Chào mừng Quý độc giả đến với trang thông tin điện tử của Viện Khoa học Kỹ thuật Nông nghiệp miền Nam

Tin nổi bật
Thành tích

Huân chương Ðộc lập

- Hạng 1 - Hạng 2 - Hạng 3

Huân chương Lao động

- Hạng 1 - Hạng 2 - Hạng 3

Giải thưởng Nhà nước

- Nghiên cứu dinh dưởng và thức ăn gia súc (2005)

- Nghiên cứu chọn tạo và phát triển giống lúa mới cho xuất khẩu và tiêu dùng nội địa (2005)

Giải thưởng VIFOTEC

- Giống ngô lai đơn V2002 (2003)

- Kỹ thuật ghép cà chua chống bệnh héo rũ vi khuẩn (2005)

- Giống Sắn KM 140 (2010)

Trung tâm
Liên kết website
lịch việt
Thư viện ảnh
Video
Triển vọng giống đậu nành HLĐN910 trên đất trồng tiêu

Thống kê truy cập
 Đang trực tuyến :  13
 Số lượt truy cập :  23076500
Cách thức cây trồng vận dụng môi trường đất để đảm bảo nguồn cung cấp dinh dưỡng rẻ, ổn định
Thứ tư, 05-02-2020 | 08:33:26

Sinh viên Ilenne Del Valle đại học Rice đang giới thiệu các mẫu đất. Ảnh: Jeff Fitlow / Đại học Rice.

 

Các nhà nghiên cứu cùa Đại học Rice, chương trình sinh lý và sinh học tổng hợp, đã trình bày chi tiết cách thức thực vật kêu gọi chất dinh dưỡng, sử dụng vi khuẩn có ích để vận chuyển các chất dinh dưỡng này.

 

Báo cáo của họ trong tạp chí Science Advances cho thấy cách thức thực vật nhận biết môi trường xung quanh và khi cần thiết chúng tạo ra và giải phóng các phân tử được gọi là flavonoid. Những phân tử này thu hút các vi khuẩn xâm nhập vào cây và hình thành các nốt sần nitơ, nơi thức ăn được tạo ra ở rễ của chúng.

 

Khi nitơ xuất hiện ở dạng dễ tiêu, cây trồng không cần phải đòi hỏi. Cây trồng có khả năng cảm nhận sự hiện diện nguồn nitơ giải phóng chậm gần nó và carbon hữu cơ là yếu tố rất quan trọng.

Nhà sinh vật học Caroline Masiello và một đồng tác giả nghiên cứu đã nói: "Đây là một ví dụ tuyệt vời về sự tiến hóa: Cây trồng thay đổi một vài nhóm (oxy/hydro) trong cấu trúc flavonoid và điều này cho phép chúng sử dụng các điều kiện hiện có trong đất để kiểm soát các vi khuẩn trong môi trường".

 

Nhóm Rice, phối hợp với các nhà nghiên cứu tại Đại học Cornell, đã phân tích cụ thể cách flavonoid làm trung gian tương tác giữa cây trồng và vi khuẩn tùy thuộc vào sự hiện diện của carbon phi sinh học. Kết quả nghiên cứu cho thấy sự dư thừa của carbon hòa tan thay vì carbon rắn trong đất làm giảm hiệu quả các tín hiệu flavonoid.

 

Theo các nhà nghiên cứu, hiểu biết cơ chế ảnh hưởng của carbon trong đất đến các tín hiệu này có thể giúp chúng ta thiết lập các tương tác có lợi giữa cây trồng và vi khuẩn và cải thiện đất hiệu quả (chất bổ sung giúp cân bằng sự thiếu hụt trong đất). Cây trồng sử dụng flavonoid như cơ chế bảo vệ chống lại mầm bệnh ở rễ cây và có thể vận dụng carbon hữu cơ mà chúng tạo ra để can thiệp vào mối tương tác giữa vi khuẩn và cây trồng khác trong quá trình cạnh tranh dinh dưỡng.

