Thuc vat hoc (tieng Anh: botany, con đuoc goi la khoa hoc thuc vat, sinh hoc thuc vat hoac nganh thuc vat hoc) la bo mon khoa hoc nghien cuu ve thuc vat va la mot phan nganh cua sinh hoc. Nha thuc vat hoc, nha khoa hoc thuc vat hay nha nghien cuu thuc vat la mot nha khoa hoc co chuyen mon ve linh vuc nay. Thuat ngu "thuc vat hoc" trong cac ngon ngu Tay phuong bat nguon tu tieng Hy Lap co đai la βοτανη (botane), nghia la "đong co chan gia suc", "thao moc", "đong co" hay "co kho"; βοτανη thi co nguon goc tu βοσκειν (boskein), tuc la "chan nuoi" hoac "chan tha". Theo truyen thong, thuc vat con gom co nghien cuu nam va tao, cac nha nghien cuu đuoc goi lan luot la nha nam hoc va tao hoc; viec nghien cuu ba nhom sinh vat nay van nam trong dien quan tam cua Hoi nghi Thuc vat Quoc te. Ngay nay, cac nha thuc vat hoc nghien cuu khoang 410.000 loai thuc vat tren can, trong so đo 391.000 loai la thuc vat bac cao (bao gom khoang 369.000 loai thuc vat hat kin) va khoang 20.000 loai la reu.
Thuc vat hoc co nguon goc tu thoi tien su duoi vai tro thao duoc, khi con nguoi buoc đau co nhan dang (va sau đo la trong trot) nhung cay co the an, lam thuoc va co đoc, bien no thanh mot trong nhung phan nganh khoa hoc lau đoi nhat. Nhung khu vuon thuoc thoi Trung Co thuong gan lien voi cac tu vien, la noi chua nhung cay co tac dung y hoc. Chung la tien than cua nhung vuon bach thao đau tien gan lien voi cac truong đai hoc, đuoc thanh lap tu nhung nam 1540 tro đi. Mot trong nhung vuon bach thao đau tien la vuon bach thao Padova. Nhung khu vuc nay đa tao đieu kien cho viec cac chuyen gia hoc thuat nghien cuu ve thuc vat. Nhung no luc phan loai va mieu ta bo suu tap nay la buoc khoi đau cho phan loai thuc vat, tu đo ra đoi danh phap hai phan cua Carl Linnaeus vao nam 1753, van con đuoc dung đe đat ten cho tat ca cac loai sinh vat cho toi ngay nay.
Vao the ky 19 va 20, nhung ki thuat moi đa đuoc phat trien đe nghien cuu thuc vat, trong đo gom cac phuong phap nhuom te bao, dung kinh hien vi quang hoc va chup hinh te bao song, kinh hien vi đien tu, phan tich bo nhiem sac the, hoa thuc vat, cau truc va chuc nang cua cac enzyme va protein khac. Trong hai thap nien cuoi the ky 20, cac nha thuc vat hoc đa khai thac nhung ki thuat phan tich di truyen phan tu, gom co he gen, he protein va cac chuoi DNA đe phan loai thuc vat chinh xac hon.
Thuc vat hoc hien đai la mot bo mon đai cuong va đa nganh voi nhung đong gop va hieu biet sau sac tu cac linh vuc khoa hoc va ki thuat khac. Nhung đe tai nghien cuu gom co ba nhom chinhː hinh thai va giai phau thuc vat, sinh ly hoc thuc vat (gom cac qua trinh tang truong va phan hoa, sinh san, hoa sinh va trao đoi chat so cap, cac san pham hoa hoc, phat trien, benh hoc,...) va phan loai thuc vat (bao gom nhieu nganh nhu quan he tien hoa, he thong hoc, đa dang thuc vat,...). Nhung đe tai noi bat trong thuc vat hoc o the ky 21 la di truyen phan tu va di truyen hoc bieu sinh, nghien cuu ve trao đoi chat va kiem soat bieu hien gen trong qua trinh phan hoa cua te bao thuc vat va mo. Nghien cuu thuc vat hoc đuoc ung dung đa dang trong viec cung cap cac nguyen vat lieu va thuc pham thiet yeu nhu go lam nha, dau, cao su, soi va thuoc, trong trong trot, nong nghiep va lam nghiep hien đai, nhan giong, gay giong va ky thuat di truyen, trong tong hop hoa chat, ung dung trong xay dung, san xuat nang luong, trong quan ly moi truong va duy tri đa dang sinh hoc.


Lich su = Thuc vat hoc so khai =

Co bang chung cho thay con nguoi đa su dung thuc vat cach đay 10.000 nam o Thung lung song Little Tennessee, đa so la cui đot hoac thuc pham. Thuc vat hoc khoi nguon duoi dang thao duoc hoc, nganh nghien cuu va su dung thuc vat đe đieu che thuoc. Lich su so khai cua thuc vat ghi lai đuoc gom nhieu tai lieu va phan loai thuc vat co. Nhung vi du ve cac cong trinh thuc vat hoc đau tien đuoc phat hien trong cac van ban co tu An Đo (co nien đai truoc nam 1100 truoc Cong nguyen), thoi Ai Cap co đai, trong cac tai lieu tieng Avesta co va trong nhung tai lieu Trung Quoc đuoc cho la tu truoc nam 221 TCN.
Thuc vat hoc hien đai co nguon goc tu thoi Hy Lap co đai, đac biet lien quan toi Theophrastus (song khoang nam 371–287 TCN); ong la hoc tro cua Aristoteles, nguoi đa phat minh va mieu ta nhieu nguyen ly thuc vat, đuoc đong đao cong đong khoa hoc coi la "Cha đe cua thuc vat hoc". Hai cong trinh chinh cua ong la Historia Plantarum va On the Causes of Plants đa đua ra nhung đong gop quan trong nhat cho nganh khoa hoc thuc vat cho đen thoi Trung Co, tuc gan 17 the ky ve sau.
Mot cong trinh khac ra đoi tu thoi Hy Lap co đai buoc đau tac đong len thuc vat hoc la De Materia Medica, mot cuon bach khoa toan thu gom 5 tap ve thao duoc hoc do bac si kiem nha duoc hoc nguoi Hy Lap Pedanius Dioscorides bien soan vao giua the ky 1. De Materia Medica đa đuoc đon đoc rong rai trong hon 1.500 nam. Nhung đong gop quan trong tu thoi Hoi giao Trung Co gom co Nabatean Agriculture cua Ibn Wahshiyya, Book of Plants (Cuon sach ve thuc vat) cua Abu Hanifa Dinawari (828–896) va The Classification of Soils (Phan loai đat) cua Ibn Bassal. Đau the ky 13, Abu al-Abbas al-Nabati va Ibn al-Baitar (mat nam 1248) đa viet ve thuc vat hoc theo phuong phap co he thong va khoa hoc.
Giua the ky 16, nhung vuon bach thao đuoc thanh lap tai mot so vien đai hoc cua Y. Vuon bach thao Padova (1545) thuong đuoc xem la vuon bach thao đau tien va van nam o vi tri đau tien cua no đen ngay nay. Nhung khu vuon nay tiep tuc ket thua gia tri thuc tien cua "vuon thuoc" thoi so khai (thuong gan lien voi cac tu vien, trong đo thuc vat đuoc dung đe chua benh). Chung thuc đay su phat trien cua thuc vat hoc đe tro thanh mot bo mon hoc thuat. Nhung bai giang ve cac loai cay trong vuon đa ra đoi cung voi muc đich y khoa cua chung. Nhung vuon bach thao đen vung Bac Au muon hon nhieu; vuon đau tien o Anh la Vuon bach thao Đai hoc Oxford vao nam 1621. Trong suot thoi ki nay, thuc vat hoc van phu thuoc chu yeu vao y hoc.
Bac si nguoi Đuc Leonhart Fuchs (1501–1566) la mot trong "ba vi cha đe thuc vat hoc nguoi Đuc", cung voi nha than hoc Otto Brunfels (1489–1534) va bac si Hieronymus Bock (1498–1554) (con co ten la Hieronymus Tragus). Fuchs va Brunfels đa tach khoi truyen thong sao chep nhung cong trinh truoc kia đe thuc hien nhung quan sat nguyen ban cua rieng ho. Bock tao ra he thong phan loai thuc vat cua rieng ong.
Bac si Valerius Cordus (1515–1544) la tac gia cong trinh thao duoc quan trong ve mat thuc vat va duoc hoc mang ten Historia Plantarum vao nam 1544 va mot duoc thu co anh huong lau dai mang ten Dispensatorium vao nam 1546. Nha tu nhien hoc Conrad von Gesner (1516–1565) va nha duoc hoc John Gerard (1545–k.1611) đa cong bo nhieu loai thuc vat, bao gom cong dung chua benh cua chung. Nha tu nhien hoc Ulisse Aldrovandi (1522–1605) đuoc xem la cha đe cua lich su tu nhien cung co nghien cuu ve thuc vat. Nam 1665, nho su dung kinh hien vi đau tien, nha bac hoc Robert Hooke phat hien ra cac te bao (thuat ngu ma ong đat ra) trong cac nut ban, va khong lau sau la trong cac mo thuc vat song.


