banner

Giống thực vật chịu hạn có thể thúc đẩy quá trình phát triển của cây trồng sử dụng nước hiệu quả

Các nhà khoa học đến từ phòng thí nghiệm quốc gia Oak Ridge của Bộ Năng lượng đã xác định được một bộ gen chung cho phép các loài thực vật có khả năng chịu hạn sống sót trong điều kiện bán khô hạn có thể đóng một vai trò quan trọng trong công nghệ sinh học và tạo ra cây trồng năng lượng có khả năng chịu được thiếu nước.

plant.jpg
Nhóm đã sử dụng siêu máy tính Titan của phòng thí nghiệm quốc gia Oak Ridge, Mỹ để so sánh bộ gen của hoa Kalanchoë fedtschenkoi (hàng cuối) và lan Phalaenopsis equestris (hàng đầu), cũng như dứa Ananas comosus. Ảnh: Jason Richards/Phòng thí nghiệm Quốc gia Oak Ridge, Phòng Năng lượng Hoa Kỳ
 

Cây trồng phát triển mạnh ở vùng đất khô cằn bằng cách đóng lỗ khí của chúng vào ban ngày để bảo tồn nước và mở lỗ khí vào ban đêm để thu thập CO2. Hình thức quang hợp này, được gọi là quá trình trao đổi acid crassulacean hay CAM, đã phát triển qua hàng triệu năm, tạo thành các đặc tính tiết kiệm nước trong các loài cây như Kalanchoë, lan và dứa.

 

Các nhà khoa học đang nghiên cứu một loạt các cây chịu hạn để tìm ra bí ẩn của quá trình quang hợp CAM. Trong công trình nghiên cứu này, nhóm nghiên cứu đã giải trình tự bộ gen của Kalanchoë fedtschenkoi, một mô hình thực vật mới cho nghiên cứu về quá trình quang hợp CAM vì hệ gene của nó tương đối nhỏ và có khả năng sửa đổi gen.

 

Nhóm nghiên cứu đã tìm hiểu và so sánh bộ gen của K. fedtschenkoi, Phalaenopsis equestris (lan) và Ananas comosus (dứa) bằng siêu máy tính Titan của ORNL.

 

Họ đã xác định được 60 gen thể hiện sự tiến hóa hội tụ ở các loài CAM, bao gồm thay đổi biểu hiện gen vào ban ngày và ban đêm trong 54 gen, cũng như trình tự chuỗi protein trong sáu gen. Cụ thể, nhóm nghiên cứu phát hiện ra một biến thể mới của phosphoenolpyruvate carboxylase, hay còn gọi PEPC. PEPC là enzyme "công nhân" quan trọng chịu trách nhiệm cho việc gắn kết CO2 với axit malic vào ban đêm. Axit malic sau đó được chuyển đổi trở lại thành CO2 để quang hợp vào ban ngày.

 

Xiaohan Yang, một trong các đồng tác giả nghiên cứu, cho biết: "Những thay đổi hội tụ này trong biểu hiện gien và trình tự protein có thể đưa vào cây trồng quang hợp truyền thống, từ đó đẩy mạnh quá trình phát triển của chúng để chúng sử dụng nước hiệu quả hơn.”

 

Sử dụng nước thông minh

 

Sản xuất cây trồng là nơi tiêu thụ nước ngọt lớn nhất thế giới. Nguồn nước sạch đang thu hẹp lại do đô thị hóa, tăng trưởng dân số và thay đổi khí hậu, điều này tạo ra thách thức đối với các môi trường đang phát triển tối ưu.

 

Để giải quyết vấn đề này, quá trình quang hợp CAM biến đổi đưa vào cây lương thực và cây trồng năng lượng có thể làm giảm việc sử dụng nước trong nông nghiệp và tăng khả năng phục hồi của cây trồng khi nguồn nước ít hơn mong muốn.

 

Jerry Tuskan, đồng tác giả và là giám đốc điều hành của Trung tâm Đổi mới Năng lượng Sinh học, cho biết: "Nghiên cứu bộ gen của các thực vật sử dụng nước hiệu quả có thể cung cấp hiểu biết sâu hơn về khả năng sử dụng nước hơi mặn của một thực vật và duy trì sự tăng trưởng ở nhiệt độ cao hơn và lượng nước sạch ít hơn. Nếu chúng ta có thể xác định các cơ chế sử dụng nước hiệu quả thì chúng ta có thể di chuyển đặc điểm này sang các cây trồng nông nghiệp, cung cấp nguồn nước không phải là nước uống làm tưới tiêu cho những cây này và tiết kiệm nước sạch để uống."

 

Thanh Vân - Dostdongnai, theo Eurekalert

Kỹ thuật nông nghiệp

Prev Next

Bệnh sẹo cây cam, quýt

Thứ 6, 21-09-2018 | 01:59:30

Bệnh sẹo cây cam, quýt

Cam, quýt là cây trồng nông nghiệp cho giá trị kinh tế cao. Tuy nhiên, sâu bệnh hại là một trong những yếu tố gây cản trở sản xuất và...

Đọc Tiếp

Kỹ thuật trồng hoa huệ trắng tại đồng bằng sông Cửu Long

Thứ 2, 17-09-2018 | 12:50:11

Kỹ thuật trồng hoa huệ trắng tại đồng bằng sông Cửu Long

Lê Thị Thanh Hiền Trung tâm Khuyến nông tỉnh Vĩnh Long   Trong thời qua, một số nông dân ở đồng bằng sông Cửu Long đã vươn lên thoát nghèo nhờ trồng cây...

Đọc Tiếp

Kỹ thuật trồng cây Bòn Bon Thái năng suất cao, cải thiện kinh tế gia đình

Thứ 2, 10-09-2018 | 01:27:57

Kỹ thuật trồng cây Bòn Bon Thái năng suất cao, cải thiện kinh tế gia đình

Kỹ thuật trồng cây Bòn Bon Thái bằng nhiều phương pháp khác nhau từ giâm, chiết cành hay có thể trồng bằng bầu cây mua sẵn tại các cửa hàng. Bòn...

Đọc Tiếp

Kỹ thuật trồng cây rau cải chíp xanh năng suất và chất lượng tốt nhất

Thứ 3, 04-09-2018 | 12:56:31

Kỹ thuật trồng cây rau cải chíp xanh năng suất và chất lượng tốt nhất

Kỹ thuật trồng cây rau cải chíp tươi tốt, năng suất và chất lượng cao nhất cần áp dụng những quy trình sau. ải chip có tên tiếng Anh là Bok...

Đọc Tiếp

Kỹ thuật trồng cây quýt đường năng suất cao, quả thơm ngon

Thứ 2, 27-08-2018 | 02:17:26

Kỹ thuật trồng cây quýt đường năng suất cao, quả thơm ngon

Kỹ thuật trồng cây quýt đường làm sao cho quả sai, thơm ngon cần phải thực hiện đúng theo quy trình kỹ thuật nếu không sẽ khó có thể thu...

Đọc Tiếp

Video

Liên Kết Websites



Thống kê

Trong ngày
Trong tháng
Lượt truy cập
2064
70685
4244084
Your IP: 54.162.239.233