Ảnh hưởng của dịch trích methanol từ tám giống lúa (Oryza sativa L.) OM lên cỏ lồng vực nước (Echinochloa crus-galli L.) và cải xoong (Lepidium sativum)

- ẢNH HƯỞNG CỦA DỊCH TRÍCH METHANOL TỪ TÁM GIỐNG LÚA (Oryza sativa L.) OM LÊN CỎ LỒNG VỰC NƯỚC (Echinochloa crus-galli L.) VÀ CẢI XOONG (Lepidium sativum).
- Cải xoong (Lepidium sativum), cỏ lồng vực nước (Echinochloa crus-galli L.
- tính đối kháng thực vật.
- The results showed that the extract from OM 5930 had inhibitory rates on the shoot and root length of barnyardgrass and watercress higher than that from other varieties.
- At 0.3 grams per milliliter, the OM 5930 extract inhibited 100%.
- For barnyardgrass, the dose of OM 5930 extract requiring for over 50% of inhibition (57.39% for shoot and 66.93% for root length) is 0.3 grams per milliliter.
- This result indicated that OM 5930 rice variety may be used as a priority in rice allelopathy research program or in the program of breeding weed suppressing rice varieties to reach an environmentally friendly and sustainable agriculture..
- Nghiên cứu được thực hiện nhằm xác định khả năng đối kháng thực vật của tám giống lúa (Oryza sativa L.) OM và N406) bằng cách sử dụng dịch trích methanol (MeOH) từ lá thân và rễ trong giai đoạn 60 ngày sau khi sạ của từng giống lúa lên cỏ lồng vực nước (Echinochloa crus-galli L.) và cải xoong (Lepidium sativum) ở các nồng độ khác nhau lần lượt là 0,01.
- Chiều dài thân và rễ của cỏ lồng vực nước và cải xoong được ghi nhận sau 48 giờ ủ tối ở 25 0 C..
- Kết quả nghiên cứu cho thấy dịch trích từ thân, lá, rễ của giống lúa OM 5930 có khả năng ức chế sự sinh trưởng và phát triển của cỏ lồng vực nước và cải xoong cao hơn dịch trích của các giống lúa còn lại.
- Giống OM 5930 ở nồng độ dịch trích 0,3 g/mL ức chế 100%.
- chiều dài thân và rễ của cải xoong trong khi các giống lúa OM còn lại chỉ đạt tỉ lệ ức chế từ 76,14 đến 91,97%.
- Đối với cỏ lồng vực nước, giống OM 5930 gây ức chế trên 50%.
- chiều dài thân (57,39%) và rễ (66,93%) ở nồng độ dịch trích là 0,3 g/mL.
- 98,77% và 99,39% chiều dài thân và rễ ở nồng độ 1,0 g/mL.
- Kết quả này cho thấy, giống lúa OM 5930 có thể được ưu tiên sử dụng trong quá trình nghiên cứu tính đối kháng cỏ dại hoặc trong chương trình lai tạo giống lúa kháng cỏ dại nhằm tiến tới một nền nông nghiệp bền vững và thân thiện với môi trường..
- Ảnh hưởng của dịch trích methanol từ tám giống lúa (Oryza sativa L.) OM lên cỏ lồng vực nước (Echinochloa crus-galli L.) và cải xoong (Lepidium sativum).
- Trên cơ sở kết quả nghiên cứu sơ khởi từ tám giống lúa OM và 4887) có triển vọng allelopathy cao và gây ra sự ức chế mạnh mẽ trên chiều dài thân và rễ của rau diếp (Lactuca sativa), cải xoong (Lepidium sativum) và lúa (Oryza sativa) (Chau et al., 2008)..
- Đến nay, đã có 1 chất đối kháng là N-trans- cinnamoyltyramine được phân lập từ giống lúa OM 5930, có khả năng ức chế cỏ lồng vực và đuôi phụng ở nồng độ 2,4 µM (Ho Le Thi et al., 2014).
- Tuy nhiên, các giống lúa được dùng trong nghiên cứu của Chau et al.
