Ngô trồng tại Viện Vi sinh vật Waksman ở Piscataway, N.J. Ảnh: Hugo Dooner/Viện Vi sinh vật Waksman.

Theo một nghiên cứu do các nhà nghiên cứu Rutgers dẫn đầu, có thể cải thiện năng suất bắp và giá trị dinh dưỡng sau khi phát hiện ra các chất điều hòa di truyền tổng hợp tinh bột và protein trong hạt của loại bắp được tiêu thụ rộng rãi.

Nghiên cứu, được công bố trên tạp chí Proceedings of the National Academy of Science, có thể mang lại lợi ích cho hàng triệu người sống dựa vào bắp ở Nam Mỹ, Châu Phi và các nơi khác.

Nghiên cứu cho biết, nguồn cung bắp trên thế giới phụ thuộc vào việc cải thiện năng suất và chất lượng của nó, điều này phụ thuộc vào sự tích lũy tinh bột và protein trong nội nhũ của hạt. Nội nhũ là mô hạt bao quanh phôi chứa tinh bột, dầu và protein, là một nguồn dinh dưỡng quan trọng của con người.

Tác giả chính của nghiên cứu, ông Ziyong Zhang, nghiên cứu sinh tiến sĩ tại Viện Vi sinh Waksman tại Đại học Rutgers - New Brunswick cho biết "Chúng tôi đã tìm thấy một cách tiếp cận mới để khám phá các chất điều hòa mới trong quá trình tổng hợp tinh bột và protein, yếu tố quyết định năng suất và chất lượng hạt".

Zhang cho rằng, các nhà khoa học đã phát hiện ra làm thế nào tinh bột bắp và protein được tổng hợp đồng thời trong nội nhũ, điều này có thể cho phép họ tìm thấy sự cân bằng tốt giữa chất lượng dinh dưỡng và năng suất. Bắp giống hiện đại đã dần dần tăng hàm lượng tinh bột nhưng giảm tích lũy protein trong nội nhũ.

Các nhà nghiên cứu đã xem xét các protein quan trọng trong hạt bắp được gọi là zeins, bị chia cắt với axit amin thiết yếu lysine (một khối protein), dẫn đến chất lượng dinh dưỡng kém. Trong quá trình nhân giống bắp qua nhiều thập kỷ, người ta đã tăng hàm lượng lysine bằng cách trồng bắp với hàm lượng zeins thấp hơn. Tuy nhiên, mức độ lysine ngày nay quá thấp để đáp ứng nhu cầu của dân số ngày càng tăng nhanh trên thế giới.

Vì vậy, các nhà di truyền học phân tử và các nhà tạo giống bắp đang cố gắng giảm đáng kể nồng độ zein để cải thiện chất lượng dinh dưỡng của bắp, nó được thực hiện bằng cách tập trung vào việc ngăn chặn chúng thông qua các yếu tố phiên mã. Phiên mã là khi thông tin trong DNA của gen được chuyển sang RNA, kết quả của quá trình là việc hình thành các protein đóng vai trò chính trong các mô, cơ quan, cấu trúc và chức năng của cơ thể.

Nhóm nghiên cứu nhận thấy rằng có hai yếu tố phiên mã đóng vai trò chính trong việc điều hòa tổng hợp tinh bột và protein, mở đường cho nghiên cứu tiếp theo để hiểu đầy đủ sự cân bằng giữa chất lượng dinh dưỡng và năng suất ở cấp độ phân tử.

Lê Thị Kim Loan theo Phys.org