|
 Đang trực tuyến :
15 |
|
 Số lượt truy cập :
35716273 |
|
|
|
|
|
Các nhà khoa học đang tìm giải pháp thế nào để giúp cây cà chua chống lại cái nóng
Thứ tư, 20-11-2024 | 07:46:20
|
|
Các nhà sinh vật học tại Đại học Brown đã tìm ra nguyên nhân khiến một số loại cà chua chịu nhiệt tốt hơn, mang lại hiểu biết có thể giúp cây trồng thích nghi với biến đổi khí hậu.
Đại học Brown - Bằng cách nghiên cứu các giống cà chua ra quả trong mùa sinh trưởng đặc biệt nóng, các nhà sinh vật học tại Đại học Brown đã xác định được giai đoạn chu kỳ sinh trưởng khi cà chua dễ bị tổn thương nhất do nhiệt độ khắc nghiệt, cũng như các cơ chế phân tử giúp cây chịu nhiệt tốt hơn.
Các nhà nghiên cứu cho biết, phát hiện này được trình bày chi tiết trong một nghiên cứu trên Current Biology, có thể cung cấp thông tin cho một chiến lược quan trọng để bảo vệ nguồn cung cấp lương thực trước tình trạng bất ổn khí hậu. Nghiên cứu lưu ý rằng năng suất nông nghiệp đặc biệt dễ bị tổn thương do biến đổi khí hậu và nhiệt độ tăng dự kiến sẽ làm giảm năng suất cây trồng từ 2,5-16,0% cho mỗi một độ C tăng thêm của nhiệt độ theo mùa.
Các nhà khoa học đã rút ra một số bài học từ quá trình tiến hóa để thử nghiệm cách tốt nhất để đẩy nhanh quá trình thích nghi cho các giống cây cà chua, tác giả nghiên cứu Sorel V. Yimga Ouonkap, cộng sự nghiên cứu về sinh học phân tử, sinh học tế bào và hóa sinh tại Brown giải thích. Sẽ mất nhiều thời gian để chờ quá trình tiến hóa loại bỏ các giống cà chua dễ bị tổn thương như Heinz để ưu tiên các giống có thể chịu được nhiệt độ cực cao, một quá trình cũng có thể gây nguy hiểm cho các phẩm chất khiến các loại cây trồng dễ bị tổn thương trở nên mong muốn về mặt thương mại.
Ouonkap cho biết: “Chúng tôi đang cố gắng tìm ra cơ chế điều hòa nhiệt độ ở cấp độ phân tử và tế bào, đồng thời xác định những gì và nơi nào chúng tôi cần cải thiện để có thể nhắm mục tiêu vào những giống cây trồng thương mại và bảo tồn mọi thứ về chúng ngoại trừ một khía cạnh khiến chúng dễ bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ cực cao. Theo thời gian, bạn có thể bắt đầu tích lũy các cơ chế kháng khác nhau khi các điều kiện phát triển tiếp tục thay đổi”.
Tác giả nghiên cứu Mark Johnson, giáo sư sinh học tại trường Brown, cho biết việc hiểu được khả năng chịu nhiệt hoặc khả năng chịu được nhiệt độ khắc nghiệt của thực vật là một chiến lược đầy hứa hẹn để giải quyết vấn đề thích nghi với khí hậu.
Johnson cho biết: "Hãy tưởng tượng nếu bạn có thể làm cho cà chua Heinz có khả năng chống chịu nhiệt độ tốt hơn mà không ảnh hưởng đến hương vị hoặc cách mọi người trải nghiệm cà chua. Đó sẽ là một lợi thế lớn".
Sinh sản của thực vật: một lĩnh vực chín muồi cho nghiên cứu
Giai đoạn sinh sản của thực vật đã là trọng tâm nghiên cứu trong phòng thí nghiệm của Johnson trong nhiều năm. Trong khi các tài liệu khoa học bao gồm các nghiên cứu về cách stress nhiệt ảnh hưởng đến sự phát triển của thực vật nói chung hoặc sự phát triển của các cấu trúc sinh sản chính, thì vẫn chưa có công trình nào kiểm tra cụ thể những gì xảy ra sau khi phấn hoa rơi vào đầu nhụy trong quá trình sinh sản của thực vật, Johnson cho biết.
