Sinh trưởng và phát triển ở thực vật SVIP

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

Quá trình sinh trưởng, phát triển của cơ thể thực vật bắt đầu trong các mô phân sinh và diễn ra tại một số vị trí, cơ quan xác định.

Sinh trưởng và phát triển ở thực vật có thể diễn ra trong suốt vòng đời nhờ khả năng phân chia liên tục của các tế bào phân sinh.

Cơ sở của sinh trưởng và phát triển ở thực vật là quá trình nguyên phân của tế bào phân sinh, sự kéo dài và biệt hóa tế bào.

Sinh trưởng ở thực vật gồm sinh trưởng sơ cấp và sinh trưởng thứ cấp.

II. Mô phân sinh

Mô phân sinh là nhóm các tế bào chưa phân hoá, có khả năng phân chia liên tục để tạo các tế bào mới. Tế bào của mô phân sinh có thành cellulose mỏng, xếp sít nhau.

III. Sinh trưởng sơ cấp và sinh trưởng thứ cấp ở thực vật

1. Sinh trưởng sơ cấp

Sinh trưởng sơ cấp là sự sinh trưởng được khởi đầu bằng sự phân chia của các tế bào mô phân sinh đỉnh, làm tăng chiều dài của thân và rễ.

Sinh trưởng sơ cấp diễn ra ở phần thân non của cây Hai lá mầm.

Ở cây Một lá mầm, sinh trưởng sơ cấp có thể do sự phân chia của các tế bào mô phân sinh lóng. Cây Một lá mầm chỉ có sự sinh trưởng sơ cấp nên thân cây thường bé, bó mạch xếp rải rác, thời gian sống ngắn.

2. Sinh trưởng thứ cấp

Sinh trưởng thứ cấp là sự sinh trưởng theo chiều ngang, được khởi đầu bằng sự phân chia của các tế bào mô phân sinh bên, làm tăng đường kính của thân và rễ cây gỗ Hai lá mầm.

Mô phân sinh gồm tầng phát sinh mạch dẫn và tầng sinh vỏ tạo nên sinh trưởng thứ cấp.

• Tầng phát sinh mạch dẫn nằm giữa mạch gỗ bên trong và mạch rây bên ngoài, tạo nên mạch gỗ thứ cấp và mạch rây thứ cấp.
• Tầng sinh vỏ nằm dưới lớp biểu mô tạo nên vỏ cây bảo vệ thân cây khỏi sự mất nước và sự xâm nhập của các vi sinh vật gây hại.

IV. Phát triển ở thực vật có hoa

Phát triển ở thực vật có hoa là toàn bộ những biến đổi diễn ra trong vòng đời của cây, bao gồm ba quá trình liên quan với nhau: sinh trưởng, phân hóa và phát sinh hình thái.

Chu trình phát triển của thực vật có thể chia thành các pha.

• Pha phát triển phôi: hợp tử hình thành → hạt bắt đầu nảy mầm.
• Pha non trẻ: hạt nảy mầm → xuất hiện khả năng tạo cơ quan sinh sản.
• Pha trưởng thành: xuất hiện cơ quan sinh sản → thụ tinh.
• Pha sinh sản: thụ tinh → hình thành hạt.
• Pha già: hình thành hạt, quả → chết.

Dựa vào sự phát triển cá thể, có thể chia thực vật có hoa thành các nhóm: thực vật một năm, thực vật hai năm hay thực vật lâu năm.

V. Hormone thực vật

1. Khái niệm và vai trò của hormone thực vật

Hormone thực vật (phytohormone) là các chất hữu cơ hình thành từ quá trình trao đổi chất trong cơ thể thực vật, với liều lượng rất nhỏ có tác động điều tiết các quá trình sinh trưởng, phát triển của cơ thể thực vật.

Hormone thực vật được tổng hợp tại một nơi và điều tiết hoạt động của tế bào, mô, cơ quan ở nơi khác.

Ví dụ: auxin được tổng hợp ở đỉnh sinh trưởng của thân, vận chuyển hướng gốc và tác động ức chế chồi bên ở phía dưới.

Hormone thực vật có vai trò chủ đạo trong điều tiết các quá trình sinh trưởng, phát triển và phản ứng thích nghi của thực vật đối với môi trường. Hormone thực vật điều tiết sự phân chia, kéo dài và phân hóa tế bào.

