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 :  24
 Số lượt truy cập :  19801512
Duy trì cho cây được nuôi dưỡng – Những hoạt động của hệ thống sao lưu quang hợp

Quang hợp là cách cây trồng “tạo ra thức ăn cho chúng” và cho phần còn lại của hành tinh. Thành phần chính trong công thức đó là carbon. Vì vậy, quá trình thu năng lượng từ mặt trời, mà sau đó được sử dụng để tách cacbon khỏi khí quyển CO2. Tuy nhiên, hành trình từ ánh sáng mặt trời để hành tinh sử dụng không phải là một đường thẳng. Nó còn nhiều hơn một loạt các tuyến đường và đường vòng để dẫn đến đích. Lý do là mọi thứ có thể sai lệch. Thay đổi chất lượng ánh sáng hoặc nó quá khô hoặc quá lạnh. Những sự thay đổi này có thể làm chậm hoặc làm hỏng quang hợp.

Keeping plants nourished—the workings of a photosynthesis backup system
Sự chuyển hướng, một hệ thống sao lưu, giống như một ánh sáng thí điểm của nguồn mà giữ một ánh sáng tối thiểu thắp sáng để nguồn nhanh chóng bật khi cần thiết. Ảnh: iamNigelMorris (CC BY 2.0)

 

Quang hợp là cách cây trồng “tạo ra thức ăn cho chúng” và cho phần còn lại của hành tinh. Thành phần chính trong công thức đó là carbon. Vì vậy, quá trình thu năng lượng từ mặt trời, mà sau đó được sử dụng để tách cacbon khỏi khí quyển CO2.

 

Tuy nhiên, hành trình từ ánh sáng mặt trời để hành tinh sử dụng không phải là một đường thẳng. Nó còn nhiều hơn một loạt các tuyến đường và đường vòng để dẫn đến đích. Lý do là mọi thứ có thể sai lệch. Thay đổi chất lượng ánh sáng hoặc nó quá khô hoặc quá lạnh. Những sự thay đổi này có thể làm chậm hoặc làm hỏng quang hợp. Thế nên, thực vật có sao lưu để làm việc xung quanh những tình huống này.

 

Các nhà khoa học muốn biết những điều này và để cải thiện việc mở rộng biểu tượng quang hợp. Mục tiêu lớn của hình ảnh là tạo ra các loại cây có năng suất tốt hơn để nuôi sống dân số tăng trưởng nhanh chóng của chúng ta.

 

Hiện nay, các nhà nghiên cứu tại Phòng thí nghiệm nghiên cứu thực vật MSU-DOE (PRL) đã chiếu sáng nhiều hơn một trong những bản sao lưu hỗ trợ quang hợp thông qua các điều kiện khó khăn. Nghiên cứu đã được công bố trên bioRxhiv.

 

Carbon: nhà sản xuất năng lượng của cây trồng

 

Cây trồng giới thiệu carbon vào trong quy trình hấp thụ của chúng thông qua quá trình quang hợp được gọi là biểu tượng bản chính javascript mở rộng: khoảng không (0) Chu trình Calvin-Benson (chuỗi phản ứng hóa học trong chu trình quang hợp). Hàng loạt phản ứng hòa trộn cacbon với các hóa chất khác để tạo ra các hợp chất mới, như tinh bột hoặc đường, giúp cây trồng duy trì và phần còn lại của chuỗi thức ăn.

 

Carbon thực sự là chìa khóa quan trọng để có sự sống trên trái đất.

 

Tuy nhiên, hai trong số năm lần, chu kỳ chọn oxy thay vì carbon dioxide. Đó là sự ngắt quãng, được gọi là mở rộng biểu tượng của sự xử lý oxy, tạo ra các hợp chất mà thực vật không thể sử dụng để phát triển. Thậm chí tệ hơn, nó còn làm chu kỳ tạm dừng.

 

Các cây trồng phải làm sạch các hợp chất này và tái giới thiệu chúng vào chu trình để nó có thể khởi động lại. Nỗ lực chi phí tốn thời gian, năng lượng và đòi hỏi phải di chuyển các hợp chất đến các khu vực làm sạch đặc biệt ở nơi khác trong tế bào.

 

"Chu kỳ Calvin-Benson đã tích hợp sẵn các bản sao lưu để nhanh chóng khởi động lại quy trình bất cứ khi nào nó chậm lại", Tom Sharkey, Giáo sư Đại học Distinguished tại PRL nói. "Cách tốt nhất là một sự chuyển hướng, một loạt các phản ứng phụ giữ một lưu lượng thấp của các sản phẩm carbon trong chu kỳ. Điều đó làm cho chắc chắn chu kỳ khởi động lại càng nhanh càng tốt có thể".

 

Bây giờ, phòng thí nghiệm Sharkey, sử dụng thực vật mà không thể làm sạch các hợp chất được tạo ra bởi oxy hóa, làm sáng tỏ thêm về cách hoạt động chuyển hướng và nó cần năng lượng quang hợp bổ sung để hoạt động như thế nào.

