Ethylene: Hormone thiết yếu cho sự sinh trưởng và phát triển của cây trồng

ethylene 1

Ethylene là một loại khí không màu, không mùi được sản xuất tự nhiên bởi tất cả các loại cây trồng. Nó đóng vai trò quan trọng như một hormone thực vật, điều chỉnh nhiều quá trình sinh trưởng và phát triển quan trọng.

Ethylene có vai trò gì trong sinh lý thực vật?

Ethylene đóng vai trò quan trọng trong sinh lý thực vật, ảnh hưởng đến nhiều quá trình sinh trưởng và phát triển của cây, bao gồm:

  • Quá trình chín của trái: Ethylene kích thích quá trình chín của trái, làm cho trái mềm, chuyển màu và tăng hương vị. Ví dụ, khi quả chuối chín, ethylene sẽ kích thích sự phân hủy tinh bột, chuyển hóa thành đường, làm cho quả chuối mềm và ngọt hơn.
  • Rụng lá: Ethylene kích thích sự rụng lá vào mùa thu, giúp cây tiết kiệm năng lượng và chuẩn bị cho mùa đông. Khi ngày ngắn và đêm dài, cây sẽ tổng hợp nhiều ethylene hơn, dẫn đến rụng lá.
  • Ngủ nghỉ: Ethylene có thể kích thích hoặc ức chế sự ngủ nghỉ của hạt và chồi, tùy thuộc vào từng loại cây. Ví dụ, ethylene kích thích sự ngủ nghỉ của hạt khoai tây, giúp hạt bảo quản được lâu hơn.
  • Tăng cường độ hô hấp: Ethylene có thể làm tăng cường độ hô hấp của nông sản, gia tăng thời gian chín, trưởng thành.
  • Ra hoa: Ethylene có thể kích thích ra hoa ở một số loài cây. Ví dụ, ethylene kích thích ra hoa ở cây dứa.ethylene

Ngoài ra, ethylene còn có một số vai trò khác trong sinh lý thực vật như:

  • Điều chỉnh sự vận chuyển nước và dinh dưỡng trong cây
  • Tăng cường khả năng quang hợp của cây

Quá trình sinh tổng hợp ethylene diễn ra như thế nào?

Quá trình sinh tổng hợp ethylene diễn ra qua 3 giai đoạn chính:

Dị hóa methionine: Methionine là axit amin tiền chất của ethylene. Methionine được chuyển đổi thành S-adenosylmethionine (SAM) bởi enzyme methionine adenosyltransferase (MAT). SAM sau đó được chuyển đổi thành 1-aminocyclopropane-1-carboxylic acid (ACC) bởi enzyme ACC synthase (ACS).

Chuyển đổi ACC thành ethylene: ACC được chuyển đổi thành ethylene bởi enzyme ACC oxidase (ACO). ACO là enzyme chủ đạo trong quá trình sinh tổng hợp ethylene. Hoạt động của ACO được điều chỉnh bởi nhiều yếu tố, bao gồm:

  • Nồng độ ACC
  • Nồng độ oxy
  • Ánh sáng
  • Nhiệt độ
  • Các hormone thực vật khácquy trinh bien doi ACC thanh ethylene

Bài tiết ethylene: Ethylene là một khí, do đó nó dễ dàng khuếch tán ra khỏi tế bào và di chuyển đến các bộ phận khác của cây. Ethylene có thể di chuyển qua cả mạch dẫn xylem và mạch dẫn phloem.

Ngoài ra, quá trình sinh tổng hợp ethylene còn có thể được điều chỉnh bởi các yếu tố môi trường như:

  • Căng thẳng: Cây chịu stress (như hạn hán, mặn, lạnh) sẽ tăng cường sinh tổng hợp ethylene.
  • Ánh sáng: Ánh sáng có thể kích thích hoặc ức chế sinh tổng hợp ethylene, tùy thuộc vào từng loại cây.
  • Nhiệt độ: Nhiệt độ cao có thể kích thích sinh tổng hợp ethylene.

Làm thế nào để điều chỉnh mức ethylene trong cây trồng?

