t/ha nm 2005 và
sn lng t 147300 tn nm 2000 lên 290600 tn nm 2005 [21].
Th gii 236,1
M 86,8
Brazil 59,0
Argentina 47,2
Paraguay 6,5
Trung Quc 16,2
n 7,7
Canada 3,5
Ukraine 0,9
Liên bang Nga 0,7
Indonesia 0,8
Vit Nam 0,3
Thái Lan 0,2
Nigeria 0,4
Các nc khác 0,8
6
Bng 1.2: Din tích, nng sut, sn lng u tng c nc qua các nm
(Ngun: Tng cc Thng kê, 2006)
m
Ch tiêu
2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006
Din tích (1000 ha) 124,1 140,3 158,6 165,6 182,5 203,6 185,8
ng sut (t/ha) 12,0 12,4 13,0 13,3 13,3 14,3 13,9
Sn lng (1000 tn) 149,3 173,7 205,6 219,6 242,1 290,6 186,9
Hin nay cây u tng c trng c 7 vùng nông nghip trên c nc,
do iu kin sinh thái ca mi vùng khác nhau nên có s khác bit khá rõ v din
tích trng, nng sut và sn lng [21].
Bng 1.3. Din tích, nng sut và sn lng u tng ca 7 vùng nm 2005
a m
Din tích
(1000 ha)
ng sut
(Kg/ha)
Sn lng
(1000 tn)
C nc 203,6 1430 291,5
ng bng Sông Hng 67,3 16000 107,5
Vùng ông Bc 48,4 1040 50,2
Vùng Tây Bc 25,0 1150 28,7
Vùng Bc Trung B 6,5 1220 7,9
Tây Nguyên 27,1 1570 42,5
ông Nam B 5,3 1060 5,6
ng bng Sông Cu long 21,2 2100 44,5
ng 3.1 cho thy Tây Nguyên là vùng có din tích trng u tng ln th
3 trong 7 vùng nông nghip trên c.Cùng vi s ng trng a các loi cây
trng chính nh cao su, cà phê, h tiêu, ca cao….thì cây u tng ng ang c
chú trng và phát trin trên vùng t này.
Mc dù, sn lng u tng nc ta có tng nhng so vi các nc trên
th gii và trong khu vc nng sut ca ta vn còn thp, và c bit trong nhng
m gn ây din tích, nng sut và sn lng u tng ca nc ta gim i áng
7
k. Nm 2005 din tích t 203600 ha gim xung ch còn 185800 ha nm 2006 và
sn lng gim t 290600 tn nm 2005 xung còn 186900 tn nm 2006.
Nguyên nhân chính là do u t thp, cha có b ging phù hp, cha áp
dng k tht tiên tin. Vì vy, nghiên cu ci tin các c m nông sinh hc ca
các ging a phng và to ging mi có nng sut cao, thích nghi vi u kin
sinh thái nhng vùng khác nhau bng phng pháp truyn thng kt hp vi hin
i s áp ng c yêu cu ca thc tin t ra và ó cng là chin lc quan
trng v s phát trin cây u nc ta.
1.1.4. Thành phn hóa sinh ht u tng
Trong ht u tng có các thành phn ã bit tính theo t l protein 30-
56%, lipit 12-25%, gluxit 20%; có các mui khoáng Ca, Fe, Mg, P, K, Na, S, các
vitamin A, B1, B2, D, E, F, các men, sáp, nha, cellulose. Ngoài ra, ht u tng
còn có các axit amin c bn isoleucin, leucin, lysin, metionin, phenylalanin,
tryptophan, valin [20].
Protein là thành phn ch yu trong ht u tng. Chúng chim khong
30%-55% khi lng khô ca ht. Da vào h s lng, ngi ta chia protein ca ht
u tng thành 3 loi: 11S - legumin, 7S - vixilin, 2S - albumin. Nhng loi
protein chính trong ht u tng là: protein d tr (chim 70% tng s protein),
các enzim, các cht c ch proteaza và lectin. Thành phn ca protein gm có
albumin (9,5%), globulin tan trong nc (75,8%), globulin ch tan trong NaCl là
3%, glutelin - protein tan trong NaOH 0,2M là 11,7% [18], [25].
