SINH SẢN Ở THỰC VẬT - SINH SẢN THỰC VẬT
I. Mục tiêu Học xong phần A học sinh phải:
- Phân biệt được sinh sản vô tính và sinh sản hữu tính ở thực vật
- Phân biệt được sinh sản vô tính tự nhiên và sinh sản vô tính nhân tạo
- Nêu được các quá trình thụ phấn, thụ tinh, quá trình chín quả và hạt
- Làm quen với các ứng dụng thực tiễn của sinh sản vô tính và hữu tính của thực vật trong nông nghiệp
- Xây dựng ý thức quan sát và giải thích những vấn đề đặt ra của thực tiễn sản xuất bằng các kiến thức đã học được.II. Tóm tắt nội dung
1. Sinh sản vô tính ở thực vậtSinh sản vô tính là sự hình thành cây mới mang đặc tính giống hệt cây mẹ, từ một phần của cơ quan sinh dưỡng (rễ, thân, lá, chồi,…) không có sự kết hợp giữa tính đực và cái. Sinh sản vô tính còn gọi là sinh sản sinh dưỡng.
Sinh sản sinh dưỡng ở thực vật có hoa
1.1. Sinh sản sinh dưỡng tự nhiên Trong tự nhiên, thực vật có khả năng tạo những cơ thể mới từ một bộ phận của thân bò (dâu tây, rau má), thân rễ (cỏ gấu), thân củ (khoai tây), lá cây (thuốc bỏng), rễ củ (khoai lang). Đó là sự sinh sản sinh dưỡng tự nhiên.1.2. Sinh sản sinh dưỡng nhân tạo Là sự sinh sản từ một bộ phận cắt rời của cây để tạo nên cây mới do con người thực hiện. Các dạng sinh sản sinh dưỡng nhân tạo gồm: giâm (cành, lá, rễ), chiết (cành), ghép (cành, chồi), nuôi cấy mô- tế bào.
a) Giâm Giâm là hình thức sinh sản sinh dưỡng từ một đoạn thân, cành (mía, dâu tằm, sắn, khoai tây), một đoạn rễ (rau diếp) hay mảnh lá (lá cây thuốc bỏngl) . Có thể dùng chất kích thích cho sự ra rễ nhanh chóng hơn.b) Chiếtở cây ăn quả nếu gieo từ hạt để tạo thành cây mới và thu hoạch quả phải đợi thời gian khá lâu. Dùng chiết cành rút ngắn thời gian sinh trưởng, sớm thu hoạch và biết trước đặc tính của quả.
Chọn cây khoẻ, mập, gọt lớp vỏ, bọc đất mùn quanh lớp vỏ bóc hay ghim giữ phần vỏ bóc xuống lớp đất mặt, đợi khi ra rễ cắt rời cành đem trồng.c) Ghép Ghép là phương pháp nhân giống lợi dụng tính chất tốt của một đoạn thân, cành, chồi (cành ghép) của một cây này ghép lên thân hay gốc của một cây khác (gốc ghép) sao cho phần vỏ có các mô tương đồng tiếp xúc và ăn khớp với nhau. Chỗ ghép sẽ liền lại và chất dinh dưỡng của gốc ghép sẽ nuôi cành ghép. Cành ghép sẽ mang thêm đặc tính của gốc ghép mà ta cần.
Hai cây cùng ghép có thể cùng loài, cùng giống, chỉ khác nhau một số đặc tính mong muốn ở gốc ghép (chịu lạnh, nóng, mặn, chống sâu bệnh, năng suất cao và phẩm chất hoa quả ngon)
Có nhiều kiểu ghép: ghép áp, ghép nêm, ghép dưới vỏ, ghép mắt, ghép cửa sổ, ghép chữ T v.v…d) Nuôi cấy mô Dựa trên nguyên lý cơ bản về sinh sản sinh dưỡng: mọi cơ thể thực vật (cũng như động vật) đều gồm các tế bào, là các đơn vị cơ bản cùng mang một lượng thông tin di truyền. Do đó trong một môi trường thích hợp và cung cấp đầy đủ chất dinh dưỡng có thể nuôi, cấy mô- tế bào để tạo nên cây hoàn chỉnh.
