1.1.1. Đặc điểm sinh trưởng và phát triển ở thực vật

– Sự phân chia liên tục của các tế bào tại các mô phân sinh, biểu hiện bằng sự gia tăng kích thước và thay mới cơ quan.

– Diễn ra trong suốt đời sống của thực vật do sự phân chia liên tục của các tế bào tại mô phân sinh.

1.1.2. Yếu tố môi trường ảnh hưởng đến sinh trưởng và phát triển ở thực vật

– Nước: Ảnh hưởng đến tốc độ sinh trưởng và phát triển của thực vật. Ví dụ: Ảnh hưởng của chế độ tuổi nước đến số lá và chiều cao của cây ngô.

– Ánh sáng: Ánh sáng đảm bảo nguồn vật liệu cho thực vật sinh trưởng phát triển; Ánh sáng cũng là tác nhân điều tiết sự tổng hợp phân giải một số chất như hormone, phytochrome,… ; Ảnh hưởng của ánh sáng đến sự nảy mầm của hạt rau diếp.

– Nhiệt độ:

+ Mỗi loài thực vật sinh trưởng, phát triển thuận lợi trong một khoảng nhiệt độ nhất định.

+ Nhiệt độ quá cao hoặc quá thấp sẽ ảnh hưởng đến sự này mầm của hạt, khả năng ra hoa, hình thái của cơ quan sinh sản,…

+ Tăng nhiệt độ sẽ làm tăng tỉ lệ nảy mầm và rút ngắn thời gian này mầm của hat táo Berter.

– Chất khoáng: Là thành phần cấu tạo tế bào và tham gia điều tiết các quá trình sinh lí trong cây. Thiếu các nguyên tố khoáng thiết yếu làm chậm quá trình sinh trưởng của cây và ảnh hưởng đến năng suất và chất lượng nông sản. 

Hình 1. Quả cà chua bị hỏng (thối) khi thiếu calcium

1.2.1. Mô phân sinh 

– Là nhóm các tế bào chưa phân hoá, có khả năng phân chia tạo tế bào mới trong suốt đời sống của thực vật.

– Mô phân sinh đỉnh ở ngọn cây và mô phân sinh bên làm tăng chiều cao và đường kính của cây, tương ứng với vai trò của chúng trong mô phân sinh.

Hình 2. Vị trí và vai trò của các loại mô phân sinh thực vật

1.2.2. Sinh trưởng sơ cấp và thứ cấp

– Sinh trưởng ở thực vật có hai kiểu: sinh trưởng sơ cấp và sinh trưởng thứ cấp.

– Sinh trưởng sơ cấp là kết quả hoạt động của mô phân sinh định và mô phân sinh lỏng dẫn đến sự gia tăng chiều cao của cây và chiều dài của rễ.

– Mô phân sinh định phân chia trong sinh trường sơ cấp ở tỉn làm tăng chiều của củ của cây và xuất hiện là một.

– Sinh trưởng sơ cấp chủ yếu ở cây một lá mầm và cây hai lá mầm thân thảo, hạn chế tăng trưởng về đường kính.

– Sinh trưởng sơ cấp chỉ có ở rễ và thân non mới hình thành ở cây hai lá mầm cấp diễn ra ở giai đoạn cây non, khi trưởng thành, phần thân và rễ chuyển sang sinh trưởng thứ cấp.

Hình 3. Sinh trưởng sơ cấp ở thân và rễ

– Sinh trưởng thứ cấp là quá trình phân chia của các tế bào mô phân sinh bên có ở thân và rễ của cây hai lá mầm.

– Tầng sinh mạch phân chia tạo mạch gỗ thứ cấp ở phía trong và mạch rây thứ cấp nằm ở phía ngoài thân, từ đó làm tăng đường kính của thân.

– Tầng sinh bản phân chia tạo lớp bán mới giúp bảo vệ thân khỏi mặt.

Hình 4. Mặt cắt ngang thân cây gỗ thể hiện cấu tạo của thân

1.3.1. Khái niệm và vai trò của hormone thực vật

– Hormone thực vật là các chất hữu cơ có hoạt tính sinh học cao, được tổng hợp ở các cơ quan trong cây, tham gia điều tiết các hoạt động sống của thực vật.

– Hormone thực vật có vai trò điều tiết sự phân chia, dân dài và phân hoá của tế bào, thúc đẩy hoặc ức chế sự sinh trưởng, phát triển của thực vật và tham gia điều khiển các đáp ứng của thực vật với các kích thích đến từ môi trường.

1.3.2. Các loại hormone thực vật

– Hormone thực vật được chia thành 2 nhóm dựa vào hoạt tính sinh học là nhóm kích thích sinh trưởng (auxin, gibberellin và cytokinin) và nhóm ức chế sinh trưởng (abscisic acid, ethylene). Hormone thực vật có thể được tổng hợp bởi con người (hormone ngoại sinh) để nâng cao năng suất và chất lượng cây trồng.

 

– Nhóm hormone kích thích sinh trưởng:

+ Auxin: IAA là loại phổ biến nhất ở thực vật, được tổng hợp ở các cơ quan đang sinh trưởng mạnh và ảnh hưởng đến các quá trình sinh lí từ cấp độ tế bào đến cơ thể, bao gồm kích thích phân bào, dãn dài của tế bào và tác dụng sinh lí khác như làm tăng kích thước của quả, hạn chế rụng quả, làm liền vết thương, …

+ Gibberellin: Tổng hợp chủ yếu ở các cơ quan đang sinh trưởng, ảnh hưởng đến nhiều quá trình sinh lí như tăng chiều dài của thân và lỏng, kích thích nảy mầm, thúc đẩy sự hình thành và phân hoá giới tính của hoa, sự sinh trưởng của quả, …

Hình 5. Ảnh hưởng của gibberellin đến chiều dài của cuống quả và chùm nho không hạt

+ Cytokinin: Tổng hợp nhiều ở mô phân sinh đỉnh rễ và được vận chuyển đến các cơ quan khác, kích thích sự phân chia tế bào. Phối hợp auxin để phân hoá chồi cây và ứng dụng trong kĩ thuật nuôi cấy mô.