Thành phn axit amin ca ht u tng: Protein ca các loi u ,
nht là u tng, c xem là protein có cht lng tt nht trong các loi protein
thc vt. Chúng có cha tt c các axit amin không thay th. Hn na protein ca
cây hu còn có hàm lng lysin rt cao so vi protein t các loi ng cc.Tuy
vy, hàm lng các axit amin có cha gc SH (metionin, cystein) còn thp [8], [40].
Hàm lng lipit trong u tng khá cao chim khong 12-25% khi
ng khô, trong ó hàm lng các axit béo no thp, khong 13%, không có
cholesterol, 30% là các axit béo cha no mt ni ôi. Lng axit béo không no cn
8
thit: axit linoleic 50%, và c bit có 7% axit anpha linolenic là ngun cung cp
axit béo chui mch dài omega 3 quan trng cho c th nh DHA (Docosa
Hexaenoic Acid) và EPA (Eicosa Pentaenoic Acid ) [44].
Cht lng lipit ca ht u tng rt tt, cho nên nó c s dng rng rãi
trong công nghip ch bin thc phm. Ht u tng còn có các loi vitamin tan
trong lipit, c bit là vitamin E = 200 mg/100g lipit [8], ngoài ra trong ht u
ng còn cha mt s cht khác nh hydrat cacbon, mui khoáng, axit nucleic,
kích thích sinh trng .
Tóm li, ht u tng có giá tr dinh dng cao.Trong ó, hàm lng
protein d tr và cht lng ca chúng là yu t quyt nh làm cho u tng tr
thành ngun thc phm quan trng cho ngi và thc n cho gia súc [18].
1.2. NGHIÊN CU VC TÍNH CHU HN CA CÂY U TNG
1.2.1. Khái nim v hn và tác ng ca hn n thc vt
Hn i vi thc vt là khái nim dùng ch s thiu nc do môi trng
gây nên trong sut quá trình hay tng giai n, làm nh hng n sinh trng và
phát trin ca cây.
Thiu nc trc tiên nh hng n s cân bng nc ca cây, tó nh
ng n chc nng sinh lý nh quang hp, hô hp dinh dng khoáng và cui
cùng nh n s sinh trng phát trin ca thc vt. Cây s cht non hoc gim sc
sng, gim nng sut [19].
Hin tng mt nc có th do tác ng s cp, là kt qu ca s thiu nc
trong môi trng, hoc là tác ng th cp c gây ra bi nhit thp, st
nóng hay tác ng ca mui. Hn cng nh yu t ngoi cnh bt li khác khi tác
ng lên c th thc vt s gây ra phn ng ca c th. Tùy theo tng loài, ging
mà mc phn ng ca c th cng nh thit hi do khô hn gây ra khác nhau:
mt s b cht, mt s b tn thng nhng cng có mt s khác không b nh
ng. Kh nng thc vt có th gim thiu mc tn thng do thiu ht nc gây
ra gi là tính chu hn [19].
9
Vit Nam là mt nc có a hình a dng và din bin khí hu phc tp, lng
a phân b không u gia các vùng, min và gia các thi k trong nm nên hn
hán có th xy ra bt k mùa nào, vùng nào. Din tích có ti 3/4 lãnh th là i núi,
t canh tác ca các khu vc này thng xuyên b hn nên thành phn th nhng ca
các vùng khác nhau rt rõ rt. Tt c các yu t trên chi phi mnh m mc nc ngm
và kh nng gi nc ca t. chng li khô hn cây có th gi không b mt
c, gim din tích lá, rút ngn chu k sng…Kh nng duy trì áp sut thm thu ni
bào có tác dng bo v hoc duy trì sc sng ca t bào cht khi b mt nc [2]. Có
hai loi hn do môi tng tác ng là hn t và hn không khí [1], [5].
Tác ng a n lên cây ch yu theo hai hng chính là: làm tng nhit
cây và gây mt nc trong cây. Nc là yu t gii hn i vi cây trng, va là sn
phm khi u va là sn phm trung gian và cui cùng ca các quá trình chuyn hoá
sinh hc. Nc là môi trng các phn ng trao i cht xy ra [2].
S tác ng ca hn, gây nên hin tng co nguyên sinh và làm cho cây b
héo. S co nguyên sinh các t bào din ra khi nng nc trong môi trng quá
cao hay do hn nc làm cho nc trong t bào tht thoát ra ngoài nên khi.
Hn hán làm gim mnh quang hp. Khi hàm lng nc trong lá còn
khong 40-50% quang hp ca lá s bình tr cn tr s sinh trng ca cây.
