Bài giảng Sản xuất giống và công nghệ hạt giống - Chương 5: Sức sống và bệnh hạt giống

Nội dung text: Bài giảng Sản xuất giống và công nghệ hạt giống - Chương 5: Sức sống và bệnh hạt giống

1. Lớp Học Phần VNUA ( Khoa Nông Học ) - Học Viện Nông Nghiệp Việt Nam 1. Søc sèng h¹t gièng Chư¬ng 5 1.1. Kh¸i niÖm: Søc sèng vµ bÖnh h¹t gièng HiÖp héi kiÓm nghiÖm h¹t gièng quèc tÕ (International Seed Testing Association) ®Þnh nghÜa:Toµn bé ®Æc tÝnh x¸c ®Þnh tiÒm n¨ng cña h¹t trong ho¹t ®éng sèng, thùc hiÖn trao ®æi chÊt hoÆc mÊt n¨ng lưîng trong qu¸ tr×nh n¶y mÇm vµ xuÊt hiÖn c©y con. N¨m 1979, Uû ban ph©n tÝch søc sèng h¹t gièng Quèc tÕ ®a ra ®Þnh nghÜa kh¸c: Søc sèng h¹t gièng lµ ®Æc tÝnh cña h¹t x¸c ®Þnh tiÒm n¨ng n¶y mÇm nhanh, ®ång nhÊt vµ ph¸t triÓn thµnh c©y con b×nh thưêng trªn ®ång ruéng”. 1 2 1.2. C¸c yÕu tè ¶nh hưëng ®Õn søc sống h¹t gièng: Trong ®ã ®Þnh nghÜa ph¶n ¸nh 4 kh¶ n¨ng cña h¹t: . YÕu tè di truyÒn  Ho¹t ®éng trao ®æi chÊt ph¶n ¸nh ho¹t ®éng h« hÊp . M«i trưêng vµ dinh dưìng cña c©y mÑ cña h¹t. . Giai ®o¹n chÝn khi thu ho¹ch  Tû lÖ n¶y mÇm cao, ®ång nhÊt vµ sinh trưëng c©y con. . KÝch thưíc h¹t  Tû lÖ nhó, ®ång nhÊt vµ sinh trưëng cña c©y con trªn . Khèi lưîng h¹t ®ång ruéng. . TÝnh toµn vÑn cña h¹t  Kh¶ n¨ng nhó c©y con trong ®iÒu kiÖn phï hîp . Sù hư háng vµ tuæi h¹t . S©u bÖnh 3 4 Søc sèng ưu thÕ lai VËt chÊt di truyÒn  Søc sèng ưu thÕ lai lµ sù thÓ hiÖn cña con lai cã gi¸ trÞ  C¸c nhµ chän gièng c¶i tiÕn nh÷ng ®Æc ®iÓm cña h¹t như ®é cao h¬n bè mÑ tù phèi. ch¾c, chèng chÞu s©u bÖnh, hµm lưîng protein vµ kÝch thưíc  Sù vưît tréi cña con lai biÓu hiÖn tèt trong ®iÒu kiÖn cã h¹t ®Ó n©ng cao søc sèng cña h¹t. ¸p lùc (stress condition).  Nh÷ng yÕu tè trªn ¶nh hưëng ®Õn n¶y mÇm ®ång ruéng vµ  VÝ dô: H¹t ng« lai, lóa lai cã thÓ n¶y mÇm vµ sinh tr- n©ng cao n¨ng suÊt c©y trång. ưëng nhanh h¬n h¼n bè mÑ cña chóng.  Ngoµi ra c¸c nhµ chän gièng còng quan t©m ®Õn søc sèng  TiÒm n¨ng sinh trưëng nµy do c¸c c¬ quan tö vµ hÖ cña h¹t lai. thèng enzim bæ sung trong qu¸ tr×nh hÊp thu vµ sö dông carbon. 5 6 1
2. Lớp Học Phần VNUA ( Khoa Nông Học ) - Học Viện Nông Nghiệp Việt Nam §é ch¾c cña h¹t Tæn th¬ng c¬ giíi  Tæn thư¬ng c¬ giíi x¶y ra trong qu¸ tr×nh thu ho¹ch, chÕ  H¹t cøng lµ mét ®Æc tÝnh di truyÒn kh«ng phï hîp cho biÕn h¹t, tÝnh mÉn c¶m víi tæn thư¬ng c¬ giíi ®ưîc ®iÒu qu¸ tr×nh n¶y mÇm. khiÓn bëi di truyÒn.  Tuy nhiªn tÝnh tr¹ng h¹t cøng của mét sè gièng c©y  Atkin (1958) vµ Wester (1970) ®· chøng minh c¸c gièng ng« næ chèng chÞu c¬ giíi tèt h¬n c¸c gièng ng« tr¾ng. trång gióp b¶o vÖ h¹t víi tuæi thä h¹t.  Walters vµ Caviness khi nghiªn cøu søc sèng cña h¹t ®Ëu  Kh¾c phôc tÝnh r¾n ch¾c cña h¹t b»ng c¸ch lai gi÷a tư¬ng cho thÊy tÝnh tæn thư¬ng cña h¹t lµ tÝnh tr¹ng di mét dßng h¹t mÒm víi mét dßng rÊt r¾n ë thÕ hÖ F1 lµ truyÒn sè lưîng tõ ®ã gîi ý cho c¸c nhµ chän gièng quan t©m c¶i tiÕn chÊt lưîng h¹t th«ng qua chän t¹o gièng c¶i d¹ng trung gian hoÆc gÇn mÒm như bè mÑ. tiÕn. 7 8 Thµnh phÇn ho¸ häc cña h¹t M«i trưêng trong qu¸ tr×nh ph¸t triÓn cña h¹t  Gièng ng« cã hµm lưîng lysine cao thưêng søc khoÎ  M«i trường ¶nh hưëng ®ến ph¸t triÓn vµ chÊt lưîng h¹t gièng yÕu, h¹t nhá, h¹t co ngãt mÐo mã. cña h¹t gièng. V× vËy khi s¶n xuÊt gièng ph¶i ®ưîc thùc hiÖn ë nh÷ng vïng thuËn lîi.  