Chất kích thích sinh trưởng và ứng dụng

Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội
Khoa: Công nghệ sinh học
Seminar: Sinh lý Thực Vật
Đề tài: “Các hormon kích thích sinh trưởng thực vật và những ứng dụng trong sản suất”
Giáo viên hướng dẫn: TS. Nguyễn Thị Kim Thanh
Sinh viên thực hiện: Nhóm VIII
Lê Trọng Tấn Lê Thế Thuyên
Đinh Văn Lâm Nguyễn Hữu Tiệp
Trần Ngọc Tiệp Phạm Văn Mão
Dương Xuân Thảo Đỗ Đức Trọng




A. Giới thiệu chung về hormon thực vật
Sự sinh trưởng phát triển của cây trồng chịu sự tác động của các chất điều hòa sinh trưởng do cây trồng tổng hợp ra gọi là các phytohormon
Hormon thực vật (phytohormon) là các chất hữu cơ được tổng hợp ở các cơ quan bộ phận trong cây với hàm lượng rất nhỏ, sau đó được vận chuyển đến các bộ phận của cây để điều tiết và đảm bảo sự hài hoà các hoạt động sinh trưởng.

Gồm 2 nhóm:
Nhóm chất kích thích sinh trưởng:
Auxin, Gibberellin : tác động đến sự kéo dài, lớn lên của tế bào
Cytokinin: có vai trò trong phân chia tế bào
Nhóm các chất ức chế sinh trưởng
Axit abxixic: tác động đến sự rụng lá
Etylen tác động đến sự chín của quả
Chất làm chậm sinh trưởng và chất diệt cỏ


B. Nội Dung
Auxin
Giới thiệu và phân loại auxin
Vai trò sinh lý của auxin
Ứng dụng auxin trong sản suất
Gibberellin
Giới thiệu và phân loại Gibberellin
Vai trò sinh lý của Gibberellin
Ứng dụng auxin trong sản suất
Cytokinin
Giới thiệu và phân loại Cytokinin
Vai trò sinh lý của Cytokinin
Ứng dụng auxin trong sản suất







I. Auxin
1.Khái niệm:
“Auxin” bắt nguồn từ tiếng Hy Lạp – auxein nghĩa là tăng trưởng.
Thông thường, các hợp chất được gọi là auxin nếu chúng có khả năng kích thích các tế bào thực vật phát triển, mặt khác, bản chất của chúng tương đồng với axit indol acetic IAA


2. Cấu tạo của auxin
Có 3 dạng auxin chính:
- Auxin a:
C18 H32 O5
- Auxin b:
C18 H30 O4
- Heteroauxin:
C10 H9 O2N (IAA – axit indol acetic)

Auxin a
Auxin b
Heteroauxin IAA
2. Auxin trong cây
Auxin là phytohormon được phát hiện đầu tiên trong cây vào năm 1934
Bản chất là axit β-indol acetic
Cơ quan tổng hợp chủ yếu là chồi ngọn, ngoài ra còn được tổng hợp ở các cơ quan non đang sinh trưởng lá non, quả non, phôi hạt…
Sự vận chuyển trong cây theo hướng gốc
Trong cây tồn tại ở dạng liên kết 95% và tự do 5% có hoạt tính
Các auxin tổng hợp là α-NAA, 2,4 D…

Cơ quan tổng hợp auxin
trong cây
Organs synthesised auxin
young
organs
root cap
Shoot
meristem
2. Vai trò sinh lý của auxin

Kích thích mạnh mẽ lên sự dãn của tế bào làm cho tế bào phình to theo chiều ngang
Điều chỉnh tính hướng của cây: hướng quang, hướng địa….
Điều chỉnh hiện tượng ưu thế ngọn
Điều chỉnh sự hình thành rễ
Điều chỉnh sự hình thành, sinh trưởng của quả và tạo quả không hạt
Điều chỉnh sự rụng lá, rụng hoa quả
Điều chỉnh sự chín của quả

Auxin - phân huỷ các cầu nối ngang
Điều chỉnh ưu thế ngọn
A
B
C
3. Cơ chế tác dụng của auxin

