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 :  9
 Số lượt truy cập :  19925689
Sự bùng nổ hoạt động gen vào buổi sáng kích hoạt quá trình ra hoa của cây
Thứ tư, 03-10-2018 | 08:32:55

Cây Arabidopsis thaliana nở hoa bên ngoài dưới ánh sáng tự nhiên

 

Đối với thực vật hạt kín - hoặc thực vật có hoa — một trong những quyết định quan trọng nhất đối với chúng mỗi năm là khi nào ra hoa. Nó không phải là một quá trình sinh học tầm thường. Để ra hoa, cây phải ngừng tăng trưởng và tiến hành tạo ra những cấu trúc sinh sản tiêu tốn nhiều năng lượng mà sẽ truyền lại cho thế hệ tiếp theo.

 

Kiến thức về quá trình này ở cấp tế bào là rất quan trọng để hiểu về cách thức cây trồng phân bổ tài nguyên và sản xuất các thành phần mà chúng quan tâm nhất - bao gồm hạt, củ, lá và quả có ý nghĩa rất nhiều đối với con người và động vật.

 

Trong một bài báo đăng trên tạp chí Nature Plants, một nhóm các nhà nghiên cứu quốc tế đã khám phá ra rằng gen FT - nguyên nhân chính của quá trình biến chuyển sang sự ra hoa vào mỗi mùa xuân - điều gì đó bất ngờ trong cây Arabidopsis thaliana phát triển trong môi trường tự nhiên, với những hàm ý cho các điều kiện sinh trưởng nhân tạo mà các nhà khoa học thường sử dụng trong phòng thí nghiệm. Nhóm nghiên cứu, dẫn đầu bởi giáo sư sinh vật học Đại học Washington, Takato Imaizumi, cho thấy FT có hoạt động cao điểm vào mỗi buổi sáng dẫn đến sự chuyển đổi sang quá trình ra hoa, điều mà trước đây các nhà khoa học chưa từng thấy trong cây Arabidopsis, một cây mô hình được nghiên cứu rộng rãi để tìm hiểu các chi tiết phân tử của quá trình chuyển đổi sang sự ra hoa. Đỉnh điểm buổi sáng hoạt động của FT khiến cây chuyển tiếp sớm hơn từ sinh trưởng thực vật sang ra hoa.

 

Imaizumi, tác giả chính của bài báo cho biết: “Nghiên cứu trước đây về hoạt động FT ở cây Arabidopsis cho thấy đỉnh điểm hoạt động của FT vào buổi tối, không phải buổi sáng”. "Chúng tôi cho thấy rõ ràng rằng có một đỉnh điểm hoạt động của FT vào buổi sáng - và chúng tôi nghĩ rằng chúng tôi biết lý do tại sao đỉnh buổi sáng này đã không được nhìn thấy trước đó trong phòng thí nghiệm nghiên cứu".

 

Nghiên cứu trước đây chỉ nhìn thấy đỉnh điểm hoạt động gen FT vào buổi tối, đã được tiến hành trên cây Arabidopsis trồng trong nhà dưới ánh sáng huỳnh quang. Imaizumi và nhóm của ông - bao gồm các nhà nghiên cứu ở Thụy Sĩ, Scotland, Hàn Quốc và Nhật Bản - đã trồng cây bên ngoài dưới ánh mặt trời.

 

Cây giống Arabidopsis

 

Imaizumi muốn thực hiện thí nghiệm này bởi vì điều kiện mùa hè ở Seattle, nơi mà phòng thí nghiệm của ông, tương tự như các điều kiện phát triển nhân tạo "dài ngày" chuẩn cho sự phát triển của Arabidopsis: 16 giờ ánh sáng và 8 giờ tối.

 

Imaizumi cho biết: “Tôi luôn muốn trồng cây ngoài trời trong điều kiện tương tự như phòng thí nghiệm để đảm bảo rằng những gì chúng ta đang thấy trong phòng thí nghiệm với cây Arabidopsis thực sự là những gì đang diễn ra trong tự nhiên”.

 

Nhóm của ông đã trồng cây Arabidopsis không chuyển gen ở ngoài trời trong năm mùa hè liên tiếp và so sánh chúng với cây trồng trong nhà dưới điều kiện ngày dài nhân tạo. Cây ngoài trời tạo ra ít lá hơn so với cây trong nhà, chỉ ra rằng cây ngoài trời nở hoa sớm hơn. Cả hai cây trồng ngoài trời và trong nhà đều cho thấy hoạt động của gen FT vào buổi tối, nhưng cây trồng ngoài trời cũng cho thấy đỉnh điểm hoạt động FT vào buổi sáng. Họ kết luận rằng các điều kiện sinh trưởng trong nhà, nhân tạo đã bỏ lỡ những phẩm chất quan trọng của điều kiện tự nhiên, loại bỏ sự biểu hiện của gen FT và đặc điểm mà nó chi phối. Khi hoạt động, gen FT tạo ra một protein di chuyển từ lá đến mô phân sinh đỉnh chồi - sự thích hợp của các tế bào gốc trong chồi tạo ra sự phát triển của cây - và chuyển đổi mô phân sinh từ tăng trưởng thực vật thành sự sinh trưởng của hoa.