 

Nhìn chung, hàm lượng carbon hữu cơ cao hơn trong đất làm ức chế tín hiệu flavonoid tới 98%. Một số nghiên cứu cho thấy, gián đoạn tín hiệu giữa cây họ đậu và vi khuẩn dẫn đến sự suy giảm quá trình hình thành các nốt sần nitơ.

 

Ilenne Del Valle (sinh viên tốt nghiệp đại học Rice) bắt đầu công trình nghiên cứu của mình khi cô nhận ra sự khác biệt tinh tế giữa hàng ngàn flavonoid và cách chúng ảnh hưởng đến mối liên hệ giữa cây trồng và vi khuẩn trong đất.

"Chúng tôi đã nghiên cứu cách vi khuẩn tiếp xúc với một đối tượng khác khi làm thay đổi điều kiện đất", Del Valle, đồng tác giả của bài báo với Cornell và Tara Webster, nói. "Câu hỏi tiếp theo là liệu điều này có xảy ra khi vi khuẩn tiếp xúc với cây trồng”.

 

"Chúng tôi hiểu rằng cây trồng điều chỉnh sự cộng sinh với vi khuẩn thông qua các phân tử flavonoid", Ilenne cho biết. "Vì vậy, chúng tôi muốn tìm hiểu làm thế nào flavonoid tương tác với những thay đổi trong đất được sử dụng vào các mục đích khác nhau trong nông nghiệp".

 

 

Nhờ sự hướng dẫn của giáo sư Masiello và nhà sinh vật học tổng hợp Joff Silberg, Ilenne `đã truy cập vào các công cụ từ cả hai ngành để khám phá các cơ chế đằng sau những sự tinh tế đó.

 

"Chúng tôi nảy ra suy nghĩ rằng sẽ có những ảnh hưởng lớn từ than sinh học", Silberg nói. "Than sinh học là loại than được làm ra giúp cải thiện trong ngành nông nghiệp và nó nổi tiếng là ảnh hưởng đến tín hiệu giữa vi khuẩn – vi khuẩn. Nó có nhiều diện tích bề mặt và flavonoid cũng là chất dễ kết dính. Mọi người nghĩ rằng chúng sẽ kết dính với than sinh học.

 

"Thực tế chúng không như vậy. Thay vào đó, chúng tôi thấy rằng carbon hòa tan di chuyển trong nước, trong đất sẽ ảnh hưởng đến các tín hiệu", ông nói. "Nó rất khác với tất cả những mong đợi của chúng tôi".

 

Nhóm Rice và Cornell đã thiết lập các thí nghiệm với đất đồng cỏ, trang trại và rừng và sau đó trộn lẫn ba loại flavonoid có đặc tính hơi khác nhau: naringenin, quercetin và luteolin.

 

Họ đã thấy được những hiệu ứng ấn tượng nhất khi có sự hiện diện của các cacbon hòa tan có nguồn gốc từ thực vật hoặc phân hữu cơ. Cây trồng sử dụng naringenin, một biến thể của flavonoid mang đến vị đắng của bưởi. Luteolin được biểu hiện qua lá và trên nhiều loại rau, nhằm hỗ trợ việc cố định đạm vi sinh vật. Hầu hết chúng bị hạn chế về khả năng tìm kiếm vi khuẩn. Quercetin, cũng được tìm thấy trong các loại thực phẩm như cải xoăn và hành tây đỏ và được sử dụng để phòng chống sâu bệnh.

 

Masiello ghi nhận rằng cây trồng phải trả chi phí cho việc kết nối với các vi khuẩn trong đất.

"Những mối quan hệ cộng sinh này rất tốn kém về mặt trao đổi chất", cô nói. "Cây trồng phải trả một lượng đường cho vi khuẩn mà cây trồng đã tổng hợp được từ quá trình quang hợp và đổi lại vi khuẩn khai thác đất để cung cấp lại chất dinh dưỡng. Cộng sinh vi khuẩn có thể là nhà thầu phụ thực sự đắt tiền, đôi khi chiếm một phần đáng kể trong quá trình quang hợp của cây.

