Sinh trưởng và phát triển ở thực vật

pthn15

Advertisements

1.  Khái niệm

* Sinh trưởng là qúa trình tăng  không thuận nghịch về số lượng, kích thước, khối lượng của tế bào, mô,  cơ quan và cơ thể.

* Phát triển là quá trình biến đổi về chất lượng các cấu trúc và chức  năng của cơ quan, cơ thể làm cây ra hoa, kết quả, tạo hạt.

Tuy nhiên trong thực tế, quá trình sinh trưởng và phát triển rất khó  phân biệt và thường xen kẽ lẫn nhau, trong sinh trưởng có phát triển và  ngược lại trong phát triển có sinh trưởng. Vì vậy người ta thường phân  biệt hai khái niệm kế tiếp nhau này bằng sự ra hoa.


2.  Sinh  trưởng sơ cấp và sinh trưởng thứ cấp

* Sinh trưởng sơ cấp

Là hình thức sinh trưởng theo chiều cao làm cây cao lên, xảy ra ở mô  phân sinh ngọn

*  Sinh trưởng thứ cấp

Là hình thức sinh trưởng theo chiều rộng làm cây to ra, xảy ra ở tầng  phát sinh mạch.

Sinh trưởng sơ cấp và sinh trưởng thứ cấp khác nhau nhiều ở các cây một  lá mầm và cây hai lá mầm

Sự sinh trưởng sơ cấp và thứ cấp khác nhau ở các cây một lá mầm và cây  hai lá mầm.


Click here to view the original image of 572x236px.



3.  Điều  kiện bên ngoài ảnh hưởng đến sinh trưởng và phát triển

  Các điều kiện tự nhiên và biện  pháp canh tác là những nhân tố bên ngoài chi phối tới quá trình sinh  trưởng và phát triển.


a.     Nước (độ ẩm): Nước là yếu tố tác động lên hầu hết các  giai đoạn: nẩy mầm, ra hoa, tạo quả và hoạt động hướng nước của cây.  Nước là nguyên liệu của trao đổi chất ở cây.

b.    Nhiệt độ: Là điều kiện sống rất  quan trọng đối với thực vật. Nhiệt độ có vai trò quyết định ở giai đoạn  nảy mầm của hạt của chồi. Đối với sự sinh trưởng, nhiệt độ tối ưu trung  bình là 25 – 35oC, tối thiểu 5 – 15oC và tối đa là 45 – 50oC

c.    ánh sáng: ánh sáng có ảnh hưởng  đến sự tạo lá, rễ, hình thành chồi, hoa, sự rụng lá, quy định tính chất  cây ngắn ngày hay cây dài ngày, cây ưa sáng, cây ưa bóng.

d.    Phân bón: là nguồn cung cấp  nguyên liệu cho cấu trúc tế bào, (ADN, ARN, ATP, enzim) và các quá trình  sinh lý diễn ra trong cây.


4. Các chất  điều hoà sinh trưởng (phytohoocmôn) Phytôhoocmôn  là các chất hữu cơ có mặt trong cây với một lượng rất nhỏ, chuyển vận  đến các bộ phận khác nhau của cây, điều tiết các hoạt động sinh trưởng,  đảm bảo sự hài hoà giữa cơ quan, bộ phận của cây.

Phytôhoocmôn có hai nhóm:

*  Nhóm chất kích thích sinh trưởng:

- auxin, giberelin có tác động đến sự kéo dài, lớn lên của tế bào

- xitôkinim: có vai trò trong phân chia tế bào

* Nhóm các chất kìm hãm sinh trưởng

-  Axit absixic: tác động đến sự rụng lá

- Etylen tác động đến sự chín của quả

-  Chất làm chậm sinh trưởng và chất diệt cỏ.


