|
 Đang trực tuyến :
17 |
|
 Số lượt truy cập :
33215791 |
|
|
|
|
|
Tăng cường sự đồng hóa carbon dioxide trong tán lá và hiệu quả sử dụng nước
Thứ ba, 25-08-2020 | 08:10:24
|
|
Các nhà khoa học từ Đại học Illinois quan sát những đặc điểm có thể cải thiện năng suất của đậu đũa (đậu cowpea), một loại cây lương thực chính ở châu Phi cận Sahara. Nguồn: Dự án RIPE.
Cây thường có những tán dày đặc bao gồm nhiều lớp lá - lớp trên có lá non đón nắng nhiều hơn và lớp dưới có lá già che bóng có thể khó cản ánh sáng mặt trời chiếu xuống từ các lớp trên cùng.
Trong một nghiên cứu gần đây được công bố trên tạp chí Food and Energy Security, các nhà khoa học thuộc tổ chức Thực hiện Tăng cường Hiệu quả Quang hợp (RIPE) tìm hiểu mức độ biến đổi tồn tại trong các dòng đậu đũa (cowpea) đa dạng về khả năng hấp thụ ánh sáng và đồng hóa carbon dioxide (CO2) trong khắp tán cây. Thông tin này cuối cùng có thể được sử dụng để thiết kế các tán lá hiệu quả hơn - với khả năng đồng hóa CO2 và hiệu quả sử dụng nước cao hơn nhằm mục đích tăng năng suất.
Đậu cowpea (đậu đũa), thường được gọi là đậu mắt đen ở Hoa Kỳ, là một trong những cây trồng thuần hóa lâu đời nhất trên thế giới, cung cấp thức ăn cho hơn 200 triệu người mỗi ngày. Lisa Ainsworth, nhà nghiên cứu sinh lý thực vật thuộc Bộ Nông nghiệp Hoa Kỳ, Cơ quan Nghiên cứu Nông nghiệp (USDA-ARS) cho biết “Chúng là một loại cây trồng chủ lực ở châu Phi, cung cấp nguồn protein cho người và gia súc, đồng thời phục hồi dinh dưỡng của đất thông qua quá trình cố định nitơ”.
Một nhóm thu thập dữ liệu từ quần thể đậu đũa tại Đại học Illinois. Nguồn: Dự án RIPE.
Nhóm nghiên cứu RIPE đã sàng lọc 50 kiểu gen đậu đũa từ quần thể lai giữa các thế hệ tiên tiến (MAGIC) đa bố mẹ để tìm các đặc điểm kiến trúc tán, quang hợp của tán và hiệu quả sử dụng nước bằng cách sử dụng buồng trao đổi khí trong tán. Buồng này được sử dụng để đo tốc độ thực vật chuyển đổi CO2 trong khí quyển thành carbohydrate làm năng lượng cho sự phát triển.
Tác giả chính Anthony Digrado, nghiên cứu sinh sau tiến sĩ của USDA-ARS tại phòng thí nghiệm Ainsworth đại học Illinois, cho biết “Vì châu Phi cận Sahara là khu vực cho năng suất thấp, nên điều quan trọng là phải phát triển một loại cây trồng năng suất cao có thể dễ dàng trồng ở đó. Điều đó có nghĩa là hiệu quả sử dụng nước cần được xem xét nghiêm túc khi phát triển các giống mới cho các quốc gia châu Phi cận Sahara đang bị thách thức bởi khả năng tiếp cận nguồn nước ở một số khu vực".
Nhóm nghiên cứu đã sử dụng các mô hình Phân tích Thành phần Chính (PCA) để nhóm đầu tiên 50 kiểu gen MAGIC thành 5 kiểu kiến trúc tán chung để nghiên cứu các đặc điểm của cây, bao gồm chỉ số diện tích lá, độ xanh của lá, chiều cao và chiều rộng tán. Phân tích này đưa ra một cái nhìn tổng quan về các đặc điểm, hoặc sự kết hợp của các tính trạng, có thể được sửa đổi để có tác động mạnh nhất đến quang hợp của tán cây nhằm tối đa hóa sự tăng trưởng.
Cấu trúc tán cây đóng góp đến 38,6% phương sai quan sát trong quá trình quang hợp của tán cây. Kết quả cho thấy ở những tán có sinh khối thấp hơn, hạn chế chính đối với quang hợp của tán là diện tích lá. Tuy nhiên, trong các tán sinh khối cao hơn, yếu tố hạn chế chính thay vào đó là môi trường ánh sáng. Những cây có sinh khối cao thì khả năng quang hợp của tán lớn hơn khi các lá ở đỉnh của tán có hàm lượng diệp lục thấp hơn.
Nhìn chung, kiến trúc tán ảnh hưởng đáng kể đến hiệu quả quang hợp của tán và hiệu quả sử dụng nước, cho thấy rằng việc tối ưu hóa cấu trúc tán có thể góp phần nâng cao năng suất cây trồng.
Digrado, người đứng đầu công trình nghiên cứu này tại Viện Sinh học gen Carl R. Woese (IGB) cho biết "Hiệu quả sử dụng nước đề cập đến lượng CO2 được tán cây trồng đồng hóa so với lượng nước bị mất đi bởi tán cây. Lý tưởng cho một loại cây trồng là có thể hấp thụ nhiều carbon mà không bị mất quá nhiều nước".
Quần thể đậu đũa MAGIC mà nhóm sử dụng phù hợp với tiêu chí này cho một loại cây trồng lý tưởng, đặc biệt là một loại cây được trồng trong điều kiện khô hạn của Châu Phi. Tuy nhiên, nghiên cứu về cách kiến trúc tán cây ảnh hưởng đến sự đồng hóa CO2 của tán cây và hiệu quả sử dụng nước trong đậu đũa vẫn tiếp tục khan hiếm.
Theo Digrado, “Vẫn còn nhiều việc phải làm để cải thiện sản lượng đậu đũa và cần nhiều nghiên cứu hơn nữa. Nhưng nghiên cứu này đã xác định sự biến đổi tồn tại có thể được sử dụng để cải thiện năng suất và hiệu quả của một loại cây trồng an ninh lương thực quan trọng".
Đỗ Thị Thanh Trúc theo Phys.org |
Trở lại
In
Số lần xem: 340
|
|
[ Tin tức liên quan ]___________________________________________________
|
(84).png "Tăng cường sự đồng hóa carbon dioxide trong tán lá và hiệu quả sử dụng nước")
(67).png "Tăng cường sự đồng hóa carbon dioxide trong tán lá và hiệu quả sử dụng nước")
