Hoạt động chống ô xi hóa cao giúp duy trì sự phân bào trong lá của giống bắp lai chống chịu khô hạn

Nguồn: Avramova V, AbdElgawad H, Vasileva I, Petrova AS, Holek A, Mariën J, Asard H, Beemster GT. 2017. High Antioxidant Activity Facilitates Maintenance of Cell Division in Leaves of Drought Tolerant Maize Hybrids. Front Plant Sci. 2017 Feb 2;8:84. doi: 10.3389/fpls.2017.00084.

TÓM TẮT

Nhóm tác giả đã nghiên cứu tác động của khô hạn trên sự điều hòa tăng trưởng ở lá của 13 giống bắp lai có nhiều mức độ cảm ứng khác nhau đối với khô hạn và có nguồn gốc địa lý khác nhau (Tây Âu, Ai Cập, Nam Phi) và dòng cận giao B73. Kết hợp sự phân tích động lực học với sinh hóa học trên sự tăng trưởng của lá ở mức độ phân giải theo không gian cho phép các nhà nghiên cứu này xác định tương quan giữa sự điều tiết sự phân bào qua nhiều chu trình khác nhau của tế bào, với  sự điều tiết “redox” ở mức độ phân tử khi cây bắp phản ứng với khô hạn. Thêm vào đó, họ đã chứng minh được nhiều khác biệt trong phản ứng của các dòng bắp đối với sự thiếu nước từ nhẹ đến cực trọng. Phân tích động lực học cho thấy các dòng bắp chống chịu khô hạn có ít tác động trên tốc độ kéo dài của lá bởi vì có một sự suy giảm ít hơn sản phẩm của tế bào, mà sản phẩm ấy, trái lại, do sự giảm ít hơn kích thước của sinh mô và số tế bào trong sinh mô lá. Những khác biệt khá rõ trong phản ứng tăng trưởng  của các nhóm giống bắp như vậy với nguồn gốc địa lý khác nhau đã được người ta quan sát khi cây phản ứng với khô hạn. Sự khác biệt của phản ứng đối với khô hạn giữa các giống bắp lai Ai Cập lớn hơn một cách đáng kể so với giống bắp lai Châu Âu và giống bắp lai Nam Phi. Thông qua kết quả phân tích sinh hóa, người ta đã nghiên cứu cách thức hoạt động của chất chống ô xi hóa (antioxidant) trong vùng tăng trưởng, hoạt động của antioxidant góp phần vào sự khác biệt về độ nhạy cảm của cây đối với khô hạn. Họ đã sử dụng một phương pháp phân nhóm (hierarchical clustering) để hiển thị các thành phần của lipid peroxidation, H₂O ₂ và hàm lượng antioxidant, cũng như hoạt động của các enzyme xảy ra trên vùng tăng trưởng, đáp ứng với stress. Kết quả cho thấy các dòng bắp có nguồn gốc địa lý khác nhau đã điều hành các hoạt động ở mức độ phân tử khác nhau liên quan đến phản ứng với stress. Bắp lai của Ai Cập phản ứng tích cực hơn ở mức độ biến dưỡng (metabolite). Giống bắp lai Nam Phi và Châu Âu phản ứng tích cực ở mức độ hoạt động các enzyme. Tuy vậy, tính chống chịu khô hạn tương quan với với cả hai nội hàm ấy, antioxidant cao hơn trong vùng tăng trưởng, hoạt động enzyme cao hơn đối với enzyme điều tiết có tính chất “redox” như CAT, POX, APX, và GR đặc biệt tại mô phân sinh của lá. Những phát hiện này là minh chứng cho một sự liên kết giữa sự điều hòa chất antioxidant trong mô phân sinh lá, sự phân bào, và tính chịu hạn.

Xem: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/28210264

GS. Bùi Chí Bửu lược dịch.

Hình 1:  Phân tích “Principal Component” về biến dị của các chất biến dưỡng antioxidant và hoạt động enzyme giữa các dòng bắp lai khi phản ứng với khô hạn response to drought.

Số liệu của 14 dòng trồng trong điều kiện bình thưởng (đanh dấu bằng chữ C), khô hạn nhẹ (chữ M), và khô hạn nghiêm trọng (chữ S). Các dòng bắp lai này được xếp nhóm di truyền theo hàm lượng chất antioxidant và hoạt động của enzyme (A) theo biến số có khả năng giải thích được (B).Dòng bắp lai Châu Âu (EU), Nam Phi (AF), Ai Cập (EG), dòng chịu hạn (t).