Lúa (Oryza sativa L.) là cây lương thực cung cấp 20% lượng calo hàng ngày trên thế giới, tuy nhiên, cây lúa rất dễ bị nhiễm mặn. Stress do muối ảnh hưởng đến nhiều quá trình sinh lý bao gồm quang hợp, hấp thụ chất dinh dưỡng, hấp thụ nước, sinh trưởng của cây và trao đổi chất tế bào, tất cả đều dẫn đến giảm năng suất (Pardo, 2010). Việc phát triển các giống chịu mặn thông qua nhân giống có hỗ trợ bởi chỉ thị phân tử được coi là một chiến lược quan trọng để tăng sản lượng lúa ở các vùng ven biển. Trong thí nghiệm đánh giá khả năng chịu mặn của cây lúa, sử dụng toàn bộ cây mạ để xác định hàm lượng khoáng liên quan đến xác định tính trạng chịu mặn nên không thể sản xuất hạt cho thế hệ sau. Kết quả là, việc xác định kiểu hình các tính trạng chịu mặn ở thế hệ con cháu F1 hoặc F2 là không thể. Bên cạnh việc xác định các tính trạng chịu mặn, điều quan trọng là phải duy trì sự phát triển của cây con để thu hoạch hạt F1 hoặc F2. Do đó, thí nghiệm này đánh giá phương pháp lấy mẫu nhằm lựa chọn các thông số hữu ích để xác định các tính trạng chịu mặn trong khi vẫn duy trì sự phát triển của cây con sau khi gây stress mặn.
Thí nghiệm được tiến hành trên 4 giống lúa đã được đánh giá khả năng chịu mặn trước đó bao gồm ICC20 (giống chịu mặn), ICC48, ICC57 (2 giống chịu mặn trung bình) và Nipponbare (giống mẫn cảm). Cây mạ 2 tuần tuổi được xử lý trong điều kiện thường (trồng trong dung dịch dinh dưỡng Yoshida) và điều kiện mặn ở mức độ dẫn điện EC là 12 dS m-1. Sau thời gian xử lý mặn 2 tuần, cây mạ được thu và sấy khô ở nhiệt độ 70°C. Nhiều nghiên cứu về khả năng chịu mặn ở lúa đã xác định các đặc điểm chịu mặn dựa trên hàm lượng khoáng của rễ và thân (trộn lẫn giữa lá và bẹ) (Wang & cs, 2012; Zheng & cs, 2014; De Leon & cs, 2015; Rahman & cs, 2016; Patishtan & cs, 2018). Trong nghiên cứu của chúng tôi (Thu & cs, 2017; 2018), thân mạ được chia thành bẹ lá và phiến lá, chúng tôi phát hiện ra rằng, dưới điều kiện stress muối, hàm lượng khoáng chất trong các bộ phận rễ, bẹ lá và phiến lá có sự khác biệt đáng kể giữa các giống chịu mặn và giống mẫn cảm. Phương pháp lấy mẫu được thực hiện bằng cách cắt phần bẹ thân thành bốn phần: phần bẹ, từ 0 đến 1 cm bao gồm phần gốc (0–1 sheath); phần bẹ từ 1 đến 2 cm (1–2 sheath); phần bẹ từ 2 cm đến cổ lá (2 – C sheath); và phiến lá. Hàm lượng K, Na, Mg, Ca của các mẫu được xác định bằng máy đo quang phổ hấp thụ nguyên tử (Z5300 Polarized Zeeman Atomic Absorption Spectrophotometer, Hitachi, Tokyo, Japan) sau khi được công phá mẫu bằng phương pháp sử dụng HNO3 (Niazi, 1993).
Kết quả cho thấy hàm lượng khoáng chất trong bẹ 2 – C và phiến lá khác nhau có ý nghĩa thống kê giữa các giống. Hàm lượng K, Na và Mg và tỷ lệ Na/K của phần bẹ 2 – C và hàm lượng Na, tỷ lệ Na/K của phiến lá là hữu ích để thấy rõ sự khác biệt khả năng chịu mặn. Giống chịu mặn có hàm lượng K ở bẹ cao hơn, Na ở bẹ thấp hơn, tỷ lệ Na/K ở bẹ thấp hơn và hàm lượng Mg ở bẹ thấp hơn so với giống mẫn cảm. Giống chịu mặn cũng có hàm lượng Na ở phiến lá thấp hơn và tỷ lệ Na/K ở phiến lá thấp hơn so với giống mẫn cảm. Trong các phần bẹ 0–1 và 1–2, hàm lượng khoáng chất có độ lệch lớn. Sự vận chuyển nước và khoáng chất từ rễ đến thân ở phần bẹ 0-1, nối giữa rễ và bẹ lá, phức tạp hơn do sự thay đổi cấu trúc tế bào. Nhiều nghiên cứu đã phát hiện ra nhiều chất vận chuyển ion trong phần này (Chen & cs, 2005; Ren & cs, 2005; Yang & cs, 2014; Kobayashi & cs, 2017). Do đó, các phần bẹ 0–1 và 1–2 không nên được sử dụng làm mẫu để xác định hàm lượng khoáng của lúa khi bị mặn. Như vậy, phần bẹ lá 2-C và phiến lá hữu ích để xác định các tính trạng liên quan đến khả năng chịu mặn. Phần thân gốc 0-2 cm và rễ có thể giữ lại để tiếp tục sinh trưởng, phát triển và tạo hạt F1 giúp đánh giá kiểu hình cho thế hệ con cháu. Hàm lượng K, Na và Mg và tỷ lệ Na/K trong bẹ lá 2–C; và hàm lượng Na và tỷ lệ Na/K trong phiến lá có thể được sử dụng làm tính trạng chịu mặn trong phân tích di truyền phân tử.
TS. Thiều Thị Phong Thu
Nhóm NCM “Nghiên cứu cây trồng thích ứng với biến đổi khí hậu”