Chương 1 TỎNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Tổng quan về cây bí xanh Bí xanh (Benincasa hispida) là một loại cây leo có nguồn sốc từ Đông Nam Á, được trồng rộng rãi ở hầu khắp các vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới của châu Á và miền đông của châu Đại đương. Ở nước ta, bí đao cũng được trồng khắp nơi. Đây là một loại thực vật thân thảo, đường kính thân từ 3 — 4 mm. Cuống lá dai và có lông.
Lá tròn, hình thận, gốc hình tim sâu. Mặt trên thô ráp, mặt dưới có lông cứng ngắn, phiến dài 10-25 cm và rộng tương đương, 5-7 thùy, thùy hình trứng hoặc hình tam giác, mép có khía hoặc khía răng Hoa có màu sắc sặc sỡ, mọc ở nách lá, cuống hoa dai 5—10 cm và có lông, đài hoa bao gồm năm lá đài thắng, dài § mm và có gai, tràng hoa bao gồm năm cánh hoa màu vàng, hình cau, rất mỏng. Qua có lông khi còn non, khi trưởng thành, qua rụng hết lông và phát triển một lớp phủ sáp. Thành phần bí xanh chủ yếu là nước, không chứa lipid, với hàm lượng natri rất thấp.
Cứ 100g bí xanh có 0,4g protid, 2,4g glucid, 19 mg canxi, 12 mg photpho, 0,3 mg sắt và nhiều loại vitamin như Caroten, BI, B2, B3, C,. Vi vậy, bí xanh có rất nhiều công dụng. Có thé nhắc đến đầu tiên là tác dung giảm cân của bí đao, công dụng giảm cân chủ yếu là bởi vì bí xanh có khả năng làm no bụng mà không chứa năng lượng nhiều. Tiếp theo phải nói đến tác dụng thanh nhiệt, giải độc, bí dao vi ngọt nhạt, tinh mát, giải nhiệt và lam tan dom, làm mát ruột và hết khát, lợi tiểu, làm hết phù, giải độc.
Ngoài ra, bí xanh còn có tác đụng hỗ trợ và bảo vệ sức khỏe tim mạch, hỗ trợ kiểm soát bệnh tiêu đường.2 Sự nảy mầm của hạt 1.1 Cường lực của hạt Cường lực của hạt hay còn gọi là sức sống của hạt là một đặc tính được xác định bởi khả năng nảy mầm nhanh chóng, đồng loạt và sự phát triển bình thường của cây con 3 trong các điều kiện môi trường. Cường lực là tổng tính chất xác định hoạt động và hoàn thành của lô hạt có tỷ lệ nảy mam chap nhan duoc trong cac diéu kién ngoại cảnh khác nhau. Các yếu tố ảnh hưởng đến cường lực bao gồm đặc tính di truyền của giống, điều kiện môi trường nảy mầm và điều kiện lưu trữ hạt (Lê Quang Hưng, 2007). Hạt lão hóa thể hiện với sự giảm cường lực, nảy mầm chậm, cây con không bình thường hay biến dạng.
Hạt có cường lực tốt có thé nay mam trong diéu kién bat loi nhu nhiệt độ cao hay thấp ngoài khoảng nhiệt độ thích hợp, trong khi hạt kém cường lực nay mam chi trong nhiệt độ giới hạn (Lê Quang Hung, 2007).2 Cau tao và sự nảy mâm của hạt a) Cấu tạo của hạt giống Hạt được cấu tạo gồm hai phần: nội nhũ và vỏ hạt. Trong đó, nội nhũ chủ yếu là tế bào sống. Ở một số loài, nội nhũ hoàn toàn bị tiêu diệt trong quá trình phát triển của hạt và chất dinh dưỡng được chuyên sang lá mam dự trữ. Vỏ hạt (mô mẹ), chủ yếu là tế bào chết.