Phương pháp này góp phần tạo nhanh giống mới, sạch bệnh, có hiệu quả kinh tế cao (cây ăn quả, cây nhập nội…)2. Sinh sản hữu tính ở thực vậtSinh sản hữu tính là hình thức tạo cơ thể mới có sự giao phối của hai giao tử
mang tính đực (tinh trùng) và tính caí (trứng) thông qua sự thụ tinh.Sự thụ tinh tạo nên hợp tử (2n). Hợp tử phát triển thành cơ thể mới. Nó khác sinh sản vô tính là có giao tử – giao phối đực, cái – thụ tinh – hợp tử.
2.1. Sinh sản hữu tính ở thực vật bậc cao
* Sự thụ phấn và sự thụ tinh :
- Sự hình thành hạt phấn Hạt phấn được hình thành từ tế bào mẹ hạt phấn (2n). Mỗi tế bào mẹ khi giảm phân cho 4 hạt phấn đơn bội
. Bên trong hạt phấn gồm hai tế bào: tế bào dinh dưỡng phân hoá thành ống phấn, tế bào bé là tế bào phát sinh sẽ cho hai giao tử đực (tinh trùng)- Sự hình thành túi phôi Một tế bào lưỡng bội nằm gần lỗ thông của noãn phân chia giảm phân cho bốn tế bào con đơn bội. Một trong 4 tế bào sẽ phân chia liên tiếp để tạo nên túi phôi, ba tế bào đơn bội kia thui héo dần. Túi phôi chứa noãn cầu đơn bội (trứng) và nhân phụ (2n)- Sự thụ phấn Thụ phấn là quá trình chuyển hạt phấn từ nhị sang đầu vòi nhụy của hoa trên cùng cây (tự thụ phấn) – thụ phấn trực tiếp), hay rơi trên đầu nhụy một cây khác loài (thụ phấn chéo – thụ phấn gián tiếp)Sự thụ phấn chéo có thể do tác nhân tự nhiên (gió, nước, sâu bọ) hay nhân tạo (do người)- Sự nảy mầm của hạt phấn Hạt phấn rơi vào đầu nhụy gặp thuận lợi sẽ nảy mầm mọc ra một ống phấn. ống phấn theo vòi nhuỵ đi vào bầu nhụy, hai giao tử đực nằm trong ống phấn, được ống phấn mang tới noãn.- Sự thụ tinh Khi ống phấn đến noãn, qua lỗ noãn tới túi phôi, một giao tử đực kết hợp với noãn cầu thành hợp tử, còn tinh tử đực thứ hai kết hợp với nhân phụ 2n để tạo thành nội nhũ 3n.
ở thực vật có hoa cả hai giao tử đực đều tham gia vào thụ tinh nên gọi là thụ tinh kép.- Sự tạo quả và kết hạt Sau khi thụ tinh noãn biến đổi thành hạt. Phôi của hạt phát triển đầy đủ thành cây mầm: gồm rễ mầm, thân mầm, chồi mầm và lá mầm.
Bầu nhụy sẽ biến đổi thành quả. Đồng thời với sự tạo quả là sự rụng các bộ phận đài, cánh của hoa.- Sự chín của quả, hạt
a) Sự biến đổi khi quả chín Khi quả đạt kích thước cực đại, những biến đổi trong quả, hạt diễn ra mạnh mẽ:
- Sự biến đổi màu sắc
Diệp lục giảm đi, carôtenôit (gồm caroten và xantophin) xuất hiện
- Sự biến đổi mùi vị
Xuất hiện các chất thơm có bản chất este, alđêhyt, xeton. Các chất alcaloit và axit hữu cơ giảm đi, còn fructôzơ, xacanôzơ tăng lên. Etylen hình thành.