4.1.   Nhóm chất kích thích sinh trưởng


a) Auxin



  Có 3 dạng auxin chính:

auxin a: C18H32O5; auxin b: C18H30O4 và heterôauxin: C10H9O2N (AIA-axit  inđôlyl axêtic)

Auxin có ở mô phân sinh chồi, lá mầm và rễ. ở đỉnh chồi ngọn, auxin vận  chuyển xuống theo trọng lực tới cơ quan khác với tốc độ 5-15 mm/giờ .

Auxin có tác động kích thích nhiều hoạt động sinh trưởng, làm giãn tế  bào, tác động đến vận động theo ánh sáng và vận động theo trọng lực, làm  cho chồi ngọn và rễ chính sinh trưởng mạnh (ưu thế đỉnh hay ức chế chồi  bên *), kích thích sự ra quả và tạo quả không hạt, kìm hãm sự rụng  (hoa, quả, lá), thúc đẩy sự chuyển động chất nguyên sinh.




b) Giberelin



  Giberelin là nhóm phytôhoocmôn phát hiện sau auxin. Khi nghiên cứu bệnh  nấm lúa von đã phân lập được axit giberelic (GA): C19H22O6 gọi là  Giberelin A3.

Giberelin (GA có tác động về nhiều mặt: kích thích thân mọc cao, dài,  các lóng vươn dài ra, kích thích ra hoa, tạo quả sớm và quả không hạt,  kích thích sự nảy mầm của hạt, củ và thân ngầm, có tác động tới quá  trình quang hợp, hô hấp, trao đổi nitơ, axít nuclêic, hoạt tính enzin và  thành phần hoá học trong cây.




c) Xitôkinin



  Xitôkinin là dẫn xuất của ađênin ( C5H6N4 ) có tác động đến quá trình  phân chia tế bào, hình thành cơ quan mới, ngăn chặn sự hoá già (có liên  quan tới sự ngăn chặn sự phân huỷ prôtein, axít nuclêic và diệp lục.)




4.2.  Các chất kìm hãm sinh trưởng


a)  Axit absixic (AAB = chất  gây ngủ):



C14H19O4

Là phytôhoocmôn của sự hoá già được tách chiết từ cơ quan đang nghỉ hay  sắp rụng. Vai trò chủ yếu là kìm hãm sự sinh trưởng của cành, lóng, gây  trạng thái ngủ của chồi, của hạt, làm khí khổng đóng.




b) Etylen (CH2 = CH2)



  Là phytôhoocmôn dạng khí làm tăng nhanh quá trình chín ở quả, làm rụng  lá, quả, làm chậm sự sinh trưởng của các mầm thân củ (Ví dụ mầm khoai  tây)




c) Chất làm chậm sinh trưởng và chất diệt cỏ



  Chất làm chậm sinh trưởng: Là chất tổng hợp nhân tạo có vai trò như  chất ức chế sinh trưởng. Các chất này được sử dụng để làm thấp cây, cứng  cây, chống lốp, đổ v.v… Ví dụ: CCC (Clocôlinclorit), MH (malein  hyđratzit), ATIB (axit 2,3, 5 triiođbenzôic)

Chất diệt cỏ: Là các chất diệt các loại cỏ dại trên cơ sở chúng phá hoại  các màng tế bào và màng sinh chất, kìm hãm quang hợp, xáo trộn quá  trình sinh trưởng, ngừng trệ quá trình phân bào, ngăn cản các quá trình  sinh tổng hợp. Ví dụ 2,4D; 2,4,5T, cacbamit, percloram v.v…




4.3.  Sự cân bằng phytohoocmôn


Mọi hoạt  động sinh trưởng và phát triển đều được điều chỉnh bởi các tác động của  enzim và phytohoocmôn.

Vì vậy, ở cây luôn diễn ra sự cân bằng giữa đồng hoá và dị hoá giữa tác  động kích thích và kìm hãm .



