Họ cây cải dầu (hình ảnh: Vasiliy Koval / Fotolia)

Các nhà khoa học đã xác định được một gen quan trọng giúp hạt giống quyết định có nảy mầm hay không.

Gen MFT ngừng sự nảy mầm của hạt trong điều kiện bóng tối hoặc dưới bóng râm, nơi mà cơ hội sống sót của chúng sẽ kém, đó là nghiên cứu mới của Đại học York.

Nghiên cứu được tiến hành trên cây họ cải (Arabidopsis), một họ hàng rất gần với cây cải dầu, làm tăng sự hiểu biết của chúng ta về một trong những giai đoạn quan trọng nhất trong vòng đời của cây và có thể giúp cải thiện chất lượng giống cây trồng trong nông nghiệp tương lai.

Các nhà khoa học vừa biết được hai hormone thực vật đóng vai trò quan trọng trong việc điều chỉnh hạt nên nảy mầm hay không và thời điểmt nào nảy mầm là thích hợp – Các hormone đó gồm "Abscisic Acid" hoặc ABA ngăn chặn sự nảy mầm và "Gibberelins" hoặc GA thúc đẩy nó.

Tuy nhiên, có một đột phá trong sự hiểu biết của chúng ta về cơ chế mà các hormone này kiểm soát nảy mầm tùy vào chất lượng ánh sáng, các nhà nghiên cứu đã phát hiện ra rằng MFT là thành phần quan trọng tích hợp và giải các tín hiệu đến từ cả ABA và GA.

Gen MFT được điều chỉnh bởi chất lượng ánh sáng và nhận tín hiệu từ cả ABA và GA. Trong điều kiện tối hoặc bóng râm, nó chỉ đạo việc sản xuất protein MFT, điều chỉnh sự nảy mầm bằng sự kích bật một loạt các gen ngăn chặn sự phát triển và tắt một loạt gen khác thúc đẩy tăng trưởng.

Điều này ngăn cản quá trình nảy mầm dưới những điều kiện không thích hợp ví dụ như khi không có đủ ánh sáng để phát triển.

Giáo sư Ian Graham, đồng tác giả của nghiên cứu, Trung tâm Sản phẩm Nông nghiệp học thuộc Khoa Sinh học tại Đại học York, cho biết: “Đây là một ví dụ tuyệt vời về cách thức thực vật phát triển cơ chế phân tử rất tinh vi phù hợp với môi trường của chúng. Điều này cho phép hạt giống vẫn tồn tại trong đất nhiều năm chờ đợi thời gian phù hợp, chẳng hạn như khi một cây rơi trong một khu rừng hoặc đất được xới lên, hạt có thể ngay lập tức được kích hoạt".

Đối với nhiều loài thực vật, thường là trường hợp hạt được chôn trong đất, khả năng hạt giống cảm nhận chất lượng ánh sáng có thể thông báo rằng nó nằm dưới ánh sáng mặt trời trực tiếp, dưới tán cây khác, hoặc trong bóng tối.

Trong các loài thực vật hoang dã, khả năng hạt giống vẫn không hoạt động ngay cả trong điều kiện phù hợp cho phép chúng nảy mầm là rất quan trọng cho sự sống còn. Đối với các loài cây trồng, loại bỏ sự ngủ đông này là một trong những đặc điểm đầu tiên phải được xử lý trong chương trình tạo giống.

Tác giả chính của nghiên cứu, Tiến sĩ Fabian Vaistij, từ Khoa Sinh học tại Đại học York nói thêm: "Hiểu biết cơ sở di truyền phân tử về cách kiểm soát nảy mầm hạt giống sẽ cung cấp các công cụ mới để cải thiện chất lượng hạt giống và sức khỏe cây con trong tương lai".

Lê Thị Kim Loan theo Sciencedaily.