Nass vµ Crane (1970) ®· t×m ra rÊt nhiÒu gen cho biÓu hiÖn cña néi nhò ¶nh hưëng ®Õn n¶y mÇm cña h¹t ë  §iÒu kiÖn m«i trưêng lµm gi¶m s©u bÖnh h¹i h¹t còng 15, 20 vµ 25oC. Nh÷ng h¹t cã gen A1 t¹o ra h¹t gièng như rñi ro trong giai ®o¹n thu ho¹ch. cã søc khoÎ tèt h¬n kh«ng cã gen nµy. 9 10 §é Èm vµ dinh dưìng trong ®Êt  H¹t ®Ëu tư¬ng s¶n xuÊt ë n¬i ®Êt cã molypden cao  §é Èm kh«ng thÝch hîp trong qu¸ tr×nh ph¸t triÓn cña chóng kh«ng yªu cÇu bãn ph©n molyp®en khi trång h¹t dÉn ®Õn søc sèng h¹t gièng thÊp. ngay c¶ ®iÒu kiÖn ®Êt thiÕu molyp®en.  ệ  §é ph× nhiªu cña ®Êt thÊp dÉn ®Õn c©y trång cã h¹t L¹c mÉn c¶m ®Æc bi t víi ®Êt thiÕu c¸c nguyªn tè vi lưîng. §Êt cã Bo vµ Ca thÊp t¹o ra h¹t l¹c biÕn mµu, rÔ nhá. H¹t cña nh÷ng c©y mÐp ruéng thưêng cã søc sèng hót nưíc kÐm. vµ søc khoÎ h¹t gièng tèt h¬n.  Lóa mú bãn nhiÒu ®¹m lµ nguyªn nh©n t¨ng protein  Legatt (1948) chøng minh r»ng h¹t ®Ëu thiÕu hôt Boric sÏ trong h¹t vµ t¨ng tû lÖ n¶y mÇm vµ søc khoÎ h¹t gièng. t¹o ra c©y con kh«ng b×nh thưêng. 11 12 2
3. Lớp Học Phần VNUA ( Khoa Nông Học ) - Học Viện Nông Nghiệp Việt Nam §é chÝn cña h¹t M«i trưêng thu ho¹ch vµ sau thu ho¹ch Mc. Donald (1975) cho r»ng cã mèi liªn hÖ gi÷a th«ng sè chÝn  Sù hư háng h¹t gièng sau khi chÝn, trưíc thu ho¹ch do ¶nh cña h¹t víi kÝch thưíc h¹t vµ søc sèng h¹t gièng. hưëng cña m«i trưêng lµm gi¶m nhanh gi¸ trÞ gieo trång vµ søc khoÎ h¹t gièng (vÝ dô như: ma vµ ®é Èm cao). H¹t ®Ëu tư¬ng lín biÓu hiÖn n¶y mÇm, søc sèng còng như tiÒm n¨ng n¨ng suÊt tèt h¬n h¹t ®Ëu tư¬ng nhá.  Simpson vµ Stone (1935) chøng minh r»ng h¹t gièng b«ng mÊt kh¶ n¨ng gieo trång 20-30% sau 1 tuÇn dưíi ®iÒu kiÖn H¹t ng« lai tû lÖ n¶y mÇm kh«ng phô thuéc vµo kÝch thưíc mưa. h¹t.  H¹t ®Ëu tư¬ng thu ho¹ch chËm v× thêi tiÕt còng mÊt kh¶ Như vËy søc sèng h¹t gièng phô thuéc chñ yÕu vµo ®é chÝn n¨ng gieo trång vµ dÔ bÞ tæn thư¬ng trong qu¸ tr×nh thu cña h¹t chø kh«ng ph¶i lµ kÝch thưíc h¹t lín hay bÐ. ho¹ch, chÕ biÕn vµ b¶o qu¶n. 13 14 1.3. KiÓm tra søc sèng h¹t gièng  KiÓm nghiÖm søc sèng h¹t gièng th«ng qua mét sè th«ng sè cã thÓ lưîng ho¸ ®ưîc. * B¶o qu¶n h¹t gièng Thêi gian b¶o qu¶n, phư¬ng ph¸p b¶o qu¶n vµ m«i  Th«ng thưêng lµ nh÷ng th«ng sè x¸c ®Þnh sù suy tho¸i cña h¹t. trưêng b¶o qu¶n (nhiÖt ®é, ®é Èm vµ hµm lưîng oxy) cã ¶nh hưëng ®Õn søc sèng h¹t gièng.  TÊt c¶ nh÷ng thay ®æi trong qu¸ tr×nh hư háng cña h¹t gièng cã liªn quan ®Õn søc sèng cña h¹t. 15 16  Søc sèng h¹t gièng lµ mét chØ tiªu réng h¬n n¶y mÇm Mµng tÕ bµo lµ mét chØ tiªu kiÓm tra søc sèng v×: KiÓm nghiÖm søc sèng h¹t gièng lµ mét chØ sè quan träng Thµnh tÕ bµo lµ n¬I diÔn ra c¸c ho¹t ®éng trao ®æi chÊt cña h¬n tiªu chuÈn n¶y mÇm trong ®¸nh gi¸ chÊt lưîng h¹t h¹t gièng bao gåm ho¹t ®éng h« hÊp cung cÊp n¨ng lưîng gièng. cho h¹t trong suèt qu¸ tr×nh n¶y mÇm vµ sinh trưëng. Nh÷ng biÕn ®æi trưíc khi mÊt kh¶ n¨ng n¶y mÇm ®Òu ®ưîc Mµng líi néi chÊt còng lµ mét c¬ quan tö cña mµng tÕ bµo sö dông lµm c¬ së ®Ó kiÓm nghiÖm søc sèng h¹t gièng. trªn ®ã cã rÊt nhiÒu enzim h×nh thµnh nªn axÝt Ribonucleic ®Ó sao m·. Th«ng sè cã thÓ x¸c ®Þnh sím qu¸ tr×nh mÊt kh¶ n¨ng n¶y mÇm lµ nh÷ng biÕn ®æi suy tho¸i thµnh tÕ bµo, v× vËy cÇn Do vËy bÊt kú mét suy gi¶m chøc n¨ng nµo cña thµnh tÕ bµo còng gi¶m nguån n¨ng lưîng tæng sè ATP ®ưîc h×nh kiÓm nghiÖm tÝnh toµn vÑn cña thµnh tÕ bµo. thµnh. 17 18 3
