Lúa là loại cây trồng duy nhất có thể sống trong điều kiện ngập nước, nhưng các nhà nghiên cứu đang tìm cách giúp các loại cây trồng khác thích nghi với một thế giới nơi mà tần suất và cường độ mưa đang tăng lên.

Hiện nay, lúa là cây trồng thiết yếu duy nhất có thể chịu được lũ lụt. Nhưng với tình trạng lũ lụt ở một số nơi trên thế giới dự kiến ​​sẽ tăng về mức độ nghiêm trọng và tần suất do biến đổi khí hậu, các nhà khoa học đang nỗ lực để phát triển các loại cây trồng kiên cường hơn.

Nghiên cứu mới được công bố trong tuần này trên tạp chí Science cho thấy, các gien không hoạt động lâu có thể được kích hoạt để giúp cây trồng sống sót trong thời tiết khắc nghiệt.

Lúa được thuần hóa từ một loài hoang dã có nguồn gốc từ vùng nhiệt đới, nơi hạt lúa tiến hóa để chịu đựng những cơn mưa lớn và lũ lụt. Các loại ngũ cốc khác sở hữu các gien giống như lúa, nhưng chúng vẫn không kích hoạt ngay cả khi cây trồng gặp lũ.

Cây lúa là những cây đầu tiên ứng phó với lũ lụt, phản ứng với ngập nước hoàn toàn. Ảnh: Germain Pauluzzi / UCR.

Trong nghiên cứu này, các nhà khoa học đã phân tích biểu hiện gien trong các tế bào rễ từ cây lúa, cũng như tế bào gốc của một loài cà chua mọc hoang, một loài cà chua được sử dụng để canh tác và một loài cây tương tự như cỏ linh lăng. Các nhà khoa học đã lập một danh sách gồm nhiều gien được kích hoạt trong các tế bào rễ của cây lúa ngập nước.

Khi các nhà khoa học so sánh phản ứng di truyền của cây lúa với cây cà chua và cỏ linh lăng, họ đã tìm thấy những cây này có chung 68 họ gien lúa hoạt hóa. Đây là lần đầu tiên một phản ứng ngập nước được nhìn theo cách toàn diện, giữa các loài tiến hóa khác nhau.

Các gien chịu trách nhiệm cho khả năng phục hồi được gọi là các họ điều tiết lên xuống, hoặc SURFs. Mặc dù cây cà chua và cỏ linh lăng có nhiều gien chống ngập giống nhau, nhưng chúng không thể kích hoạt SURF để đối phó với tình trạng ngập nước.

Trong các nghiên cứu tiếp theo, các nhà khoa học tại UC Davis và Đại học Emory đã kích hoạt SURFs trong cây cà chua và cỏ linh lăng. Các SURF đã được chứng minh là không sử dụng cho các loài cà chua hoang dã, vốn thích đất sa mạc. Cà chua hoang khô héo và chết khi ngập nước. Hai cây khác dường như được hưởng lợi từ các SURF được kích hoạt, nhưng phản ứng di truyền của chúng không hiệu quả như trên cây lúa.

Các nhà khoa học hiện đang tiến hành phân tích và kiểm tra tương tự liên quan đến các gien chịu trách nhiệm về hạn hán và chịu nhiệt.

Các nhà nghiên cứu không từ bỏ các loại cây trồng chịu ngập và hy vọng các nghiên cứu bổ sung sẽ tiết lộ các chiến lược mới để tăng cường khả năng di truyền chống ngập trong các loại ngũ cốc và cây trồng thiết yếu khác.

M.H – Mard, theo Sciencedaily.