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
Nông nghiệp 4.0 – Cơ hội cho nông nghiệp Việt Nam

Thống kê truy cập
 Đang trực tuyến :  10
 Số lượt truy cập :  19034204
Duy trì cho cây được nuôi dưỡng – Những hoạt động của hệ thống sao lưu quang hợp
Thứ sáu, 06-07-2018 | 03:59:13

Keeping plants nourished—the workings of a photosynthesis backup system
Sự chuyển hướng, một hệ thống sao lưu, giống như một ánh sáng thí điểm của nguồn mà giữ một ánh sáng tối thiểu thắp sáng để nguồn nhanh chóng bật khi cần thiết. Ảnh: iamNigelMorris (CC BY 2.0)

 

Quang hợp là cách cây trồng “tạo ra thức ăn cho chúng” và cho phần còn lại của hành tinh. Thành phần chính trong công thức đó là carbon. Vì vậy, quá trình thu năng lượng từ mặt trời, mà sau đó được sử dụng để tách cacbon khỏi khí quyển CO2.

 

Tuy nhiên, hành trình từ ánh sáng mặt trời để hành tinh sử dụng không phải là một đường thẳng. Nó còn nhiều hơn một loạt các tuyến đường và đường vòng để dẫn đến đích. Lý do là mọi thứ có thể sai lệch. Thay đổi chất lượng ánh sáng hoặc nó quá khô hoặc quá lạnh. Những sự thay đổi này có thể làm chậm hoặc làm hỏng quang hợp. Thế nên, thực vật có sao lưu để làm việc xung quanh những tình huống này.

 

Các nhà khoa học muốn biết những điều này và để cải thiện việc mở rộng biểu tượng quang hợp. Mục tiêu lớn của hình ảnh là tạo ra các loại cây có năng suất tốt hơn để nuôi sống dân số tăng trưởng nhanh chóng của chúng ta.

 

Hiện nay, các nhà nghiên cứu tại Phòng thí nghiệm nghiên cứu thực vật MSU-DOE (PRL) đã chiếu sáng nhiều hơn một trong những bản sao lưu hỗ trợ quang hợp thông qua các điều kiện khó khăn. Nghiên cứu đã được công bố trên bioRxhiv.

 

Carbon: nhà sản xuất năng lượng của cây trồng

 

Cây trồng giới thiệu carbon vào trong quy trình hấp thụ của chúng thông qua quá trình quang hợp được gọi là biểu tượng bản chính javascript mở rộng: khoảng không (0) Chu trình Calvin-Benson (chuỗi phản ứng hóa học trong chu trình quang hợp). Hàng loạt phản ứng hòa trộn cacbon với các hóa chất khác để tạo ra các hợp chất mới, như tinh bột hoặc đường, giúp cây trồng duy trì và phần còn lại của chuỗi thức ăn.

 

Carbon thực sự là chìa khóa quan trọng để có sự sống trên trái đất.

 

Tuy nhiên, hai trong số năm lần, chu kỳ chọn oxy thay vì carbon dioxide. Đó là sự ngắt quãng, được gọi là mở rộng biểu tượng của sự xử lý oxy, tạo ra các hợp chất mà thực vật không thể sử dụng để phát triển. Thậm chí tệ hơn, nó còn làm chu kỳ tạm dừng.

 

Các cây trồng phải làm sạch các hợp chất này và tái giới thiệu chúng vào chu trình để nó có thể khởi động lại. Nỗ lực chi phí tốn thời gian, năng lượng và đòi hỏi phải di chuyển các hợp chất đến các khu vực làm sạch đặc biệt ở nơi khác trong tế bào.

 

"Chu kỳ Calvin-Benson đã tích hợp sẵn các bản sao lưu để nhanh chóng khởi động lại quy trình bất cứ khi nào nó chậm lại", Tom Sharkey, Giáo sư Đại học Distinguished tại PRL nói. "Cách tốt nhất là một sự chuyển hướng, một loạt các phản ứng phụ giữ một lưu lượng thấp của các sản phẩm carbon trong chu kỳ. Điều đó làm cho chắc chắn chu kỳ khởi động lại càng nhanh càng tốt có thể".

 

Bây giờ, phòng thí nghiệm Sharkey, sử dụng thực vật mà không thể làm sạch các hợp chất được tạo ra bởi oxy hóa, làm sáng tỏ thêm về cách hoạt động chuyển hướng và nó cần năng lượng quang hợp bổ sung để hoạt động như thế nào.