= Thuc vat hoc can đai =

Trong the ky 18, cac he thong nhan dang thuc vat đuoc phat trien đe đoi chieu voi nhung khoa luong phan, noi cac loai thuc chua ro lai lich đuoc xep vao nhung đon vi phan loai (vi du: ho, chi va loai) bang cach tien hanh mot loat lua chon giua cac cap tinh trang. Su phan loai "nhan tao" va chuoi cac tinh trang trong cac khoa đuoc thiet ke hoan toan chi đe nhan dang (cac khoa chan đoan), hoac co lien he chat che hon voi trat tu phan loai "tu nhien" cua taxa trong nhung khoa tong quat. Đen the ky 18, nhung loai thuc vat moi phuc vu nghien cuu đa đat chan đen chau Au voi so luong ngay cang tang tu nhung quoc gia moi phat hien va vung thuoc đia cua chau Au tren toan the gioi. Nam 1753, Carl von Linne (Carl Linnaeus) xuat ban tac pham Species Plantarum, mot cuon phan loai thuc vat theo thu bac van la nguon tham khao cho danh phap thuc vat hien đai. Tac pham đa đinh hinh nen mot gian đo đat ten hai phan hoac danh phap hai phan chuan hoa, gom phan đau la ten chi con phan thu hai xac đinh cac loai trong chi. Voi muc đich nhan dang, cuon Systema Sexuale cua Linnaeus đa phan thuc vat thanh 24 nhom dua theo so luong co quan sinh duc đuc cua chung. Nhom thu 24 ten la Cryptogamia gom co tat ca cac loai thuc vat mang nhung bo phan sinh san bi an giau, reu, co bien, duong xi, tao va nam.
Nho nang cao kien thuc ve giai phau, hinh thai va cac vong đoi cua thuc vat, cac nha thuc vat hoc nhan ra rang co nhieu điem tuong đong tu nhien giua cac loai thuc vat hon he gioi tinh nhan tao cua Linnaeus. Adanson (1763), de Jussieu (1789) va Candolle (1819) đeu cong bo nhieu he thong phan loai tu nhien thay the, theo đo cac nhom thuc vat đuoc phan loai dua tren nhieu nhom tinh trang hon va đuoc nhieu nguoi ung ho hon. He thong Candolle phan anh nhung hieu biet cua ong  ve su phat trien hinh thai phuc tap va he thong Bentham & Hooker sau nay (giau anh huong toi giua the giua the ky 19) chiu anh huong tu phuong phap cua Candolle. Su kien Darwin cho ra đoi cuon Nguon goc cac loai vao nam 1859 va quan niem cua ong ve to tien chung đa đoi hoi nhung thay đoi voi he thong cua Candolle đe phan anh cac moi quan he tien hoa co điem khac biet so voi net tuong đong ve hinh thai.
Thuc vat hoc co mot buoc tien lon nho su xuat hien cua cuon sach giao khoa "hien đai" đau tien, quyen Grundzuge der Wissenschaftlichen Botanik cua Matthias Schleiden, đuoc xuat ban bang tieng Anh voi nhan đe Principles of Scientific Botany (Nguon goc cua khoa hoc thuc vat) vao nam 1849. Schleiden la mot nguoi su dung kinh hien vi va nha giai phau thuc vat đau tien, ngoai ra ong con la đong tac gia hoc thuyet te bao (voi Theodor Schwann va Rudolf Virchow) va mot trong nhung nguoi đau tien nam đuoc tam quan trong cua nhan te bao ma Robert Brown tung mo ta vao nam 1831. Nam 1855, Adolf Fick đa xay dung cac đinh luat cua rieng ong nham tinh toan toc đo khuech tan phan tu trong cac he sinh hoc.


= Thuc vat hoc hau can đai =

Dua tren thuyet di truyen gen-nhiem sac the bat nguon tu Gregor Mendel (1822–1884), August Weismann (1834–1914) đa chung minh rang di truyen chi xay ra thong qua cac giao tu. Khong co loai te bao nao khac co the truyen đat cac thong tin di truyen. Cong trinh ve giai phau thuc vat cua Katherine Esau (1898–1997) van la nen tang chinh cua thuc vat hoc hien đai. Cac quyen Plant Anatomy (Giai phau thuc vat) va Anatomy of Seed Plants (Giai phau thuc vat co hat) cua ba la nhung cuon sinh hoc cau truc thuc vat quan trong trong hon nua the ky.
Nhung nguoi tien phong cho mon sinh thai hoc thuc vat o cuoi the ky 19 la cac nha thuc vat hoc nhu Eugenius Warming (chu nhan gia thuyet rang thuc vat tao nen cac quan xa) va Christen C. Raunkiær (co van va nguoi ke nhiem Warming), tac gia he thong mieu ta nhung dang song cua thuc vat van đuoc su dung ngay nay. Quan niem cho rang thanh phan cua cac quan xa thuc vat nhu rung la rong on đoi thay đoi boi qua trinh dien the sinh thai la do Henry Chandler Cowles, Arthur Tansley va Frederic Clements phat trien. Clements đuoc ghi cong voi y kien cho rang quan xa đinh cuc la quan xa phuc tap nhat ma mot moi truong co the nuoi duong, con Tansley gioi thieu khai nhiem cua nhung he sinh thai toi sinh quyen. Dua tren cong trinh mo rong truoc đo cua Alphonse de Candolle, Nikolai Vavilov (1887–1943) đa cho ra đoi cac tai lieu ve đia ly sinh hoc, cac trung tam nguon goc va lich su tien hoa cua cac loai thuc vat co gia tri kinh te.

Đac biet ke tu giua thap nien 1960, the gioi đa co nhung buoc tien bo trong von hieu biet ve ban chay vat ly, hoa hoc cua cac qua trinh sinh ly thuc vat nhu thoat hoi nuoc (van chuyen nuoc trong cac mo thuc vat), toc đo bay hoi tu be mat la phu thuoc vao nhiet đo va su khuech tan phan tu hoi nuoc va khi cacbonic thong qua nhung lo ho khi khong. Nhung buoc tien ke tren, cong voi cac phuong phap moi nham đo kich thuoc lo khi khong va toc đo quang hop đa giup mieu ta chinh xac toc đo trao đoi khi giua thuc vat va khong khi. Nhung phat kien moi trong phep phan tich thong ke cua Ronald Fisher, Frank Yates va nhung nha khoa hoc khac tai Tram thi nghiem Rothamsted đa tao đieu kien thuan loi cho thiet ke thi nghiem hop ly va phan tich du lieu trong nghien cuu thuc vat. Viec Kenneth V. Thimann phat hien va nhan dang hormone thuc vat auxin vao nam 1948 đa giup gioi khoa hoc co the đieu chinh su phat trien cua thuc vat bang chat hoa hoc ngoai sinh. Frederick Campion Steward la nguoi tien phong trong ki thuat vi nhan giong va nuoi cay mo thuc vat đuoc đieu hoa boi hormone thuc vat. Auxin nhan tao 2,4-Dichlorophenoxyacetic acid hay 2,4-D la mot trong nhung thuoc diet co tong hop thuong mai đau tien.
O the ky 20, cac ki thuat phan tich hoa huu co hien đai đa đieu khien nhung buoc phat trien trong nganh hoa sinh thuc vat, chang han nhu quang pho, sac ky va đien di. Voi viec tang so luong cac phuong phap tiep can sinh hoc lien quan o quy mo phan tu cua sinh hoc phan tu, gen hoc, protein hoc va chuyen hoa hoc, moi quan he giua bo gen cua thuc vat va hau het nhung khia canh cua hoa sinh, sinh ly, hinh thai va tap tinh cua thuc vat la đoi tuong đuoc phan tich thuc nghiem chi tiet. Khai niem lan đau do Gottlieb Haberlandt chi ra vao nam 1902 rang tat ca te bao thuc vat la "toan nang" (nguyen van "totipotency") va sau cung co the đuoc nuoi cay in-vitro (trong ong nghiem) nham su dung ky thuat di truyen trong thuc nghiem đe loai bo mot hoac nhieu gen chiu trach nhiem cho mot đac tinh cu the, hoac đe bo sung gen nhu GFP chi thi khi mot gen quan tam đang đuoc bieu lo. Nhung cong nghe nay co the cho su dung cong nghe sinh hoc len toan bo thuc vat hoac nhung te bao thuc vat nuoi cay trong cac lo phan ung sinh hoc đe tong hop thuoc tru sau sinh hoc, duoc chat sinh hoc hoac cac thuoc khac, cung nhu ung dung thuc te vao cay trong bien đoi gen đuoc thiet ke cho cac đac tinh nhu cai thien nang suat.
Hinh thai hoc hien đai ghi nhan su thong nhat giua cac loai hinh thai chinh cua re, than (caulome), la (phyllome) va trichome. Ngoai ra, hinh thai chu trong vao chuc nang cau truc. Phuong phap phan loai hien đai nham phan anh va phat hien quan he phat sinh giua cac loai thuc vat. Phat sinh chung loai phan tu hien đai phan lon bo qua nhung đac điem hinh thai, lay cac chuoi trinh tu DNA lam du lieu. Phep phan tich phan tu trinh tu DNA tu phan lon ho thuc vat co hoa đa gop phan ra đoi Nhom phat sinh thuc vat hat kin (Angiosperm Phylogeny Group - APG, xuat ban vao nam 1998) noi ve viec phat sinh cac loai thuc vat co hoa, giai đap nhieu cau hoi ve moi quan he giua cac ho va loai cua nhanh thuc vat nay. Kha nang tren ly thuyet cua mot phuong phap thuc te đe xac đinh cac loai thuc vat va giong thuong mai bang ma vach DNA la chu đe cua nghien cuu hien đai.


