Chào mừng Quý độc giả đến với trang thông tin điện tử của Viện Khoa học Kỹ thuật Nông nghiệp miền Nam

Tin nổi bật
Thành tích

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)

 

Trung tâm
Liên kết website
lịch việt
Thư viện ảnh
Video
Thiết lập chuỗi giá trị nông sản thông minh và an toàn tại Việt Nam Cà chua bi

Thống kê truy cập
 Đang trực tuyến :  14
 Số lượt truy cập :  35948058
Nhóm nghiên cứu RIPE cho thấy sinh khối lương thực tăng lên thông qua quang hô hấp ở nhiệt độ cao
Thứ sáu, 20-12-2024 | 08:14:29

 

Katherine Meacham-Hensold, nghiên cứu sau tiến sĩ tại phòng thí nghiệm của Don Ort tại Đại học Illinois Urbana-Champaign, là người dẫn đầu công trình nghiên cứu nhằm cải thiện quá trình quang hô hấp ở khoai tây.

 

Một nhóm nghiên cứu từ Đại học Illinois đã thiết kế giống khoai tây để có khả năng chống chịu tốt hơn với tình trạng nóng lên toàn cầu, cho thấy khối lượng củ tăng 30% trong điều kiện nắng nóng. Sự thích nghi này có thể mang lại an ninh lương thực lớn hơn cho một bộ phận dân số phụ thuộc vào khoai tây, vì vùng trồng khoai tây là khu vực mà biến đổi khí hậu đã ảnh hưởng đến nhiều mùa vụ. Katherine Meacham-Hensold, giám đốc dự án khoa học của Realizing Increase Opticefficiency Efficiency (RIPE) tại Illinois cho biết: “Nếu chúng ta muốn đáp ứng nhu cầu lương thực của người dân ở những khu vực có nguy cơ giảm năng suất cây trồng rất cao do tình trạng nóng lên toàn cầu thì chúng ta cần sản xuất các loại cây trồng có thể chịu được các đợt nắng nóng thường xuyên và dữ dội hơn. Khối lượng củ khoai tây tăng 30% được quan sát thấy trong các thử nghiệm thực địa của chúng tôi cho thấy triển vọng cải thiện quá trình quang hợp để tạo ra các loại cây trồng thích ứng với khí hậu khắc nghiệt”.

 

Thách thức

 

Quá trình quang hô hấp là quá trình quang hợp đã được chứng minh là làm giảm năng suất cây đậu nành, lúa và rau tới 40%. Quang hô hấp xảy ra khi Rubisco phản ứng với phân tử oxy thay vì CO2, xảy ra khoảng 25% thời gian trong điều kiện lý tưởng nhưng thường xuyên hơn ở nhiệt độ cao. Sau đó, thực vật phải sử dụng một lượng lớn năng lượng để chuyển hóa sản phẩm phụ độc hại do quang hô hấp gây ra (glycolate). Năng lượng này thay vì có thể được sử dụng để tăng trưởng lớn hơn. Meacham-Hensold cho biết: “Quang hô hấp là một hệ thống tiêu hao năng lượng lớn đối với thực vật. Nó làm giảm sản xuất sinh khối vì năng lượng được chuyển hướng để chuyển hóa chất độc. Mục tiêu của chúng tôi là giảm lượng năng lượng lãng phí bằng cách bỏ qua con đường quang hô hấp ban đầu của thực vật”.

 

Các thành viên trước đây của nhóm RIPE đã chỉ ra rằng bằng cách bổ sung hai gen mới, glycolate dehydrogenase và malate synthase, để mô hình hóa các con đường của thực vật, họ có thể cải thiện hiệu quả quang hợp. Di truyền học mới sẽ chuyển hóa độc tố (glycolate) trong lục lạp, ngăn lá chịu trách nhiệm cho quá trình quang hợp, thay vì phải di chuyển nó qua các vùng khác của tế bào.

 

Những cây khoai tây thiết kế theo cơ chế quang hô hấp được trồng trong nhà kính trước khi cấy ra đồng ruộng, nơi chúng chịu được nhiệt độ F lên tới ba chữ số.

 

Giải pháp

 

Những năng lượng được tiết kiệm này đã thúc đẩy sự tăng trưởng ở cây trồng mô hình, mà nhóm hiện tại hy vọng sẽ chuyển thành sự tăng trưởng sinh khối ở cây lương thực. Công trình được công bố gần đây trên Global Change Biology cho thấy không chỉ sự khác biệt mà lợi ích đã tăng gấp ba lần trong điều kiện nắng nóng, điều kiện này đang trở nên thường xuyên hơn và dữ dội hơn khi tình trạng nóng lên toàn cầu tiến triển.