- (2008) ở thời điểm hiện tại chỉ còn có 4 giống OM và 2395) là còn được trồng khá phổ biến ở ĐBSCL, trong đó tính đối kháng thực vật để ứng dụng trong phòng trừ cỏ dại, đặc biệt là cỏ lồng vực của 4 giống này vẫn chưa được nghiên cứu một cách đầy đủ.
- Ngoài ra, bốn giống lúa OM và N406) đã được thêm vào trong nghiên cứu này là những giống hiện.
- Nhằm thử nghiệm khả năng kiểm soát cỏ lồng vực và chọn lựa được giống lúa có tiềm năng đối kháng cỏ dại cao, từ đó làm cơ sở cho các nghiên cứu đi sâu vào phân lập và định danh các chất đối kháng, phục vụ cho công tác nghiên cứu cơ chế kháng cỏ dại và lai tạo giống lúa kháng cỏ dại trong tương lai..
- Các giống lúa: thân, lá, rễ của giống OM 2395, OM 3536, OM 4498, OM 5451, OM 5930, OM 6976, OM 7347 và OM N406) được thu từ nhà lưới ở Viện lúa Đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL) vào giai đoạn 60 ngày sau sạ..
- Cây thử nghiệm: Hạt cỏ lồng vực nước (Echinochloa crus-galli L.) được thu từ ruộng thực nghiệm của Viện lúa ĐBSCL.
- Hạt cải xoong (Brassica oleracea) có nguồn gốc từ công ty Bamert Seed (Muleshoe, TX 79.347, Hoa Kỳ)..
- 2.2 Phương pháp tách chiết chất đối kháng thực vật từ dịch trích thu được của tám giống lúa OM bằng phương pháp tách với methanol (MeOH).
- Thân, lá và rễ vào giai đoạn 60 ngày sau khi sạ của từng giống lúa OM sau khi thu hoạch từ nhà lưới được sơ chế thật kỹ để loại bỏ hoàn toàn đất ở rễ lúa và bụi bẩn.
- Cả 2 lần chiết xuất thu được 1,7 lít hỗn hợp dịch trích và làm bay hơi dung môi MeOH ở 42 0 C bằng máy cô quay chân không để thu được 400 mL dịch trích nước có khả năng chứa chất đối kháng..
- Dịch trích sau đó được chuẩn độ bằng phosphate buffer 1M để đạt được pH = 7,0.
- Trích 40 mL dịch trích mẫu lúa (tương ứng với 10 g mô lúa tươi) để khảo sát đặc tính sinh học..
- Mục tiêu: Xác định giống lúa cho hiệu quả ức chế sinh trưởng cao nhất có trong tám giống lúa thử nghiệm lên cỏ lồng vực nước và cải xoong thông qua dịch trích bằng methanol..
- Bố trí thí nghiệm: Thí nghiệm được bố trí theo thể thức hoàn toàn ngẫu nhiên với 7 nghiệm thức tương, bao gồm 6 nghiệm thức tương ứng với các dãy nồng độ dịch trích (nồng độ 0,01.
- Mỗi nghiệm thức được lặp lại 3 lần với mỗi lặp lại tương ứng với 10 hạt cỏ lồng vực nước hoặc hạt cải xoong..
- Dùng micropipette hút dịch trích của từng giống lúa ở dãy nồng độ khác nhau cho vào đĩa Petri (đường kính Ø = 50 mm) đã lót giấy lọc.
- Các đĩa Petri chứa dịch trích được đặt vào trong tủ hút ở nhiệt độ phòng 25 0 C cho đến khi dung môi trong dịch chiết được bốc hơi hoàn toàn.
- Đặt 10 hạt cỏ lồng vực nước hoặc cải xoong nứt nanh vào các đĩa Petri, được làm ẩm với 1,0 mL dung dịch 0,05%.
- Ghi nhận chiều dài thân mầm và rễ của cỏ lồng vực nước và cải xoong sau 48 giờ thử nghiệm.