4.  Ho¹t ®éng trao ®æi chÊt lµ mét chØ tiªu ®¸nh gi¸ søc sèng: KiÓm nghiÖm søc sèng h¹t gièng cã thÓ ph©n ra thµnh nhiÒu  Møc ATP, RNA vµ h« hÊp gi¶m sau b¶o qu¶n t¹o ®iÒu kiÖn lo¹i trªn c¬ së c¸c th«ng sè gi¸m ®Þnh: giµ tù nhiªn nhanh cña h¹t gièng. KiÓm nghiÖm trùc tiÕp: lµ kiÓm nghiÖm trùc tiÕp trªn m«i  MÊt kh¶ n¨ng h« hÊp vµ tæng hîp ho¸ sinh dÉn ®Õn tû lÖ n¶y trưêng ®ång ruéng víi mét sè phư¬ng ph¸p ®Ó x¸c ®Þnh ®ưîc mÇm gi¶m vµ mÊt tÝnh ®ång ®Òu cña h¹t gièng. kh¶ n¨ng n¶y mÇm dưíi ®iÒu kiÖn bÊt lîi ®ång ruéng.  Mét sè chØ tiªu kh¸c: VÝ dô: KiÓm nghiÖm l¹nh lµ ®ưa h¹t gièng thö trªn ®iÒu kiÖn  Thêi gian b¶o qu¶n l¹nh cña ®ång ruéng (n¬i cã nhiÖt ®é thÊp).  NhiÔm s©u bÖnh, h¹t hư háng do bÊt thuËn vÒ m«i trưêng KiÓm nghiÖm gi¸n tiÕp: Lµ x¸c ®Þnh nh÷ng thµnh phÇn sinh lý còng biÓu hiÖn lµm gi¶m tû lÖ n¶y mầm ®ång ruéng. ®Æc thï cña h¹t vÝ dô test ®é dÉn ®iÖn ®Ó gi¸m ®Þnh liªn kÕt  Th«ng sè cuèi cïng ®Ó ®¸nh gi¸ søc sèng h¹t gièng lµ: Tû lÖ cña tÕ bµo. n¶y mÇm. 19 20 KiÓm nghiÖm søc sèng h¹t gièng còng cã thÓ ph©n lo¹i Mét phư¬ng ph¸p kh¸c ®Ó x¸c ®Þnh søc sống h¹t gièng ph©n ra hai lo¹i lµ kiÓm nghiÖm m«i trưêng bÊt thuËn vµ kiÓm trªn c¬ së tæ hîp c¸c thµnh phÇn x¸c ®Þnh søc sèng h¹t nghiÖm nhanh. gièng. KiÓm nghiÖm m«i trưêng bÊt thuËn (Stress Test): lµ kiÓm KiÓm nghiÖm sinh lý: x¸c ®Þnh mét sè khÝa c¹nh sù n¶y nghiÖm trªn mét hay mét sè m«i trưêng kh¸c nhau như: nhiÖt mÇm cña h¹t hoÆc sinh trưëng cña c©y con. ®é cao, nhiÖt ®é thÊp, cã ®Êt hoÆc kh«ng cã ®Êt, lo¹i ®Êt cho vµo m«i trưêng ®¸nh gi¸ cã tÝnh chÊt kh¸c nhau (chñ KiÓm nghiÖm sinh ho¸: ®¸nh gi¸ c¸c ph¶n øng ho¸ häc yÕu ®¸nh gi¸ sù n¶y mÇm - l¸ mÇm, chiÒu dµi mÇm ) như ho¹t ®éng enzim hoÆc h« hÊp liªn quan ®Õn biÓu KiÓm nghiÖm nhanh: c¸c ph¶n øng ho¸ häc liªn quan ®Õn hiÖn cña sù n¶y mÇm. søc sèng h¹t gièng, kh«ng mÊt thêi gian l©u như kiÓm nghiÖm trong ®iÒu kiÖn bÊt thuËn. KiÓm nghiÖm vËt lý: như kÝch thưíc h¹t, mËt ®é h¹t, ®é chÝn cña h¹t cã liªn quan ®Õn søc sèng h¹t gièng. 21 22 1.4. Nguyªn t¾c kiÓm tra søc sèng h¹t gièng Kh«ng phøc t¹p Chi phÝ thÊp Lùa chän phư¬ng ph¸p ®¬n gi¶n phï hîp víi ®iÒu kiÖn Chi phÝ lao ®éng, trang thiÕt bÞ c¸c phßng thÝ nghiÖm, cña phßng thÝ nghiÖm ®Ó kh«ng ph¶i trang bÞ hay ®µo phư¬ng tiÖn dông cô cÇn tÝnh to¸n rÊt kü lưìng v× nÕu kh«ng t¹o thªm. chi phÝ kiÓm nghiÖm mét mÉu h¹t gièng cao khã ®ưîc thùc tÕ chÊp nhËn. §¹t ®ưîc môc tiªu kiÓm tra Nhanh §¶m b¶o chÝnh x¸c tiªu chuÈn ho¸ c¸c chØ sè sè lưîng vµ cña chÊt lưîng tr¸nh sö dông nh÷ng mÉu thay thÕ. NhiÒu phư¬ng ph¸p kiÓm nghiÖm tuy nhiªn lùa chän phư¬ng ph¸p cho kÕt qu¶ nhanh nhÊt ®Ó ®¸p øng yªu cÇu cña s¶n Tư¬ng ®ư¬ng víi thùc hiÖn trªn ®ång ruéng xuÊt vµ nhµ kinh doanh h¹t gièng. 23 24 4
5. 1.5. C¸c phư¬ng ph¸p kiÓm tra søc sèng h¹t gièng a. Xö lý l¹nh  Th«ng thưêng kiÓm nghiÖm søc sèng h¹t gièng ®ưîc thùc hiÖn trong ®iÒu kiÖn tèi ưu do vËy kÕt qu¶ thưêng cao h¬n  KiÓm tra trong ®iÒu kiÖn l¹nh lµ phư¬ng ph¸p sím nhÊt thùc tÕ ®ång ruéng. ®Ó ®¸nh gi¸ søc sèng h¹t gièng, ®ưîc ¸p dông réng r·i víi ng«, ®Ëu tư¬ng.  V× vËy ngoµi kiÓm nghiÖm trong phßng cÇn kiÓm nghiÖm  ư ư ®ång ruéng bæ xung lµ cÇn thiÕt ®Ó ®¸nh gi¸ søc sèng h¹t H¹t ® îc ®Æt trong m«i tr êng ®Êt hoÆc giÊy thÊm vµ l¹nh cho nh÷ng giai ®o¹n ®Æc thï, trong giai ®o¹n nµy gièng cã kÕt qu¶ tin cËy h¬n. cã ho¹t ®éng hÊp phô vµ ho¹t ®éng cña vi sinh vËt.  Mét sè phư¬ng ph¸p ®îc chÊp nhËn cña ngưêi s¶n xuÊt vµ  TiÕp theo xö lý l¹nh h¹t ®ưîc ®Æt trong ®iÒu kiÖn thuËn kinh doanh h¹t gièng ®ưîc tr×nh bµy sau ®©y: lîi cho n¶y mÇm vµ sinh trưëng. 