Nh vy, nh hng cc oan ca hn bt c giai n sinh trng nào ca
cây trng cng nh hng n các yu t cu thành nng sut và sn lng cây trng.
1.2.2. C s sinh lý, sinh hóa và sinh hc phân t ca tính chu hn
1.2.2.1. C s sinh lý, sinh hóa ca tính chu hn
Khi gp hn thc vt luôn có nhng bin i v mt sinh lý, sinh hóa nhm
không mt nc. Có hai c ch bo v thc vt tn ti trên môi trng thiu
c ó là vai trò ca b r và kh nng u chnh áp sut thm thu [2].
Vai trò ca b r: kh nng thu nhn nc ch yu ph thuc vào b r.
tránh mt nc nhng cây chu hn thng có b r khe, dài, mp, có sc xuyên
sâu s hút c nc nhng ni sâu trong t hoc r lan rng vi s lng ln
[19]. Thc vt nói chung, và cây u tng nói riêng, khi giai n cây non
thng chu tác ng mnh ca hn vì b r cha phát trin y còn yu.
10
Kh nng u chnh áp sut thm thu (ASTT): là mt c tính quan trng
ca t bào khi b mt nc do nóng hn. Nhng thc vt tn ti trên môi trng mt
cân bng v áp sut thm thu òi hi phi có kh nng chng li u kin khc
nghit ó. Trong u kin khô hn ASTT c u chnh tng lên giúp cho t bào
thu nhn c nhng phân t nc tt. Bng c ch nh vy, thc vt có th vt
qua c tình trng hn cc b.
Thông thng, thiu nc gây ri lon toàn b phng thc chuyn hóa
thc vt, làm tng hoc gim hàm lng các cht chuyn hóa nh: ng lên v hàm
ng prolin, nng ion K
+
, các loi ng, axit hu c [2], [4], [30]. S tng
hp và tích ly các cht trên din ra rt nhanh khi t bào mt nc, các cht hòa tan
sc tích ly nhm chng li vic gim mt nc, tng kh nng gi nc ca
cht nguyên sinh và chúng có th tng tác vi lipit hoc protein màng ngn chn
s phá hy màng và các phc protein [24]. Quá trình này liên quan n s biu hin
ca các gen, hàng lot các gen nghc hot hóa tng hp to ra các cht cn thit
chng li s khô hn [1].
c ta nm trong khu vc nhit i gió mùa hn là yu t tng xuyên tác
ng gây nh hng n sinh trng, phát trin ca cây trng, nh hng xu n
ng sut và phm cht ca chúng. Vì vy, vic nghiên cu các c ch chu hn s
là c s cho vic ci thin ging cng nh to ra c các ging có tính chng chu.
Khi nghiên cu v kh nng chng chu ca các cây trng ly ht ngi ta
thc hin theo nhiu hng khác nhau: phân tích hóa sinh trong ht ny mm
nghiên cu a dng enzym - amylaza và proteaza hàm lng protein tan, thành
phn axit amim, prolin
Các proteazaóng vai trò quan trng trong c th sng và nht là trong thi
k ny mm ca ht. Chúng rt a dng. Thành phn phc tp ca các proteaza ht
c to ra bi sa dng chc nng do chúng m nhim trong thi k ny mm.
Proteaza nói chung không ch tham gia vào phân gii protein d tr trong ht, nhm
cung cp các axit amin cho thi k phát trin u tiên ca cây mà chúng còn tham gia
vào quá trình vi x lý phân t protein. Proteaza tham gia vào phân gii các protein l
11
hoc b bin tính khi gp u kin cc oan (lnh, mn, hn, tác ng c hc ) [18].
Trn Th Phng Liên (1999) khi nghiên cu so sánh phn di hot tính proteaza
ca các ging u tng chu nóng chu hn khác nhauã nhn xét rng. Proteaza
trong quá trình ht ny mm ca ht tt c các ging u tng nghiên cu rt a
dng, có hot tính cao, có kh nng phân gii hoàn toàn protein d tr to nguyên
liu tng hp protein cho c th mi. X lý nhit cao chnh hng n hot
tính proteaza mt s ging chu hn, không nh hng n ging chu nóng [18].