- I là tỷ lệ % ức chế;.
- L 1 là chiều dài trung bình của rễ mầm hoặc thân mầm của cây đối chứng;.
- L 2 là chiều dài trung bình của rễ mầm hoặc thân mầm của cây được xử lý ở từng nồng độ..
- 3.1 Khả năng đối kháng thực vật của dịch trích MeOH từ tám giống lúa OM lên chiều dài thân và rễ của cải xoong (Lepidium sativum).
- Bảng 1 ghi nhận, tất cả dịch trích MeOH từ tám giống lúa OM đều có khả năng ức chế lên chiều dài thân cải xoong ngay từ nồng độ thấp nhất là 0,01 g/mL..
- Bảng 1: Ảnh hưởng của dịch trích MeOH từ tám giống lúa OM lên chiều dài thân cải xoong Nồng độ.
- dịch trích (g/mL).
- Tỷ lệ ức chế.
- của dịch trích MeOH từ các giống lúa OM lên chiều dài thân cải xoong OM 2395 OM 3536 OM 4498 OM 5451 OM 5930 OM 6976 OM 7347 OM N406.
- 0,3 100,00 e 100,00 e 100,00 e 77,46 e 100,00 e 76,14 e 87,83 e 91,97 e e 100,00 e 100,00 e 94,29 f 100,00 e 100,00 f 100,00 f 100,00 f e 100,00 e 100,00 e 100,00 g 100,00 e 100,00 f 100,00 f 100,00 f.
- Dịch trích MeOH của giống OM 5930 gây ức chế lên chiều dài thân cải xoong cao nhất (87,26.
- kế đến là dịch trích OM .
- thấp nhất là dịch trích OM 7347 (4,94.
- Tỷ lệ ức chế của dịch trích MeOH của 4 giống lúa OM và 5930) lên chiều dài thân cải xoong đạt 100% từ.
- nồng độ 0,3 - 1,0 g/mL.
- Trong đó, dịch trích OM 5930 biểu hiện hiệu quả ức chế cao nhất lên chiều dài thân cải xoong ngay từ nồng độ và tỷ lệ ức chế càng cao khi nồng độ càng tăng (Bảng 1 và Hình 1)..
- Hình 1: Ảnh hưởng nồng độ dịch trích MeOH của giống OM 4498 lên chiều dài thân và rễ cải xoong (Lepidium sativum).
- Sự ức chế từ dịch trích MeOH của tám giống lúa OM lên chiều dài rễ cải xoong được thể hiện ở Bảng 2 và Hình 1.
- Theo khảo sát, tỷ lệ ức chế từ các dịch trích gia tăng theo nồng độ dịch trích, đạt trên 90%.
- tại nồng độ 0,1 g/mL đối với giống OM .
- Khi nồng độ dịch trích tăng lên.
- từ 0,3 đến 1,0 g/mL, dịch trích của các giống OM 2395, OM 3536, OM 4498, OM 5930 ức chế 100%.
- chiều dài rễ của cải xoong.
- Dịch trích của giống lúa OM 7347 và OM N406 gây ức chế 100% rễ cải xoong ở nồng độ 0,5 g/mL trở lên.
- Đặc biệt, dịch trích từ giống OM 5451 chỉ gây ức chế 100% rễ cải xoong khi gia tăng nồng độ lên đến 1,0 g/mL..
- Bảng 2: Ảnh hưởng của dịch trích MeOH từ tám giống lúa OM lên chiều dài rễ cải xoong Nồng độ.
- của dịch trích MeOH từ các giống lúa OM lên chiều dài rễ cải xoong OM 2395 OM 3536 OM 4498 OM 5451 OM 5930 OM 6976 OM 7347 OM N406.
- 0,3 100,00 e 100,00 e 100,00 e 86,76 d 100,00 e 86,30 e 91,17 d 94,40 e e 100,00 e 100,00 e 99,24 e 100,00 e 100,00 f 100,00 e 100,00 f e 100,00 e 100,00 e 100,00 e 100,00 e 100,00 f 100,00 e 100,00 f.