25 26 b. Xö lý thóc ®Èy giµ ho¸ nhanh c. KiÓm tra th«ng qua tÝnh dÉn ®iÖn Nguyªn lý cña phư¬ng ph¸p lµ xö lý h¹t trong mét thêi  Thµnh tÕ bµo bÞ hư háng, dung dich tÕ bµo chÊt phãng thÝch gian nhÊt ®Þnh ë 2 m«I trưêng thay ®æi. ra m«I trưêng, dung dÞch nµy cã ®Æc tÝnh dÉn ®iÖn nªn cã thÓ ph¸t hiÖn ®ưîc b»ng c¸c m¸y ®o ®é dÉn ®iÖn. Xö lý h¹t ë ®iÒu kiÖn nhiÖt ®é cao (41oC) vµ ®é Èm (100%) trong thêi gian ng¾n 3-4 ngµy.  Tuy nhiªn ®é Èm ban ®Çu cña h¹t, kÝch thưíc h¹t cã ¶nh hưëng ®Õn tû lÖ c¸c chÊt phãng thÝch ra tõ h¹t nªn cÇn cã  ư H¹t sau xö lý chuyÓn ra ®iÒu kiÖn n¶y mÇm tèi u nh÷ng tiªu chuÈn nhÊt ®Þnh. Phư¬ng ph¸p nµy nhanh, Ýt tèn kém vµ sö dông cho tÊt  H¹t ®· xö lý b»ng nh÷ng chÊt kh¸ng sinh còng cã thÓ ¶nh c¶ c¸c loµi vµ cã thÓ ®¸nh gi¸ tõng h¹t. KÕt qu¶ ®¸nh hưëng ®Õn tÝnh dÉn ®iÖn nªn ph¶i lµm s¹ch c¸c chÊt xö lý gi¸ ®¸ng tin cËy nhưng chó ý ®é Èm h¹t trưíc khi xö lý. h¹t trưíc khi kiÓm nghiÖm b»ng phư¬ng ph¸p nµy. 27 28 d. Xö lý n¶y mÇm m¸t Thùc hiÖn ë phßng thÝ nghiÖm tiªu chuÈn víi møc nhiÖt ®é thÊp 18oC vµ kh«ng dùa vµo ho¹t ®éng cña vi sinh vËt ®Ó ¸p lùc cho sù n¶y mÇm cña h¹t. e- Nh÷ng c©y trång nhiÖt ®íi (c©y b«ng) th× søc sèng, n¶y mÇm e- e- e- vµ sinh trưëng kÐm h¬n. KÕt qu¶ kiÓm tra sö dông gi¶i thÝch cho nguyªn lý søc sèng h¹t gièng tèt lµ cã thÓ t¹o ra mét c©y b×nh thưêng. 29 30 5
6. e. Tû lÖ sinh trëng cña c©y con * Ph©n lo¹i søc khoÎ c©y con  Søc sèng h¹t gièng lµ kh¶ n¨ng ®Ó tæng hîp cã hiÖu qu¶ c¸c  Ph©n lo¹i søc khoÎ c©y con thµnh ba møc: vËt chÊt míi vµ chuyÓn s¶n phÈm nµy ®Õn ph«i n¶y mÇm kÕt 1. YÕu, qu¶ t¨ng träng lưîng kh«. Tû lÖ sinh trưëng cña c©y con x©y 2. B×nh thêng dùng trªn c¬ së nguyªn lý nµy. 3. KhoÎ.  Søc sèng h¹t gièng ®ưîc biÓu hiÖn mg träng lưîng kh« cña c©y con (mg/c©y con).  Phư¬ng ph¸p nµy kh«ng yªu cÇu phư¬ng tiÖn vµ sö dông thuËt ng÷ quen thuéc vµ hÊp dÉn víi c¸c nhµ ph©n tÝch  Sau khi ®¸nh gi¸ c¸c phÇn sinh trưëng cña ph«i thµnh mét h¹t gièng. c©y con b×nh thêng t¹o nªn tõ c¸c c¬ quan dù tr÷ (l¸ mÇm  Phư¬ng ph¸p nµy còng cã hµng lo¹t nh÷ng khã kh¨n như hoÆc ph«i), c©y con ®ưîc sÊy kh« trong cèc thÝ nghiÖm ë ®Ó ph©n chia c©y con b×nh thưêng cÇn rÊt tû mû, vµ dùa nhiÖt ®é 80oC trong 24 giê ®Ó x¸c ®Þnh tèc ®é t¨ng träng c¸c ®Æc ®iÓm m« t¶ biÕn ®éng nhiÒu. lưîng chÊt kh« cña nã. 31 32 f. KiÓm tra Tetrazolium (TZ)  Dùa vµo ho¹t ®éng cña ph©n tö TZ ph¶n øng víi nguyªn tö hydro gi¶i phãng tõ ho¹t ®éng cña c¸c enzim thuû ph©n trong m« sèng.  KÕt qu¶ h×nh thµnh dung dich nưíc cã mµu ®á forman, dùa trªn mµu ®á ®Ó ®¸nh gi¸ søc sèng h¹t gièng còng như gi¸ trÞ gieo trång cña h¹t gièng.  §Æt h¹t ®· nhuém mµu trong b¶ng so mµu ®Ó x¸c ®Þnh søc sèng ë c¸c møc ®é: - Kh«ng cã kh¶ n¨ng n¶y mÇm - Søc sèng thÊp - Søc sèng trung b×nh - Søc sèng cao 33 34 g.Tèc ®é n¶y mÇm C«ng thøc tÝnh tû lÖ n¶y mÇm cña Maguire: Sè c©y b×nh thêng Sè c©y b×nh thêng  Tèc ®é n¶y mÇm lµ chØ tiªu ®Ó x¸c ®Þnh søc sèng h¹t X = + + LÇn ®Õm ®Çu tiªn LÇn ®Õm cuèi cïng gièng.  L« h¹t n¶y mÇm gièng nhau thưêng rÊt kh¸c nhau vÒ tû Tỷ lệ nảy mầm tương tự được Czabator (1962), Djavanshir và Pourbeik (1976) đề xuất với các cây thân gỗ như sau: lÖ n¶y mÇm vµ sinh trưëng.  Sè ngµy ®Ó ®¹t ®ưîc tû lÖ n¶y mÇm 90% lµ chØ sè n¶y mÇm cña h¹t.  §Ó ®¸nh gi¸ l« h¹t chÊt lưîng thÊp h¬n gi¸ trÞ phÇn tr¨m (50%) cã thÓ ®ưîc sö dông. 35 36 6