 

Keeping plants nourished—the workings of a photosynthesis backup system

Chu kỳ Calvin-Benson thường xử lý carbon trong khu vực bóng mờ (tối). Một đột biến khiếm khuyết một phần xử lý carbon bên ngoài khu vực. Carbon được tái sử dụng cho khu vực bóng mờ, và sự chuyển hướng (mũi tên màu đỏ trong khu vực bóng mờ) bơm một số của nó trở lại vào chu kỳ. (Hình: phòng thí nghiệm Sharkey)

 

Sự chuyển hướng: Giữ an toàn cho nguồn sản xuất năng lượng cây trồng

 

Một tương tự cho sự chuyển hướng là ánh sáng thí điểm được tìm thấy trong các thiết bị khí cũ hơn. Dòng khí nhỏ này giữ cho ánh sáng được thắp sáng ở mức tối thiểu, để khi khí được cung cấp, lò, máy đun nước nóng hoặc bếp khởi động rất nhanh.

 

"Ánh sáng thí điểm có vẻ như là một sự lãng phí khí đốt", Tom nói. "Nhưng nó phục vụ một chức năng quan trọng bằng cách giữ cho hệ thống sẵn sàng để đi vào hoàn toàn rất nhanh chóng, mà không cần người dùng phải phát hiện một nguồn sáng để thắp sáng".

Tom và hai người khác tại phòng thí nghiệm PRL, Kramer và Hu, sàng lọc cho các cây đột biến có khuyết tật trong các hợp chất làm sạch trộn với oxy. Một đột biến có một lỗ hổng tại một trong những khu vực làm sạch đặc biệt, các thể peroxi.

 

Đột biến làm chậm quá trình làm sạch, khiến cây trồng tích tụ các hợp chất xấu ở mức cao hơn nhiều so với những cây khỏe mạnh.

 

Sự tích lũy đó đã dừng chu kỳ Calvin-Benson. Kể từ khi cây đột biến không thể khởi động lại chu kỳ đúng cách, nó đã tìm thấy một giải pháp thay thế:

 

  1. Cây trồng di chuyển carbon bên ngoài chu trình và vào trong tế bào thực vật;
  2. Nó xử lý một phần carbon theo cách tương tự với những gì diễn ra trong chu kỳ;
  3. Nó đưa carbon vào chu trình thông qua một cửa sau mà mở ra cho tình huống này.
  4. Sự chuyển hướng nắm bắt lấy và sau đó bơm một số carbon đó trở lại vào chu kỳ để giúp khởi động lại nó.

 

Tom nói: "Hoạt động gia tăng của sự chuyển hướng đòi hỏi thêm năng lượng". "Quá trình quang hợp bù đắp bằng việc tạo ra sản phẩm (của ATP) để nuôi sự chuyển hướng và thúc đẩy chu kỳ Calvin-Benson".

 

Bằng cách nào sự chuyển hướng hoạt động trong những điều kiện thực tế

 

Mặc dù đột biến là một ngoại lệ, nó buộc cây trồng phải bộc lộ cách giải quyết khó có thể nhìn thấy ở cây trồng khỏe.

 

Tom nói: “Ở cây khỏe mạnh, chu kỳ Calvin-Benson chỉ hoạt động khi có ánh sáng. "Nhưng trong tự nhiên, có thể có những thay đổi lớn, như di chuyển đám mây, làm cho ánh sáng nhấp nháy và tắt. Trong những tình huống đó, rất dễ dàng để chu kỳ Calvin-Benson thất bại. Chúng tôi nghĩ rằng sự chuyển hướng đóng một vai trò trong việc khởi động lại nó". "Ngày nay, các thiết bị điện tử đã làm cho ánh sáng thí điểm lỗi thời", Tom nói thêm. "Tương tự, một khi chúng ta hoàn toàn hiểu được sự chuyển hướng, có lẽ chúng ta sẽ có thể thay thế nó bằng một hệ thống hiệu quả hơn".

 

Tom kết luận: "Chúng tôi may mắn tại PRL. Dự án này sẽ không diễn ra nếu các phòng thí nghiệm PRL khác không hỏi tôi về chu kỳ Calvin-Benson. Thật bất thường khi có rất nhiều người, chuyên về các bộ phận khác nhau của quang hợp, làm việc cùng nhau dưới một mái nhà. Chúng ta có thể thoát ra khỏi khu vực thoải mái của chúng ta, nói chuyện, và cộng tác trong các dự án nghiên cứu mà nếu không thì không đến”.

 

Nguyễn Thị Quỳnh Thuận theo Phys.org

Trở lại      In      Số lần xem: 64

[ 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