|
 Đang trực tuyến :
26 |
|
 Số lượt truy cập :
33262708 |
|
|
|
|
|
Làm thế nào mà các loài sinh vật nguyên sinh nhỏ bé có thể chống đỡ nguồn cung cấp thực phẩm của thế giới
Thứ năm, 11-05-2023 | 05:52:45
|
|
Sinh vật nguyên sinh, một lớp rộng lớn của các sinh vật đơn bào bao gồm cả tảo và amip, từ lâu được xem là “catch - all” đối với các loài vi sinh vật khác nhau. Do tính đa dạng và phổ biến của chúng, các sinh vật nguyên sinh đóng vai trò quan trọng trong hầu hết các hệ sinh thái sinh trái đất. Nhưng cho đến gần đây, một trong những vai trò đó vẫn chưa được hiểu rõ.
Một nghiên cứu mới của UConn's Chris Hawxhurst, Leslie M. Shor và Daniel Gage đã làm sáng tỏ cách mà các sinh vật nguyên sinh hỗ trợ sự sinh trưởng ở thực vật: bằng cách đưa các vi khuẩn có ích vào trong hệ thống rễ của chúng. Gần đây, nhóm nghiên cứu đã công bố các phát hiện mới này trên tạp chí Applied and Environmental Microbiology.
Shor cho biết khái niệm “các bà mẹ trong xe tải nhỏ chở những đứa trẻ từ nơi này đến nơi khác” không phải là điều thực sự được chứng minh trước đây. Nghiên cứu của cô ấy tập trung vào hệ sinh thái đất trong nhiều năm, một lĩnh vực mà cô ấy gọi là “sự phức tạp tuyệt vời”.
Dự án này bắt đầu nảy nở từ một thập kỷ trước. Shor và Gage nhận được khoản tài trợ hạt giống từ Quỹ Bill & Melinda Gates vào năm 2014 để nghiên cứu khả năng của các sinh vật nguyên sinh vận chuyển các vi khuẩn có lợi quanh rễ của chúng.
“Đây là lần đầu tiền chúng tôi nhận được tài trợ cho việc xem xét tiềm năng của việc sử dụng các sinh vật nguyên sinh để cố ý trộn lẫn hoặc di chuyển vi khuẩn hay bất kỳ cái gì ở dưới mặt đất”, Shor nói. “Điều đó đã cho chúng tôi cơ hội đầu tiên để xem xét vấn đề này một cách chi tiết hơn”.
Chris Hawxhurst, tiến sỹ kỹ thuật hóa học, đã tham gia dự án này từ năm 2018. Sự hợp tác liên ngành của các nhà nghiên cứu đã đưa ra những giải pháp sáng tạo cho những thách thức trong việc hình dung sự chuyển động của vi sinh vật trong đất.
Phòng thí nghiệm của Gage chuyên về lĩnh vực sinh học đã cung cấp nguyên liệu cho nghiên cứu. Jamie Micciulla và Charles Bridges đã tạo ra các vi khuẩn phát sáng màu đỏ để dễ quan sát. Gage đã phân lập sinh vật nguyên sinh từ sân sau nhà của ông.
Hawxhurst và phòng thí nghiệm của Shor đã cung cấp các kiến thức chuyên môn sâu rộng, chế tạo các thiết bị để nhóm nghiên cứu quan sát sự vận chuyển của vi khuẩn dọc theo rễ đang sinh trưởng trong đất cũng như những chương trình máy tính cần thiết để xử lý hàng nghìn hình ảnh hiển vi kỹ thuật số thành dữ liệu không gian có ý nghĩa.
Các nhà nghiên cứu đã phát hiện ra sự hiện diện của các loài sinh vật nguyên sinh giúp mở ra một hướng nghiên cứu mới về các vi khuẩn có lợi dọc theo hệ thống rễ của cây Medicago truncatula. Hiệu quả của khám phá này đã mở đường cho những nghiên cứu tiếp theo để chứng minh sự đáng tin cậy của các loài sinh vật nguyên sinh trong môi trường nông nghiệp, chẳng hạn như trên các cánh đồng trồng đậu nành.
“Đậu nành là một loại cây trồng chính và chúng dựa trên cùng một loại vi sinh vật cộng sinh mà chúng tôi đã sử dụng, đậu nành cũng có quan hệ gần với cây Medicago”, Gage nói. “Vì thế, một trong những cây trồng quan trọng có thể sử dụng công nghệ này phải có mối liên quan chặt chẽ với những gì chúng tôi đang nghiên cứu”.
Hạt giống thường được nhiễm chủng vi khuẩn có lợi nhằm hỗ trợ sự sinh trưởng và khả năng phục hồi của cây trồng. Các nhà nghiên cứu tin rằng việc tăng cường sự nhiễm vi khuẩn có lợi vào các nang của sinh vật nguyên sinh - giai đoạn nghỉ ngơi ổn định của các loài sinh vật nguyên sinh - có thể tăng hiệu quả của các vi khuẩn nhiễm vào bằng cách đảm bảo chúng đến được nơi mà cây trồng cần nhất.
Gage giải thích: “Các vi khuẩn có lợi này khi được thêm vào hạt giống có lẽ không bao giờ rời khỏi nơi mà chúng được trồng trên đồng ruộng. Chúng sẽ dính chặt vào đấy. Đó là một vấn đề rất, rất lớn”.
“Công nghệ xanh này - không có mầm bệnh, không có DNA tái tổ hợp, tất cả chỉ đơn thuần là sinh học. Nếu những gì tương tự như vậy xuất hiện thì các sản phẩm hạt giống sẽ hiệu quả hơn, thúc đẩy sản xuất nông nghiệp và tăng lợi nhuận cho nông dân. Tôi nghĩ thị trường tiêu thụ là rất lớn”.
Shor cũng lạc quan về cách các sinh vật nguyên sinh có thể giúp thế giới chuyển sang nền nông nghiệp bền vững một cách thuận lợi.
“Chúng tôi đang học kỹ thuật canh tác không xới đất, đất không bị xáo trộn hằng năm nên sẽ bền vững hơn”, Shor nói.
“Điều này cho phép đất giữ lại nhiều carbon hơn, ít carbon trong đất chuyển thành CO2 và thải vào khí quyển. Nhưng để biện pháp canh tác không xới đất có hiệu quả cao, bạn phải có khả năng di chuyển các chất dinh dưỡng trong đất đến rễ cây. Và vì thế, công nghệ vận chuyển thuận tiện là các sinh vật nguyên sinh có lẽ cũng đem lại sự bền vững bằng cách giúp bạn lấy được các chất dinh dưỡng - các vi khuẩn có lợi hay bất cứ thứ gì mà bạn đang bón trên bề mặt đất để giúp cho cây trồng sinh trưởng.
Gage và Shor là một ví dụ thực sự của một nhóm cải tiến: một nhà vi sinh vật học và một kỹ sư đã làm việc cùng nhau để hiểu rõ hơn cách cấu trúc truyền đạt chức năng trong hệ thống đất.
Nguyễn Thị Kim Thoa theo Phys.org |
Trở lại
In
Số lần xem: 356
|
|
[ Tin tức liên quan ]___________________________________________________
|