7. h. KiÓm tra b»ng ph¬ng ph¸p Hiltner (gieo h¹t dưíi líp g¹ch sái vôn) Phư¬ng ph¸p gieo h¹t dưíi líp g¹ch, sái vôn ®Ó x¸c ®Þnh kh¶ n¨ng n¶y mÇm cña h¹t ngò cèc khi nhiÔm nÊm bÖnh(Fusarium). H¹t ®ưîc gieo trong g¹ch vôn Èm hoÆc trong hép c¸t råi tr¶i líp g¹ch vôn Èm dµy 3 cm lªn trªn. §Æt hép trong phßng tèi ®iÒu chØnh nhiÖt ®é mét thêi gian nhÊt ®Þnh tïy loµi. Nh÷ng h¹t bÞ bÖnh, tæn thư¬ng c¬ giíi hoÆc hư háng kh«ng thÓ n¶y mÇm xuyªn qua líp g¹ch vôn. PhÇn tr¨m c©y con b×nh thưêng ®ưîc xem lµ møc ®é søc 37 sèng h¹t gièng. 38 k. Phư¬ng ph¸p kiÓm tra h« hÊp i. Xö lý h¹t trong dung dÞch h¹n chÕ thÈm thÊu  Sù n¶y mÇm cña h¹t vµ sinh trưëng cña c©y con yªu cÇu sö dông n¨ng lîng trao ®æi chÊt nhËn ®ưîc tõ qu¸ tr×nh h«  H¹t n¶y mÇm trong c¸c dung dÞch cã tiÒm n¨ng thÈm thÊu hÊp. ®Æc thï như Sodium clorid (NaCl), Glycerol, Sucrose, Polyethylene Glycol (PEG), vµ Manitol.  V× vËy gi¶m tû lÖ h« hÊp cña h¹t n¶y mÇm sÏ gi¶m sinh trưëng cña c©y con.  H¹t gièng cã søc sèng tèt lµ cã kh¶ n¨ng chèng chÞu tèt  Phư¬ng ph¸p ®¸nh gi¸ søc sèng h¹t gièng th«ng qua tû lÖ h¬n víi ®iÒu kiÖn nh©n t¹o nµy vµ do vËy ®©y lµ mét h« hÊp thùc hiÖn nhanh vµ sè lưîng mÉu lín. phư¬ng ph¸p ®Ó x¸c ®Þnh søc sèng h¹t gièng  Nh÷ng h¹t bÞ dËp vì c¬ giíi kÕt qu¶ ®o kh«ng chÝnh x¸c. 39 40 2. BÖnh h¹t gièng 2.2. Xử lý ngăn ngừa bệnh hạt giống 2.1. Vi sinh vật trên hạt a. Xử lý trước thu hoạch Theo Sinclair (1979) hạt giống là một thế giới vi mô của vi sinh Xử lý bệnh hạt giống trước thu hoạch là một biện pháp ngăn vật đặc biệt là nấm, vi khuẩn, virus và đôi khi cả giun tròn. ngừa bệnh hạt giống hữu hiệu và có thể thực hiện bằng ba phương pháp sau: Vi sinh vật sống trên bề mặt của hạt không làm mất sức sống của hạt nhưng là nguyên nhân làm yếu rễ và cây con và ảnh hưởng 1) Chọn khu vực sản xuất sạch bệnh đến kết quả kiểm nghiệm nảy mầm hạt giống. 2) Áp dụng kỹ thuật canh tác tiến bộ Vi sinh vật sống ở các bộ phận của hạt như lá bắc, vỏ quả và vỏ hạt sẽ xâm nhập vào cây con, mầm. 3) Kiểm tra kỹ lưỡng và loại bỏ sớm cây bị sâu bệnh Một số sống và tồn tại bên trong hạt như mô của phôi và nội nhũ có thể kìm hãm nảy mầm hay suy yếu cây con. 41 42 7
8. Ngoài chọn nơi sản xuất cần áp dụng kỹ thuật sản xuất tiến bộ là một giải pháp ngăn ngừa bệnh hạt giống như: Trồng giống sạch bệnh Xử lý hạt giống (bằng thuốc hoá học) trước khi gieo trồng Rắc hạt trên đồng cùng với thuốc trừ nấm, vi khuẩn và thuốc hoá học khác. Ngắt hay nhổ bỏ cây bị bệnh Bệnh nấm ở ngô do độ ẩm môi trường cao Không tưới phun tạo môi trường ẩm độ thuận lợi cho nấm bệnh phát triển. Kiểm tra xử lý và loại bỏ cây bệnh trước khi thu hoạch. 43 44 Bệnh ghẻ nấm ở lúa mạch Nấm Fusarium trên hạt giống lúa mạch 45 46 b. Xử lý trong quá trình thu hoạch  Xử lý bệnh hạt giống trong quá trình thu hoạch và sau thu hoạch là giải pháp cuối cùng diệt trừ tận gốc bệnh hại trên hạt gồm các phương pháp: + Tẩy uế bề mặt hạt bằng hoá chất + Phân loại hạt bệnh và hạt sạch Treated + Xử lý nước nóng Untreated + Xử lý chất kháng sinh hữu cơ  Xử lý chất kháng sinh và kháng sinh hữu cơ không chỉ xử lý trên bề mặt hạt một số chất có thể thấm vào trong hạt nên diệt cả bệnh nằm trong mô hạt.  Xử lý nước nóng cần xem xét nhiệt độ nước diệt mầm bệnh nhưng không gây hại hạt giống. 47 Xử lý nấm bệnh trên hạt đối với giống đậu tương 48 8