Pham vi va tam quan trong Nghien cuu thuc vat rat quan trong boi chung la nen tang cho su song cua hau het sinh vat tren Trai Đat bang cach san sinh ra mot luong lon khi oxy va cung cap thuc an cho con nguoi va cac sinh vat khac, thong qua qua trinh quang hop va tong hop huu co khac cua thuc vat. Thuc vat, tao va vi khuan lam la nhung nhom sinh vat chinh tien hanh quang hop, qua trinh su dung nang luong cua anh mat troi đe bien nuoc va carbon dioxide thanh đuong – co the dung lam nguon nang luong hoa hoc va cac phan tu huu co đuoc su dung trong thanh phan cau truc cua te bao. Hieu ung phu cua quang hop la thuc vat phat tan oxy vao khi quyen, mot loai khi ma hau het moi sinh vat song can đe thuc hien qua trinh ho hap. Ngoai ra, chung co tac đong toi cac chu trinh carbon va nuoc khap đia cau, lam lien ket re cay va on đinh đat, chong xoi mon. Thuc vat co vai tro toi quan trong voi tuong lai cua xa hoi loai nguoi vi chung cung cap thuc an, khi oxy, thuoc va cac san pham cho con nguoi, cung nhu tao ra va giu gin đat.
Trong lich su, moi sinh vat song tung đuoc phan lam đong vat hoac thuc vat, va nganh thuc vat hoc chuyen nghien cuu ve tat ca cac sinh vat song khong phai đong vat. Cac nha thuc vat hoc nghien cuu ca chuc nang lan nhung qua trinh ben trong bao quan, te bao, mo, ca the thuc vat, quan the thuc vat va quan xa thuc vat. O moi muc đo trong so nay, mot nha thuc vat co the quan tam đen phan loai, phat sinh chung loai va tien hoa, cau truc (giai phau va hinh thai), hoac chuc nang (sinh ly hoc) cua đoi song thuc vat.
Đinh nghia chinh xac nhat cua "thuc vat" chi gom co "thuc vat tren can" hay thuc vat co phoi, tuc tinh ca thuc vat co hat (gom ca nganh hat tran va thuc vat co hoa) va thuc vat khong hoa gom cac nganh duong xi, thach tung, reu tan, reu sung va reu. Toan bo gioi Thuc vat, trong đo co thuc vat co phoi hien nay co to tien la tao luc đa bao nguyen thuy. Vong đoi cua chung la su xen ke the he giua cac the luong boi va đon boi. The luong boi huu tinh cua thuc vat co phoi (con goi la the giao tu) nuoi duong bao tu phoi đon boi đang phat trien trong cac mo cua no trong it nhat mot phan vong đoi, tham chi o ca thuc vat co hat (giao tu đuoc nuoi boi bao tu cha me cua no). Cac nha thuc vat hoc con nghien cuu nhung nhom sinh vat khac gom co vi khuan (hien nam trong nganh vi khuan hoc), nam (nam hoc) – bao gom nam tao hinh đia y, tao khong chua diep luc (tao hoc) va virus (virus hoc). Tuy nhien, cac nha khoa hoc thuc vat van danh su chu y cho nhung nhom nay; nam (tinh ca đia y) va sinh vat đon bao quang hop thuong đuoc nhac đen trong cac khoa hoc nhap mon thuc vat hoc.
Nhung chuyen gia co thuc vat hoc đa nghien cuu thuc vat co trong mau hoa thach đe mang lai thong tin ve lich su tien hoa cua thuc vat. Vi khuan lam (sinh vat quang hop thai ra oxy đau tien tren Trai Đat) đuoc xem la đa sinh ra to tien cua thuc vat bang cach tham gia quan he noi cong sinh voi mot sinh vat nhan thuc so khai, sau cung tro thanh luc lap trong te bao thuc vat. Thuc vat quang hop moi (ben canh ho hang tao cua chung) lam tang toc qua trinh phat tan oxy trong khi quyen ma vi khuan lam tung bat đau, thay đoi bau khi quyen co đai chua co oxy, oxy hoa khu roi tao nen bau khi quyen doi dao oxy tu do trong hon 2 ty nam.
Nhung cau hoi quan trong cua thuc vat hoc o the ky 21 la vai tro san xuat chinh cua thuc vat trong chu trinh chuyen hoa cac thanh phan co ban cua su song đia cau: nang luong, carbon, oxy, nito va nuoc, ben canh đo la cach chung ta quan ly thuc vat co the giup giai quyet nhung van đe moi truong cua toan cau nhu quan ly tai nguyen, bao ton, an ninh luong thuc nhan loai, cac loai sinh vat xam lan, co lap carbon, bien đoi khi hau va ben vung.


= Dinh duong cho con nguoi =

Hau nhu moi loai thuc pham thiet yeu đeu bat nguon tu san luong so cap cua thuc vat, hoac gian tiep nho đong vat an chung. Thuc vat va cac sinh vat quang hop khac la co so cua hau het cac chuoi thuc an vi chung su dung nguon nang luong tu mat troi va dinh duong tu đat va khong khi, bien chung thanh dang ma đong vat co the tieu thu. Đay la thu ma cac nha sinh thai hoc goi la bac dinh duong đau tien. Cac dang thuc pham thiet yeu chinh thoi hien đai, chang han nhu hat tef, ngo, gao, lua mi va nhung loai ngu coc khac, cung nhu gai dau, lanh va soi bong đuoc trong đe lay soi la ket qua chon loc nhan tao qua hang nghin nam tu nhung cay trong to tien hoang da kem theo nhung đac tinh con nguoi mong muon nhat.
Nhung nha thuc vat la nguoi nghien cuu cach ma thuc vat cho ra thuc pham va cach tang san luong, vi du thong qua nhan giong cay trong, ho giu vai tro quan trong trong kha nang cung cap thuc an cho the gioi va đam bao an ninh luong thuc cho the he tuong lai. Cac nha thuc vat con nghien cuu co dai (mot van đe noi com trong nong nghiep), benh hoc thuc vat trong nong nghiep va he sinh thai tu nhien. Thuc vat dan toc hoc la nganh nghien cuu moi quan he giua thuc vat va con nguoi. Khi đuoc dung đe nghien cuu ve quan he lich su cua nguoi–thuc vat, thuc vat dan toc hoc co the xem la khao co thuc vat hoc. Mot trong nhung moi quan he cua nguoi-thuc vat ra đoi som nhat phat sinh o cong đong tho dan Canada nham xac đinh thuc vat an đuoc va khong an đuoc. Cac nha thuc vat dan toc hoc cung ghi chep lai moi quan he nay cua tho dan voi thuc vat.


Hoa sinh thuc vat Hoa sinh thuc vat la nganh nghien cuu cac qua trinh hoa hoc do thuc vat su dung. Mot vai trong so nhung qua trinh nay đuoc dung trong chuyen hoa so cap nhu chu trinh Calvin o cac nhom thuc vat C3, C4 va CAM. Nhung qua trinh khac tao ra nhung chat lieu chuyen dung nhu cellulose va lignin dung đe cau truc co the chung va cac san pham thu cap nhu nhua cay va chat thom.

