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
Trung Tâm NC Khoai tây, Rau và Hoa, trồng rau Hàn Quốc theo VietGap

Thống kê truy cập
 Đang trực tuyến :  27
 Số lượt truy cập :  26870706
Làm thế nào thực vật cảm nhận phốt phát
Thứ tư, 13-10-2021 | 08:28:45

Thực vật chuyển đổi trạng thái phốt phát (Pi) của chúng - thành InsP8 (phân tử tín hiệu kiểm soát việc thu nhận phốt phát). ITPK1 đóng vai trò quan trọng trong quá trình này bằng cách tạo ra hoặc loại bỏ tiền chất của InsP8 theo những thay đổi phụ thuộc phốt phát trong ATP. Nguồn: Gabriel Schaaf / Đại học Bonn.

 

Một nghiên cứu mới của Đại học Bonn và Viện nghiên cứu Cây trồng và Di truyền Thực vật Leibniz (IPK) đã làm sáng tỏ cơ chế được thực vật sử dụng để theo dõi lượng phốt phát dinh dưỡng có sẵn và quyết định khi nào cần kích hoạt các chiến lược huy động và hấp thụ nhiều phốt phát từ đất. Enzym ITPK1 đóng một vai trò quan trọng trong quá trình này. Các nhà nghiên cứu cũng có thể chỉ ra rằng một nhóm phân tử tín hiệu cụ thể liên quan đến phát hiện phốt phát phản ứng rất nhạy cảm với phốt phát và quy luật này không chỉ diễn ra ở thực vật mà còn ở tế bào của con người. Về lâu dài, kết quả có thể dẫn đến việc lai tạo các giống cây trồng mới cần ít phốt phát hơn. Kết quả nghiên cứu cuối cùng đã được công bố trên tạp chí Molecular Plant.

 

Phốt phát là một khoáng chất cần thiết cho tất cả các cơ thể sống. Hiện nay, nguồn phốt phát trên Trái đất phù hợp để sản xuất phân bón rất hạn chế và không thể tái tạo - các ước tính chỉ ra rằng mỏ phốt phát có thể cạn kiệt trong 300 năm tới. Một vấn đề khác là phốt phát được sử dụng trong nông nghiệp có thể gây ô nhiễm các hệ sinh thái dưới nước như sông, hồ và đại dương. Nguyên nhân là mức độ gia tăng của các chất dinh dưỡng như phốt phát trong nước, được gọi là hiện tượng phú dưỡng, có thể dẫn đến sự phát triển quá mức của tảo và cuối cùng dẫn đến sự cạn kiệt oxy trong các hệ sinh thái này.

 

Do đó, việc giảm lượng phốt phát đầu vào trong nông nghiệp (mà không ảnh hưởng tiêu cực đến sản lượng) sẽ có hai thuận lợi: trữ lượng phốt phát có thể tồn tại lâu hơn và lượng phốt phát có trong các hồ và đại dương ít hơn. Để đạt được điều này, các nhà nghiên cứu đang nghiên cứu các chiến lược để làm cho cây trồng sử dụng phốt phát tiết kiệm hơn. Điều này có nghĩa là thực vật có thể huy động, hấp thụ và tái chế phốt phát nếu cần thiết.

 

Thực vật theo dõi lượng phốt phát của chúng

 

Các cơ chế chính xác được sử dụng bởi thực vật và các sinh vật khác để nhận biết liệu chúng có đủ lượng phốt phát để thực hiện các quá trình tế bào của chúng hay không hoặc nếu chất dinh dưỡng này phải được hấp thụ nhiều hơn từ đất thì phần lớn vẫn chưa được biết đến. Trong những năm gần đây, các nhà khoa học đã phát hiện ra rằng thực vật không cảm nhận được phốt phát trực tiếp mà là gián tiếp thông qua phân tử truyền tín hiệu InsP8, một dạng inositol pyrophosphate. Hay còn gọi là protein SPX giúp làm việc này. Tiến sỹ Ricardo Giehl, Nghiên cứu viên chính từ Viện Nghiên cứu Cây trồng và Di truyền Thực vật cho biết: “Những kết quả này chỉ ra rằng inositol pyrophosphates như InsP8 đóng vai trò như một đại diện cho toàn bộ lượng phốt phát của thực vật”.