- 3.2 Khả năng đối kháng thực vật của dịch trích MeOH từ tám giống lúa OM lên chiều dài thân và rễ của cỏ lồng vực nước (Echinochloa crus-galli L.).
- Kết quả ở Bảng 3 và Hình 2 cho thấy, ở nồng độ 0,01 g/mL, dịch trích MeOH từ thân, lá, rễ của 3 giống OM và 6976) đã ức chế lên chiều dài thân cỏ lồng vực nước.
- Trong khi đó, dịch trích của giống OM N406, 7347 và OM 4498 không gây ức chế có ý nghĩa thống kê so với đối chứng..
- Trái lại đối với giống OM 2395 và OM 3536, chiều dài thân của cỏ lồng vực nước lại phát triển cao hơn so với cây đối chứng, chứng tỏ rằng có sự kích thích nhẹ lên chiều dài thân cỏ ở nồng độ 0,01 g/mL.
- Càng gia tăng nồng độ dịch trích thì tỷ lệ ức.
- chế lên chiều dài thân cỏ lồng vực nước càng tăng (Hình 2).
- Tỷ lệ ức chế trên 50% chiều dài thân cỏ lồng vực nước từ dịch trích các giống lúa biểu hiện khác nhau ở các nồng độ.
- Cụ thể từ, nồng độ 0,3 g/mL dịch trích giống OM 5930 đạt tỷ lệ ức chế 57,39% và giống OM 2395 ức chế 57,11% lên chiều dài thân.
- Khi tăng nồng độ lên 0,5 g/mL, tỷ lệ ức chế của dịch trích từ các giống lúa OM lần lượt là 50,60% (OM OM 4498) và 55,01%.
- Dịch trích ở nồng độ cao nhất 1,0 g/mL, giống lúa OM 5930 có tỷ lệ ức chế đạt tối đa là 98,77%, tiếp đó là giống OM .
- Trong khi đó, giống OM N406 là giống gây ức chế lên chiều dài thân cỏ lồng vực nước thấp nhất (54,83%) trong bộ tám giống lúa thử nghiệm ngay cả ở nồng độ dịch trích cao nhất (1,0 g/mL) (Bảng 3)..
- Bảng 3: Ảnh hưởng của dịch trích MeOH từ tám giống lúa OM lên chiều dài thân cỏ lồng vực nước Nồng độ.
- dịch trích g/mL.
- của dịch trích từ các giống lúa OM lên chiều dài thân cỏ lồng vực nước OM 2395 OM 3536 OM 4498 OM 5451 OM 5930 OM 6976 OM 7347 OM N406.
- Các giá trị âm biểu hiện sự kích thích của dịch trích lên chiều dài thân cây cỏ lồng vực nước..
- Bảng 4 và Hình 2 cho thấy phần lớn các dịch trích của tám giống lúa OM đều gây ảnh hưởng lên sự phát triển của chiều dài rễ cỏ lồng vực nước, khi gia tăng nồng độ thì sự ảnh hưởng càng rõ rệt hơn.
- và có ý nghĩa thống kê, nhưng cá biệt đối với giống OM 3536 ở nồng độ 0,01 g/mL, giống OM 6976 ở nồng độ 0,01 và 0,03 g/mL lại gây kích thích lên sự phát triển chiều dài rễ cỏ lồng vực nước..
- Bảng 4: Ảnh hưởng của dịch trích MeOH từ tám giống lúa OM lên chiều dài rễ cỏ lồng vực nước Nồng độ.
- của dịch trích từ các giống lúa OM lên chiều dài rễ cỏ lồng vực nước OM 2395 OM 3536 OM 4498 OM 5451 OM 5930 OM 6976 OM 7347 OM N406.
- Các giá trị âm biểu hiện sự kích thích của dịch trích lên chiều dài rễ cỏ lồng vực nước..
