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
Trung Tâm NC Khoai tây, Rau và Hoa, trồng rau Hàn Quốc theo VietGap

Thống kê truy cập
 Đang trực tuyến :  19
 Số lượt truy cập :  26669367
Tự thực bào: Có khả năng cân bằng kẽm và sắt trong thực vật

Các nhà nghiên cứu đã nhấn mạnh một chức năng mới của quá trình tự thực bào trong việc khôi phục sự cân bằng kẽm và sắt ở thực vật trong điều kiện áp lực về dinh dưỡng. Sự mất cân bằng dinh dưỡng có thể ảnh hưởng xấu đến sức khỏe cây trồng và năng suất nông nghiệp. Các nguyên tố vi lượng kẽm và sắt được hấp thụ bởi cùng một “chất vận chuyển” trong thực vật; vì vậy, sự thiếu hụt kẽm có thể dẫn đến việc hấp thu quá mức sắt.

Sự thiếu hụt hoặc dư thừa kẽm sẽ kích hoạt tự động cơ chế khôi phục sự cân bằng kẽm và sắt trong tế bào thực vật, cả hai yếu tố quan trọng đối với sự phát triển của cây. Nguồn: Shutterstock.

 

Các nhà nghiên cứu đã nhấn mạnh một chức năng mới của quá trình tự thực bào trong việc khôi phục sự cân bằng kẽm và sắt ở thực vật trong điều kiện áp lực về dinh dưỡng.

 

Sự mất cân bằng dinh dưỡng có thể ảnh hưởng xấu đến sức khỏe cây trồng và năng suất nông nghiệp. Các nguyên tố vi lượng kẽm và sắt được hấp thụ bởi cùng một “chất vận chuyển” trong thực vật; vì vậy, sự thiếu hụt kẽm có thể dẫn đến việc hấp thu quá mức sắt. Làm thế nào để thực vật đối phó với sự mất cân bằng này? Các nhà nghiên cứu từ Đại học Meiji, Nhật Bản đã phát hiện quá trình tự phân hủy nội bào, có thể có một vai trò bất ngờ trong việc khôi phục sự cân bằng kẽm-sắt ở thực vật.

 

Sự cân bằng của các chất dinh dưỡng và khoáng chất trong đất là điều cần thiết cho sự phát triển tối ưu của cây trồng. Sự thiếu hụt hoặc dư thừa các chất dinh dưỡng đặc biệt có thể có tác động bất lợi đến sự phát triển và sức khỏe của cây, do đó ảnh hưởng đến chất lượng và số lượng chung của nông sản. Tình trạng mất cân bằng dinh dưỡng ngày càng trở nên phổ biến do ô nhiễm kim loại nặng từ các hoạt động công nghiệp.

 

Kẽm, một nguyên tố vi lượng thiết yếu, rất quan trọng đối với một số quá trình quan trọng của cuộc sống. Điều thú vị là, quá trình hấp thu và vận chuyển kẽm và sắt, một chất dinh dưỡng thiết yếu khác, được hỗ trợ thông qua một nhóm protein phổ biến được gọi là “protein vận chuyển điều chỉnh được kẽm và sắt (ZIPs)”. Điều này có nghĩa là sự xáo trộn kẽm-sắt có thể dẫn đến các triệu chứng cảm ứng do sự thiếu hụt tương ứng của chúng gây ra. Nghĩa là, nếu đất không có đủ kẽm, các ZIPs sẽ đối phó bằng cách tăng hấp thu sắt, dẫn đến sự gia tăng các phản ứng oxy hóa và hiện tượng úa vàng (vàng lá). Trái lại, thừa kẽm dẫn đến giảm hấp thu sắt. Sự cân bằng trong tế bào của các chất dinh dưỡng này được phục hồi như thế nào trong những tình huống như vậy?