Kích thích sự dãn của tế bào
Auxin có tác dụng phân hủy các cầu nối ngang làm cho tế bào tăng trưởng kích thước theo chiều ngang, enzym phân hủy các cầu nối ngang đó là pectinase hoạt động trong điều kiện pH thấp 4-5, auxin hoạt hóa bơm proton H+ trong nguyên sinh chất vào thành tế bào kích thích cho enzym pectinase hoạt động
Tăng thể tích và sinh khối tế bào

Hoạt hóa bơm proton H+
II. Gibberellin
1.Giới thiệu về Gibberellin
Được phát hiện vào năm 1955-1956 khi nghiên cứu bệnh lúa von
Có nhiều loại gibberellin khác nhau được ký hiệu từ GA1, GA2…. GA100

Công thức cấu tạo của gibberellin
Cấu tạo không gian
Công thức hoá học
2. Gibberellin trong cây

Cơ quan tổng hợp chủ yếu ở lá non một số cơ quan sinh trưởng như phôi hạt đang nảy mầm, quả non, rễ non.
Gibberellin được vận chuyển trong cây theo hệ thống mạch dẫn, có thể tồn tại ở trạng thái tự do hoặc liên kết với các hợp chất khác

Quá trình chuyển hoá của các GA trong cây
3. Vai trò sinh lý của gibberellin

Kích thích mạnh mẽ sự sinh trưởng về chiều cao của thân, chiều dài của cành, rễ, sự kéo dài lóng của các cây họ hòa thảo
Kích thích sự nảy mầm của hạt, củ phá bỏ trạng thái ngủ nghỉ của hạt, củ, quả và cây
Kích thích sự ra hoa của cây, có tác dụng phân hóa giới tính đực
Kích thích trong việc hình thành quả và tạo quả không hạt

Kích thích kéo dài chiều cao thân
Stem elongation of GA3
Impacting
of GA3 to
cabbage
Gibberellins-
Promote Stem
Elongation
Contribute to flowering
Help end dormancy of
seeds and buds

Grapes stems lengthen,
which improved air
circulation around grapes
and gave them more room
to grow. Bigger Grapes!

GA3
control
What delicious
grapes !
Kích thích sự tạo quả
Kích thích ra hoa đực
Tham gia
vào thành phần của
hormon ra hoa
là GA và antesin
Tham gia
vào thành phần của
hormon ra hoa
là GA và antesin
3. Cơ chế tác động gibberellin
Hoạt hóa gen: kích thích sự nảy mầm của hạt, trong phôi hạt GA được tổng hợp hoạt hóa sự tổng hợp nên các enzyme thủy phân α- amylase, thủy phân tinh bột thành đường cung cấp cho quá trình hô hấp nảy mầm của hạt
Hoạt hóa bơm proton: tác động sinh trưởng dãn tế bào theo chiều dọc của gibberellin cũng được giải thích theo cơ chế hoạt hóa bơm proton giống như auxin


Tác dụng hoạt hóa gen của GA
Kích thích sự nảy mầm của hạt
Germinated process
of grain
GA được tổng hợp từ phôi
hoạt hoá tổng hợp enzym
α-amylase
III. Cytokinin
1.Giới thiệu chung
Thời gian phát hiện vào năm 1963
Được phát hiện trong quá trình nuôi cấy mô, tế bào thực vật
Cơ quan tổng hợp cytokinin là hệ thống rễ
Trong cây cytokinin được vận chuyển theo hướng ngọn, và tồn tại chủ yếu ở dạng zeatin
Các cytokinin tổng hợp là kinetin, benzyl adenin




Công thức cấu tạo
Cytokinin được tổng hợp ở rễ
Zeatin
2. Vai trò sinh lý của cytokinin

Hoạt hóa sự phân chia tế bào do kích thích sự tổng hợp nucleic acid, protein
Có tác dụng trong việc hình thành chồi, điều chỉnh hiện tượng ưu thế ngọn
Là hormon hóa trẻ, kéo dài tuổi thọ của cây do ức chế quá trình phân hủy protein, nucleic acid, chlorophyll
Cytokinin có vai trò trong việc phân hóa giới tính cái
Kích thích sự nảy mầm của hạt, củ

Kích thích hình thành chồi
trong nuôi cấy mô thực vật
Khoai tây
3. Cơ chế tác động của cytokinin