- Tăng độ mềm
Khi quả chín pectat canxi gắn chặt ở tế bào quả xanh bị phân huỷ, các tế bào rời nhau, xenlulozơ vách tế bào bị thuỷ phân, phân giải làm tế bào vỏ và ruột quả mềm ra.b) Các điều kiện ảnh hưởng đến sự chín ở quả - Etylen: Kích thích hô hấp, làm tăng tính thấm của màng, giải phóng các enzim thuỷ phân làm quả chín nhanh.
- Khi bảo quản quả, hạt trong bao gói kín, hô hấp quả, hạt làm tăng hàm lượng CO2 (có khi đến 10c% ) và trong trường hợp này, quả sẽ chậm chín.
- Nhiệt độ cao kích thích sự chín, nhiệt độ thấp làm chậm sự chín quả, hạt.
3. một số ứng dụng trong nông nghiệp về sinh sản vô tính và hữu tính
3.1. ứng dụng sinh sản vô tính Phương pháp nhân giống bằng sinh sản vô tính kết hợp dùng chất kích thích sinh trưởng thúc đẩy nhanh quá trình tạo rễ, rút ngắn thời gian và nhân nhanh cây mới ở mọi thời gian thích hợp, đạt năng suất cao tạo cây ăn quả 4 mùa
- Giâm cành, lá, rễ:
Chuẩn bị các loại cành, đoạn thân (mía, sắn, hoa giấy, dâu tằm, rau muống, chè, rau ngót), lá (thu hải đờng, thuốc bỏng), rễ (hành búi, rau cần, huệ, thược dược)
Tiến hành thí nghiêm: Làm đất tơi vụn, trộn 1/3 mùn hay phân mục, đánh thành luống nhỏ cao 10-12cm. Có thể dùng bùn trộn cát, hay cát non tạo thành luống. Luống dưới bóng mát.
Cắt thân bánh tẻ nằm ở giữa cây (cắt vào sáng sớm hay chiều tối) thành đoạn nhỏ (5-7cm), đặt nghiêng 2/3 phần gốc trên rãnh luống, vun đất và tưới ẩm. Có thể sử lý bằng chất kích thích ở nồng độ 2000 – 8000ppm cho rễ ra nhanh.
Cắt các mảnh lá đặt nằm ngang lên đất ẩm (thu hải đường, thuốc bỏng) vòng cung hay đứng (lá lưỡi hổ) (xem hình sinh sản vô tính). Duy trì độ ẩm như phần nêu trên. Theo dõi sự ra chồi và thành cây mới.
Cắt rễ chùm thành từng phần nhỏ đem giâm và theo dõi sự ra cây mới.
Mật độ cành giâm tuỳ thuộc vào kích thước và thời vụ.
Từ sau lúc cắm cành đến lúc ra rễ, phải thường xuyên tưới nước để độ ẩm trên mặt lá đạt 90-95% và nền đất 70%. Nhiệt độ thích hợp cho quá trình ra rễ là 20-25oC.
- Chiết cành: Cành đã bóc một đoạn vỏ. Có thể vít cành vùi vào đất hay đắp bầu trên cành
Các cây ăn quả (vải, nhãn, ổi, mơ, mận, cam, quít, bưởi…) trồng bằng cách chiết cành chóng cho thu hoạch quả. Chọn cành chiết cũng tương tự cành để giâm. Cành nhỏ có khả năng ra rễ tốt hơn cành to (không được nhỏ quá)
Ghim chặt cành chiết và lấp đất ẩm lên trên. Từ 30 – 60 ngày cành mọc rễ, cắt rời cành chiết và theo dõi sinh trởng.