9.  Nấm ký sinh gây thiệt hại sản lượng cây trồng vì: 2.3 Nấm bệnh liên kết với hạt  Nấm là nguyên nhân lớn nhất gây hại cây trồng, trên hoặc + Nấm ký sinh gây hại dẫn đến hạt không nảy mầm trong hạt và phổ biến hơn bệnh vi khuẩn và virus. + Nấm ký sinh trên hạt sau đó phát tán bệnh trên đồng ruộng + Nấm ký sinh trên hạt trước thu hoạch làm giảm năng suất và  Hơn 8000 loài nấm hại cây trồng có trong hạt giống. chất lượng hạt  Nấm hại hạt giống gồm hai loại ký sinh và hoại sinh.  Nấm gồm tổ hợp các sợi nấm, chúng sinh sản bằng bào tử như hạt ở thực vật bậc cao.  Nấm hoại sinh không lựa chọn ký chủ nên có thể tìm thấy  Cũng như hạt cây trồng, bào tử nấm rất đa dạng về kích thước, trên hạt nhiều loài cây trồng nhưng nấm ký sinh có sự lựa màu sắc, để nhìn thấy cần phải quan sát bằng kính hiển vi. chọn ký chủ nên tìm thấy trong phạm vi một số loài nhất  Một số nấm không có bào tử giới tính mà sinh sản bằng các định. cấu trúc sinh dưỡng. 49 50 51 Bệnh trên củ cây khoai lang 52 2.4. Phương pháp xác định bệnh nấm hạt giống a. Kiểm tra nấm trên Agar  Hạt kiểm tra làm sạch bề mặt trước bằng NaOCl 1% Agar là cacbohydrat trung tính chế từ rong biển, nó chứa một  Từng hạt được kẹp và đặt lên mặt agar, đỉnh của kẹp được vệ lượng nhỏ dinh dưỡng cho sinh trưởng của nấm, vì thế khi sinh bằng cách nhúng nó trong cồn 70% rồi hơ qua ngọn lửa kiểm tra cần bổ xung thêm chất chiết từ cây như củ khoai tây, đèn cồn. quả và rau.  Sau khi cấy đĩa petri được ủ 20-25oC khoảng 8 ngày với hạt Agar trung tính được pha chế như sau: agar dạng bột cộng nhiễm bệnh có thể nhận biết trên cơ sở đặc điểm của cơ quan lượng nước phù hợp và bổ sung dinh dưỡng làm môi trường. sinh dưỡng và bào tử. Hỗn hợp này được khử trùng trong nồi hấp 15 - 20 phút và làm lạnh đến 50oC và có thể cho thêm chất kháng sinh.  Ngày nay có thể sử dụng đĩa petri nhựa thay thế thuỷ tinh cho Hỗn hợp rót cẩn thận vào đĩa petri, tránh làm nhiễm bẩn, để phép tiết kiệm lao động và không phải làm sạch sau khi hay nguội sau 20 phút là có thể sử dụng được. trước khi nuôi cấy. 53 54 9
10. c. Phương pháp tính độc b. Phương pháp giấy thấm  Kiểm tra tính độc là tách những nấm bệnh nghi ngờ từ kiểm  Phương pháp kiểm tra bệnh hạt bằng giấy thấm tương tự như tra trên agar và giấy thấm. kỹ thuật kiểm tra nảy mầm.  Nuôi cấy trên agar để nhận biết bào tử và cơ quan dinh  Đặt hạt trên giấy thẩm ẩm và ủ trong điều kiện thuận lợi cho dưỡng của nấm rồi lây nhiễm lên cây trồng (thường là cây nấm phát triển. con) để quan sát triệu chứng bệnh.  Cho nước bão hoà vào giấy thấm, nếu nước quá đậm thì gạn  Tiếp sau lại lấy nuôi cấy bệnh lại trên môi trường phù hợp để bớt đi trước khi đặt hạt với kẹp, tránh hạt dính liền nhau. xác định chính xác.  Hạt trên giấy thấm có thể nảy mầm và sinh trưởng.  Phương pháp có thể sử dụng để nhận biết bất kỳ loại bệnh  Nhiều loại nấm được kích thích phát triển bởi ánh sáng xanh nào trên hạt. và tối xen kẽ và tiếp theo được xác định như phương pháp  Lây nhiễm mầm bệnh lên cây có thể bằng chích hoặc agar. phương pháp khác (Phun, rắc và trà cơ học). 55 56 d. Phương pháp không nuôi cấy  Phương pháp xác định tỷ lệ nấm bệnh trong lô hạt bằng quan  Một số loại bệnh trên hạt có thể quan sát qua mẫu hạt hoặc sát như sau: kỹ thuật không nuôi cấy đặc biệt, ví dụ nấm cựa gà có thể 1. Làm mềm các hạt bằng ngâm trong dung dịch NaOH qua đêm quan sát thấy khi có mặt của các vẩy sừng tối và rất lớn tạo nên quả thể, nấm mốc ở các loại hạt hầu hết có thể quan sát 2. Tách phôi trong nước ấm và gạn lọc lại qua rây kiểu giây bột. được bằng mắt thường. 