Nguyn Th Kim Dung (2003) nghiên cu s bin ng hot proteaza giai
on ht ny mm ca các ging lc ã rút ra kt lun, hot ca proteaza trong
giai on ht ny mm có xu hng tng t 1 n 5 ngày tui, sau ó gim t 7 n
9 ngày tui [6]. Cng theo hng nghiên cu này Nguyn Th Thu Ngà (2007), cho
rng các giai n ht ny mm làm bin i hot ca proteaza và hàm lng
protein tan. S bin i này tuân theo quy lut chung : tng các giai n t 3 n
7 ngày tui, bt u gim giai n 9 ngày tui, hàm lng protein tan và hot
proteaza có mi tng quan thun cht ch [29].
Nhng thay i hóa sinh khác do hn gây ra cng c nhiu tác gi quan
tâm nghiên cu: nh s thay i hàm lng prolin khi cây gp hn.
Prolin là mt axit amin có vai trò quan trng trong su hòa ASTT trong
t bào, ng thi là mt axit amin a nc có kh nng gi và ly nc cho t bào,
ngn chn s xâm nhp ca ion Na
+
tng tác vi protein màng, ngn chn s phá
hy ca màng và các phc protein khác. Các kt qu nghiên cu u cho thy khi cây
trng gp hn thì cây gim tng hp protein và tng tng hp prolin [26], [28].
Soulages và cs (2003) ã chng minh ngoài vai trò tng cng kh nng chu
hn thì chui axit amin L – Prolin nhóm II còn có kh nng chng li các tác ng
bt li ca nhit i vi cây u tng [ 38]. Theo inh Th Phòng (2001), lúa
khi gây hn sinh lý bng dung dch sorbitol 5% hàm lng prolin ca các dòng chn
lc tng lên vt xa so vi i chng, s tng hàm lng prolin liên quan n kh
ng chu hn [30]. Kho sát cht lng ht và kh nng chu hn ca mt s ging
lúa cn a phng vùng núi phía Bc, Chu Hoàng Mu và cs ( 2005) ã nhn xét,
12
kh nng chu hn ca các ging lúa cn có liên quan n hàm lng protein và hàm
ng prolin. Khi gp hn, cây lúa cn gim hàm lng protein và tng hàm lng
prolin [24]. Nguyn Th Thúy Hng ( 2006), khi nghiên cu v kh nng chu hn ca
các ging u tng a phng ca Tnh Sn La cng ã nhn xét rng: khi gp hn
các ging u tng có s gim tng hp protein và tng cng tng hp prolin [26 ].
1.2.2. C s phân t ca tính chu hn
Kh nng chng chu ca sinh vt nói chung và ca thc vt nói riêng liên
quan n cu trúc, chc nng ca các thành phn trong t bào và các quá trình
xy ra trong mi vùng liên quan n kh nng chu nóng, chu hn, mn, phèn
ca thc vt.
Phn ng ca thc vt trc nhng tác ng: nóng, hn rt a dng nó ph
thuc vào nhiu yu t khác nhau, trong ó có kiu gen, dài và tính khc lit ca
iu kin ngoi cnh. Biu hin ca quá trình này là vic sinh tng hp mt lot các
cht trong t bào, mt s hormon hoc cht kích thích giúp cho cây có kh nng
thích ng. Khi i sâu vào nghiên cu mc phân t ca hin tng nóng hn
thc vt ngi ta ã có nhng bc tip cn khác nhau trên nhiu loài cây trng
các giai on phát trin khác nhau. c nghiên cu nhiu nht là các protein sn
phm biu hin gen [19]. Nhóm các protein c c bit quan tâm bao gm:
protein sc nhit, môi gii phân t, LEA
Protein sc nhit (heat shock protein- HSP): HSP có hu ht các loài
thc vt nh: lúa mì, mch, lúa go, ngô, u nành, hành, ti…. chúng chim
khong 1% protein tng s trong lá ca các loài thc vt này. HSP c tng hp
khi t bào gp iu kin cc oan nh: hn, nhit cao, mui cao. S xut hin
ca HSP có chc nng ngn cn hoc sa cha s phá y do stress nóng và m
rng giá tr ngng vi s chng chu nhit cao. Trong các t bào thc vt HSP
t bào cht tp trung thành các ht sc nhit (HSG-Heat Shock Granules). Ngi ta
cho rng các HSP gn kt trên các ARN polymeraza ngn cn s phiên mã tng
hp mARN trong quá trình b stress nóng. Sau sc nóng các ht này phân tán và
liên kt dày c vi các ribôxôm hot ng sinh tng hp protein [19].
Không có nhận xét nào:
Đăng nhận xét