Hoạt hóa sự phân chia tế bào: khi thiếu cytokinin thì tế bào không phân chia mặc dù mRNA vẫn được hình thành bởi vì cytokinin tác động vào giai đoạn sau của quá trình phiên mã
Có tác động đến quá trình tổng hợp protein
Cytokinin có tác dụng ngăn cản sự phân hủy của protein, axit nucleic, diệp lục nên kìm hãm sự hóa già

Tác động
của cytokinin
ở giai đoạn dịch mã
Ứng dụng các chất kích thích sinh trưởng trong sản xuất
1. Nguyên tắc sử dụng các chất điều hòa sinh trưởng
Nguyên tắc nồng độ: hiệu quả điều hòa sinh trưởng lên cây trồng phụ thuộc vào nồng độ sử dụng. Nồng độ thấp gây hiệu quả kích thích, nồng độ cao gây hiệu quả ức chế, nồng độ quá cao gây chết
Nguyên tắc không thay thế: các chất điều hòa sinh trưởng chỉ có tác dụng hoạt hóa quá trình trao đổi chất mà không có tác dụng dinh dưỡng do đó chúng ta vẫn phải bổ sung các chất dinh dưỡng khi sử dụng các chất kích thích sinh trưởng này
Nguyên tắc đối kháng sinh lý: hiểu biết được nguyên tắc này ta có thể xử lý hormon ngoại sinh cho cây đạt được hiệu quả
Nguyên tắc chọn lọc



2. Một số ứng dụng của các chất kích thích sinh trưởng trong sản xuất

2.1. Kích thích sự sinh trưởng nhanh, tăng chiều cao cây, tăng sinh khối và tăng năng suất cây trồng bao gồm các nhóm chất kích thích auxin, gibberellin
2.2. Kích thích sự ra rễ bất định của cành giâm, cành chiết trong nhân giống vô tính cây trồng. Người ta thường sử dụng auxin ởcác nồng độ khác nhau tùy thuộc vào việc giâm hay chiết và loại cây trồng
2.3. Điều chỉnh sự ngủ nghỉ của hạt, củ. Để phá ngủ nghỉ cho hạt người ta thường xử lý hạt bằng GA
2.4. Điều chỉnh sự ra hoa, phân hóa giới tính: để kích thích sự ra hoa sớm hoăc muộn và tỷ lệ hoa đực cái khác nhau người ta sử dụng gibberellin và cytokinin. GA có tác dụng phân hóa giới tính đực, cytokinin phân hóa giới tính cái. Người ta đã áp dụng trên cây họ bầu bí cho tỷ lệ quả cao.
2.5. Điều chỉnh sự chín của quả để kéo dài thời gian chín của quả người ta sử dụng auxin. Người ta đã sử dụng 2,4D 2 – 10ppm hoặc α-NAA để phun cho quả trên cây hoặc sau khi thu hoạch.
Ví dụ: trong trường hợp quất chín sớm người ta xử lý auxin làm cho quất chín chậm lại đúng vào dịp Tết
2.6. Điều chỉnh sự rụng: người ta dùng auxin phun cho cây để ức chế sự hình thành tầng rời ngăn cản sự rụng của hoa, quả
Ví dụ: Người ta đã sử dụng α-NAA,2,4D cho quả xanh của táo, lê, cam, chanh….
2.7. Điều chỉnh sự phát sinh hình thái trong nuôi cấy mô tế bào. Trong giai đoạn đầu của quá trình nuôi cấy mô để tăng hệ số nhân giống tỷ lệ cytokinin cao hơn so với auxin, ở giai đoạn sau tỷ lệ auxin cao hơn so với cytokinin

GA kéo dài lóng
của họ hòa thảo
GA làm tăng độ trỗ thoát
trong sản xuất lúa lai
GA kéo dài lóng
của họ hòa thảo
GA làm tăng độ trỗ thoát
trong sản xuất lúa lai
Thí nghiệm xử lý GA3 cho cà chua
Control
Treatment GA3
Treatment GA3
Vai trò kích thích sinh trưởng
của GA
Xử lý GA3
Đối chứng
GA3 làm tăng sinh khối rau một cách mạnh mẽ
Auxin ức chế quả chín chậm có ý nghĩa trong
bảo quản nông sản
Auxin giảm sự rụng hoa quả
trong sản xuất
Tác động của auxin đối với việc
hình thành quả không hạt
strawberry
Auxin kích thích ra rễ trong nhân giống vô tính
treated
with auxin
untreated
Auxins
Stimulate the lengthening of stems
and coleoptiles

