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 :  12
 Số lượt truy cập :  23981202
Kỹ thuật mô thực vật cải thiện khả năng chịu hạn và chịu mặn của cây
Thứ sáu, 10-07-2020 | 07:30:55

 

 

Nguồn: CC0 Public Domain.

 

Sau nhiều năm thử nghiệm, các nhà khoa học đã thiết kế cây thale cress, còn gọi là cây Arabidopsis thaliana, giống như loại cây mọng nước, cải thiện hiệu quả sử dụng nước, khả năng chịu mặn và giảm ảnh hưởng của hạn hán. Kỹ thuật mô mọng nước được tạo ra ở thực vật có hoa nhỏ nhưng cũng có thể sử dụng ở những cây trồng khác để cải thiện khả năng chịu hạn và chịu mặn với mục tiêu hướng đến những cây lương thực và năng lượng sinh học.

 

“Mô chứa nước là một trong những cách thích nghi thành công nhất giúp cho cây có khả năng sống sót trong thời kỳ hạn hán kéo dài. Tính trạng này trở nên quan trọng hơn khi nhiệt độ trái đất tăng lên, làm tăng cường độ và thời gian hạn hán trong suốt thế kỷ 21”, John Cushman, giáo sư về sinh hóa và sinh học phân tử ở đại học Nevada, đồng tác giả của một bài báo khoa học về mô thực vật mọng nước được đăng trên tạp chí Plant Journal.

 

Công việc này sẽ được kết hợp với dự án khác của Cushman: tạo ta một tính trạng khác được gọi là chuyển hóa axít crassulacean (CAM), phương thức quang hợp bảo toàn nước có thể được áp dụng cho các cây trồng để tăng hiệu quả sử dụng nước.

 

 “Hai hoạt động thích nghi này hoạt động cùng nhau”, Cushman, đại học Nông nghiệp, Công Nghệ Sinh Học và Tài nguyên Thiên nhiên, nói “Mục tiêu chung của chúng tôi là thiết kế CAM, nhưng muốn làm được việc này có hiệu quả, chúng tôi phải thiết kế giải phẫu lá nhằm có các tế bào lớn hơn để dự trữ axít malic tích tụ ở cây vào ban đêm. Thêm vào đó, các tế bào có kích thước lớn này cũng phục vụ cho việc tích trữ nước để cây vượt qua hạn hán, pha loãng muối và các ion kim loại mà cây hấp thụ, giúp cây chịu mặn tốt hơn”.

 

“Khi cây hấp thụ CO2, nó sẽ được hấp thụ qua các lỗ trên lá, được gọi là khí khổng. Cây mở khí khổng để CO2 đi vào và sau đó CO2 sẽ gắn vào đường và các hợp chất khác nhằm hỗ trợ hầu hết sự sống trên trái đất. Nhưng khi khí khổng mở, không chỉ CO2 đi vào mà hơi nước còn thoát ra và vì thế cây thoát hơi nước để làm mát, một lớn lượng lớn nước bị mất đi”. 

 

Nhóm các nhà khoa học của Cushman đã tạo ra cây Arabidopsis thaliana biến đổi gen với kích thước tế bào tăng lên, kết quả là cây lớn hơn với độ dày lá tăng lên, khả năng trữ nước nhiều hơn và khí khổng mở ít hơn để hạn chế mất nước từ lá do sự biểu hiện quá mức của một gen mà các nhà khoa học gọi là VvCEB1. Gen này liên quan đến thời kỳ mở rộng tế bào của sự phát triển quả mọng ở cây nho dùng sản xuất rượu vang.

 

Các mô mọng nước phụ vụ cho hai mục đích.

 

“Các tế bào lớn có không bào lớn để dự trữ malate vào ban đêm, đóng vai trò là nguồn cacbon để giải phóng và tái cố định CO2, nhờ hoạt động của enzym Rubisco, vào ban ngày sau khi khí khổng đóng, do đó hạn chế sự quang hô hấp và mất nước” Cushman nói. “Và mô mọng nước bẫy CO2 được giải phóng từ quá trình khử caboxyl của malate vì thế CO2 có thể tái cố định hiệu quả hơn bởi enzym Rubisco”.

 

Một trong những lợi ích của sự biểu hiện quá mức gen VvCEB1 là sự cải thiện quan sát hiệu quả sử dụng nước tức thời và kết hợp của cây, tăng lần lượt lên 2,6 lần và 2,3 lần. Hiệu quả sử dụng nước là tỉ lệ cố định cacbon hay tạo ra sinh khối so với tốc độ thoát hơi nước hay lượng nước mất đi của cây. Những cải thiện này tương quan với độ dày của lá hay mô mọng nước, cũng như mật độ khí khổng ít hơn và giảm các khí khổng mở.

 

“Chúng tôi đã thử nghiệm trên nhiều gen nhưng chúng tôi chỉ quan sát kiểu hình đáng chú ý với gen VvCEB1”, Cushman nói. “Thông thường chúng tôi sẽ tiến hành nghiên cứu từ 10 đến 30 dòng gen chuyển độc lập và sau đó chúng sẽ phát triển hai đến ba thế hệ trước khi tiến hành thử nghiệm chi tiết”.

 

Arabidopsis thaliana là cây mô hình tốt cho các nghiên cứu về các quá trình sinh trưởng và phát triển ở thực vật. Đây là loại cây nhỏ giống như cỏ dại có vòng đời ngắn khoảng 6 tuần, phát triển tốt và tạo ra một lượng lớn hạt giống trong điều kiện phòng thí nghiệm.

 

Kỹ thuật mô mọng nước được mong đợi cung cấp một chiến lược hiệu quả để cải thiện hiệu quả sử dụng nước, tránh hạn hán hay suy giảm và tối ưu hóa hiệu suất CAM.

 

Thực vật CAM rất thông minh, chúng đóng khí khổng cả ngày và chỉ mở vào ban đêm khi lượng nước bốc hơi thấp do thời tiết mát mẻ và mặt trời không chiếu sáng, Cushman giải thích. Ý nghĩa của CAM được tìm thấy đó là khả năng bảo toàn nước độc nhất vô nhị của nó. Khi hầu hết thực vật hấp thụ CO2 vào ban ngày, thực vật CAM lại hấp thụ CO2 vào ban đêm.

“Về cơ bản, thực vật CAM có hiệu quả sử dụng nước cao 5 đến 6 lần”, ông ấy nói. “Mô mọng nước liên kết với CAM và các tính trạng thích nghi khác như lớp biểu bì dày hơn và sự tích lũy sáp epicuticular, nghĩa là chúng sẽ giảm sự nóng lên của lá vào ban ngày bằng cách phản chiếu một số ánh sáng chiếu vào lá. Nhiều thực vật CAM thích nghi trên sa mạc cũng có khả năng chịu nhiệt độ cao tốt hơn”.

 

Với dự kiến các sản phẩm nông nghiệp tăng đến 70% để phục vụ dân số ngày càng tăng của con người, dự đoán sẽ đạt 9,6 tỷ người vào năm 2050, Cushman và nhóm nghiên cứu của ông đang theo đuổi các giải pháp về công nghệ sinh học để giải quyết tình trạng thiếu lương thực và năng lượng sinh học trong tương lai.

 

“Chúng tôi dự định chuyển cả hai kỹ thuật mô mọng nước và CAM vào cây trồng. Công việc hiện tại là bằng chứng của khái niệm này”, Cushman nói.

 

Nguyễn Thị Kim Thoa theo Phys.org

Trở lại      In      Số lần xem: 53

[ 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