Đối với dự án của Ouonkap, ông tập trung vào giai đoạn phát triển ống phấn của chu kỳ sinh sản của thực vật. Ông đã nghiên cứu các giống cây cà chua khác nhau được biết đến với khả năng ra quả trong mùa sinh trưởng đặc biệt nóng. Các giống cà chua trong nghiên cứu có nguồn gốc từ Philippines, Nga và Mexico và tất cả đều được trồng tại Trung tâm Môi trường Thực vật tại Brown.
Hợp tác với các nhà khoa học tại Đại học Arizona, Ouonkap đã nghiên cứu tác động của căng thẳng nhiệt đến khả năng phát triển của phấn hoa trong hoa của cây cà chua. Ông tập trung vào cách biểu hiện gen thay đổi khi phấn hoa cà chua được tạo ra bởi cây trồng trong điều kiện nhà kính tối ưu tiếp xúc với nhiệt độ cao khi trồng trong đĩa petri.
Các đối tác của nhóm nghiên cứu tại Arizona phát hiện ra rằng việc tiếp xúc với nhiệt độ cao chỉ trong giai đoạn phát triển của ống phấn sẽ hạn chế đáng kể sản lượng quả và hạt ở các giống cà chua nhạy cảm với nhiệt hơn là các giống chịu nhiệt. Điều quan trọng là Ouonkap phát hiện ra rằng ống phấn từ giống cà chua Tamaulipas, được biết là chịu nhiệt, có khả năng tăng trưởng tốt hơn ở nhiệt độ cao. Phân tích phân tử của ông về ống phấn ở những quả cà chua này cho phép nhóm nghiên cứu xác định chính xác các cơ chế liên quan đến khả năng chịu nhiệt.
Các nhà nghiên cứu cho biết cà chua là sinh vật lý tưởng cho loại nghiên cứu này. Khả năng thích nghi với nhiều loại khí hậu khắc nghiệt của các giống khác nhau giúp các nhà khoa học hiểu biết sâu sắc hơn về cách các loài phản ứng với các điều kiện môi trường khác nhau. Cà chua cũng là một loại cây trồng thương mại quan trọng ở các quốc gia trên khắp thế giới, từ Địa Trung Hải đến Ai Cập, Thổ Nhĩ Kỳ đến California - một số trong số đó nằm trong số những quốc gia dễ bị ảnh hưởng nhất bởi điều kiện nhiệt độ khắc nghiệt.
Với các cơ chế phân tử phù hợp hiện đã được xác định, bước tiếp theo sẽ là xác định các kỹ thuật cụ thể để cho phép cà chua phát triển ở các vùng khí hậu khác nhau. Trong một kịch bản giả định, các nhà khoa học có thể phát triển một phân tử nhỏ có thể kích thích phấn hoa trong cây để có thể chịu được đợt nắng nóng, Johnson giải thích.
Ông cho biết: “Khi dự báo thời tiết cho thấy có hai tuần nhiệt độ cao trong giai đoạn phát triển của ống phấn, người nông dân sẽ bón một sản phẩm cho cây để thay đổi biểu hiện gen sao cho phấn hoa có khả năng chống chịu nhiệt”.
Mặc dù loại thao túng đó vẫn còn rất xa vời trong tương lai, nhưng các nhà nghiên cứu cho biết lĩnh vực nghiên cứu này đã chín muồi để khám phá.
Nguyễn Thị Quỳnh Thuận theo Đại học Brown.
|
Trở lại
In
Số lần xem: 128
|
|
[ Tin tức liên quan ]___________________________________________________
|
(78).png "Các nhà khoa học đang tìm giải pháp thế nào để giúp cây cà chua chống lại cái nóng")
