|
 Đang trực tuyến :
7 |
|
 Số lượt truy cập :
24017626 |
|
|
|
|
|
Gen thực vật mới được phát hiện có thể tăng lượng hấp thu phốt pho
Thứ năm, 25-06-2020 | 08:15:07
|
|
Các nhà nghiên cứu từ Đại học Copenhagen đã phát hiện ra một gen quan trọng trong thực vật có thể giúp cây trồng tương tác tốt hơn với nấm trong đất - cung cấp cho chúng mạng lưới rễ rộng hơn và giúp chúng hấp thu phốt pho. Khám phá này có tiềm năng gia tăng hiệu quả nông nghiệp và mang lại lợi ích cho môi trường.
Ước tính tại Đan Mạch khoảng 70 phần trăm phân lân được sử dụng trong nông nghiệp được tích lũy trong đất, trong khi chỉ có 30 phần trăm trong số này được thực vật sử dụng.
Theo Quid pro quo – bằng cách nào đó người ta có thể mô tả "cộng đồng thức ăn" mà phần lớn cây trồng có nấm mycorrhizal. Cây trồng cho phép nấm sống giữa rễ của chúng được nuôi sống bằng chất béo và đường. Và đổi lại, nấm sử dụng sợi nấm vươn xa để thu giữ các chất dinh dưỡng quan trọng trong đất cho cây trồng, bao gồm cả phốt pho khoáng quan trọng.
Giờ đây, các nhà nghiên cứu Trường đại học Khoa học Môi trường và Thực vật của Đại học Copenhagen đã phát hiện ra một gen thực vật phi thường, gen CLE53, quy định sự tương tác giữa nấm và cây trồng. Gen này là trung tâm của một cơ chế kiểm soát cách thức thực vật tiếp nhận hoạt động với nấm mycorrhizal. Cuối cùng, kiến thức mới này có thể giúp việc chuyển tải các dinh dưỡng vào sản phẩm thu hoạch được tốt hơn và giảm sử dụng phân bón.
“Các gen tương tự được tìm thấy trong tất cả các loài thực vật, kể cả cây trồng nông nghiệp. Vì vậy, bằng cách biến đổi hoặc tắt gen CLE53 trong cây trồng, nhiều khả năng làm cho cây trồng có liên quan cộng sinh với một loại nấm. Làm như vậy, giúp giảm được nhu cầu phân bón phốt pho, vì thực vật cải thiện khả năng hấp thụ phốt pho từ đất”, trợ lý Giáo sư Thomas Christian de Bang thuộc phòng Khoa học Thực vật và Môi trường giải thích.
Bảy mươi phần trăm phốt pho không đến được cây trồng
Phốt pho rất quan trọng đối với tất cả các loại cây trồng. Tuy nhiên, vấn đề sử dụng phốt pho trong nông nghiệp là lớn hơn rất nhiều so với những gì mà cây trồng có thể hấp thụ được. Ở Đan Mạch, người ta ước tính rằng khoảng 70 phần trăm phân lân tích lũy trong đất được sử dụng trong nông nghiệp, nhưng chỉ có 30 phần trăm trong số đó cây trồng có thể hấp thu được. Khi mưa, nguy cơ một lượng phốt pho tích lũy trong đất sẽ bị thải ra suối, hồ và biển.
Nghịch lý thay, các nhà nghiên cứu đã quan sát thấy rằng khi nồng độ phốt pho trong đất cao, thực vật ít có khả năng tương tác với nấm, có nghĩa là khả năng hấp thụ chất dinh dưỡng của chúng kém hơn.
"Thông qua một loạt các thí nghiệm, chúng tôi đã chứng minh rằng một cây không tạo ra gen CLE53 nếu nó thiếu phốt pho. Tuy nhiên, khi nồng độ phốt pho trong cây cao, hoặc nếu cây đã liên kết với nấm, khi đó mật độ CLE5 tăng.
Nghiên cứu của chúng tôi chứng minh rằng CLE53 có tác động tiêu cực đến khả năng cộng sinh của cây trồng với nấm và giảm quá trình hấp thụ phốt pho một cách hiệu quả nhất ", Thomas Christian de Bang nói.
Yêu cầu phê duyệt CRISPR
Việc chỉnh sửa bộ gen cây trồng là hợp pháp ở một số quốc gia ngoài EU, ví dụ như Trung Quốc, Mỹ, Thụy Sĩ và Vương quốc Anh. Tuy nhiên, trong EU, không có sự chấp nhận chung về các phương pháp chỉnh sửa gen, như CRISPR, để thay đổi thực vật và thực phẩm.
Do đó, phát hiện của các nhà nghiên cứu, trong thời điểm hiện tại, cơ hội sử dụng ở Đan Mạch và EU là kém hơn.
"Người ta có thể sử dụng công nghệ ở các nơi khác trên thế giới và việc bắt đầu sẽ tương đối đơn giản. Tôi đoán là trong vòng năm năm, cây trồng sẽ được thử nghiệm và sàng lọc theo cách mà chúng trở nên liên kết cộng sinh với nấm và hấp thụ nhiều phốt pho hơn. Tại Đan Mạch và EU, cần có sự chấp nhận việc chỉnh sửa gen và một cách tiếp cận sửa đổi các thủ tục phê duyệt cho các loại cây này", Thomas Christian de Bang nói.
Sự thật: 90% loài thực vật có mối quan hệ cộng sinh với nấm mycorrhizal, thường được nói là mở rộng mạng lưới rễ cây, do đó giúp chúng hấp thu đủ phốt pho, nước và các chất dinh dưỡng khác.
Để hưởng lợi từ khả năng của nấm mycorrhizal để chiết xuất phốt pho từ đất, một cây trồng phải cho nó ăn chất béo và đường. Để tránh tiêu tốn quá nhiều năng lượng cho miếng bọt biển, ví dụ, nếu nó đang trải qua mức phốt pho cao hoặc đã bị nấm xâm chiếm, cây có thể tắt sự cộng sinh.
Ước tính ở Đan Mạch các trang trại sử dụng khoảng 30kg phốt pho trên một hecta đất.
Trong số này, khoảng 30 phần trăm tìm đường đến cây trồng, trong khi 70 phần trăm còn lại liên kết với đất.
Khi có mưa, một phần phốt pho tích lũy này bị mất đi qua dòng chảy bề mặt, vào các suối, hồ và biển gần đó. Điều này làm tăng sự phát triển của tảo và có thể giết chết cả thực vật và động vật hoang dã.
Photpho là một nguồn tài nguyên thiên nhiên hữu hạn, cuối cùng có thể sẽ bị cạn kiệt.
Nghiên cứu trước đây đã chỉ ra rằng một cơ chế tương tự tồn tại đối với sự cộng sinh giữa cây họ đậu và vi khuẩn rhizobium. Điều này cũng liên quan đến một gen CLE, mặc dù là một gen khác so với những gì mà các nhà nghiên cứu vừa phát hiện ra.
Nguyễn Bình Duy theo Đại học Copenhagen. |
Trở lại
In
Số lần xem: 77
|
|
[ Tin tức liên quan ]___________________________________________________
|
(56).png "Gen thực vật mới được phát hiện có thể tăng lượng hấp thu phốt pho")
