|
Trang chủ >> Thông tin khoa học >> Cơ chế di truyền mới bảo vệ cây trồng khỏi tác hại của thành phần kẽm độc hại
Thư viện ảnh
Thống kê truy cập
 Đang trực tuyến :
17 |
|
 Số lượt truy cập :
33345571 |
|
|
|
|
|
Cơ chế di truyền mới bảo vệ cây trồng khỏi tác hại của thành phần kẽm độc hại
Chủ nhật, 18-05-2014 | 06:14:53
|
|
Các nhà nghiên cứu từ Viện Gulbenkian de Ciência của Bồ Đào Nha đã phát hiện ra một cơ chế di truyền mới bảo vệ thực vật khỏi tác hại của thành phần kẽm độc hại.
Kẽm là thành phần cần thiết cho sự tăng trưởng và phát triển tối ưu của cây trồng nhưng khi lượng kẽm ở mức cao, nó có thể trở nên độc hại cho cây trồng. Do đó, các cây trồng cần phải kích hoạt các cơ chế đối phó với tình trạng này. Các nhà nghiên cứu từ Viện Gulbenkian de Ciência (IGC) đã phát hiện ra một cơ chế di truyền mới bảo vệ thực vật khỏi tác hại của thành phần kẽm độc hại. Nhóm nghiên cứu do Paula Duque làm trưởng nhóm đã xác định một gien sản sinh ra một loại protein có khả năng cô lập kẽm bên trong các tế bào của rễ. Khi lượng kẽm ở mức cao, gien này trải qua một quá trình thay đổi đặc biệt giúp sản sinh ra protein bảo vệ. Những phát hiện này được công bố trong ấn bản mới nhất của tạp chí khoa học PLoS Genetics, mở ra con đường mới trong việc tăng khả năng chống chịu của thực vật khi hàm lượng kẽm ở mức cao.
ZIF2 là tên của gien mới được phát hiện bởi nhóm nghiên cứu Paula Duque. Trải qua các nghiên cứu sinh học và di truyền tế bào trong mô hình cây Arabidopsis thaliana, các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng, gien ZIF2 sản xuất một protein vận chuyển ion kẽm vào một “ngăn” của các tế bào gốc, do đó ngăn ngừa sự phân tán của nó đến các cơ quan thực vật khác. Để nghiên cứu xem protein ZIF2 có tác dụng bảo vệ cây chống lại mức độ độc hại của kẽm hay không, các nhà khoa học đã tạo ra các cây thiếu ZIF2 và các cây có protein này. Các nhà nghiên cứu quan sát thấy rằng, khi lượng kẽm ở mức cao, các cây trồng không có ZIF2 có khả năng chống chịu thấp, rễ của chúng tăng trưởng ngắn hơn, sản xuất chất diệp lục bị suy giảm và cuối cùng sinh khối của cây trồng giảm xuống. Ngược lại, thực vật có protein do gien ZIF2 sản sinh có thể đối phó tốt hơn khi lượng kẽm ở mức cao, rễ phát triển dài hơn, lượng chất diệp lục và sinh khối được sản xuất nhiều hơn. Những kết quả này chứng minh rằng ZIF2 là quan trọng đối với cây trồng trong việc xử lý nồng độ kẽm độc hại. Trong khi tiến hành các nghiên cứu di truyền mô tả ở trên, nhóm nghiên cứu quan sát thấy rằng, gien ZIF2 sản xuất các phân tử trung gian của axit ribonucleic (RNA) trước khi tổng hợp protein. Khi một gien được kích hoạt, phân tử RNA đóng vai trò dịch các thông tin di truyền vào protein sẽ được tạo ra. Sự xuất hiện của các phân tử RNA có thể là kết quả của một cơ chế xử lý được gọi là nối thay thế loại bỏ phân đoạn khác nhau từ bên trong RNA, tạo ra các phân tử có kích thước khác nhau. Vì vậy, nhóm nghiên cứu của Duque tiến hành xem xét liệu hai phân tử RNA ZIF2 có đóng vai trò khác nhau trong việc bảo vệ cây trồng khi lượng kẽm ở mức cao hay không. Họ phát hiện ra rằng, mặc dù cả hai phân tử cùng dẫn đến việc sản xuất các protein ZIF2, các phân tử dài hơn có thể tạo nên nhiều protein hơn so với các phân tử RNA ngắn hơn. Bị hấp dẫn bởi những kết quả này, các nhà nghiên cứu đã điều tra cơ chế di truyền tiềm ẩn. Họ thấy rằng, hai ZIF2 RNA phát sinh từ một sự kiện nối thay thế trong một khu vực của RNA có tác dụng kiểm soát mức độ sản xuất protein ZIF2. Nhóm nghiên cứu tiếp tục phát hiện ra rằng, kẽm là một yếu tố kích hoạt cho sự kiện này. Khi lượng kẽm tăng, khu vực của các phân tử RNA không bị loại bỏ, tạo ra các phân tử RNA dài hơn. Điều này sẽ dẫn đến lượng protein ZIF2 được sản sinh tăng lên và do đó tăng sức chống chịu của cây trồng. Paula Duque cho biết: “Chúng tôi ngạc nhiên với kết quả này. Cây trồng đã phát triển một cơ chế di truyền rất “thông minh” giúp bảo vệ mình khỏi tác hại của kẽm, tránh tác dụng độc hại của nó trên lá, hoa và các bộ phận khác của cây. Cơ chế này cho phép cây trồng tiết kiệm năng lượng khi chỉ sản xuất nhiều protein trong tình huống thực sự cần thiết”. Estelle Remy, một nhà nghiên cứu tại phòng thí nghiệm Paula Duque và là tác giả đầu tiên của nghiên cứu này cho biết thêm: “Kết quả của nghiên cứu sẽ được sử dụng trong việc xử lý đất trồng trọt có lượng kẽm ở mức cao”. Lê Hồng Vân - Mard, theo phys.org |
Trở lại
In
Số lần xem: 940
|
|
[ Tin tức liên quan ]___________________________________________________
|
