Nông nghiệp đã độc chiếm 90% sản lượng nước ngọt toàn cầu nhưng vẫn cần tăng lên đáng kể để nuôi sống và cung cấp nhiên liệu cho dân số ngày càng tăng của thế kỷ này. Theo báo cáo của Nature Communications, lần đầu tiên các nhà khoa học đã cải tiến cách giúp cây trồng chỉ sử dụng 25% lượng nước mà không ảnh hưởng đến sản lượng bằng cách thay đổi biểu hiện của một gen được tìm thấy trong tất cả các loài thực vật.

Làm câm gen VdRGS1 liên quan đến tính kháng bệnh cháy khô Verticillium cây bông vải

Bệnh do nấm Verticillium làm cháy khô cây bông (VW) có sức tàn phá rất cao cây trồng này. Tuy nhiên, có rất ít nguồn gen kháng có trong ngân hàng gen cây bông. Số lượng công trình nghiên cứu lĩnh vực này đã tăng lên, cho thấy kỹ thuật áp dụng RNA interference (RNAi) cây chủ, làm câm gen, kỹ thuật có thuật ngữ là HIGS (host-induced gene silencing) tỏ ra vô cùng hiệu quả trong cải tiến tinh kháng bệnh nhờ làm câm những gen cần thiết cho nội dung phát sinh bệnh (pathogenicity).

Trong một nghiên cứu mới xuất bản trên tạp chí Nature Plants ngày 19.2, các nhà khoa học trường đại học Sheffield (Anh) đã đề xuất ý tưởng bổ sung đá silicat vào đất nông nghiệp để gia tăng sản lượng cây trồng, trong khi hạn chế phát thải khí CO2. Các nhà khoa học giải thích, việc gia tăng sản lượng mùa vụ là do đá silicat giúp bảo vệ cây trồng chống lại sâu bệnh và bệnh tật, đồng thời cải thiện cấu trúc và tình trạng màu mỡ của đất.

Phân bón nitơ (sử dụng đưới dạng nitrate, NO₃^- hoặc ammonium, NH₄⁺) cải thiện số lượng hạt được sản xuất trên một hecta, nhưng việc chảy tràn và sự bốc hơi của nitơ làm ô nhiễm nước và không khí. Sản xuất phân bón nitơ cũng sử dụng nhiên liệu hóa thạch. Các loại ngũ cốc chủ yếu như gạo và lúa mì chỉ sử dụng khoảng 40% lượng phân bón đưa vào - phần còn lại bị mất đi vào không khí, nước và vi sinh vật đất. Việc sử dụng phân bón hoá học sẽ làm chậm sự ra hoa, làm cho cây trồng dễ bị ảnh hưởng bởi thời tiết lạnh cuối mùa, có thể tạo ra hạt lép.

PROTEIN SnRK1 (Sucrose non-fermenting-1-related protein kinase-1) thuộc họ protein kinases bảo thủ và có tính chất tiến hóa vớ`I nhiều dạng đồng phân (orthologs) trong sinh vật bậc cao (eukaryotes), từ men (yeasts: SnF1) đến sinh vật thuộc lớp có vú (AMP-Activated kinase). Những kinases như vậy rất nhạy cảm với sự thiếu năng lượng do những hạn chế về nguồn dinh dưỡng hoặc do bị stress và kết hợp với những sự kiện thích nghi vô cùng thiết yếu để sinh vật duy trì được sự kiện “homeostasis” về năng lượng và sống sót.

Hoa oải hương từ lâu đã nổi tiếng nhờ hương thơm và dầu chiết xuất từ hoa có mùi thơm rất dịu. Soheil Mahmoud, giáo sư sinh học tại phân hiệu Okanagan của Đại học UBC (University of British Columbia), đang nghiên cứu các hợp chất hữu cơ trong thực vật, đặc biệt là hoa oải hương để tạo ra các loại thuốc trừ sâu tự nhiên.

Các chuyên gia thuộc Khoa Dược và Trường Kỹ thuật Nông nghiệp cao cấp (Escuela Técnica Superior de Ingeniería Agronómica - ETSIA) của Đại học Seville đã công bố một nghiên cứu cho thấy rằng khi giảm 50% lượng nước dùng để trồng cây cà chua bi thì các sản phẩm không chỉ duy trì chất lượng, cả về mặt thương mại và dinh dưỡng, mà còn làm tăng hàm lượng carotenoid, các hợp chất có lợi ích lớn trong ngành chế biến thực phẩm.

Một số cây trồng che phủ, chẳng hạn như cây đậu lăng lông (hairy vetch) hoặc lúa mạch đen (cereal rye) không được trồng để ăn. Thay vào đó, chúng giữ dinh dưỡng bao gồm đạm từ các vụ mùa trước, không khí và đất. Khi cây che phủ phân hủy, các chất dinh dưỡng này được phóng thích. Cây trồng thương mại chẳng hạn như bắp hoặc đậu nành được trồng sau đó có thể sử dụng các chất dinh dưỡng này để phát triển và tăng trưởng.

Knockdown gen GmFAD2-1B bằng kỹ thuật RNAi để cải tiến phẩm chất dầu đậu nành

Dầu đậu nành có chứa khoảng 20% oleic acid và 63% các acid béo không bảo hòa, điều này làm cho sự ổn định về ô xi hóa rất kém (poor oxidative stability). Gia tăng hàm lượng oleic acid trong hạt đậu nành có thể cải thiện được tính ổn định này giúp cho sức khỏe người dùng dầu đậu nành tốt hơn. Enzyme FAD2 (Endoplasmic reticulum-associated delta-12 fatty acid desaturase 2) là enzyme chủ chốt có chức năng chuyển hóa những tiến chất của oleic acid biến thành linoleic acid trong chu trính biến dưỡng sinh tổng hợp lipid.