Các nhà nghiên cứu (từ trái sang): giáo sư côn trùng học Esther Ngumbi, tiến sỹ Sierra Raglin, giáo sư khoa học môi trường và tài nguyên thiên nhiên Angela Kent. Họ đã làm nghiên cứu so sánh các giống ngô khác nhau phản ứng với côn trùng khi có sự hiện diện của vi khuẩn đất. Nguồn: L. Brian Stauffer.

Thực vật phát ra tín hiệu cấp cứu khi bị côn trùng nhai lại tấn công. "Cuộc gọi 911", như nhà côn trùng học Esther Ngumbi đề cập đến chúng, cảnh báo cho những con bọ khác biết rằng bữa tối hoặc một nơi đẹp để đẻ trứng của chúng có sẵn ở gần đó. Nếu côn trùng săn mồi hoặc ký sinh phát hiện đúng tín hiệu, chúng sẽ lao vào như những vị cứu tinh để kiếm bữa ăn - hoặc đẻ trứng vào cơ thể của côn trùng ăn cỏ.

Một nghiên cứu mới khám phá các yếu tố góp phần vào khả năng truyền tín hiệu hóa học của cây ngô, so sánh cách các giống ngô khác nhau phản ứng với động vật ăn thực vật khi có hoặc không có vi khuẩn đất có lợi cho cây trồng. Các kết quả nghiên cứu được đăng trên tạp chí Frontiers in Microbiology.

Kent cho biết, nghiên cứu về tương tác giữa thực vật và vi sinh vật là một lĩnh vực ngày càng được nông dân quan tâm với hy vọng tối đa hóa năng suất và khả năng phục hồi của cây trồng. “Hệ vi sinh vật thực vật hứa hẹn rất nhiều trong việc cải thiện tính bền vững của sản xuất cây trồng. Nghiên cứu nhằm mục đích xử lý hệ vi sinh vật và tính bền vững của nó có chức năng như một đặc điểm thực vật”, cô nói.

Theo Raglin: “Vi khuẩn được thử nghiệm là Bacillus altitudinus có nhiều đặc điểm thúc đẩy sự phát triển của cây trồng. Vi khuẩn này cùng với các vi sinh vật khác trong đất đã ảnh hưởng đến sự biểu hiện gen trong các mô thực vật và tăng cường phản ứng miễn dịch, giúp cây trồng chịu đựng được những bất lợi như hạn hán hoặc kim loại nặng trong đất. Nghiên cứu có mục đích xác định vi khuẩn này có ảnh hưởng đến việc thải ra các hợp chất dễ bay hơi của thực vật hay không”.

Các nhà nghiên cứu đã làm thí nghiệm trong nhà kính trồng 6 giống ngô trên đất được vô trùng. Một số hạt ngô đã được cấy trực khuẩn trước khi trồng. Sau bốn tuần, các nhà khoa học đã cho ấu trùng vào nách lá ngô, cho sâu bướm ăn trong 24 giờ trước khi thu thập mẫu để phân tích các hợp chất dễ bay hơi mà cây tạo ra. Kết quả cho thấy các giống ngô mà nhóm nghiên cứu đã thử nghiệm phản ứng khác nhau với bọ xít. Một số giống tạo ra nhiều hơn hoặc đa dạng các hợp chất dễ bay hơi hơn những giống khác. Sự hiện diện hay vắng mặt của vi khuẩn dường như không tạo ra sự khác biệt nào đối với những phản ứng đó. Chỉ có một loại ngô dường như phản ứng với vi khuẩn trong đất bằng cách tăng sản xuất tổng thể các hợp chất dễ bay hơi. Các nhà nghiên cứu cho biết cần phải nghiên cứu thêm để xác định liệu điều này có tăng cường khả năng phòng thủ của nó hay không?

Nhóm nghiên cứu phát hiện ra rằng vi khuẩn đất còn có một tác dụng khác: Nó thúc đẩy sự phát triển của cây khi ngô được trồng trong điều kiện vô trùng. Nhưng điều kiện này sẽ không liên quan đến ngô trồng ngoài đồng.

Theo Raglin: Các phát hiện mới chỉ là sơ bộ và cần phải làm nhiều việc hơn nữa để tìm ra các mối quan hệ phức tạp vì ngay cả trong môi trường nông nghiệp cũng phức tạp. Vi khuẩn đất mà nhóm đã thử nghiệm chỉ là một trong một mạng lưới vi khuẩn liên kết với nhau và nhiều điều kiện khác có thể ảnh hưởng đến cách cây trồng phản ứng.

Theo Ngumbi: “Chúng tôi không muốn đề cao vai trò mà bất kỳ nhân tố nào trong sự tương tác của cây trồng, vi sinh vật, đất. Các yếu tố cần phải xem xét cẩn thận vai trò của nó trong mối quan hệ tương tác”.

Đinh Thị Hương theo Đại học Illinois.