 

– Nhóm hormone ức chế sinh trưởng:

+ Abscisic: được tổng hợp ở hầu hết các bộ phận của cây và được tích lũy nhiều trong các cơ quan già hóa.

+ Ethylene: thúc đẩy sự chín của quả, kích thích sự rụng lá, hoa, quả, kích thích sự hình thành lông hút và rễ phụ, kích thích sự ra hoa của một số loài thực vật.

1.3.3. Tương quan giữa các hormone

Tương quan giữa các hormone ảnh hưởng đến kết quả của quá trình sinh lí.

a) Tương quan chung

– Tương quan giữa hormone kích thích và hormone ức chế sinh trưởng.

– Hormone kích thích thúc đẩy sinh dưỡng, hormone ức chế ngăn chặn sinh trưởng.

– Có thể điều khiển quá trình phát triển của cây bằng cách sử dụng hormone ngoại sinh.

b) Tương quan riêng

– Tương quan giữa các loại hormone cùng hoặc khác nhóm.

– Mỗi loại hormone có thể kích thích hoặc ức chế quá trình sinh trưởng.

– Có thể điều chỉnh các quá trình sinh trưởng, hình thái bằng cách sử dụng hormone ngoại sinh.

1.3.4. Ứng dụng của hormone trong thực tiễn

– Hormone ngoại sinh được sử dụng trong sản xuất nông nghiệp để nâng cao năng suất, chất lượng cây trồng.

– Có nhiều ứng dụng khác nhau của hormone trong sản xuất nông nghiệp, như điều chỉnh thời gian ra hoa, tạo quả, chín của quả, phát triển chồi bên, bảo quản nông sản,….

1.4.1. Quá trình phát triển của thực vật có hoa

– Thực vật có hoa trải qua các giai đoạn khác nhau và được xác định bằng sự thay đổi về hình thái, cấu tạo của các mô, cơ quan.

– Giai đoạn sinh sản ở cây lâu năm lặp lại một số lần trong vòng đời của nó, số lần lặp lại phụ thuộc vào loài.

Hình 6. Sơ đồ các giai đoạn sinh trưởng và phát triển của cây ớt

1.4.2. Các nhân tố chi phối quá trình phát triển của thực vật có hoa

– Quá trình ra hoa của thực vật có hoa bị chi phối bởi các nhân tố bên trong và bên ngoài.

– Các nhân tố bên trong bao gồm yếu tố di truyền và hormone.

– Các nhân tố bên ngoài bao gồm ánh sáng, nhiệt độ, chất dinh dưỡng.

– Điều chỉnh trạng thái ngủ nghỉ của hạt giống, củ giống thông qua sử dụng hormone và các chất ức chế sinh trưởng hoặc phá vỡ trạng thái ngủ nghỉ bằng cách sử dụng gibberellin hoặc đặt trong điều kiện môi trường thuận lợi.

– Điều khiển sự ra hoa của thực vật dựa trên các hiểu biết về quang chu kì, sự xuân hoa tương quan dinh dưỡng hoặc vai trò của các loại hormone. Sử dụng chiếu sáng bổ sung để điều chỉnh thời gian ra hoa của cây trồng như thanh long, hoa cúc, mía.

– Xác định tuổi thọ của cây thông qua đếm vòng gỗ.

– Sinh trưởng diễn ra liên tục trong suốt đời sống của thực vật tại các mô phân sinh. Sinh trưởng gồm hai kiểu: sinh trưởng sơ cấp và sinh trưởng thứ cấp. – Sinh trưởng và phát triển của thực vật chịu ảnh hưởng của cả yếu tố bên trong như di truyền hormone và các yếu tố bên ngoài như nước, ánh sáng, nhiệt độ, chất khoáng, …. – Mô phân sinh là những tế bào chưa phân hoá, có khả năng phân chia. Thực vật có ba loại mô sinh gồm: mô phân sinh đinh, mô phân sinh lóng và mô phân sinh bên. – Sinh trưởng sơ cấp là kết quả của sự phân chia tế bào của mô phân sinh đỉnh và mô phân sinh lóng, còn sinh trưởng thứ cấp là kết quả của sự phân chia tế bào ở mô sinh bên. – Hommone thực vật là các chất hữu cơ có hoạt tính sinh học cao, có tác dụng điều tiết các quá trình sống trong cơ thể thực vật. Thực vật có hai nhóm hormone: nhóm hormone kích thích sinh trưởng (ausin,gibberellin, gytokinin) và nhóm ức chế sinh trưởng (abscisc acid, ethylene). – Quá trình sinh trưởng phát triển được điều tiết bởi sự tác động phối hợp giữa các hormone. – Quá trình phát triển của thực vật có hoa trải qua năm giai đoạn kế tiếp nhau gồm: hạt, non trẻ, trưởng thành, sinh sản và già. Quá trình này chịu sự chỉ phối của các nhân tố bên trong yếu tố di truyền, hormone) và các nhân tố bên ngoài (ánh sáng, nhiệt độ, chất dinh dưỡng).