Chuẩn bị đất bó bầu: 2/3 đất vườn hay bùn ao phơi khô, đập nhỏ trộn với 1/3 mùn cưa, trấu, rơm rác mục, rễ bèo tây. Làm ẩm 70% độ ẩm. Mỗi bầu chiết có đường kính 6 – 8cm, chiều dài 10 – 12cm. Chọn ngày có thời tiết tốt, dùng dao sắc cắt khoanh vỏ cách gốc cành 10 – 15cm. Chiều dài khoanh vỏ gấp 1, 5 – 2 lần đường kính cành chiết. Vỏ cắt sát đến lớp gỗ. ở cây có nhựa mủ nên cắt vỏ buổi sáng, bó bầu chiết vào buổi chiều. Phía ngoài bầu chiết bọc bằng giấy nilông mỏng, buộc hai đầu bằng giây mềm và chắc sao cho bầu chiết không xoay tròn quanh cành chiết.
Nếu dùng chất kích thích (nồng độ 2000 – 4000ppm) dùng bông thấm vào chỗ cắt vỏ trước khi bó bầu.
- Ghép cành: Ghép là sự kết hợp một cành ghép lên gốc ghép (có đặc tính tốt về năng suất và phẩm chất) tạo thành tổ hợp ghép cùng sinh trưởng phát triển như một cây thống nhất.
Ghép áp cành: Thường chọn cây có quan hệ họ hàng để làm gốc ghép. Ghép cùng giống cùng loại dễ thành công nhất.
Chanh Eureka, chanh yên, chanh 4 mùa, cam ngọt, cam voi Quảng Bình, trấp Thái Bình, quít hôi, bưởi chua làm gốc ghép cho cam, quít, chanh, bưởi.
Táo nhỏ quả, táo dai làm gốc ghép cho táo Gia Lộc, táo Biên Hoà, táo Thiện Phiến.
Mít mật làm gốc ghép cho mít dai, mít tố nữ
Nhãn trơ làm gốc ghép cho nhãn lồng
Lê dại (mắc coọc) làm gốc ghép cho lê v.v…
Cũng có thể ghép cây khác họ: hồng gai làm gốc ghép cho nhót tây, dâu tằm, hay chanh làm gốc ghép cho lê.
Ghép áp: có tỷ lệ sống cao (90 – 95%). Cành ghép có đường kính tương đương với gốc ghép đặt sát nhau. Dùng dao sắc cắt vát một miếng nhỏ (dài 1,5 – 2cm, rộng 0,4 – 0,5cm) vừa chạm vào lớp gỗ ở cả cành và gốc ghép. Buộc chặt ở vị trí cắt. Thường sau 30 – 40 ngày vết ghép liền sẹo, cắt ngọn gốc ghép, cắt gốc cành ghép cách chỗ buộc 2cm.
Phương pháp này có thể dùng nhân giống cây hoa và cây cảnh.
Ghép nối cành
Cắt vát hình lưỡi gà, ngọn gốc ghép cách mặt đất 10 – 15cm. Cũng cắt vát như vậy đoạn cành ghép có cùng đường kính, có 2 – 3 chồi ngủ, đặt khít lên gốc ghép. Buộc chặt bằng giải nilông mảnh và dai. Buộc càng chặt càng tốt. Tưới ẩm. Sau 30 – 35 ngày có thể mở giây buộc.
* Khi gốc ghép có kích thước lớn, có thể dùng cách ghép nêm, ghép dưới vỏ.
Ghép nêm
Cắt ngang gốc ghép (cách mặt đất 10 – 20cm). Dùng dao xẻ một rãnh dọc (sâu 3cm) ở chính giữa thân đã cắt. Cành ghép chỉ để lại chồi nách và cắt vát dài 2cm 2 bên, phần dưới tạo thành một cái nêm.
Đặt nêm vào rãnh xẻ ở gốc ghép lệch về phía vỏ để vỏ cành ghép và gốc ghép tương ứng với nhau. Toàn bộ mặt cắt của nêm nằm lọt vào rãnh. Có thể dùng 2 nêm. Buộc chặt gốc ghép và cành ghép trong 15 – 20 ngày.