3. Rửa nhanh với dung dịch lactophenol và nước, các phôi sẽ nổi còn vỏ trấu và nội nhũ sẽ chìm xuống đáy có thể gạn đi.  Kiểm tra bằng quan sát cũng có hiệu quả với nấm than ở lúa mỳ, nấm hoa cúc ở lúa nước, những nấm này thường vỡ khi 4. Đặt phôi đã tách trên đĩa thuỷ tinh đáy dày đã được khử trùng trước bằng đun trong lactophenol 10 đến 20 phút. tuốt và làm sạch hạt giống, nhưng nó phát tán đến các hạt khác trong lô hạt và ảnh hưởng nghiêm trọng đến chất 5. Xếp phôi theo trật tự và kiểm tra sợi nấm trên kính kiển vi phóng lượng hạt giống. đại. 57 58 2.5. Bệnh nấm hoại sinh trên hạt giống  Nấm hoại sinh sinh trưởng ở các mô chết, mặc dù nó tồn tại trên toàn bộ hạt, nhưng chúng không là nguyên nhân gây bệnh cây trồng như nấm ký sinh. Bệnh nấm trên hạt đậu  Bào tử của nấm hoại sinh hầu như tồn tại khắp nơi trên hạt cũng như trong không khí.  Chúng có số lượng rất lớn trên hạt đã và đang bảo quản và sẽ nẩy mầm, sinh trưởng với số lượng vô cùng lớn với Bệnh nấm trên hạt dưa bất kỳ điều kiện bảo quản nào không vượt quá độ ẩm 75% và 15oC. 59 60 10
11. Lớp Học Phần VNUA ( Khoa Nông Học ) - Học Viện Nông Nghiệp Việt Nam 2.6. Bệnh vi khuẩn b. Phương pháp kiểm nghiệm bệnh vi khuẩn hạt giống a. Bệnh vi khuẩn hạt giống  Kỹ thuật huyết thanh Bốn phương pháp kiểm nghiệm bệnh vi khuẩn cơ bản là:  Kỹ thuật huyết thanh trên cơ sở chuỗi phản ứng giữa kháng nguyên và kháng thể. 1 - Quan sát nhiễm vi khuẩn trên các đặc điểm ngoài vỏ  Kỹ thuật này có thể nhận biết dương tính của cả vi khuẩn và hạt virus. 2 - Chuẩn đoán trên triệu chứng của cây khi lây nhiễm  Huyết thanh miễn dịch chứa trong kháng thể đặc thù chuẩn bị từ dịch chiết vi khuẩn từ lô hạt giống như sau: Kháng nguyên được nhiễm vào (vi khuẩn hay virus) trong máu của động vật, thường là thỏ, máu ngay lập tức 3 - Tách chiết vi khuẩn để nhận biết trực tiếp chống lại kháng nguyên bằng tạo ra kháng thể. 4 - Phối hợp các phương pháp trên.  Huyết thanh miễn dịch dùng để kiểm tra có mặt của vi khuẩn 61 trong hạt giống. 62  Phương pháp thực hiện:  Gây nhiễm cây trồng  Hạt giống được nghiền với nước tạo thành dung dịch  Gây nhiễm cây trồng là một phương pháp hữu ích để nhận biết vi khuẩn và virus đặc thù gây hại trong hạt giống. trộn trong môi trường agar.  Hạt kiểm tra được ngâm trong nước đã khử trùng vài giờ sau  Huyết thanh đối kháng cho loại vi khuẩn đặc thù được đó chắt lọc lấy nước và lây nhiễm vào cây con, khoẻ mạnh. đưa vào môi trường.  Đôi khi nghiền hạt thành dung dịch đồng nhất để lây nhiễm  Nếu xảy ra kết tủa chứng tỏ có mặt của kháng nguyên vào cây con. (vi khuẩn gây hại).  Sau khi lây nhiễm theo dõi chặt chẽ triệu chứng bệnh để đánh giá thông qua triệu chứng biểu hiện để xác định tác nhân gây  Nếu không xảy ra kết tủa tác nhân bệnh không có mặt. bệnh. 63 64  Một phương pháp thường được sử dụng, đặc biệt đánh giá bệnh virus hại hạt giống là chà sát một hỗn hợp của dịch hạt (dịch mẫu hạt) và chất độn kim loại lên bề mặt lá.  Chất độn châm vào mô và đưa nguồn bệnh vào cây và triệu chứng bệnh biểu hiện.  Yêu cầu của phương pháp là sử dụng cây con khoẻ, sạch bệnh, trồng trong điều kiện vô trùng (nhà kính nhà lưới).  Triệu chứng bệnh có thể biểu hiện sau 2-4 tuần lây nhiễm. 65 66 11