Thuc vat va nhieu nhom sinh vat nhan thuc quang hop khac co cac bao quan đoc nhat goi la luc lap. Luc lap đuoc xem la co nguon goc tu vi khuan lam, thu tao nen moi quan he noi cong sinh voi to tien cua thuc vat va tao co. Luc lap va vi khuan lam chua sac to diep luc a mau xanh duong. Diep luc a (cung nhu sac to ho hang diep luc b trong thuc vat va tao mau xanh la) hap thu anh sang o cac dai mau xanh duong-tim va cam/đo cua quang pho, đong thoi phan xa va truyen đi anh sang xanh la ma chung ta thay la mau đac trung cua cac sinh vat nay. Nang luong trong anh sang đo va xanh duong ma nhung sac to nay hap thu (do luc lap su dung) nham tao nen cac chat carbon giau nang luong tu carbon dioxide va nuoc bang quang hop tao oxy, qua trinh san sinh oxy phan tu (O2) lam san pham phu.

O pha sang, nang luong anh sang ma cac sac to hap thu, đac biet la diep luc a đuoc truyen đi o dang cac electron (va sau đo la gradient proton), qua hang loat cac chat nhan đien tu đen cuoi cung dung đe tao nen cac phan tu ATP va NADPH – chung tam thoi luu tru va van chuyen nang luong. Nang luong cua chung đuoc su dung trong pha toi cua quang hop, chu yeu la trong chu trinh Calvin boi enzyme RuBisCo nham tao ra cac phan tu đuong 3-carbon glyceraldehyde 3-phosphat (G3P). Glyceraldehyde 3-phosphat la san pham đau tien cua quang hop va nguyen lieu tho đe tong hop glucose va hau het nhung phan tu huu co co nguon goc sinh hoc khac. Mot vai glucose chuyen hoa thanh tinh bot va đuoc luu tru trong luc lap. Tinh bot la nguon du tru nang luong đac trung cua hau het thuc vat tren can va tao, trong khi inulin (mot polyme cua fructose) đuoc dung voi muc đich tuong tu trong ho Cuc (Asteraceae). Mot so glucose bi chuyen thanh saccharose (đuong an thong thuong) va van chuyen đi cac phan con lai cua cay.
Khong giong đong vat (thieu luc lap), thuc vat va cac ho hang sinh vat nhan thuc cua chung đa giao nhieu vai tro sinh hoc cho luc lap, bao gom tong hop tat ca acid beo, va đa so amino acid. Nhung acid beo ma luc lap tao ra đuoc su dung cho nhieu muc đich, chang han nhu cung cap nguyen lieu đe xay dung mang te bao va tao ra polyme cutin đuoc tim thay trong lop cutin thuc vat giup bao ve thuc vat tren can khoi mat nuoc. 
Thuc vat tong hop nen mot so polymer đoc đao nhu cac phan tu cellulose, pectin va xyloglucan ma tu đay cau thanh nen vach te bao thuc vat.
Thuc vat co mach tren can tao ra lignin, mot loai polyme dung đe tang cuong vach te bao thu cap cua cac quan bao va mach go, giu chung khong bi đo duoi ap luc cua nuoc khi cay hut nuoc qua chung. Lignin con đuoc su dung trong cac loai te bao khac nhu mo cung, soi go, ho tro cau truc cho cay va la thanh phan chinh cua go. Sporopollenin la mot polyme khang hoa ma gioi khoa hoc tim thay trong vach te bao ngoai cua bao tu va phan hoa, chiu trach nhiem cho su sinh ton cua bao tu thuc vat tren can so khai va phan hoa cua thuc vat co hat trong mau hoa thach. No đuoc nhieu nha nghien cuu xem la dau moc khoi đau cua tien hoa thuc vat tren can trong ky Ordovic. Nong đo carbon dioxide trong khi quyen ngay nay thap hon nhieu so voi khi thuc vat moc lan len đat lien trong cac ky Ordovic va Silur. Ke tu đay, nhieu cay mot la mam nhu ngo, dua va mot so cay hai la mam nhu ho Cuc đa tien hoa them cac con đuong quang hop đoc lap nhu thuc vat CAM va thuc vat C4, nham tranh that thoat san pham quang hop boi ho hap sang trong con đuong co đinh carbon C3 pho bien hon.


= Thuoc va nguyen vat lieu =
Hoa thuc vat la mot phan nganh cua hoa sinh thuc vat chu yeu lien quan đen cac chat hoa hoc ma thuc vat tao ra trong qua trinh trao đoi chat thu cap. Mot so thanh phan dang nay la chat đoc nhu alkaloid coniin tu cay đoc can. Nhung chat khac chang han nhu tinh dau bac ha va tinh dau chanh đeu co ich voi mui thom cua chung đe che thanh huong lieu va gia vi (vi du capsaicin), va lam duoc pham trong y hoc nhu trong nha phien tu cay anh tuc. Nhieu duoc pham va thuoc tieu khien, nhu tetrahydrocannabinol (thanh phan trong can sa), caffein, morphin va nicotin đeu bat nguon truc tiep tu thuc vat. Mot so loai khac la dan xuat đon gian tu cac san pham thuc vat tu nhien. Vi du, chat giam đau aspirin la hop chat ester acetyl cua acid salicylic, luc đau tach ra tu vo cay lieu, va mot luong lon thuoc giam đau co thuoc phien nhu heroin co đuoc nho bien đoi hoa hoc cua morphin lay tu anh tuc. Nhung chat kich thich pho bien bat nguon tu thuc vat, chang han nhu caffein tu ca phe, tra va socola, va nicotin tu thuoc la. Hau het đo uong co con bat nguon tu qua trinh len men cua cac san pham thuc vat giau carbohydrat nhu đai mach (bia), gao (ruou sake) va nho (ruou vang). Nhung nguoi My ban đia đa su dung nhieu thuc vat nhu mot phuong phap chua tri benh tat trong hang nghin nam. Nhung kien thuc ve thuc vat cua nguoi My ban đia đa đuoc cac nha thuc vat dan toc hoc ghi chep lai va chung đuoc chuyen qua cac cong ty duoc pham dung đe kham pha thuoc.
Thuc vat co the tong hop nen nhung sac to va thuoc nhuom huu ich nhu anthocyanin co tac dung tao mau đo cua ruou vang đo, chat tao mau vang va chat nhuom tung lam cung đuoc dung đe che mau xanh la Lincoln, indoxyl – nguon thuoc nhuom cham ma theo truyen thong đe nhuom vai denim, nhung sac to gamboge va cay thien thao cho mau ve cua nghe si. Đuong, tinh bot, soi bong, vai lanh, gai dau cong nghiep, mot vai loai day thung, go va van dam, giay coi va giay thuong, dau thuc vat, sap va cao su tu nhien la nhung vi du ve nhung chat lieu thuong mai quan trong đuoc lam tu mo thuc vat hoac cac san pham thu cap cua chung. Than cui (mot dang carbon nguyen chat lam tu go chung kho) co mot lich su lau đoi nhu mot nhien lieu nau chay kim loai, la chat lieu loc va hap phu, chat lieu ve cua nghe si va mot trong ba thanh phan cua thuoc sung. Cellulose (hop chat polymer huu co doi dao nhat the gioi) co the đuoc chuyen đoi thanh nang luong, nhien lieu, vat lieu va nguyen lieu hoa hoc. Nhung san pham che tu cellulose gom co to nhan tao va giay bong kinh, giay dan tuong, xang butanol va đan sung. Mia, cai dau va đau tuong la mot so loai thuc vat co ham luong đuong hoac dau de len men, dung lam cac nguon nhien lieu sinh hoc, nguon thay the quan trong cho nhien lieu hoa thach nhu diesel sinh hoc. Nguoi My ban đia đa su dung cay co ngot đe xua đuoi con trung nhu muoi. Hoi hoa hoc My ve sau đa phat hien nhung đac tinh xua đuoi bo cua co ngot trong cac phan tu phytol va coumarin.