Ghép dưới vỏ
Cắt ngang gốc ghép (cách mặt đất 15 – 20cm). Dùng dao sắc rạch lớp vỏ thành một đường thẳng đứng, dài 3cm. Tách lớp vỏ ở hai bên đường rạch một khoảng vừa đủ đặt cành ghép (chỉ còn chồi nách). Cắt vát 1 bên phần dưới cành ghép dài 3cm và đặt vào chỗ mở của vỏ sao cho phần vỏ cành ghép và gốc ghép tiếp súc với nhau. Buộc chặt chỗ ghép, sau 15 – 20 ngày tháo dây buộc.
- Ghép mắt: Là cách ghép phổ biến, áp dụng cho nhiều loại cây có thể vận chuyển cành ghép đi xa, ít bị nhiễm bệnh, kết quả cao.
Mắt ghép lấy ở cành bánh tẻ (đường kính gốc cành 6 – 10mm, mỗi cành có 6 – 8 chồi ngủ ở các nách lá to). Dùng dao sắc cắt mắt ghép (hình 42.2) mỗi mắt có lớp gỗ rất mỏng phía trong có kèm 2 đuôi 15 – 20mm. Lát cắt phải thật “ngọt” tránh dập nát tế bào.
Ghép chữ T: Dùng dao ghép rạch 1 đường ngang 1cm cách mặt đất 10 – 20cm. Sau đó rạch 1 đường vuông góc dài 2cm ở giữa (hình chữ T). Dùng dao tách vỏ theo chiều dọc, cầm đuôi mắt ghép gài và đẩy nhẹ vào khe chữ T. Buộc chặt và làm kín vết ghép. Sau 15 – 20 ngày có thể mở dây buộc. 7 – 10 ngày sau cắt ngọn gốc ghép để chất dinh dưỡng ở gốc ghép nuôi mắt ghép.
Ghép cửa sổ: Dùng dao ghép mở cửa sổ 1 x 2cm ở vỏ gốc ghép. Cắt một miếng vỏ trên cành ghép có mắt ghép ở giữa với kích thước bằng miệng cửa sổ. Đặt mắt ghép vào và quấn dây nilông bịt cửa sổ lại. Sau 15 – 20 ngày có thể mở dây buộc, 7 – 10 ngày sau đó cắt nghiêng 45o ngọn gốc ghép cách mắt ghép 2cm.
* Chăm sóc cành ghép
Tưới nước, phun thuốc trừ sâu bệnh và bón phân. Khi cành ghép mọc cao 40 – 50cm, tuỳ giống cây ăn quả, tuỳ dạng hình gốc ghép mà tiến hành tỉa cành con, bấm ngọn, tạo tán cho cành ghép. Trên mỗi cành ghép chỉ để 2 – 3 cành chính khoẻ phân bố về mọi phía. Khi cành chính mọc dài 20 – 30cm lại tiếp tục bấm ngọn để mỗi cành chính 2 – 3 cành cấp 2.
3.2. ứng dụng sinh sản hữu tính - Dùng đất đèn sản sinh khí etylen làm quả chín nhanh
- auxin và nhiệt độ thấp giúp bảo quản quả được lâu
- Tạo quả không hạt: dùng auxin và giberelin phun vào hoa trước khi thụ phấn sẽ tạo quả không hạt (thường sử dụng cho cà chuat, bầu bí, cam, chanh, nho, táo, lê, dâu tây, dưa chuột, dưa hấu …)
- Thụ phấn bổ khuyết ở ngô
Làm một cái phễu bằng bìa cứng đường kính 10 – 15cm, cuống phễu lót lớp vải màn.
Khi ngô đã trổ cờ và phun râu thì tiến hành thụ phấn. Dùng tay rung nhẹ cho phấn hoa rơi vào phễu (nếu lỗ vải màn rộng có thể đặt 1 mảnh giấy tròn để giữ hạt phấn). Sau 1 ngày đêm cho hạt phấn nảy mầm đem rây phấn hoa lên râu mới phun của bắt ngô (hoa cái). Theo dõi sinh trưởng và so sánh kết quả (số hạt, trọng lượng hạt) ở ngô được thụ phấn bổ khuyết và ngô tự thụ phấn (nhờ gió).III. Câu hỏi và bài tậpCâu 1. Hãy nêu một số ví dụ về sinh sản vô tính tự nhiên và sinh sản vô tính nhân tạo?
