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)
Đang trực tuyến : 13 | |
Số lượt truy cập : 35716740 | |
Các enzyme được thiết kế có khả năng giúp cây trồng chịu đựng và phát triển tốt hơn trong điều kiện nhiệt độ cao
Thứ tư, 11-12-2024 | 08:02:23
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Các vòng được chọn để tái tổ hợp dựa trên cấu trúc và ảnh hưởng đến tính linh hoạt của chúng. Nguồn: Plant Biotechnology Journal (2024). DOI: 10.1111/pbi.14508
Trước tình hình nhiệt độ toàn cầu ngày càng tăng, việc thực vật có thể thích nghi với các điều kiện mới và hay thay đổi là vô cùng quan trọng. Các nhà nghiên cứu từ phòng thí nghiệm Walker của Đại học Bang Michigan đang tìm cách hỗ trợ thực vật trong quá trình này. Cụ thể, nghiên cứu của họ tập trung vào việc giúp thực vật thích ứng với sự thay đổi nhiệt độ bằng cách sử dụng các enzyme được thiết kế để tăng khả năng chịu nhiệt của chúng.
Bài báo gần đây của họ đã được xuất bản trên Tạp chí Plant Biotechnology. Ludmila Roze, nhà khoa học nghiên cứu cao cấp tại Phòng thí nghiệm Nghiên cứu Thực vật thuộc Khoa Năng lượng của Đại học Bang Michigan (PRL), cho biết: “Mục tiêu chính của nghiên cứu của chúng tôi là chuẩn bị cho thực vật đối phó với nhiệt độ cao hơn, vì biến đổi khí hậu khiến nhiệt độ tăng. Làm thế nào chúng ta có thể giúp nông nghiệp sẵn sàng duy trì năng suất trong môi trường thay đổi này”.
Phòng thí nghiệm đang nghiên cứu cách tăng khả năng chịu nhiệt của thực vật, tức là khả năng sống sót của chúng ở nhiệt độ cao. Những nhiệt độ này có thể gây hại nghiêm trọng cho thực vật, thậm chí phá hủy cả bộ máy tế bào giúp chúng tồn tại. Khả năng duy trì cấu trúc vật lý và hóa học của cây trồng trong điều kiện nhiệt độ cao được gọi là khả năng chịu nhiệt.
Bài báo gần đây của phòng thí nghiệm tập trung vào việc tăng khả năng chịu nhiệt của một loại enzyme có tên là glycerate 3-kinase (GLYK) trong cây Arabidopsis thaliana, thường được gọi là cải xoong thale. Enzyme này là bước cuối cùng của một quá trình quan trọng ở thực vật được gọi là quang hô hấp, dự kiến sẽ càng trở nên quan trọng hơn khi nhiệt độ tăng lên.
Để phát triển một loạt các enzyme có khả năng chịu nhiệt khác nhau, phòng thí nghiệm Walker đã nghiên cứu nhiều loại sinh vật quang hợp, bao gồm cả loài tảo Cyanidioschyzon merolae, sống ở các suối nước nóng núi lửa có tính axit. So với nhiều loại thực vật, C. merolae có khả năng chịu nhiệt vượt trội.
Berkley Walker, phó giáo sư tại PRL và Khoa Sinh học Thực vật của MSU, cho biết: “Bằng cách hiểu lý do tại sao các enzyme của C. merolae hoạt động ở nhiệt độ cao hơn, chúng ta có thể tái thiết kế các enzyme thực vật để chuẩn bị tốt hơn cho một thế giới với nhiệt độ cao hơn”.
Kết hợp các mô hình gấp enzyme được hỗ trợ bởi trí tuệ nhân tạo với động lực học phân tử từ phòng thí nghiệm PRL Vermaas, các nhà nghiên cứu đã xác định được các phần của enzyme C. merolae, thường được gọi là các vòng, chịu trách nhiệm về khả năng ổn định nhiệt. Các vòng này đã được đưa vào enzyme GLYK của Arabidopsis.
Các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng với các vòng được đưa vào, enzyme Arabidopsis đã tăng khả năng chịu nhiệt, giúp cây thích nghi tốt hơn với khí hậu đang thay đổi.
Roze nói: “Có một nghiên cứu rất chuyên sâu về cách nhiệt độ ảnh hưởng đến sự phát triển, sinh lý và năng suất của thực vật. Nhiệt độ cao ảnh hưởng nghiêm trọng đến nhiều loài thực vật nông nghiệp, làm giảm năng suất của chúng”.
Ví dụ, ở một số loài thực vật như Brassica rapa hay mù tạc, nhiệt độ cao có thể làm chậm quá trình quang hợp, đặt cây vào tình trạng nguy hiểm.
Bước tiếp theo là đưa các enzyme được thiết kế có khả năng chịu nhiệt tốt hơn vào cây mô hình Arabidopsis để quan sát phản ứng của cây.
Walker cho biết: “Việc hiểu cách, chúng ta có thể học hỏi từ thiên nhiên và cải thiện enzyme cho một tương lai ấm áp hơn là rất quan trọng, vì thực vật đang phải đối mặt với nhiệt độ mà trước đây chúng chưa từng gặp phải. Một số enzyme sẽ hoạt động tốt, nhưng một số khác có thể không chịu được nhiệt. Với kiến thức này, chúng tôi có chiến lược để thử nghiệm bất kỳ enzyme nào nhằm tăng khả năng hoạt động của nó trong điều kiện ấm hơn”.
Bùi Anh Xuân theo Phys.org
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Trở lại In Số lần xem: 84 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
[ Tin tức liên quan ]___________________________________________________
|