Sinh thai hoc thuc vat Sinh thai hoc thuc vat la bo mon khoa hoc ve cac moi quan he chuc nang giua thuc vat va sinh canh cua chung – moi truong noi chung hoan thanh vong đoi cua minh. Nhung nha sinh thai hoc thuc vat nghien cuu thanh phan he thuc vat ban đia va khu vuc, tinh đa dang sinh hoc, đa dang di truyen va xac suat, su thich nghi voi moi truong song cua thuc vat, tinh canh tranh hoac tuong tac ho sinh voi cac loai khac. Tham chi mot vai nha sinh thai hoc con dua vao du lieu thuc nghiem tu nguoi ban đia ma cac nha thuc vat dan toc hoc thu thap đuoc. Thong tin nay co the chuyen giao mot luong lon thong tin ve cach vung đat ton tai tu hang nghin nam truoc va no đa thay đoi ra sao trong suot thoi gian đo. Muc tieu cua sinh thai hoc thuc vat la nam đuoc nguyen nhan cua cac mau phan bo, nang suat, tac đong toi moi truong, tien hoa va phan ung cua thuc vat truoc bien đoi moi truong.
Thuc vat phu thuoc vao cac yeu to khi hau va tho nhuong (đat) nhat đinh o moi truong cua chung, song cung co the đieu chinh nhung yeu to nay. Vi du, chung co the thay đoi suat phan chieu cua moi truong, lam tang kha nang chan dong chay mat, lam on đinh đat khoang, phat trien ham luong huu co cua đat va tac đong toi nhiet đo moi truong xung quanh. Thuc vat canh tranh voi cac sinh vat khac đe gianh lay tai nguyen trong he sinh thai cua chung. Chung tuong tac voi đong loai theo nhieu quy mo khong gian trong cac nhom ca the, quan the va quan xa, cung tao nen tham thuc vat chung. Nhung vung mang tham thuc vat đac trung va cac cay chiem uu the cung nhu nhung thanh phan vo sinh va huu sinh, khi hau va đia ly tao nen cac khu sinh hoc nhu đai nguyen hoac rung mua nhiet đoi.
Đong vat an co thi an thuc vat, song thuc vat co the tu phong ve, mot so loai la ky sinh hay tham chi an thit. Nhung sinh vat khac tao nen moi quan he cong sinh co loi voi thuc vat. Vi du, nam re va rhizobia cung cap chat dinh duong cho thuc vat đe đoi lay thuc an, kien bi cay kien (Myrmecophyte) thu hut đe giup bao ve cay, ong mat, doi va cac đong vat khac thu phan cho hoa con nguoi va nhung đong vat khac la vat trung gian phat tan cac bao tu va hat.


= Thuc vat, bien đoi khi hau va moi truong =
Nhung phan ung cua thuc vat voi nhung bien đoi khi hau va moi truong khac co the giup ta hieu ve cach nhung bien đoi nay tac đong len chuc nang va nang suat cua he sinh thai. Vi du, hien tuong hoc thuc vat co the la mot bien đo nhiet đo huu ich trong lich su khi tuong, tac đong sinh hoc cua bien đoi khi hau va am len toan cau. Phan hoa hoc, phep phan tich mo phan hoa hoa thach trong cac tram tich tu hang nghin hoac hang trieu nam truoc cho phep tai tao khi hau cua qua khu. Nhung uoc tinh ve nong đo CO2 trong khi quyen ke tu Đai Co sinh co đuoc tu mat đo khi khong, hinh dang la va kich thuoc cua thuc vat tren can co. Suy giam ozon co the lam thuc vat tiep xuc voi tia buc xa cuc tim-B (UV-B), lam cho 
toc đo phat trien thap hon. Ngoai ra, thong tin tu cac nghien cuu ve quan xa sinh hoc, he thong hoa va phan loai thuc vat la rat can thiet đe nam ro thay đoi cua tham thuc vat, huy hoai moi truong song va nhung loai bi tuyet chung.


Di truyen hoc Su di truyen o thuc vat tuan theo nhung nguyen tac co ban cua di truyen giong nhu o cac sinh vat đa bao khac. Gregor Mendel kham pha ra cac luat di truyen bang viec nghien cuu đac điem di truyen cua kieu hinh cay Pisum sativum (đau Ha Lan). Nhung gi Mendel rut ra tu nghien cuu thuc vat đa mang lai nhung loi ich anh huong sau rong ben ngoai thuc vat hoc. Tuong tu, "gen nhay" đuoc Barbara McClintock phat hien trong luc ba nghien cuu ngo. Tuy nhien, co mot vai net khac biet ve mat di truyen đe phan biet giua thuc vat va nhung sinh vat khac.
Ranh gioi loai o thuc vat co the kem hon o đong vat, va phep lai khac loai thuong de xay ra. Mot vi du đien hinh la bac ha Au, Mentha × piperita, mot phep lai bat thu giua bac ha nuoc va bac ha Mentha spicata. Nhieu giong lua mi trong trot la ket qua cua nhieu phep lai giua va trong loai, giua loai hoang da va cac giong lai cua chung. Thuc vat co hoa luong tinh thuong co co che tu tuong khac hoat đong giua phan hoa va đau nhuy đe cho hat phan khong roi vao đau nhuy hoac khong the nay mam va tao giao tu đuc. Đay la mot trong nhieu cach ma thuc vat su dung đe thuc đay giao phan. O nhieu thuc vat tren can, giao tu đuc va cai đuoc tao ra boi nhung ca the rieng biet. Nhung loai nay đuoc xem la phan tinh khi nhac toi the bao tu cua thuc vat co mach, va luong tinh khi nhac đen the giao tu reu.
Khong giong đong vat bac cao (hiem trinh san), sinh san vo tinh co the xay ra o thuc vat theo nhieu co che khac nhau. Su hinh thanh than cu o khoai tay la mot vi du. Đac biet o nhung moi truong song Bac Cuc hoac nui cao (hiem co hoi đe đong vat thu tinh cho hoa), cay non hoac than hanh co the phat trien thay cho hoa, thay the sinh san huu tinh bang sinh san vo tinh va lam phat sinh nhung quan the vo tinh giong voi bo me ve mat di truyen. Đay la mot trong nhieu loai sinh san vo phoi xay ra o thuc vat. Sinh san vo phoi cung co the xay ra trong hat, tao ra mot hat chua phoi giong bo me ve mat di truyen.
Hau het sinh vat sinh san huu tinh la luong boi voi nhung chiec nhiem sac the ton tai thanh cap tuong đong. Bo nhiem sac the co the sai sot trong qua trinh phan bao. Tinh trang nay co the xay ra som trong qua trinh phat trien phoi tao ra co the tu đa boi hoan toan hoac mot phan, hoac trong cac qua trinh biet hoa te bao thong thuong nham tao ra mot so loai te bao đa boi (the noi đa boi), hoac trong luc hinh thanh giao tu. Mot thuc vat the di đa boi co the ra đoi tu mot phep lai giua hai loai khac nhau va sau đo đuoc đa boi hoa. Ca thuc vat tu đa boi va di đa boi đeu co the sinh san binh thuong, song khong the phoi cheo thanh cong voi quan the bo me vi co su khong tuong thich trong bo nhiem sac the. Nhung thuc vat nay bi cach li sinh san khoi loai bo me du song trong cung khu vuc đia ly, co the đu thanh cong đe hinh thanh mot loai moi. Mot so the đa boi bat thu khac o thuc vat co the van sinh san sinh duong hoac hinh thanh nhung quan the vo tinh gom cac ca the giong het nhau nho hinh thuc sinh san vo phoi o hat. Lua mi cung la mot the di tu boi bat thu, trong khi lua mi thong thuong la mot the di luc boi. Chuoi thuong mai la mot vi du ve the tam boi bat thu khong hat. Cay bo cong anh thong thuong la the tam boi tao cac hat vo tinh. Giong nhu o cac sinh vat nhan thuc khac, di truyen o cac bao quan ty the va luc lap o thuc vat khong theo quy luat di truyen Mendel. Luc lap đuoc di truyen thong qua cay đuc o thuc vat hat tran song thuong qua cay me o thuc vat co hoa.


= Di truyen phan tu =

Mot luong kien thuc moi đang ke ve chuc nang cua thuc vat đen tu nhung nghien cuu ve di truyen phan tu cua thuc vat mo hinh nhu cay cai xoong Arabidopsis thaliana, mot loai co dai nam trong ho Cai (Brassicaceae). Bo gen hoac thong tin di truyen chua trong cac gen cua loai nay đuoc ma hoa boi khoang 135 trieu cap base DNA, tao nen mot trong nhung bo gen nho nhat cua nhom thuc vat co hoa. Arabidopsis la thuc vat đau tien đuoc giai trinh bo gen vao nam 2000. Trinh tu cua mot vai bo gen tuong đoi nho khac la cua lua (Oryza sativa) va Brachypodium distachyon đa bien chung thanh nhung loai mo hinh quan trong đe nghien cuu di truyen, sinh hoc te bao va phan tu cua ngu coc, ho Lua va thuc vat mot la mam noi chung.
Thuc vat mo hinh nhu Arabidopsis thaliana đuoc dung đe nghien cuu sinh hoc phan tu cua te bao thuc vat va luc lap. Ly tuong hon ca, nhung sinh vat nay mang bo gen nho ma gioi khoa hoc biet ro hoac giai trinh tu hoan toan, phat trien nhanh va thoi gian the he ngan. Ngo đa đuoc dung đe nghien cuu cac co che cua quang hop va van chuyen đuong qua mach ray o thuc vat C4. Sinh vat đon bao tao luc Chlamydomonas reinhardtii (du ban than no khong phai thuc vat co phoi) chua diep luc b trong luc lap, sac to nay lien quan đen diep luc a o thuc vat tren can, tro thanh mot đe tai nghien cuu huu ich. Loai tao đo Cyanidioschyzon merolae con đuoc dung đe nghien cuu mot vai chuc nang co ban cua luc lap. Rau chan vit, đau Ha Lan, đau tuong va reu Physcomitrella patens thuong đuoc dung đe nghien cuu sinh hoc te bao thuc vat.
Agrobacterium tumefaciens (mot vi khuan song o not san re cay ho Đau (Fabaceae) trong đat) co the gan vao te bao thuc vat va lay nhiem cho chung bang plasmid Ti mo seo (callus) nho chuyen gen ngang, gay dang nhiem the san (con goi la benh not san). Schell va Van Montagu (1977) đua ra gia thuyet rang plasmid Ti co the la mot vector tu nhien đe đua toi gen nif, thu chiu trach nhiem cho kha nang co đinh đam o not san re cua cay ho Đau va nhung loai thuc vat khac. Ngay nay, bien đoi gen o Ti plasmid la mot trong nhung ki thuat chinh đe đua gen chuyen vao thuc vat va tao ra cay trong bien đoi gen.