Câu 2. Vẽ và chú thích đầy đủ một bông hoa lưỡng tính?
Câu 3. Tự thụ phấn và thụ phấn chéo xảy ra trong những trường hợp nào? Nêu sự khác nhau giữa hoa thụ phấn nhờ gió và hoa thụ phấn nhờ côn trùng?
Câu 4. Có khi nào một hoa lưỡng tính lại cần sự thụ phấn chéo do côn trùng không?
Câu 5. Nêu sự chín quả, hạt?IV. Trả lời câu hỏi và bài tậpCâu 1. Một số ví dụ:
1. Sinh sản vô tính tự nhiên: Trong tự nhiên, thực vật có khả năng tạo những cơ thể mới từ một bộ phận của thân bò (dâu tây, rau má), thân rễ (cỏ gấu), thân củ (khoai tây), lá cây (thuốc bỏng), rễ củ (khoai lang).
2. Sinh sản vô tính nhân tạo: Là sự sinh sản từ một bộ phận cắt rời của cây để tạo nên cây mới do con người thực hiện. Các dạng sinh sản sinh dưỡng nhân tạo gồm: giâm (cành, lá, rễ), chiết (cành), ghép (cành, chồi), nuôi cấy mô- tế bào.
Câu 2. Gợi ý trả lời: Một bông hoa lưỡng tính là một bông hoa có cả nhị và nhuỵ. Như vậy khi vẽ cấu tạo đầy đủ của một bông hoa lưỡng tính sẽ có các bộ phận phải chú thích như sau: cuống hoa, đế hoa, đài hoa, tràng hoa, vòi nhị, bao phấn, vòi nhuỵ, núm nhuỵ, bầu nhuỵ.
Câu 3. Tự thụ phấn xảy ra ở những hoa lưỡng tính
Thụ phấn chéo xảy ra ở những hoa đơn tính
Sự khác nhau giữa các hoa thụ phấn chéo nhờ gió và nhờ côn trùng:
Các hoa thụ phấn nhờ gió thường có cấu tạo rất đơn giản, một số bộ phận có thể tiêu biến như đài, tràng, nhị hoặc nhuỵ vươn cao, hoa không mùi, hạt phấn nhỏ và nhiều,…
Các hoa thụ phấn nhờ côn trùng thường có màu sắc sặc sỡ, có mùi thơm hoặc mùi hấp dẫn với từng loại côn trùng. Hoa có cấu tạo và sắp xếp vị trí của nhị hoặc nhuỵ thích hợp cho sự lấy hạt phấn và đưa hạt phấn vào nhuỵ của côn trùng.
Câu 4. Hoa lưỡng tính vẫn có thể phải sử dụng phương thức thụ phấn chéo nhờ côn trùng. Đó là trong trường hợp sự chín của hạt phấn và của nhuỵ không trùng nhau. Trong trường hợp này nhiều khi hoa phải nhốt côn trùng qua đêm.
Câu 5. Nêu quá trình chín quả và hạt:
Sự chín của quả và hạt thường diễn ra theo thứ tự thời gian như sau:
- Chín sinh lí: Từ lúc thu hoạch đến lúc có thể nảy mầm. Đó là thời gian thành thục của hạt, củ, quả. Thời kì này các chất kích thích sinh trưởng giảm đến mức tối đa, ngược lại các chất ức chế lại tăng đến mức tối đa, để đưa hạt vào thời kì ngủ, nghỉ.
- Chín vật lí : Sự thay đổi độ cứng, mềm, sự thay đổi màu sắc, sự thay đổi mùi vị.
- Chín hoá học: Sự thay đổi về hàm lượng các chất như đường, axit, các chất dự trữ như: phenol, alcanoic, antoxianin,…
Sưu tầm