 

Keeping plants nourished—the workings of a photosynthesis backup system

Chu kỳ Calvin-Benson thường xử lý carbon trong khu vực bóng mờ (tối). Một đột biến khiếm khuyết một phần xử lý carbon bên ngoài khu vực. Carbon được tái sử dụng cho khu vực bóng mờ, và sự chuyển hướng (mũi tên màu đỏ trong khu vực bóng mờ) bơm một số của nó trở lại vào chu kỳ. (Hình: phòng thí nghiệm Sharkey)

 

Sự chuyển hướng: Giữ an toàn cho nguồn sản xuất năng lượng cây trồng

 

Một tương tự cho sự chuyển hướng là ánh sáng thí điểm được tìm thấy trong các thiết bị khí cũ hơn. Dòng khí nhỏ này giữ cho ánh sáng được thắp sáng ở mức tối thiểu, để khi khí được cung cấp, lò, máy đun nước nóng hoặc bếp khởi động rất nhanh.

 

"Ánh sáng thí điểm có vẻ như là một sự lãng phí khí đốt", Tom nói. "Nhưng nó phục vụ một chức năng quan trọng bằng cách giữ cho hệ thống sẵn sàng để đi vào hoàn toàn rất nhanh chóng, mà không cần người dùng phải phát hiện một nguồn sáng để thắp sáng".

Tom và hai người khác tại phòng thí nghiệm PRL, Kramer và Hu, sàng lọc cho các cây đột biến có khuyết tật trong các hợp chất làm sạch trộn với oxy. Một đột biến có một lỗ hổng tại một trong những khu vực làm sạch đặc biệt, các thể peroxi.

 

Đột biến làm chậm quá trình làm sạch, khiến cây trồng tích tụ các hợp chất xấu ở mức cao hơn nhiều so với những cây khỏe mạnh.

 

Sự tích lũy đó đã dừng chu kỳ Calvin-Benson. Kể từ khi cây đột biến không thể khởi động lại chu kỳ đúng cách, nó đã tìm thấy một giải pháp thay thế:

 

  1. Cây trồng di chuyển carbon bên ngoài chu trình và vào trong tế bào thực vật;
  2. Nó xử lý một phần carbon theo cách tương tự với những gì diễn ra trong chu kỳ;
  3. Nó đưa carbon vào chu trình thông qua một cửa sau mà mở ra cho tình huống này.
  4. Sự chuyển hướng nắm bắt lấy và sau đó bơm một số carbon đó trở lại vào chu kỳ để giúp khởi động lại nó.

 

Tom nói: "Hoạt động gia tăng của sự chuyển hướng đòi hỏi thêm năng lượng". "Quá trình quang hợp bù đắp bằng việc tạo ra sản phẩm (của ATP) để nuôi sự chuyển hướng và thúc đẩy chu kỳ Calvin-Benson".

 

Bằng cách nào sự chuyển hướng hoạt động trong những điều kiện thực tế

 

Mặc dù đột biến là một ngoại lệ, nó buộc cây trồng phải bộc lộ cách giải quyết khó có thể nhìn thấy ở cây trồng khỏe.

 

Tom nói: “Ở cây khỏe mạnh, chu kỳ Calvin-Benson chỉ hoạt động khi có ánh sáng. "Nhưng trong tự nhiên, có thể có những thay đổi lớn, như di chuyển đám mây, làm cho ánh sáng nhấp nháy và tắt. Trong những tình huống đó, rất dễ dàng để chu kỳ Calvin-Benson thất bại. Chúng tôi nghĩ rằng sự chuyển hướng đóng một vai trò trong việc khởi động lại nó". "Ngày nay, các thiết bị điện tử đã làm cho ánh sáng thí điểm lỗi thời", Tom nói thêm. "Tương tự, một khi chúng ta hoàn toàn hiểu được sự chuyển hướng, có lẽ chúng ta sẽ có thể thay thế nó bằng một hệ thống hiệu quả hơn".

 

Tom kết luận: "Chúng tôi may mắn tại PRL. Dự án này sẽ không diễn ra nếu các phòng thí nghiệm PRL khác không hỏi tôi về chu kỳ Calvin-Benson. Thật bất thường khi có rất nhiều người, chuyên về các bộ phận khác nhau của quang hợp, làm việc cùng nhau dưới một mái nhà. Chúng ta có thể thoát ra khỏi khu vực thoải mái của chúng ta, nói chuyện, và cộng tác trong các dự án nghiên cứu mà nếu không thì không đến”.

 

Nguyễn Thị Quỳnh Thuận theo Phys.org

Trở lại      In      Số lần xem: 225

[ Tin tức liên quan ]___________________________________________________
Designed & Powered by WEBSO CO.,LTD