= Di truyen hoc bieu sinh =

Di truyen hoc bieu sinh la chuyen nganh nghien cuu nhung thay đoi ve mat di truyen trong bieu hien gen ma khong the giai thich bang nhung thay đoi trong trinh tu DNA co ban nhung lam cac gen cua sinh vat hoat đong (hoac "tu bieu hien") khac nhau. Mot vi du ve su thay đoi bieu sinh la đanh dau gen bang methyl hoa DNA, xac đinh xem lieu chung se đuoc bieu hien hay khong. Bieu hien gen con co the đuoc kiem soat bang nhung protein uc che gan vao trinh tu tat cua DNA va ngan vung ay bieu hien gen. Nhung chi thi cua bieu sinh co the  bi xoa đi hoac them vao DNA trong cac giai đoan cua vong đoi phat trien thuc vat, va chiu trach nhiem cho nhung khac biet giua bao phan, canh hoa va la thong thuong, mac cho thuc te rang chung đeu mang ma di truyen co ban. Nhung thay đoi bieu sinh co the la tam thoi hoac co the duy tri qua nhung lan phan bao lien tiep trong phan đoi con lai cua te bao. Mot vai thay đoi bieu sinh co the xem la he so di truyen.
Nhung thay đoi bieu sinh trong sinh vat nhan thuc co vai tro đieu chinh qua trinh biet hoa te bao. Trong qua trinh phat sinh hinh thai, cac te bao goc toan nang tro thanh nhieu te bao bat tu phoi, tu đo tro thanh cac te bao đa biet hoa hoan toan. Mot noan đuoc thu tinh duy nhat la hop tu cho ra đoi nhieu loai te bao thuc vat khac nhau, gom co mo mem, mach ong cua mach go, ong ray cua mach ray, te bao bao ve cua bieu bi... roi tiep tuc nguyen phan. Qua trinh bat nguon tu hoat hoa bieu sinh cua mot so gen va uc che cac gen khac.
Khong nhu đong vat, nhieu te bao thuc vat, đac biet la te bao cua mo mem khong biet hoa đen cuoi ma van toan nang voi kha nang phat sinh mot cay ca the moi. Nhung truong hop ngoai le gom co te bao hoa go cao, mo cung va xylem chet luc truong thanh, va te bao kem mach ray thieu nhan. Trong khi thuc vat su dung nhieu co che bieu sinh tuong tu đong vat (chang han nhu tai mo hinh hoa chat nhiem sac), mot gia thuyet khac la nhung thuc vat ay thiet lap kieu bieu hieu gen nho su dung thong tin vi tri tu moi truong va cac te bao xung quanh đe xac đinh so phan phat trien cua chung.
Nhung thay đoi bieu sinh co the dan toi can đot bien (khong tuan theo quy luat di truyen Mendel). Nhung dau hieu bieu sinh nay đuoc truyen tu the he nay sang the he ke tiep, mot alen lai gay ra su thay đoi len alen khac.


Tien hoa thuc vat Luc lap cua thuc vat co mot so điem tuong đong ve hoa sinh, cau truc va di truyen so voi vi khuan lam (co ten thong dung nhung khong chuan la "tao lam") va đuoc cho la bat nguon tu moi quan he noi cong sinh giua mot te bao nhan thuc co đai va mot mot dong vi khuan lam.
Tao la mot nhom sinh vat đa nganh va đuoc xep vao gioi Khoi sinh trong he thong Whitaker - Margulis, mot so loai co quan he mat thiet voi thuc vat hon nhung loai khac. Co nhieu đac điem khac biet giua chung nhu thanh phan vach te bao, hoa sinh, sac to, cau truc luc lap va du tru chat dinh duong. Nganh Luan tao (co quan he chi em voi nganh tao luc Chlorophyta) đuoc xem la nganh co to tien cua thuc vat that su. Lop Charophyceae cua nganh Luan tao va phan gioi thuc vat co phoi cua thuc vat tren can cung hinh thanh nen nhom đon nganh hay nhom thuc vat Streptophytina.
Thuc vat khong mach tren can la nhung thuc vat co phoi thieu mo mach xylem va phloem. Chung gom co reu, reu tan va reu sung. Thuc vat co mach Pteridophyte mang xylem va phloem sinh san bang bao tu, nay mam thanh giao tu song đoc lap, tien hoa trong ky Silur va phan thanh nhieu nhanh o cuoi ky Silur va đau ky Devon. Nhung đai dien cua cay thach tung van ton tai cho toi ngay nay. Cho đen cuoi ky Devon, nhieu nhom thuc vat (tinh ca thach tung, la nem va tien hat tran) đa tien hoa đoc lap thanh "đai bao tu" – bao tu cua chung co hai kich thuoc rieng biet, đai bao tu lon hon va vi bao tu be hon. Vi bao tu thuong tieu giam, đai bao tu nguyen phan tao giao tu va đuoc giu lai trong nang bao tu (megasporangia), con co ten la noi bao tu. Hat giong gom co mot nang noi bao tu đuoc bao quanh boi mot hoac hai lop boc ngoai (vo boc). Bao tu non phat trien ben trong hat giong, roi khi hat nay mam se tach ra se giai phong bao tu. Nhung hat giong thuc vat ra đoi som nhat co nien đai tu tang Famenne cua ky Devon gan nhat. Sau khi qua trinh tien hoa cua hat, thuc vat co hat phan thanh nhieu dang, phat sinh mot so nhom nay đa tuyet chung (gom co duong xi hat) cung nhu thuc vat hat tran va thuc vat co hoa hien đai. Thuc vat hat tran sinh ra "hat tran" khong hoan toan boc trong bau; nhung đai dien hien đai gom co cac nganh Thong, lop Tue, Bach qua va lop Day gam. Thuc vat hat kin sinh hat boc trong mot bo phan cua nhuy (bau nhuy). Hien gioi khoa hoc đang tien hanh nghien cuu ve viec phat sinh phan tu cua thuc vat song, duong nhu la dau hieu cho thay thuc vat hat kin la mot nhom chi em voi thuc vat hat tran.


Sinh ly hoc thuc vat Sinh ly hoc thuc vat bao ham toan bo hoat đong noi hoa hoc va vat ly cua thuc vat gan lien voi su song. Nhung hoa chat tong hop đuoc nguyen lieu khong khi, đat va nuoc hinh thanh nen trao đoi chat o thuc vat. Nang luong cua anh mat troi đuoc thu nhan boi qua trinh quang hop oxy va đuoc giai phong boi ho hap te bao la nen tang cua hau het moi su song. Sinh vat quang tu duong, gom co moi thuc vat co sac to xanh, tao va vi khuan lam thu nhan nang luong truc tiep tu anh mat troi bang quang hop. Sinh vat di duong gom co moi đong vat, moi loai nam, moi thuc vat ky sinh hoan toan va vi khuan khong quang hop thu nhan cac phan tu huu co do sinh vat quang tu duong tao ra roi ho hap hoac su dung chung trong viec xay dung cac te bao va mo. Ho hap la qua trinh oxy hoa cac hop chat carbon bang cach phan giai chung thanh nhung phan tu đon gian hon đe giai phong nang luong ma chung tich luy, co ban la nguoc lai voi quang hop.
Cac phan tu di chuyen trong thuc vat theo qua trinh van chuyen chu đong va bi đong o nhieu quy mo khong gian khac nhau. Cac ion, electron va phan tu đuoc van chuyen duoi te bao nhu nuoc va enzym dien ra tren toan bo mang te bao. Chat khoang va nuoc đuoc van chuyen tu re len cac bo phan khac cua thuc vat trong dong thoat hoi nuoc. Khuech tan, tham thau, van chuyen chu đong va dong chay khoi luong la toan bo nhung cach đe van chuyen. Vi du ve dinh duong khoang thuc vat can la nito, phosphor, kali, calci, magnesi va luu huynh. O thuc vat co mach, nhung yeu to nay đuoc re hap thu tu đat duoi dang cac ion hoa tan va van chuyen khap co the thuc vat trong mach go va mach ray. Hau het nhung yeu to ay can thiet cho dinh duong thuc vat xuat phat tu phan huy hoa hoc cua khoang chat trong đat.


