Ảnh hưởng của chất điều hòa sinh trưởng đến sự nảy mầm của hột và phát triển của cây con

1. Tìm hiểu về bản chất của sự nảy mầm của hột

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 hột 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 có tính hiệu quả cao của nó. Hột là một noãn đã chín, khi rụng khỏi cây mẹ có chứa phôi và chất dự trữ được bao bọc bởi vỏ hột. Sự nảy mầm của hột có thể được định nghĩa như 1 loạt sự kiện xảy ra khi những hột 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 hết hột 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.

- Miên trạng chính phải được khắc phục

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

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

+ Sự hút nước.

+ Sự tạo thành hoặc hoạt hóa enzyme.

+ Sự biến dưỡng 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 sự sinh trưởng nội sinh ảnh hưởng trực tiếp đến sự nảy mầm của hột. Mối quan hệ của những chất sinh trưởng thực vật đơn lẻ, và kết hợp là dựa trên mối quan hệ nồng độ nội sinh của chúng với những giai đoạn phát triển đặc biệt, những ảnh hưởng của việc áp dụng ngoại sinh và mối 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 trong lượng của nó và sinh tổng hợp diệp lục tố trong tử diệp.

2. Ảnh hưởng của các chất điều hòa sinh trưởng đến sự phát triển của hột và sự phát triển của cây con

2.1. Ảnh hưởng của Gibberellin và Abscisic acide

- Gibberellin kích thích sự nảy mầm.

- ABA ức chế sự nảy mầm của hạt và tác động như 1 chất đối kháng tự nhiên với gibbrellin.

+ Dưới những điều kiện thích hợp, những biến dị thiếu ABA đã nảy sớm trước khi chín. Những biến dị thiếu ABA cho những hột không niêm trạng và nảy mầm nhanh chóng, trái lại những hột thiếu GA sẽ không nảy mầm nếu không sử dụng GA ngoại sinh và tỷ lệ nảy mầm tăng theo nồng độ GA xử lý.

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

2.2. Ảnh hưởng của Xytokinin

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

2.3. Ảnh hưởng của ethylen

- Ethylen kích thích sự nảy mầm của hột. Xử lý ethylen hoặc những chất phóng thích ethylen như ethephon có thể kích thích sự nảy mầm trong nhiều loài. Có sự gia tăng sản sinh ethylen như ethephon có thể kích thích sự nảy mầm trong nhiều loài. Hàm lượng ethylen thoát ra ít hơn ở những hột có miên trạng hơn là những hột không miên trạng.

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

2.4. Ảnh hưởng của những chất khác

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

+ Potasium Nitrat: Kích thích sự nảy mầm của hột, tuy nhiên cách tác động vẫn chưa rõ.

+ Thiourea: Có khả năng tối đa hóa sự nảy mầm và vượt qua những miên trạng do vỏ hột 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.

+ Fusicocin và cotylenin: Cả 2 chất này đều có ảnh hưởng kích thích sự nảy mầm , sự kích thích được thúc đẩy khi kết hợp với GA và xytokinin.

+ BR: Kích thích sự nảy mầm của hột Witchweed và loại trừ ảnh hưởng ức chế IAA và ánh sáng lên sự nảy mầm của hột này.