Giúp cây trồng sống sót trong nước mặn: rừng ngập mặn hé lộ những đặc điểm tế bào quan trọng

Mực nước biển dâng tại các vùng ven biển không chỉ đe dọa đến đời sống dân cư mà còn gây nguy hiểm cho cây trồng nông nghiệp, vốn có thể bị tổn hại bởi lượng nước mặn tràn vào. Trước thực trạng này, các nhà nghiên cứu đã tìm cách cải thiện khả năng chịu mặn của thực vật.

Nghiên cứu mới về khả năng chống chịu của rừng ngập mặn

Trong một công trình vừa được công bố, nhóm các nhà khoa học quốc tế đã xác định những đặc điểm tế bào then chốt giúp thực vật chịu được sự ngập mặn - phát hiện này mở ra hướng đi mới trong việc tạo ra các loài cây có thể sống sót trong môi trường khắc nghiệt.

Nghiên cứu, đăng trên tạp chí Current Biology, tập trung vào cây ngập mặn - loài thực vật sinh trưởng ở các vùng ven biển nhiệt đới và cận nhiệt đới, nơi nước mặn hiện diện dồi dào.

“Công trình này cho thấy chỉ một vài đặc điểm tế bào đơn giản đã đóng vai trò quyết định trong việc giúp thực vật chống chọi với điều kiện khắc nghiệt mà một số loài cây đặc biệt và bền bỉ nhất trên thế giới phải trải qua”, Adam Roddy, phó giáo sư tại Khoa Nghiên cứu Môi trường, Đại học New York, đồng tác giả bài báo, cho biết.

Thích nghi ở cấp độ tế bào của rừng ngập mặn

Khả năng sống sót trong môi trường nước mặn của cây ngập mặn - vốn đã tiến hóa gần 30 lần trong khoảng 200 triệu năm qua - là điều đã được biết đến. Tuy nhiên, cấu trúc tế bào nào giúp chúng bền bỉ trong điều kiện này vẫn chưa rõ ràng.

Để tìm hiểu, nhóm nghiên cứu gồm các nhà khoa học từ Đại học Quảng Tây, Đại học Quốc tế Florida và Đại học Bang San Francisco đã phân tích 34 loài ngập mặn cùng hơn 30 loài có họ hàng gần thuộc 17 họ thực vật. Phân tích này cũng xem xét quá trình tiến hóa của các loài, bao gồm cả loài ven biển và loài sống trong đất liền.

Kết quả cho thấy so với họ hàng sống trong đất liền, cây ngập mặn có tế bào nhỏ bất thường và thành tế bào dày hơn, giúp tăng cường độ bền cơ học để chịu đựng nước mặn đồng thời ngăn ngừa héo úa. Đặc biệt, các loài có khả năng sống ở môi trường ven biển mặn đã nhiều lần tiến hóa để sở hữu những tế bào nhỏ hơn và chắc khỏe hơn.

Ý nghĩa đối với việc lai tạo cây trồng trong tương lai

“Cây ngập mặn vốn nổi tiếng với nhiều cơ chế thích nghi phức tạp trước tình trạng ngập mặn, như loại bỏ lượng muối lớn khỏi mô hoặc hấp thụ muối rồi tiết ra ngoài”, đồng tác giả Giang Quốc Phong (Guo-Feng Jiang) từ Đại học Quảng Tây giải thích. “Mỗi cơ chế đều thú vị, nhưng nghiên cứu đa dạng sinh học thường cho thấy tự nhiên có thể mang đến những giải pháp đơn giản cho những thách thức phức tạp”.

“Những kết quả này cũng gợi mở một chiến lược đầy hứa hẹn trong việc lai tạo cây trồng chịu mặn: điều chỉnh kích thước tế bào và đặc tính thành tế bào”, Roddy bổ sung.

Bùi Anh Xuân theo Phys.org