= Hormone thuc vat =

Thuc vat khong thu đong, song phan ung cham voi cac tin hieu ben ngoai nhu anh sang, tiep xuc va thuong ton bang cach di chuyen hoac phat trien huong ve phia hoac tranh tac nhan kich thich tuy theo truong hop. Bang chung hien nhien ve tinh nhay cam khi tiep xuc la su đo guc gan nhu tuc thoi cua la chet cay trinh nu, bay con trung cua cay bay kep, chi Nhi can va cac hat phan cua hoa lan.
Gia thuyet cho rang su phat trien va sinh truong cua thuc vat đuoc đieu phoi boi hormone thuc vat hoac cac chat đieu hoa sinh truong thuc vat lan đau noi len vao cuoi the ky 19. Darwin đa thi nghiem ve chuyen đong cua choi va re cay huong ve anh sang va trong luc, ong ket luan: "Hau nhu khong he phong đai khi cho rang đau cua re mam hoat đong nhu bo nao cua mot trong nhung loai đong vat bac thap đieu khien nhieu chuyen đong". Cung luc ay, vai tro cua auxin (tu tieng Hy Lap auxein, tuc la moc len) trong viec kiem soat sinh truong cua thuc vat lan đau do nha khoa hoc nguoi Ha Lan Frits Went chi ra mot cach khai quat. Auxin đau tien đuoc biet toi la acid indole-3-acetic (IAA), co tac dung kich thich tang truong te bao, đuoc co lap tu thuc vat khoang 50 nam ve sau. Hop chat nay co vai tro la trung gian cho nhung phan ung cua re va choi, đinh huong cac co quan nay huong ve phia anh sang hoac trong luc. Gioi khoa hoc phat hien vao nam 1939 rang mo seo cua thuc vat co the phat trien trong moi truong nuoi cay chua IAA, ke đen la quan sat vao nam 1947 cho thay no co the bi kich thich tao nen re va choi bang cach kiem soat tuong quan giua cac nong đo hormone tang truong, đo la nhung buoc tien quan trong trong su phat trien cua cong nghe sinh hoc va bien đoi gen o thuc vat.

Cytokinin la mot loai hormone cua thuc vat co kha nang kiem soat phan bao (đac biet la phan chia te bao chat). Cytokinin tu nhien zeatin đuoc phat hien trong ngo va la mot dan xuat cua purin adenin. Zeatin đuoc tao ra trong re roi van chuyen len choi qua mach go, noi no kich thich phan bao, phat trien choi va nhuom xanh cho luc lap. Nhung gibberellin, chang han nhu acid gibberellic la nhung diterpen đuoc tong hop tu acetyl CoA qua con đuong mevalonat. Chung co lien quan toi viec kich thich nay mam va pha vo su ngu o hat, đieu chinh chieu cao cua cay bang cach kiem soat keo dai chuoi polypeptit cua than va kiem soat su ra hoa. Acid abscisic (ABA) co mat o moi thuc vat tren can ngoai tru nganh reu tan va tong hop tu carotenoid trong luc lap va cac lap the khac. No uc che phan bao, kich thich hat truong thanh, tinh trang ngu va kich thich đong khi khong. No co ten nhu vay vi la vi ban đau ABA đuoc cho la kiem soat su rung (abscission).  Ethylen la mot hormone the khi đuoc tao ra o tat cac mo thuc vat bac cao tu methionin. Ngay nay no đuoc biet toi la hormone noi sinh kich thich hoac đieu chinh qua trinh chin va rung cua trai cay.
Mot loai hormone thuc vat nua la jasmonat, lan đau đuoc co lap ra tu dau cua cay Jasminum grandiflorum co tac dung đieu chinh phan ung voi vet thuong o thuc bang cach kich hoat bieu hien gen can co trong phan ung tinh khang tap nhiem co he thong truoc su tan cong cua mam benh. Ngoai vai tro la nguon nang luong chinh cua thuc vat, anh sang con co chuc nang truyen tin hieu, cung cap thong tin cho cay, vi du nhu cay nhan đuoc bao nhieu anh sang mat troi moi ngay. Tu đo co the dan toi nhung thay đoi thich nghi trong mot qua trinh ten la phat sinh quang hinh thai. Sac to thuc vat la co quan cam quang o thuc vat nhay cam voi anh sang.


Hinh thai va giai phau hoc thuc vat Giai phau hoc thuc vat la chuyen nganh nghien cuu cau truc cua te bao va mo o thuc vat, trong khi hinh thai hoc thuc vat la chuyen nganh nghien cuu hinh dang ben ngoai cua chung. Tat ca thuc vat la sinh vat nhan thuc đa bao, DNA cua chung đuoc bao ve trong nhan. Nhung đac điem cua te bao thuc vat phan biet chung voi te bao cua đong vat va nam gom co vach te bao so cap đuoc cau tao tu cac polysaccharide la cellulose, hemicellulose va pectin, khong bao lon hon so voi khong bao o te bao đong vat nguyen sinh va su hien dien cua lap the voi nhung chuc nang quang hop va sinh tong hop đoc đao (vi du luc lap). Cac lap the khac chua san pham luu tru nhu tinh bot (lap bot) hoac lipid (lap dau). Đac biet, te bao cua nganh streptophyta va te bao thuoc phan nganh tao luc Trentepohliales phan chia bang cach thiet ke the vach ngan giong nhu mot mau đe xay dung tam phan bao muon trong qua trinh phan bao.

Nhung phan nganh cua thuc vat co mach gom co lop Thach tung, nganh Duong xi va thuc vat co hat (thuc vat hat tran va thuc vat co hoa) noi chung co cac tieu he thong duoi long đat va tren mat đat. He choi bao gom than mang la mau xanh luc quang hop va cau truc sinh san. He re chua mach ngam duoi long đat co long re o đau cua chung va thuong thieu diep luc to. Thuc vat khong mach, reu tan, reu sung va reu khong co re that su va cac nganh thuc vat nay đeu tham gia quang hop. Su hinh thanh the bao tu khong trai qua quang hop o reu tan nhung co the quang hop o reu sung va reu.
He re va he choi phu thuoc nhau – he re thuong khong quang hop, phu thuoc su cung cap chat huu co cua he choi, con he choi thuong quang hop va phu thuoc vao nuoc va chat khoang tu he re. Cac te bao o moi he co the tao ra cac te bao o ben con lai va tao ra re hoac choi bat đinh. Than bo va cu la nhung vi du cho thay choi co the moc re. Re co the moc lan toi gan be mat đat (nhu re cua cay lieu), co the tao ra choi va sau cung la cay moi. Trong truong hop mot ben he thong bi mat, ben con lai co the tai moc ben con thieu. Thuc te ca mot cay co the moc tu chi mot la, giong nhu truong hop cua cay tu linh lan, hay tham chi chi mot te bao – co the phan hoa thanh mo seo (mot khoi luong te bao khong chuyen biet) co the phat trien thanh mot cay hoan chinh. O thuc vat co mach, mach go va mach ray la nhung mo dan van chuyen tai nguyen giua re va choi. Re thuong thich nghi đe luu tru thuc an nhu đuong hoac tinh bot, nhu o cu cai đuong va ca rot.
Than chu yeu cung cap dinh duong va nuoc cho la va cac cau truc sinh san, song co the luu tru nuoc o cac thuc vat mong nuoc nhu o xuong rong, thuc an nhu o cu khoai tay, hay sinh san sinh duong nhu o than bo cua cay dau tay hay trong chiet canh. La thu nhan anh mat troi va tien hanh quang hop. Nhung chiec la lon, det, de uon va mau xanh đuoc goi la tan la. Thuc vat hat tran, nhu thong, tue, bach qua va day gam la nhung thuc vat cho ra đoi hat khong đuoc boc trong qua, nen goi la hat tran. Thuc vat co hoa la nhung thuc vat co hat tao hoa va hat đuoc boc trong qua, nen goi la hat kin. Nhung cay go, chang han nhu đo quyen kho va soi thi trai qua mot giai đoan sinh truong thu cap dan toi tang them hai mo: go (mach go thu cap) va vo cay (mach ray va ban). Tat ca thuc vat hat tran va nhieu thuc vat hat kin la cay go. Mot so cay sinh san huu tinh, mot so lai sinh san vo tinh, va mot so khac lai sinh san bang ca hai hinh thuc tren. Mac du nhung quan he toi cac loai hinh thai chinh nhu re, than, la va tum long đeu huu ich, nhung can luu y rang nhung loai nay đuoc lien ket thong qua dang trung gian đe giup ca co the hoat đong lien tuc. Ngoai ra, vi cau truc thuc vat van hanh bang nhung qua trinh, co the xem cau truc la qua trinh hay la cac to hop qua trinh.


