Các nhà khoa học thực vật sử dụng phương pháp mới để canh tác các loại cây lương thực một cách tốt hơn

Nguồn: Pixabay.

Trên thế giới hiện có hàng triệu người đang đối mặt với nạn đói, các nhà nghiên cứu ở Đại học Flinder đang tìm kiếm những đặc tính mới để có thể tăng sản lượng của cây lương thực trong tương lai.

Các nghiên cứu, các cộng sự người Australia và quốc tế, kiểm tra một cách riêng rẽ xem các cây họ đậu sử dụng “hô hấp” thay thế như một phản ứng với điều kiện bất thuận như thế nào và cách mà một cây trồng phổ biến tìm thấy sức mạnh trong mối quan hệ 3 bên "ménage à trois" với đất và hệ thống rễ.

Các dự báo vào năm 2030 của tổ chức Nông lương Liên hiệp quốc bao gồm an ninh lương thực và dinh dưỡng cho các quốc gia ở châu Á, châu Phi và các quốc gia khác đang ngày càng trở nên xấu hơn với đại dịch, sự xung đột và suy thoái kinh tế làm giảm trầm trọng nguồn cung ứng do biến đổi khí hậu.

Các nghiên cứu gần đây của đại học Flinder đã mở ra một hướng phát triển mới tạo ra các giống cây trồng sinh trưởng nhanh hơn và có khả năng chống chịu tốt hơn với các điều kiện môi trường như hạn hán, nắng nóng và nhiễm mặn do biến đổi khí hậu đang tạo áp lực lên việc sản xuất lương thực.

Trong nghiên cứu đầu tiên, đăng trên tạp chí Frontiers in Plant Science, các chuyên gia ở đại học Flinder đã nhấn mạnh các quá trình phức tạp mà cây họ đậu trải qua để có một sự hô hấp dự phòng hoặc thay thế. Theo tiến sỹ Crystal Sweetman, quá trình này hoạt động giống như một chất chống oxy hóa, ngăn ngừa các thiệt hại do stress hay ở điều kiện khắc nghiệt của môi trường.

Bà cho biết: “Hô hấp thay thế khá khác nhau ở các loài cây chẳng hạn như giữa cây họ đậu và cây ngũ cốc bởi vì ở các loài cây khác nhau sẽ có các phiên bản khác nhau của các gen và protein kiểm soát hô hấp thay thế. Điều này có nghĩa là một số loài thực vật có thể điều chỉnh phản ứng của chúng với stress hiệu quả hơn so với những loài khác”.

“Có một sự biến đổi trong quần thể của cùng một loài tạo ra các ứng viên thú vị để lai tạo ra các giống cây trồng mới cải thiện được khả năng chịu nóng, chịu hạn, chịu mặn, … Đây là mục tiêu cuối cùng của nghiên cứu này”.

Trong một bài báo khác được công bố vào tuần trước trên tạp chí Plant and Soil, các nhà nghiên cứu ở đại học Flinder đã tập trung vào nghiên cứu cách các cây họ đậu tranh thủ sự trợ giúp của các vi sinh vật có ích trong đất để cải thiện sự sinh trưởng và khả năng chống chịu stress từ môi trường. Nghiên cứu mới nhất về sự cộng sinh "tripartite" ở cây đậu gà (đậu răng ngựa - chickpea) sau quá trình nghiên cứu về xạ khuẩn đã làm tăng khả năng cố định nitơ ở các nốt sần giúp cây sinh trưởng tốt và tăng năng suất.

Giáo sư Chris Franco cho biết thêm rằng nghiên cứu này rất quan trọng cho việc tìm kiếm các biện pháp quản lý canh tác cây đậu gà tốt hơn khi mà độ pH, các chất dinh dưỡng và độ ẩm trong đất bị biến động do thời tiết ngày càng nóng hơn ở Australia, một quốc gia trồng cây đậu ngựa lớn thứ hai trên thế giới sau Ấn Độ.

Giáo sư Chris Franco nói: “Cùng với sự cố định nitơ của nhóm vi khuẩn nội cộng sinh, rễ của các cây họ đậu có thể còn được hỗ trợ bởi các nhóm vi khuẩn khác trong đất hoặc nhóm xạ khuẩn, chúng hiện diện ở trong đất và trong cây trồng”.

“Nghiên cứu của chúng tôi khẳng định sự quan trọng của việc cộng sinh giữa cây họ đậu và nhóm vi khuẩn nội cộng sinh là mối quan hệ 3 bên với nhóm xạ khuẩn mở ra một hướng đi mới cho sự phát triển của các loại chế phẩm vi sinh vật hữu hiệu để tối ưu quá sự sinh trưởng”.

Ông nói thêm: “Điều này rất quan trọng trong việc cải tạo đất và các điều kiện môi trường để có thể canh tác cây đậu gà một cách bền vững”.

Nguyễn Thị Kim Thoa theo Phys.org