 

Tuy nhiên, trước đây vẫn chưa rõ cách thực vật sản xuất InsP8 và tiền chất của nó là InsP7. Để trả lời câu hỏi này, nhóm nghiên cứu tại Đại học Bonn gần đây đã sử dụng một mẹo di truyền: các nhà khoa học sử dụng men làm bánh để biểu hiện các enzym kinase thực vật có liên quan, tức là các enzym có thể chuyển một dư lượng phốt phát từ ATP, "năng lượng" của tế bào, đến các chất nền khác. Với cách tiếp cận này, họ đã xác định ITPK1 là một enzym kinase InsP6 giả định để thiết lập các phân tử tín hiệu quan trọng trong chuyển động.

 

Trong nghiên cứu mới, các nhà khoa học chỉ ra rằng enzyme ITPK1 thực sự hoạt động như một kinase InsP6 chức năng trong thực vật và tạo ra 5-InsP7, tiền chất trực tiếp của InsP8. Các nhà nghiên cứu cũng có thể chỉ ra rằng quá trình tổng hợp inositol pyrophosphate phản ứng rất nhạy cảm với phốt phát và quy luật này không chỉ diễn ra ở thực vật (bao gồm cả rêu) mà còn ở tế bào người.

 

Theo Esther Riemer từ Viện Khoa học Cây trồng và Bảo tồn Tài nguyên (INRES) tại Đại học Bonn, tác giả đầu tiên của nghiên cứu giải thích vì chất inositol pyrophosphate rất không bền, nhóm nghiên cứu chỉ có thể phát hiện chúng trong thực vật sau khi phát triển một phương pháp thực nghiệm cách đây vài năm. Tiến sỹ Ricardo Giehl cho rằng: “Tùy thuộc vào trạng thái năng lượng tế bào và do đó gián tiếp cũng dựa vào lượng phốt phát có sẵn, ITPK1 có thể bắt đầu tổng hợp InsP8, ức chế sự thu nhận phốt phát hoặc tổng hợp ATP, cuối cùng tắt tín hiệu InsP8, do đó kích hoạt sự huy động phốt phát và hấp thụ”.

 

Với sự trợ giúp của một phương pháp phổ khối mới được phát triển bởi nhóm nghiên cứu do GS. TS. Henning Jessen từ Viện Hóa học Hữu cơ thuộc Đại học Freiburg phát triển, các nhà khoa học cũng đã xác định được các dạng mới của inositol pyrophosphat thực vật. Esther Riemer cho biết: “Chúng bao gồm đồng phân 4/6-InsP7. Mặc dù chúng ta vẫn chưa biết chất này làm gì trong thực vật, nhưng dạng inositol pyrophosphat này dường như không tham gia vào việc điều chỉnh các phản ứng thiếu hụt phốt phát”.

 

Hướng tới sản xuất cây trồng bền vững

 

Giáo sư, Tiến sỹ Gabriel Schaaf từ INRES tại Đại học Bonn cho biết: “Kết quả của nghiên cứu này và các nghiên cứu trước đây có tác dụng sâu rộng đối với sự hiểu biết của chúng ta về cách sinh vật cảm nhận được sự thiếu hụt phốt phát và phản ứng sinh lý được tạo ra như thế nào tùy thuộc vào tình trạng năng lượng. Nghiên cứu của chúng tôi cung cấp các mục tiêu và mở ra hướng đi với các phương pháp nhân giống mới, chẳng hạn như chỉnh sửa gen, có thể được sử dụng để tăng hiệu quả sử dụng phốt phát, do đó góp phần vào sản xuất cây trồng thân thiện với môi trường và tiết kiệm tài nguyên hơn".

 

Đỗ Thị Thanh Trúc theo Phys.org

Trở lại      In      Số lần xem: 46

[ 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