Cây trồng ‘đi nước đôi’ trong sự nảy mần: con đường đi đến để đạt năng suất cây trồng tốt hơn

Các nhà nghiên cứu tại Đại học Birmingham đã tiết lộ cách thức mà cây trồng “Đi nước đôi” (hedge their bets) bằng cách lấy hạt giống của chúng để nảy mầm ở những thời điểm khác nhau. Nghiên cứu của họ xác định các con đường đi đến để làm giảm thay đổi trong nông nghiệp và tạo ra các tác động nhất quán hơn đối với nông dân và sản xuất lương thực, theo nghiên cứu được công bố hôm nay (thứ Tư, ngày 11 tháng 4).

Các kết quả được công bố trên Tạp chí The Royal Society Interface, xác định nguồn gốc của phương pháp “gambling” đến sự nảy mầm của cây Arabidopsis thaliana, thường được biết với tên gọi phổ biến hơn là cress thales.

Hạt giống từ cùng một cây nảy mầm vào những thời điểm khác nhau để phòng ngừa với những thách thức môi trường mà cây đã phải đối mặt thông qua quá trình của lịch sử. Sự thay đổi này là tín hiệu xấu đối với nông nghiệp, mà ở đó nông dân muốn có các cánh đồng của các cây trồng đồng nhất.

Sự ngẫu nhiên, tính ngẫu nhiên tự nhiên của các quá trình sinh hóa, là một tính năng không thể tránh được của sinh học tế bào, và một số sinh vật - bao gồm thực vật - đã phát triển cách để khai thác sự ngẫu nhiên này. Bằng cách xác định và phân tích một vùng trong các tế bào thực vật 'rolls the dice' - tạo ra một mức độ ngẫu nhiên trong hóc môn mà kiểm soát sự nảy mầm - và tiết lộ những cách để giảm sự biến đổi này, các nhà nghiên cứu hy vọng cung cấp nền tảng cho công tác nghiên cứu mà sẽ có thể làm cho cây trồng nảy mầm một cách đồng nhất hơn.

Giống như việc cải tiến này sẽ giúp nông dân gia tăng sản lượng tiềm năng, tạo ra một giải pháp khả thi cho các thách thức về nông học và an ninh lương thực.

Với những lượng hoóc môn đáng kinh ngạc thật khó để quan sát thời hạn trong phôi thực vật, nhóm nghiên cứu chuyển sang mô hình toán học để dự đoán các quá trình sinh học sẽ diễn ra như thế nào.

Tiến sĩ Iain Johnston, đến từ Khoa Sinh học thuộc Đại học Birmingham đã nói: "Thực sự là những cái chung này giữa sinh học với toán học mà cho phép chúng ta hiểu và dự đoán các quá trình tạo ra sự thay đổi trong tế bào thực vật".

Đồng tác giả nghiên cứu, Giáo sư George Bassel, cũng thuộc Khoa Sinh học tại Đại học Birmingham, đã nói thêm: "Nhận dạng của chúng về mạch tạo ra biến đổi này cung cấp cơ hội để đồng bộ hóa và tăng cường sản xuất nông nghiệp trong tương lai".

Các nghiên cứu trước đây của Giáo sư Bassel và Tiến sĩ Johnston đã xác định làm thế nào để các tế bào thực vật sử dụng hóc môn để kết nối, đánh giá các điều kiện môi trường xung quanh chúng và tối ưu hóa thời gian khi chúng bắt đầu sự nảy mầm.

Nguyễn Thị Quỳnh Thuận theo Đại học Birmingham.