Participate in growth responses
to light & gravity

Promote root development and
growth Indoleacetic Acid (IAA) is
applied to fruit trees to

+ Promote uniform flowering

+ Prevent premature fruit drop

+ Set the fruit and encourage
synchronous fruit development

Synthetic auxins (2,4-D) are
used as herbicides

Auxin kích thích ra rễ trong
nhân giống vô tính
Vai trò của các chất kích thích sinh trưởng trong nuôi cấy mô, tế bào
Tỷ lệ Auxin/ Cytokinin khác nhau
dẫn đến sự phát sinh rễ hoặc chồi là khác nhau
Quy trình nuôi cấy mô,callus
tế bào, phôi
Phòng thí nghiệm nuôi cấy mô của trường
Auxin và cytokinin được sử dụng trong nuôi cấy mô ở khoai tây
Thực trạng sử dụng các chất kích thích sinh trưởng ở Việt Nam
Các chất kích thích sinh trưởng thực vật được sử dụng rộng rãi trong sản xuất nông nghiệp để tăng năng suất.
Tuy nhiên do chạy theo lợi nhuận mà dẫn đến tình trạng lạm dụng quá mức các chất kích thích sinh trưởng gây ảnh hưởng đến sức khỏe người tiêu dùng.
Tình trạng sử dụng thuốc nhập lậu từ Trung Quốc và thuốc không rõ nguồn gốc ,không nằm trong danh mục cho phép của bộ y tế còn phổ biến.
Không sử dụng theo đúng hướng dẫn và theo khuyến cáo.


Các cơ quan có chức năng đã vào cuộc để kiểm tra mức độ an toàn thực phẩm ở các nơi sản xuất rau.
Cũng như tiến hành điều tra về dư lượng thuốc kích thích trên các nông sản .
Một số hình ảnh về thực trạng sử dụng các chất kích thích sinh trưởng
Hướng giải quyết
Chúng ta đang phát triển các vùng trồng rau sạch, an toàn.
Kiểm soát chặt chẽ các nguồn thuốc trên thị trường. Giảm tối đa việc sử dụng các thuốc không rõ nguồn gốc.
Hướng dẫn cho nông dân phương pháp sử dụng hiệu quả nhất và an toàn nhất.
Tăng cường kiểm tra giám sát việc sử dụng các thuốc không rõ nguồn gốc và có biện pháp xử lý thích đáng.

Rau sạch ở xã Tân Phú Trung, Củ Chi được trồng, chăm sóc
đảm bảo an toàn cho người tiêu dùng (www.sggp.org.vn/xahoi/2008/1/141981/)

Kết luận
Các chất kích thích sinh trưởng có hiệu quả rất rõ rệt đối với quá trình sinh trưởng và phát triển của cây trồng
Việc sử dụng các chất kích thích trên có nhiều ý nghĩa trong sản xuất nông nghiệp, mặc dù vậy cũng không nên lạm dụng quá mức.
Tuy nhiên tác dụng của chúng vẫn chưa được hiểu rõ hết cần có các hướng nghiên cứu mới về tác dụng của các chất kích thích sinh trưởng này.
Tài liệu tham khảo
1. Giáo trình sinh lý thực vật – GS.TS Hoàng Minh Tấn, GS.TS. Nguyễn Quang Thạch, PGS.TS Vũ Quang Sáng –NXBNN 2006
2. Giáo trình sinh lý thực vật ứng dụng – PGS.TS Vũ Quang Sáng, TS. Nguyễn Thị Kim Thanh, Nguyễn Thị Nhẫn, Mai Thị Tân
3. http://vietbao.vn/Khoa-hoc/
4. www.the-scientist.com
5. http://dantri.com.vn/suckhoe/Hoat-chat-trong-thuoc-kich-thich-tang-truong-o-muc-cho-phep/2008/3/225141.vip



Thank you very much for attending