12. Lớp Học Phần VNUA ( Khoa Nông Học ) - Học Viện Nông Nghiệp Việt Nam 2.7. Bệnh virus hạt giống a. Kiểm nghiệm sinh học Carroll (1979) đã ghi nhận:  Kiểm nghiệm sinh học gồm quan sát trực tiếp trên hạt hoặc trồng và quan sát triệu chứng trên cây trồng.  Có khoảng 200 loại virus gây bệnh ở cây trồng.  Kiểm nghiệm qua triệu chứng của cây con là quan sát triệu  100 loại đã được biết, còn 500 loại virus khác không chứng phát triển bệnh trên cây con. gây bệnh hạt giống.  Kiểm nghiệm thông qua biểu hiện triệu chứng trên cây con  Có 80 loại virus chuyển qua hạt, một số ít trên bề mặt cũng có thể thực hiện bằng cách nghiền hạt hay cây con từ lô hạt kiểm tra, bột nghiền lây nhiễm cơ học vào cây con khoẻ, hạt còn lại tồn tại bên trong hoặc bên ngoài phôi. quan sát triệu chứng bệnh phát triển nhận biết nguyên nhân gây bệnh. 67 68 b. Kiểm nghiệm bệnh virus hạt bằng huyết thanh  Kiểm nghiệm trực tiếp trên hạt thực hiện cả trên hạt bình thường và hạt không bình thường.  Nguyên lý kiểm nghiệm bệnh virus hạt giống bằng huyết thanh tương tự như kiểm nghiệm bệnh vi khuẩn.  Chiết dịch hạt lây nhiễm lên cây chỉ thị hay cây trồng rồi  Phương pháp trên cơ sở phản ứng giữa virus trong hạt theo dõi phát triển và đặc điểm của triệu chứng bệnh hoặc dịch hạt với mẫu huyết thanh miễn dịch trong máu trên cây con. của động vật (thỏ).  Có thể kiểm tra 1 hạt hay hỗn hợp một số hạt  Có 5 kỹ thuật thử huyết thanh được Carroll đề xuất năm 1979 như sau: 69 70 Kỹ thuật khuyếch tán kép:  Kỹ thuật khuyếch tán toả tròn  Hạt được nghiền và chuyển vào khoang cắt trong môi trường  Phương pháp khuyếch tán toả tròn giống như khuyếch khuyếch tán (thường là gel agar). tán kép nhưng nó chỉ khuyếch tán virus kháng nguyên trong khoang của môi trường agar.  Sau đó đưa vào một huyết thanh miễn dịch chuyên biệt của virus nghi ngờ cần kiểm tra vào khoang riêng.  Huyết thanh chứa kháng thể với một virus đặc thù được đưa vào môi trường agar trong cùng khoang với hạt hoặc cây  Virus kháng nguyên và kháng thể khuếch tán về hai phía khác con, nếu virus có mặt chúng sẽ khuyếch tán trong khoang. nhau. Sự khuếch tán về hai hướng khác nhau gọi là khếch tán kép. Khi hai phản ứng huyết thanh tiếp cận đến 1 điểm trong  Khi chúng kéo dài đến bề mặt khoang chúng phối hợp với gel tại nơi tập trung, phức hợp của phân tử kháng nguyên và kháng thể để kết tủa ở vùng gặp nhau hình thành chuỗi hoặc kháng thể kết tủa cố định. quầng xung quanh của khoang. 71 72 12
13. Lớp Học Phần VNUA ( Khoa Nông Học ) - Học Viện Nông Nghiệp Việt Nam Phương pháp kiểm tra nhựa mủ  Phương pháp Enzyme-linked immunosorbent Assay (ELISA)  Xay 100 hạt sau đó 0,1g hạt xay cho vào 2 ml dung dịch đệm để cho vào cối giã nghiền.  Kỹ thuật ELISA có độ nhạy cao, một số nghiên cứu cho rằng  Khoảng 20 ml của dịch chiết hạt này cho vào pipet 100ml và có thể phát hiện virus ở nồng độ 0,1 µg/ml. 10 ml với nhựa mủ đánh dấu đã có trong đó.  Phương pháp sử dụng phát hiện virus đốm vòng ở hạt  Nhựa mủ đánh dấu bao gồm huyền phù của polystyrence nhựa mủ hình cầu (đường kính khoảng 0,81 µm). thuốc lá, khảm ở hạt đậu tương với tỷ lệ rất thấp (1-4%).  Nhựa mủ hình cầu nhạy cảm hoặc bao trùm tế bào kháng thể  Phương pháp cần có kỹ thật, trang thiết bị và khá tốn kém cho một virus đặc thù. thường được sử dụng kiểm nghiệm nhưng hạt và giống cây  Lắc pipet khoảng 15 phút và quan sát dưới kính hiển vi phân trồng quý và giá trị cao. lớp. Khi virus có mặt trong mẫu kiểm tra nhựa mủ huyền phù sẽ kết bông. 73 74 13