b) Sự nảy mầm của hạt Sự nảy mam của một hạt là sự mọc mầm va phát triển của cây con đến giai đọan đạt hình thái câu trúc cân thiệt, đủ sức phát triên mạnh hơn thành cây hoàn chỉnh dưới điều kiện đất đai thích hợp (Lê Quang Hưng, 2007). Sự nảy mầm của hạt giống trong điều kiện phòng thí nghiệm là giai đoạn mà cây mam xuất hiện và phát triển các bộ phận chính của nó và có thể hoặc không thé phát triển thành cây bình thường dù được gieo trồng trong các điều kiện thuận lợi ở ngoài đồng ruộng (Bộ NN&PTNN, 2003). c) Cơ chế nay mam của hạt Cơ chế nảy mầm của hạt giống: Sự nảy mầm bắt đầu với sự hút nước của hạt khô, sau đó là sự nở ra của phôi. Sự hấp thu nước diễn ra theo ba giai đoạn với sự hấp thu ban đầu nhanh chóng (giai đoạn I, tức là hấp thụ) sau đó là giai đoạn ồn định (giai đoạn ID, sự hấp thu nước tiếp tục gia tăng (giai đoạn II) xảy ra khi trục phôi dài ra và phá vỡ các lớp bao phủ dé hoàn thành quá trình nảy mầm (Schopfer & Plachy, 1984; Manz và ctv, 2005).
Hạt khi hội tụ đủ các điều kiện nảy mầm nhưng không nảy mầm gọi là hạt bất động (quiescent). Những hat bat động chứa các tế bao dự trữ, thường có độ 4m hạt thấp (5 -15%), hoạt động biến dưỡng di ngừng lại, có thé kéo dài nhiều năm và có thể mọc mam lại do sự hydrate làm thúc day biến dưỡng, thường với tác nhân của nhiệt độ thích hợp vả sự hiện diện của oxy. Tiến trình nảy mầm của hạt có thể xảy ra nhưng có thé không tạo nên rễ mam, mặc dù đưới các điều kiện phù hợp cho sự nảy mầm như hút nước, tăng hô hấp, tổng hợp acid nucleic và protein, trạng thái lúc đó được gọi là miên trạng. Chế độ nhiệt và ánh sáng giúp kích thích nảy mầm do ảnh hưởng của miên trạng.
d) Các giai đoạn liên quan đên sự nảy mâm của hạt và sự phát triên của cây con Gồm4 giai đoạn: Sự hút nước. Sự tạo thành hoặc hoạt hóa enzyme. Sự biến dưỡng những chat dự trữ, sự vận chuyền tiếp theo và sự tổng hợp của những chât mới. Sự nhú ra của rễ mầm, và sự sinh trưởng của cây con.3 Các yêu tô anh hưởng dén sự nay mam của hat Sự nảy mầm hat giống phụ thuộc vào cả điều kiện bên trong lẫn bên ngoài.
Những nhân tô bên ngoài quan trọng nhất bao gồm nhiệt độ, nước, oxy, và đôi khi là ánh sáng hay bóng tối. Nhiều loài cây cần những điều kiện khác nhau dé có thé nảy mầm hiệu quả. Điều này thường phụ thuộc vào sự đa dạng của hạt giống và có liên kết chặt chẽ với các điều kiện sinh thái tại nơi sống tự nhiên của cây. Với một số hạt giống, phản ứng của sự nảy mầm tương lai bị ảnh hưởng bởi những điều kiện môi trương trong suốt quá trình hình thành hạt giống; hầu hết những phản ứng này là những hình thức tiềm sinh.
a) Yếu tố ngoại sinh Nước: rất cần thiết cho sự nảy mầm. Những hạt giống trưởng thành thường tất là khô và cần phải hấp thu một lượng nước đáng kể, tương đương với trọng lượng khô của hạt, trước khi sự chuyền hóa va phát triển tế bào có thé được phục hồi. Khi hạt giống được hình thành, hầu hết các cây đều trữ một lượng dinh dưỡng dự trữ với hạt giống như tinh bột, protein, hay dầu. Nguồn dự trữ này cung cấp đủ dưỡng chat dé phôi phat triển.