 

"Những gì Ilenne và Tara đã thể hiện là một cơ chế mà qua đó các cây trồng có thể kiểm soát liệu họ có đầu tư vào những cộng sinh đắt tiền hay không", cô nói. "Trong số nhiều loại hợp chất tín hiệu được cây trồng sử dụng cho nhiều mục đích khác nhau, một tín hiệu liên quan đến chất dinh dưỡng không tồn tại khi hàm lượng chất hữu cơ phân giải chậm trong đất ở mức cao.

 

"Điều này tốt cho cây trồng vì chúng không lãng phí quá trình quang hợp để hỗ trợ những vi khuẩn mà cây không cần. Ilenne và Tara cũng đã chỉ ra rằng các tín hiệu được sử dụng cho các mục đích khác được điều chỉnh một chút về mặt hóa học".

 

Các nhà nghiên cứu đã kiểm tra nồng độ flavonoid trong đất bằng sắc ký tiêu chuẩn cũng như cảm biến sinh học khí và huỳnh quang, các vi khuẩn biến đổi gen được giới thiệu vào năm 2016 với sự hỗ trợ của quỹ Keck Foundation. Các vi khuẩn giải phóng một chất khí khi chúng cảm nhận được sự tương tác vi sinh vật đặc trưng tồn tại trong những vật liệu giống như đất.

 

"Cảm biến khí rất hữu ích trong các thí nghiệm giống như trà, thứ mà chúng ta không thể nhận thấy được bằng tín hiệu huỳnh quang", Silberg nói.

 

Nguyễn Bình Duy theo Phys.org

Trở lại      In      Số lần xem: 309

[ Tin tức liên quan ]___________________________________________________
  • Bản đồ di truyền và chỉ thị phân tử trong trường hợp gen kháng phổ rộng bệnh đạo ôn của cậy lúa, GEN Pi65(t), thông qua kỹ thuật NGS
  • Bản đồ QTL chống chịu mặn của cây lúa thông qua phân tích quần thể phân ly trồng dồn của các dòng con lai tái tổ hợp bằng 50k SNP CHIP
  • Tuần tin khoa học 479 (16-22/05/2016)
  • Áp dụng huỳnh quang để nghiên cứu diễn biến sự chết tế bào cây lúa khi nó bị nhiễm nấm gây bệnh đạo ôn Magnaporthe oryzae
  • Vai trò của phân hữu cơ chế biến trong việc nâng cao năng năng suất và hiệu quả kinh tế cho một số cây ngắn ngày trên đất xám đông Nam Bộ
  • Tuần tin khoa học 475 (18-24/04/2016)
  • Vi nhân giống cây măng tây (Asparagus officinalis L.)
  • Thiết lập cách cải thiện sản lượng sắn
  • Nghiên cứu xây dựng hệ thống dự báo, cảnh báo hạn hán cho Việt Nam với thời hạn đến 3 tháng
  • Liệu thủ phạm chính gây nóng lên toàn cầu có giúp ích được cho cây trồng?
  • Tuần tin khoa học 478 (09-15/05/2016)
  • Sinh vật đơn bào có khả năng học hỏi
  • Côn trùng có thể tìm ra cây nhiễm virus
  • Bản đồ QTL liên quan đến tính trạng nông học thông qua quần thể magic từ các dòng lúa indica được tuyển chọn
  • Nghiên cứu khẳng định số loài sinh vật trên trái đất nhiều hơn số sao trong giải ngân hà chúng ta
  • Cơ chế di truyền và hóa sinh về tính kháng rầy nâu của cây lúa
  • Vật liệu bọc thực phẩm ăn được, bảo quản trái cây tươi hơn 7 ngày mà không cần tủ lạnh
  • Giống đậu nành chống chịu mặn có GEN gmst1 làm giảm sự sinh ra ROS, tăng cường độ nhạy với ABA, và chống chịu STRESS phi sinh học của cây Arabidopsis thaliana
  • Khám phá hệ giác quan cảm nhận độ ẩm không khí ở côn trùng
  • Phương pháp bền vững để phát triển cây lương thực nhờ các hạt nano
Designed & Powered by WEBSO CO.,LTD