Cách điều chỉnh mức ethylene trong cây trồng:

Biện pháp kỹ thuật:

  • Kiểm soát nhiệt độ: Nhiệt độ cao có thể kích thích sinh tổng hợp ethylene. Do đó, cần kiểm soát nhiệt độ thích hợp cho cây trồng để hạn chế sự tổng hợp ethylene.
  • Cung cấp đủ nước: Cây thiếu nước sẽ tăng cường sinh tổng hợp ethylene. Do đó, cần cung cấp đủ nước cho cây để hạn chế sự tổng hợp ethylene.
  • Che chắn: Che chắn cây khỏi ánh nắng trực tiếp có thể giúp giảm mức ethylene trong cây.
  • Loại bỏ các bộ phận bị bệnh: Các bộ phận bị bệnh có thể sản sinh nhiều ethylene, do đó cần loại bỏ các bộ phận này để hạn chế sự ảnh hưởng đến các bộ phận khác của cây.

Sử dụng chất điều hòa sinh trưởng:

  • Có thể sử dụng các chất ức chế tổng hợp ethylene để giảm mức ethylene trong cây ví dụ như 1- Methylcyclopropene (1-MCP)
  • Có thể sử dụng các chất ức chế hoạt động của enzyme ACC oxidase để giảm mức ethylene trong cây.
  • Có thể sử dụng các chất antagonize ethylene để giảm bớt tác động của ethylene.
  • Biện pháp sinh học:Có thể sử dụng các vi sinh vật có khả năng phân hủy ethylene để giảm mức ethylene trong cây.

Có thể sử dụng các chiết xuất từ thực vật có khả năng điều chỉnh mức ethylene để điều chỉnh mức ethylene trong cây.

Lưu ý:

  • Việc điều chỉnh mức ethylene trong cây cần được thực hiện cẩn thận và có kế hoạch cụ thể.
  • Sử dụng quá nhiều hoặc không đúng cách các chất điều hòa sinh trưởng có thể gây hại cho cây.
  • Nên tham khảo ý kiến của các chuyên gia nông nghiệp trước khi áp dụng các biện pháp điều chỉnh mức ethylene trong cây.

Ethylene có vai trò gì trong việc bảo quản nông sản?

Ethylene đóng vai trò quan trọng trong việc bảo quản nông sản, bao gồm cả tác động tích cực và tiêu cực:

Tác động tích cực:

  • Kích thích chín đều: Ethylene có thể được sử dụng để kích thích chín cho một số loại trái cây như chuối, xoài, bơ. Việc sử dụng ethylene giúp trái cây chín đồng đều và nhanh hơn, từ đó giúp tăng giá trị thương phẩm.
  • Ức chế sự phát triển của vi sinh vật: Ethylene có thể ức chế sự phát triển của một số vi sinh vật gây hại, giúp kéo dài thời gian bảo quản nông sản.ethylen cho

Tác động tiêu cực:

  • Kích thích quá trình lão hóa: Ethylene có thể thúc đẩy quá trình lão hóa của nông sản, dẫn đến tình trạng mềm nhũn, chuyển màu, và giảm hương vị.
  • Tăng cường sự nhạy cảm với stress: Ethylene có thể làm tăng cường sự nhạy cảm của nông sản với các yếu tố stress như nhiệt độ, độ ẩm, và va đập, dẫn đến hư hỏng nhanh hơn.

Để tận dụng lợi ích và hạn chế tác hại của ethylene trong bảo quản nông sản, cần lưu ý:

  • Lựa chọn phương pháp sử dụng ethylene phù hợp: Có nhiều phương pháp sử dụng ethylene để bảo quản nông sản như phun thuốc, xông khí, và sử dụng túi hút ethylene. Lựa chọn phương pháp phù hợp sẽ giúp đạt hiệu quả cao nhất trong bảo quản.
  • Kiểm soát liều lượng và thời gian sử dụng: Sử dụng ethylene quá liều hoặc thời gian quá dài có thể gây hại cho nông sản. Cần tuân theo hướng dẫn sử dụng của nhà sản xuất để đảm bảo an toàn và hiệu quả.
  • Kết hợp với các biện pháp bảo quản khác: Ethylene chỉ là một trong những biện pháp bảo quản nông sản. Cần kết hợp ethylene với các biện pháp khác như bảo quản lạnh, kiểm soát độ ẩm, và kiểm soát khí quyển để đạt hiệu quả bảo quản tốt nhất.

 

Bình chọn