 

Để xác định sự khác biệt giữa điều kiện phát triển trong nhà và ngoài trời, nhóm của Imaizumi tập trung vào ánh sáng. Các bóng đèn huỳnh quang thường được sử dụng trong nghiên cứu Arabidopsis không phát ra các bước sóng ánh sáng giống như ánh sáng mặt trời. Ví dụ, bóng đèn huỳnh quang tạo ra ít ánh sáng hơn từ các bước sóng đỏ xa. Trong các ô đang phát triển ngoài trời, tỷ lệ ánh sáng bước sóng đỏ đến bước sóng đỏ xa là khoảng 1 - 1, nhưng đối với bóng huỳnh quang tỷ lệ này cao hơn 2, nghĩa là chúng phát ra nhiều ánh sáng đỏ hơn màu đỏ xa. Khi các nhà nghiên cứu thêm một đèn LED màu đỏ xa vào các buồng tăng trưởng trong nhà để bắt chước ánh sáng bên ngoài, cây Arabidopsis sau đó cho thấy một đỉnh điểm hoạt động gen FT vào buổi sáng.

 

Ngoài ra, bằng cách thay đổi nhiệt độ trong các buồng tăng trưởng trong nhà để chu kỳ hàng ngày từ khoảng 16oC đến gần 23oC - hoặc từ 61oF đến khoảng 73oF - hoạt động gen FT buổi tối đã giảm, tương tự như các cây ngoài trời.

 

Cây Arabidopsis mọc bên ngoài trong một mùa hè ở Seattle

 

Gen FT đã được nghiên cứu ở các cây khác, bao gồm một số cây lương thực, cũng cho thấy các đỉnh điểm buổi sáng của biểu hiện gen FT. Nhưng hầu hết các cây trồng thương mại quan trọng là quá nhiều hoặc sự phát triển của nó quá chậm đối trong các nghiên cứu về môi trường kiểm soát nhằm xác định các chi tiết di truyền và tế bào của các tính trạng thực vật. Đó là lý do tại sao Arabidopsis, một loại cỏ dại nhỏ mọc nhanh được sử dụng rộng rãi như một thực vật mô hình thay thế.

 

Phát hiện của nhóm nghiên cứu là một cơ hội để xem xét lại các điều kiện trồng nhân tạo, theo Imaizumi.

 

Imaizumi cho biết: “Arabidopsis đã được nghiên cứu trong nhiều thập kỷ. Các nhà nghiên cứu đã thiết lập điều kiện phát triển trong nhà tốt nhất có thể và truyền đạt lại những điều kiện đó cho các nhà khoa học mà họ đã đào tạo”. "Nhưng chúng ta cần phải thay đổi những điều kiện này để những gì chúng ta tìm thấy trong phòng thí nghiệm phản ánh thiên nhiên chặt chẽ hơn. Nếu chúng ta thấy một sự thay đổi của quá trình ra hoa bằng cách thực hiện những thay đổi nhỏ này, tôi tưởng tượng rằng các đặc điểm khác cũng sẽ thay đổi".

 

Điều quan trọng là kết quả này soi rọi một con đường phía trước cho các nhà nghiên cứu thực vật sử dụng các điều kiện tăng trưởng nhân tạo phản ánh chính xác hơn các điều kiện phát triển tự nhiên.

 

Imaizumi cho biết: “Chúng tôi cho thấy chỉ cần một vài sửa đổi đơn giản là điều kiện trồng nhân tạo, mà các nhà nghiên cứu đang sử dụng trên toàn thế giới, để nghiên cứu trong phòng thí nghiệm trên cây Arabidopsis và nhiều hơn các loại cây khác trở nên chính xác. "Điều này đảm bảo rằng những khám phá được thực hiện trong phòng thí nghiệm sẽ có thể phản ánh chính xác với những gì các quá trình sinh học - ở cấp độ tế bào và phân tử - của thực vật diễn ra trong tự nhiên".

 

Bùi Anh Xuân theo Phys.org

Trở lại      In      Số lần xem: 162

[ 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