Nghiên cứu giúp cây trồng có thể sống sót sau lũ lụt

Là một phần của sự hợp tác giữa Freiburg, Utrecht ở Hà Lan và các viện khác, Tiến sĩ Sjon Hartman từ Cluster of Excellence CIBSS - Trung tâm Nghiên cứu Tín hiệu Sinh học Tích hợp tại Đại học Freiburg, hiện đã phát hiện ra rằng một phân tử tín hiệu có thể làm cho cây chống ngập úng tốt hơn. Hormone thực vật ở dạng khí ethylene khiến cây trồng chuyển sang một loại hệ thống khẩn cấp giúp cây tồn tại trong điều kiện thiếu oxy trong thời gian ngập lụt. Nhóm nghiên cứu trước đây đã chứng minh rằng ethylene gửi tín hiệu đến cây trồng rằng nó đang ở dưới nước. Xử lý trước các cây thí nghiệm bằng hormone này đã cải thiện cơ hội sống sót của cây. Các kết quả được đăng trên tạp chí Plant Physiology sẽ giúp chống lại tình trạng úng và ngập úng trong nông nghiệp và phát triển các giống cây trồng kháng lũ lụt.

Các loài thực vật khác nhau rất nhiều về khả năng sống sót trong thời kỳ ngập úng. Hartman giải thích: “Trong trường hợp khoai tây, rễ chết sau hai ngày do thiếu oxy. Cây lúa có khả năng chống chịu cao hơn nhiều, có thể tồn tại cả đời trong ruộng ngập nước. Arabidopsis thaliana, một sinh vật mẫu để nghiên cứu thực vật, có thể được sử dụng để nghiên cứu các gien và protein tạo nên sự thích nghi này. Thực vật nhận thấy rằng chúng được bao quanh bởi nước vì khí ethylene mà tất cả các tế bào thực vật tạo ra, không còn có thể thoát ra ngoài không khí. Các nhà nghiên cứu đã chỉ ra điều này trong các nghiên cứu trước đây tại Đại học Utrecht. Các thụ thể trên toàn cây sau đó đáp ứng với sự gia tăng nồng độ của hormone.

Nhóm nghiên cứu đã mô phỏng lũ lụt bằng cách đặt cây con Arabidopsis vào một cái bình chuông mà không có ánh sáng hoặc oxy. Khi cây con trước đó đã tiếp xúc với khí ethylene, các tế bào ở đầu rễ sống sót lâu hơn. Các cây được xử lý đã ngừng sự phát triển của rễ và chuyển sản xuất năng lượng trong tế bào sang quá trình trao đổi chất không có oxy. Ngoài ra, ethylene làm cho các tế bào được bảo vệ tốt hơn để chống lại các gốc oxy có hại tích tụ trong các cây thiếu oxy. Điều này được tiết lộ bằng các phân tích về hoạt động gien và thành phần protein của tế bào.

Tổng hợp lại, những sự sắp xếp lại mà ethylene này kích hoạt sẽ cải thiện khả năng sống sót của thực vật trong và sau khi lũ lụt. Khi hiểu rõ hơn về những con đường truyền tín hiệu này, chúng ta có thể học cách làm cho cây trồng chống chịu lũ lụt tốt hơn để chống lại biến đổi khí hậu

Nguồn: Mard.gov.vn - https://www.mard.gov.vn/Pages/nghien-cuu-giup-cay-trong-co-the-song-sot-sau-lu-lut.aspx