Phan loai hoc thuc vat Phan loai hoc thuc vat hoc la phan nganh cua phan loai sinh hoc, lien quan đen pham vi va tinh đa dang cua sinh vat va moi quan he cua chung, cu the nhu đuoc xac đinh boi lich su tien hoa cua chung. Chuyen nganh nay co lien quan toi phan loai sinh hoc, phan loai khoa hoc va phat sinh chung loai hoc. Phan loai sinh hoc la phuong phap ma cac nha khoa hoc thuc vat dung đe chia nhom thuc vat vao cac bac phan loai nhu chi va loai. Phan loai sinh hoc la mot hinh thuc phan loai khoa hoc. Phan loai hien đai khoi nguon tu cong trinh cua Carl Linnaeus, nguoi đa phan nhom cac loai dua theo đac tinh vat ly chung. Ke tu đay nhung nhom nay đa đuoc đieu chinh đe phu hop hon voi quy tac to tien chung cua Darwin – tuc chia nhom sinh vat theo to tien thay cho đac điem ngoai hinh. Trong khi cac nha khoa hoc khong phai luc nao cung nhat tri ve cach phan loai sinh vat, phat sinh chung loai phan tu (lay trinh tu DNA lam du lieu), đa thuc đay nhieu sua đoi phan loai hoc gan đay doc theo cac dong tien hoa va duong nhu tiep tuc hoat đong nhu vay. He thong phan loai chinh co ten la phan loai Linnaeus, gom co cac bac phan loai va danh phap hai phan. Danh phap cua cac sinh vat la thuc vat đuoc ghi he thong hoa trong Luat danh phap quoc te cua tao, nam va thuc vat quoc te (ICN) va do Hoi nghi khoa hoc thuc vat quoc te quan ly.
Gioi thuc vat thuoc vuc sinh vat nhan thuc va đuoc chia nho theo kieu đe quy truoc khi moi loai đuoc phan chia rieng biet. Trat tu phan loai la: Nganh; Gioi; Lop; Bo; Ho; Chi; Loai. Ten khoa hoc cua mot cay đai dien cho chi va cac loai cua chi ay, dan toi chi co mot ten khoa hoc cho moi loai sinh vat tren toan the gioi. Vi du, cay hoa hue ho co ten khoa hoc la Lilium columbianum. Lilium la ten chi, con columbianum la ten loai. Su ket hop ten chi va ten loai tao ra ten khoa hoc cua loai. Khi viet ten khoa hoc cua mot sinh vat, phai viet hoa chu cai đau tien trong ten chi va viet thuong ten loai. Ngoai ra, toan bo thuat ngu thuong đuoc in nghieng (hoac đuoc gach chan neu khong in nghieng).
Lich su tien hoa va di truyen cua mot nhom sinh vat đuoc goi la phat sinh chung loai hoc. Phat sinh chung loai hoc la chuyen nganh nghien cuu phat hien ra cac dang phat sinh chung loai. Cach tiep can co ban la su dung nhung điem tuong đong dua tren tren di truyen chung đe xac đinh cac moi quan he. Lay vi du, loai Pereskia la cay hoac bui cay va co la ro rang. Hien nhien la chung khong he giong mot cay ho Xuong rong trui la nhu Echinocactus. Tuy nhien, ca Pereskia va Echinocactus co gai moc ra tu cac quang gai (nhung cau truc chuyen biet) cho thay rang hai chi thuc su co quan he toi nhau.

Đanh gia cac moi quan he dua tren cac đac tinh chung đoi hoi su can trong, vi thuc vat co the giong nhau thong qua tien hoa hoi tu, trong đo cac đac tinh phat sinh đoc lap. Mot so cay đai kich it la, than tron thich nghi voi moi truong nuoc tuong tu nhu cay xuong rong hinh qua cau, song cac đac tinh nhu cau truc cua hoa la minh chung ro rang hai nhom nay khong co quan he gan voi nhau. Phuong phap mieu ta theo nhanh hoc lay mot cach tiep can phan loai voi cac đac tinh, phan biet giua nhung đac tinh khong mang thong tin ve lich su tien hoa chung – chang han nhu nhung loai đuoc tien hoa rieng biet trong cac nhom khac nhau (homoplasy - tuong đong) hoac nhung loai đuoc truyen lai đac điem tu to tien (plesiomorphies - phan nhanh) - va nhung loai co nguon goc, đuoc truyen lai đac điem đoi moi trong mot to tien chung (apomorphies). Chi nhung đac tinh co nguon goc, chang han nhu cac quang moc gai cua cay xuong rong, moi mang bang chung ve mot to tien chung. Ket qua cua phan tich mieu ta theo nhanh hoc đuoc trinh bay duoi dang bieu đo phan nhanh: nhung bieu đo hinh cay the hien mo hinh phan nhanh va goc re tien hoa.
Tu thap nien 1990 tro đi, cac tiep can chinh đe thiet ke phat sinh chung loai hoc cho thuc vat song đa tro thanh phat sinh chung loai phan tu, tuc su dung cac đac điem phan tu, cu the la trinh tu DNA, thay vi cac đac điem hinh thai nhu su co mat hoac khong co gai va quang. Su khac biet la chinh ma di truyen đuoc dung đe quyet đinh nhung moi quan he tien hoa, thay vi su dung gian tiep thong qua cac đac điem hinh thai do di truyen tao ra. Clive Stace mieu ta phuong phap nay mang "quyen tiep can truc tiep voi co so di truyen cua tien hoa." Lay mot vi du đon gian, truoc khi su dung bang chung di truyen, nam chua đuoc xem la thuc vat hay co quan he gan voi thuc vat hon đong vat khong. Bang chung tien hoa cho thay quan he tien hoa chinh xac cua sinh vat đa bao nhu the hien trong bieu đo duoi đay – nam co quan he gan voi đong vat hon thuc vat.

Nam 1998, Nhom phat sinh loai thuc vat hat kin đa xuat ban cong trinh phat sinh chung loai hoc voi thuc vat co hoa dua tren phep phan tich trinh tu DNA tu hau het ho cua thuc vat co hoa. Nho co cong trinh nay, nhieu cau hoi, vi du nhu ho nao đai dien cho phan nhanh som nhat cua thuc vat hat kin gio đay đa co đap an. Viec tra cuu thuc vat co lien he ra sao voi cac loai khac cho phep cac nha khoa hoc thuc vat nam ro hon ve qua trinh tien hoa o thuc vat. Mac cho nghien cuu thuc vat mo hinh va tang cuong su dung bang chung DNA, cac nha phan loai hoc van đang tien hanh nghien cuu thao luan ve phuong phap phan loai thuc vat thanh cac đon vi chinh xac nhat. Su phat trien cong nghe nhu may tinh va kinh hien vi đien tu đa tang cuong đang ke muc đo nghien cuu chi tiet va toc đo du lieu đuoc phan tich.


Ky hieu thuc vat Mot so it ky hieu hien đang đuoc dung trong nganh thuc vat hoc, trong đo co bao gom hoa thuc va hoa đo. So khac đa loi thoi; vi du, Linnaeus đa su dung cac ky hieu tron đe chi thuc vat than thao, go va thuc vat lau nam. Duoi đay la cac ky hieu hien hanh:

♀ ː cay/hoa đuc
♂ː cay/hoa cai
⚥ ː cay/hoa luong tinh
⚲ ː cay/hoa sinh san sinh duong (vo tinh)
◊ ː cay/hoa gioi tinh khong xac đinh
☉ ː cay hang nam
⚇ ː cay hai nam
☠ ː co đoc
🛈 ː thong tin them
× ːcon lai
+ ː ghep lai


Ghi chu Tham khao = Chu thich =


= Nguon trich dan =


Lien ket ngoai Tu lieu lien quan toi Botany tai Wikimedia Commons
Thuc vat hoc tai Tu đien bach khoa Viet Nam
Botany tai Encyclopædia Britannica (tieng Anh)