 

Một ví dụ điển hình: Trong vụ khoai tây năm 2022, khi cây trồng được ba tuần tuổi, khoai tây vẫn đang trong giai đoạn sinh trưởng sinh dưỡng sớm, một đợt nắng nóng đã giữ nhiệt độ trên 95°F (35°C) trong bốn ngày liên tiếp, vượt quá 100°F (38°C) hai lần. Sau vài ngày hạ nhiệt, nhiệt độ lại tăng vọt lên gần 100° F. Thay vì héo úa trong điều kiện nhiệt độ cao, khoai tây biến đổi gen đã cho ra nhiều củ hơn 30% so với khoai tây nhóm đối chứng, tận dụng tối đa khả năng chịu nhiệt tăng lên của chúng đối với hiệu quả quang hợp.

 

Các nhà nghiên cứu không chắc chắn khoai tây sẽ phản ứng thế nào với nhiệt độ cao, nhưng kết quả thu hoạch cho thấy khoai tây biến đổi gen tăng khối lượng thêm 30% so với khoai tây đối chứng.

 

Giáo sư về Sinh học Thực vật và Khoa học Cây trồng Robert Emerson và Phó Giám đốc dự án RIPE cho biết: "Một đặc điểm quan trọng khác của nghiên cứu này là chứng minh rằng kỹ thuật di truyền quang hợp của chúng tôi tạo ra sự gia tăng năng suất này không ảnh hưởng đến chất lượng dinh dưỡng của khoai tây. An ninh lương thực không chỉ là lượng calo có thể sản xuất mà chúng ta còn phải xem xét đến chất lượng thực phẩm".

 

Cần có các thử nghiệm thực địa tại nhiều địa điểm để xác nhận những phát hiện của nhóm trong các môi trường khác nhau, nhưng kết quả khả quan ở khoai tây có thể có nghĩa là có thể đạt được kết quả tương tự ở các loại cây trồng có củ khác như sắn, một loại lương thực chính ở các quốc gia Châu Phi cận Sahara dự kiến ​​sẽ bị ảnh hưởng nặng nề do nhiệt độ toàn cầu tăng cao.

 

Lê Thị Kim Loan theo RIPE.

 

Trở lại      In      Số lần xem: 89

[ Tin tức liên quan ]___________________________________________________
  • Bản đồ di truyền và chỉ thị phân tử trong trường hợp gen kháng phổ rộng bệnh đạo ôn của cây lúa, GEN Pi65(t), thông qua kỹ thuật NGS
  • Bản đồ QTL chống chịu mặn của cây lúa thông qua phân tích quần thể phân ly trồng dồn của các dòng con lai tái tổ hợp bằng 50k SNP CHIP
  • Tuần tin khoa học 479 (16-22/05/2016)
  • Áp dụng huỳnh quang để nghiên cứu diễn biến sự chết tế bào cây lúa khi nó bị nhiễm nấm gây bệnh đạo ôn Magnaporthe oryzae
  • Vai trò của phân hữu cơ chế biến trong việc nâng cao năng năng suất và hiệu quả kinh tế cho một số cây ngắn ngày trên đất xám đông Nam Bộ
  • Tuần tin khoa học 475 (18-24/04/2016)
  • Vi nhân giống cây măng tây (Asparagus officinalis L.)
  • Thiết lập cách cải thiện sản lượng sắn
  • Nghiên cứu xây dựng hệ thống dự báo, cảnh báo hạn hán cho Việt Nam với thời hạn đến 3 tháng
  • Liệu thủ phạm chính gây nóng lên toàn cầu có giúp ích được cho cây trồng?
  • Tuần tin khoa học 478 (09-15/05/2016)
  • Sinh vật đơn bào có khả năng học hỏi
  • Côn trùng có thể tìm ra cây nhiễm virus
  • Bản đồ QTL liên quan đến tính trạng nông học thông qua quần thể magic từ các dòng lúa indica được tuyển chọn
  • Nghiên cứu khẳng định số loài sinh vật trên trái đất nhiều hơn số sao trong giải ngân hà chúng ta
  • Cơ chế di truyền và hóa sinh về tính kháng rầy nâu của cây lúa
  • Vật liệu bọc thực phẩm ăn được, bảo quản trái cây tươi hơn 7 ngày mà không cần tủ lạnh
  • Giống đậu nành chống chịu mặn có GEN gmst1 làm giảm sự sinh ra ROS, tăng cường độ nhạy với ABA, và chống chịu STRESS phi sinh học của cây Arabidopsis thaliana
  • Khám phá hệ giác quan cảm nhận độ ẩm không khí ở côn trùng
  • Phương pháp bền vững để phát triển cây lương thực nhờ các hạt nano
Designed & Powered by WEBSO CO.,LTD