2. Các hormone kích thích và hormone ức chế sinh trưởng ở thực vật

a. Hormone kích thích sinh trưởng

b. Hormone ức chế sinh trưởng

3. Sự tương quan của các hormone thực vật

Tương quan giữa các hormone là trạng thái cân bằng giữa các hormone ở một tỉ lệ xác định, điều tiết sự xuất hiện, hướng và tốc độ sinh trưởng, phát triển của mỗi cơ quan. Tương quan giữa các hormone điều tiết các quá trình sinh trưởng, phát triển của cơ thể thực vật.

Tương tác giữa hormone kích thích và hormone ức chế sinh trưởng.

Ví dụ: tương quan gibberellin/abscisic acid điều tiết trạng thái sinh lí của hạt, chồi. Hàm lượng abscisic acid ưu thế kích thích sự ngủ của hạt và nảy chồi, trong khi hàm lượng gibberellin ưu thế kích thích sự nảy mầm của hạt và nảy chồi.

Tương tác giữa các hormone kích thích với nhau.

Ví dụ: tương quan auxin cytokinin điều tiết sự phát sinh hình thái ở thực vật. Khi tương quan auxin/cytokinin cao kích thích tạo rễ bất định, tạo mô sẹo ở cây Một lá mầm. Ngược lại, tương quan auxin/cytokinin thấp sẽ kích thích chồi bên phát triển, kích thích tạo chồi bất định ở thực vật.

4. Một số ứng dụng của hormone thực vật trong thực tiễn

Nhiều loại hormone thực vật và các chất điều hòa sinh trưởng được sử dụng rộng rãi trong sản xuất nông, lâm nghiệp giúp con người kiểm soát sự phát triển thực vật.

• Auxin ở nồng độ thích hợp được sử dụng kích thích tạo rễ trong nhân giống vô tính cây trồng (cây bạch đàn, keo, hoa hồng,...).
• Gibberelin ở nồng độ thích hợp được sử dụng để làm tăng chiều cao thân cây lấy sợi (cây đay), tạo quả không hạt (quả nho), phá ngủ cho hạt, chồi hoặc củ.

• Ethylene (đất đèn, ethrel) có thể được sử dụng để thúc đẩy quá trình chín của quả (cà chua, chuối,...) hoặc thúc đẩy ra hoa trái vụ (cây dứa), làm rụng lá để tạo thuận lợi cho thu hoạch (cây bông).

Công nghệ nuôi cấy mô tế bào thực vật đang được ứng dụng ngày càng rộng rãi nhằm nhân nhanh giống cây quý hiếm, sản xuất sinh khối hoặc cứu phôi sử dụng các dạng auxin và cytokinin, đôi khi cả gibberellin.

Việc ứng dụng hormone thực vật hoặc chất điều hòa sinh trưởng chỉ có hiệu quả khi tuân thủ một số nguyên tắc.

• Sử dụng hormone hoặc chất điều hòa sinh trưởng ở nồng độ thích hợp.
• Chú ý tương quan giữa các hormone.
• Cung cấp đầy đủ nước, chất dinh dưỡng cho cây.
• Thận trọng khi ứng dụng các chất điều hòa sinh trưởng vào sản xuất lương thực, thực phẩm.

1. Sinh trưởng và phát triển của cơ thể thực vật bắt đầu trong các mô phân sinh, diễn ra tại một số vị trí, cơ quan xác định diễn ra trong suốt vòng đời của cây.

2. Mô phân sinh là nhóm các tế bào chưa phân hóa, có khả năng phân chia liên tục. Có ba loại mô phân sinh: mô phân sinh đỉnh, mô phân sinh bên và mô phân sinh lóng.

3. Sinh trưởng ở thực vật gồm có sinh trưởng sơ cấp và sinh trưởng thứ cấp.

4. Phát triển ở thực vật có hoa là toàn bộ những biến đổi diễn ra trong vòng đời của cây, gồm các pha: phát triển phôi, non trẻ, trưởng thành, sinh sản và già.

5. Hormone thực vật là các chất hữu cơ hình thành từ quá trình trao đổi chất trong cơ thể thực vật, với liều lượng rất nhỏ có tác động điều tiết các quá trình sinh trưởng, phát triển của cơ thể thực vật. Hormone thực vật được chia thành hai nhóm dựa vào hoạt tính sinh học: hormone kích thích sinh trưởng và hormone ức chế sinh trưởng.

6. Quá trình sinh trưởng, phát triển được điều tiết bởi sự tác động phối hợp giữa các hormone.

7. Các quá trình sinh lí trong cơ thể thực vật được điều tiết bởi tác động tổng hợp của các hormone. Tương quan giữa các hormone điều tiết sự xuất hiện, hướng, tốc độ sinh trưởng và phát triển của mỗi cơ quan trong cơ thể thực vật.