 

Các nhà nghiên cứu từ Đại học Meiji, Nhật Bản đã khám phá vai trò tiềm năng của tự thực bào, một quá trình tự phân hủy và tái chế, trong việc khôi phục sự cân bằng kẽm-sắt trong tế bào thực vật. Mô tả nghiên cứu của họ được công bố trên tạp chí Trends in Plant Science, tác giả giáo sư, tiến sỹ Kohki Yoshimoto cho biết: “Trong khi hầu hết các nghiên cứu đã đề cập đến vai trò của việc hấp thu và vận chuyển chất dinh dưỡng, chúng tôi đề xuất một mô hình mới về cách tự thực bào cung cấp các ion sắt và kẽm di động dưới sự thiếu hụt và dư thừa kẽm. Do đó, cân bằng kẽm-sắt nội bào để thích ứng với nhiều nồng độ kẽm trong môi trường.

 

Trước đây, quá trình tự thực bào đã được chứng minh là làm tăng sự sẵn có của kẽm trong hệ thống cây trồng. Ở cây Arabidopsis, các thể đột biến “atg”, thiếu các phản ứng tự thực bào, đã bị giảm nồng độ kẽm và biểu hiện triệu chứng úa vàng nghiêm trọng. Thiếu hụt kẽm được biết là nguyên nhân kích hoạt quá trình tự thực bào, cung cấp các ion kẽm di động cho sự phát triển của cây. Tuy nhiên, ở các thể đột biến thiếu qúa trình tự thực bào, sự hoạt hóa này bị suy giảm, dẫn đến các triệu chứng phổ biến của việc thiếu kẽm.

 

Dư thừa kẽm dư cũng gây độc cho cây trồng và tự thực bào cũng là cứu tinh trong những trường hợp như vậy. Thực vật có biểu hiện thiếu sắt trong điều kiện thừa kẽm. Tự thực bào được kích hoạt dưới điều kiện dư thừa kẽm để cung cấp các ion sắt di động từ các dạng không di động như protein liên kết với sắt. Tự thực bào cải thiện khả dụng sinh học của sắt và ngăn chặn các triệu chứng thiếu sắt.

 

Chuyển từ vai trò của tự thực bào trong cân bằng nội môi kẽm-sắt, các nhà nghiên cứu đã tiến hành làm sáng tỏ các cơ chế nhạy cảm với chất dinh dưỡng chịu trách nhiệm kích hoạt quá trình tự thực bào. Các yếu tố phiên mã bZIP19 và bZIP23, thuộc họ leucine, phát hiện những thay đổi về nồng độ kẽm trong nội bào và điều chỉnh sự biểu hiện của các protein vận chuyển trên màng tế bào. Các nhà nghiên cứu suy đoán rằng những protein này có thể là cơ quan điều chỉnh chuyển đổi phản ứng tự thực bào “bật” hoặc “tắt” tùy thuộc vào tình trạng của kẽm. Một cơ chế tương tự cũng có thể hoạt động trong điều kiện thiếu sắt với thừa kẽm, để khôi phục nồng độ sắt.

 

Nhìn chung, tự thực bào hoạt động như một cơ chế phản hồi mà nó có thể phản ứng với sự thiếu hụt hoặc dư thừa kẽm gây ra rối loạn và theo đó làm thay đổi các chức năng sinh học sẵn có của các chất dinh dưỡng trong tế bào thực vật.

 

Cùng với những phát hiện của họ, tiến sỹ Yoshimoto cho rằng: “Mô hình của chúng tôi cung cấp một cái nhìn mới về cân bằng nội môi kim loại trong thực vật. Điều này có thể góp phần vào việc phát triển các kỹ thuật canh tác mới và các giống cây trồng có khả năng chống lại sự dao động của các mức độ dinh dưỡng. Hơn nữa, phát hiện của chúng tôi cũng có thể được áp dụng trong lĩnh vực y tế để giải quyết các triệu chứng do thiếu kẽm gây ra, một vấn đề lớn ở các nước đang phát triển.

 

Tự thực bào, được biết đến với vai trò phân hủy tinh túy của nó, có thể trở thành người hùng cho sức khỏe thực vật!


Trương Thị Tú Anh theo Đại học Meiji.

Trở lại      In      Số lần xem: 38

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