Sau khi cây con xuất hiện từ lớp áo hạt và bắt đầu mọc rễ với lá, nguồn dự trữ thường sẽ cạn đi; và lúc này sự quang hợp sẽ cung cấp năng lượng cần thiết dé cây con tiếp tục phát triển. Ánh sáng hay bóng tối có thể là một sự kích hoạt của môi trường cho sự nảy mầm và nó là một dạng tiềm sinh sinh lý. Hầu hết hạt giống không bị ảnh hưởng bởi ánh sáng hay bóng tối, nhưng nhiều loại hạt, bao gồm của những loài mà được tìm thấy ở trong môi trường rừng, sẽ không nảy mầm cho đến khi một khoảng hở ở tầng tán chính xuất hiện cho phép một lượng ánh sáng vừa đủ đề hạt phát triển thành cây con. Oxy: Sự hiện diện của oxy rất cần thiết cho sự phát triển trao đổi chất của hạt, vì cho đến khi cây ra đời và phát triển lá, hat thở qua quá trình hiếu khí, đòi hỏi phải có oxy trong môi trường.
Trong trường hợp hạt không hoạt động, có cấu trúc cứng hơn và không thể nảy mầm cho đến khi gặp điều kiện cụ thể hơn nhiều, hoặc phải chịu sự thay đổi của môi trường, oxy phải bị hao mòn đầu tiên là một mô bên ngoài trước khi xâm nhập vào hạt giống và kích hoạt cơ chế nảy mam. Sự ức chế trao đổi khí bình thường có thé là sự ức chế sự xâm nhập của oxy vào hạt hoặc có thé là do carbon dioxide thoát ra từ hạt vào bầu khí quyên (Leggatt, 1948). Nhiệt độ: Nhiệt độ là một yếu tố quan trọng khác để cây có thể nảy mầm, ảnh hưởng đến nhịp điệu trao đổi chat và sự tăng trưởng. Ladeira (1997) báo cáo rằng, những hạt cà gai leo mới thu hoạch có biểu hiện ngủ đông ở nhiệt độ 25° C.
Nhiệt độ tối da mà các loài có thé nay mầm được là 25 — 28°C. Nhiệt độ tối đa cho sự nảy mam của thực vật ôn đới 35 — 37°C là và thực vật nhiệt đới là 37 — 40°C. Hau hết các loại rau qua hang năm thường gặp đều có nhiệt độ nảy mam tối ưu giữa 24 — 32°C, dù nhiều loài (như cải củ hay rau chân vịt) có thể nảy mầm ở nhiệt độ thấp hơn (4°C), do đó cho phép chúng phát triển từ hạt ở những vùng khí hậu lạnh. Nhiệt độ cận tối ưu dẫn đến tỷ lệ này mầm thấp hơn và khoảng thời gian nảy mầm dài hơn.
b) Yếu tố nội sinh Sự nảy mam hạt giống phụ thuộc vào cả yếu tố bên ngoài của hạt cũng như điều kiện bên trong. Một số cây chịu ảnh hưởng của gene làm chậm nảy mầm như gene DOGI trên cây Arabidopsis (Bentsink va ctv, 2006). Trong số những chất được báo cáo 6 phổ biến nhất là axit abscisic (ABA), đã được tìm thấy dé ức chế sự tông hop RNA (Walbot và ctv, 1975). Sự hiện diện của ABA dẫn đến 96% ngủ đông trong hạt tươi của Solanum melongena L.3 Miên trang hat 1.1 Khai niệm về miên trang hat Miên trạng của hạt là điều kiện trong thời kỳ hạt tồn tại nhưng không nảy mầm mặc dù được cung cấp đủ những yếu té cho việc nảy mam, chang hạn khi hạt ở trong điều kiện nhiệt độ thích hợp và được cung cấp đủ lượng nước cần thiết cũng như trong điều kiện môi trường gần giống như môi trường không khí ngoài trời (Lê Quang Hưng, 2007).
Nguyên nhân diễn ra miên trạng hat Trạng thái ngủ nghỉ do vỏ hạt gây ra đã là một chủ đề được quan tâm. Các nghiên cứu trên cây bầu bí đã chứng minh rằng sự ngủ đông của hạt có liên quan đến tính không thấm khí của vỏ hạt (Thornton, 1968). Theo Bewley vào năm 1997, lớp vỏ hạt day có thể hoạt động như một rao can chống lại rễ lồi ra làm cho các hạt mầm sẽ mắt nhiều thời gian hơn dé trồi lên khỏi vỏ hạt.