4.4. Những nguyên tắc khi sử dụng các chất điều hoà sinh  trưởng trong nông nghiệp:


- Nồng độ  sử dụng phải thích hợp (từ vài ppm đến vài chụct, vài trăm ppm)

- Thoả mãn nhu cầu về nước và phân bón cùng với các điều kiện môi trường  thuận lợi

- Chú ý tính chất đối kháng, hỗ trợ giữa các phytohoocmôn. Đối với chất  diệt cỏ chú ý tính chọn lọc riêng biệt.



5.  Phát triển ở thực vật có hoa

5.1.  Các  nhân tố chi phối sự ra hoa


a.    Vai trò chất điều hoà sinh trưởng



  Sự phân hoá giới tính của hoa liên quan với lượng hoocmôn. Cây non  nhiều lá, ít rễ, nhiều giberelin sẽ tạo nên 85 – 90% là cây đực. Ngược  lại cây nhiều rễ phụ nhiều xitôkinin thì đa phần là cây cái.

Cây vừa có nhiều rễ và lá tạo sự cân bằng hoocmôn, giới tính đực cái ở  trạng thái cân bằng, tỷ lệ hoa đực cái bằng nhau.




b.    Vai trò ngoại cảnh



  Ngày ngắn, ánh sáng xanh, nhiệt độ thấp, hàm lượng CO2 cao, độ ẩm cao,  nhiều nitơ tạo nhiều hoa cái.

Ngày dài, ánh sáng đỏ, nhiệt độ cao, hàm lượng CO2 thấp, nhiều kali tạo  nhiều hoa đực.

Một chế độ dinh dưỡng tốt, thích hợp, tỷ lệ C/N cân đối sẽ tạo cây khoẻ,  thúc đẩy sự ra hoa.




5.2. Hoocmôn ra hoa – Florigen


- Bản  chất florigen

Theo học thuyết Trailakhian thì florigen là hoocmôn kích thích ra hoa.

Đó là một tập hợp của gibêrelin (kích thích sinh trưởng của đế hoa) và  antêxin (kích thích sự ra mầm hoa – antexin là chất giả thiết)

- Tác độngcủa florigen

Lá là cơ quan tiếp nhận ánh sáng và sản sinh florigen kích thích sự ra  hoa của cây.



5.3. Thuyết Quang chu kì


Quang chu  kỳ là sự xen kẽ thời gian chiếu sáng và thời gian tối (độ dài của ngày  đêm), có liên quan tới hiện tượng sinh trưởng và phát triển của cây.

Quang chu kỳ có tác động đến sự: ra hoa, rụng lá, tạo củ, di chuyển các  hợp chất quang hợp.

Phân loại cây theo quang chu kỳ : Có 4 loại cây theo quang chu kỳ

Cây không cần ánh sáng: Ra hoa trong đêm tối liên tục như khoai  tây trồng từ mầm củ, hoa huệ, hoa dạ hướng)

Cây trung tính: Ra hoa ở ngày dài lẫn ngày ngắn: phần lớn cây  trồng (cà chua, lạc, đậu, ngô…)

Cây ngày ngắn: Ra hoa trong điều kiện ngày ngắn, đêm dài (Thược  dược, đậu tương, cúc, gai dầu)

Cây ngày dài: Ra hoa trong điều kiện ngày dài, đêm ngắn (Hành, cà  rốt, rau diếp, lúa mì, sen cạn, củ cải đường)

Phytocrôm

Phytocrôm là sắc tố enzim có mặt ở chồi mầm và chóp của lá mầm. Tồn tại ở  hai dạng P660 (hấp thụ ánh sáng đỏ có bước sóng 660mm, còn gọi là P đỏ  và P730 hấp thụ ánh sáng đỏ xa ở bước sóng 730mm , còn gọi là P đỏ xa.  Hai dạng phytocrom P đỏ và P đỏ xa có thể chuyển hoá lẫn nhau.

Phytocrôm tác động đến sự ra hoa, sự nảy mầm, tổng hợp sắc tố, enzim,  các vận động cảm ứng, đóng mở khí khổng.