- Dịch trích của giống lúa OM 7347 ức chế lên chiều dài rễ thấp nhất (50,33%) dù gia tăng đến nồng độ cao nhất (1,0 g/mL), dịch trích của giống lúa OM N và dịch trích của giống lúa OM cũng cho tỷ lệ ức chế không cao ngay cùng ở nồng độ 1,0 g/mL.
- Nếu như ở nồng độ 0,3 g/mL, giống OM 4498 ức chế 74,58% chiều dài rễ cỏ lồng vực nước và giống OM .
- thì khi càng gia tăng nồng độ đến 1,0 g/mL giống OM 5930 lại mang hiệu quả ức chế cao nhất (99,39%) và OM .
- Đối với dịch trích của giống OM và 5451), tỷ lệ ức chế trên 50% chiều dài rễ chỉ đạt khi ở nồng độ 0,5 g/mL trở lên..
- Nhiều giống lúa đã được nghiên cứu trên thế giới về đặc tính allelopathy và được tìm thấy có khả năng ức chế sự tăng trưởng của một số loài thực vật khi được trồng cùng nhau (Dilday et al., 1989.
- Kết quả ghi nhận được từ nghiên cứu này phù hợp với kết quả nghiên cứu về hoạt tính ức chế cỏ dại của hai giống OM 5930 và OM 3536 (Ho Le Thi et al., 2014).
- Trong tám giống lúa OM được nghiên cứu về hoạt tính ức chế cỏ dại nêu trên, dịch trích của giống OM 3536 và dịch trích giống OM 5930 ức chế sự tăng trưởng của cỏ lồng vực nước lần lượt là 52,6 và 61,9%, khi tính trung bình trên toàn bộ thân và rễ cỏ lồng vực nước.
- Trong khi Salam and Hisashi (2009) đã kiểm tra tính đối kháng thực vật của 102 giống lúa và đã tìm thấy rằng, giống BR17 thể hiện hoạt động ức chế lớn nhất trên cỏ lồng vực nước và cỏ lồng vực cạn (Echinochloa colona), với trung bình chồi và rễ bị ức chế chỉ bằng 39,5%, thấp hơn gần ½ so với hoạt động ức chế cỏ lồng vực nước của hai giống OM 5930 và OM 3536 trong nghiên cứu này..
- Hình 2: Ảnh hưởng của dãy nồng độ dịch trích MeOH từ giống OM 5930 và OM 4498 lên chiều dài thân và rễ cỏ lồng vực nước (Echinochloa crus-galli L.).
- Kết quả thí nghiệm về sự ảnh hưởng của từng loại dịch trích MeOH từ thân, lá, rễ của tám giống lúa OM lên chiều dài thân, rễ cỏ lồng vực nước và cải xoong cho thấy tất cả 8 loại dịch trích này đều gây ức chế lên chiều dài thân, rễ của các loài cây thử nghiệm từ nồng độ dịch trích là 0,01-0,03 g/mL..
- Nồng độ dịch trích càng gia tăng, tỉ lệ ức chế càng gia tăng..
- Dịch trích MeOH từ giống lúa OM 5930 cho tỷ lệ ức chế lên chiều dài thân, rễ của cải xoong và cỏ lồng vực luôn cao hơn so với dịch trích MeOH từ bảy giống lúa OM còn lại.
- Nồng độ dịch trích lúa OM 5930 gây ức chế trên 50% chiều dài thân và rễ của cải xoong cùng là 0,01 g/mL, thân và rễ cỏ lồng vực tương ứng là 0,3 và 0,1 g/mL..
- Các kết quả trên chỉ ra rằng giống lúa OM 5930 là giống có triển vọng đối kháng thực vật cao, có thể được ưu tiên sử dụng trong quá trình nghiên cứu nghiên cứu tính đối kháng cỏ dại và phân lập định danh các chất đối kháng có trong cây lúa hoặc trong chương trình lai tạo giống lúa kháng cỏ dại nhằm tiến tới một nền nông nghiệp bền vững và thân thiện với môi trường..
- Ứng dụng phương pháp chỉ thị phân tử trong chọn tạo giống lúa kháng đạo ôn.