Tiến sĩ Ben Long từ ANU cho biết phát hiện này là một bước tiến lớn trong việc cải thiện cách thức cây trồng biến đổi các-bon đi-ô-xit, nước và ánh sáng mặt trời thành năng lượng - một quá trình gọi là quang hợp, một trong những hạn chế chính đối với năng suất cây trồng.

Tiến sĩ Ben Long thuộc Khoa Nghiên cứu Sinh học của ANU cho biết: “Lần đầu tiên, chúng tôi đã đưa các ngăn nhỏ từ khuẩn tảo lục - thường được gọi là tảo xanh - vào cây trồng tạo thành một phần của hệ thống có thể dẫn đến tăng 60% năng suất và tăng trưởng thực vật”.

Những ngăn này, được gọi là carboxysomes, chịu trách nhiệm làm cho khuẩn tảo lục trở nên hiệu quả trong việc biến đổi các-bon đi-ô-xit thành các loại đường giàu năng lượng.

Tiến sĩ Long nói: “Cho đến nay, việc đưa một carboxysome vào cây trồng vốn được coi là khoa học viễn tưởng và chúng tôi đã mất hơn 5 năm để đạt được điều này. Chúng tôi đang cố gắng đưa thiết bị hấp thu các-bon vào thực vật bằng cách bắt chước theo cách của khuẩn tảo lục - tổ tiên của lục lạp thực vật hiện đại, các ngăn xanh nơi thực vật tự tạo ra thực phẩm hàng triệu năm trước”.

Rubisco là enzim chịu trách nhiệm cho việc cố định các-bon đi-ô-xit từ khí quyển.

Tiến sĩ Long nói: “Không giống như cây trồng, khuẩn tảo lục sử dụng cái gọi là “cơ chế tập trung CO2” để cung cấp một lượng lớn khí vào các carboxysomes của chúng, nơi có Rubisco. Cơ chế này làm tăng tốc độ CO2 có thể biến thành đường và giảm thiểu phản ứng với oxy”.

Enzim Rubisco bên trong khuẩn tảo lục có thể thu giữ các-bon đi-ô-xit và tạo ra đường nhanh gấp ba lần so với Rubisco được tìm thấy trong thực vật.

Các mô hình máy tính đã chỉ ra rằng việc nâng cấp quang hợp thực vật để sử dụng cơ chế này sẽ dẫn đến sự gia tăng đáng kể về tăng trưởng và năng suất cây trồng.

 “Chúng tôi vẫn còn nhiều việc phải làm, nhưng đạt được điều này trong cây thuốc lá là một bước thiết yếu cho thấy chúng ta có thể trông đợi cây trồng có cơ chế tập trung CO2 trong tương lai, tạo ra năng suất cao hơn”.

Đồng tác giả nghiên cứu Giáo sư Dean Price cho biết phát hiện này đưa ra một chiến lược dài hạn đầy hứa hẹn để nâng cao sản lượng cây trồng toàn cầu và khả năng phục hồi môi trường.

Giáo sư Price cho biết: “Chúng tôi cần mọi nỗ lực sáng tạo để cải thiện năng suất cây trồng nếu chúng ta muốn có thể nuôi sống dân số toàn cầu ngày càng tăng”.