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 :  16
 Số lượt truy cập :  36625171
Những hiểu biết sâu sắc về cách tiến hóa của quá trình quang hợp có thể giúp phát triển các loại cây trồng có khả năng chống chịu với khí hậu bất lợi
Thứ sáu, 29-11-2024 | 07:59:02

Hình ảnh: Jane Durkin.

 

Một nghiên cứu về cách thực vật tiến hóa để ứng phó với biến đổi khí hậu hàng triệu năm trước có thể giúp các nhà khoa học phát triển các loại cây trồng hiện đại có năng suất cao hơn và chống chịu tốt hơn với hiện tượng nóng lên toàn cầu.

 

Các nhà nghiên cứu từ Đại học Cambridge và Viện SALK ở California đã phát hiện ra những thay đổi về mặt di truyền trong quá trình tiến hóa của một dạng quang hợp hiệu quả hơn đã tiến hóa cách đây khoảng 30 triệu năm. Những phát hiện của họ có ý nghĩa quan trọng đối với những nỗ lực đang diễn ra nhằm cải thiện khả năng chống chịu của cây trồng trước biến đổi khí hậu. Nghiên cứu được công bố trên tạp chí Nature vào ngày 20 tháng 11 năm 2024.

 

Hai dạng quang hợp

 

Quang hợp cho phép sự sống trên Trái đất. Hơn 3 tỷ năm trước, vi khuẩn lần đầu tiên tiến hóa khả năng quang hợp. Dạng ban đầu này, được gọi là quang hợp C3, vẫn được một số loại cây trồng chính trên thế giới sử dụng, bao gồm lúa mì và lúa gạo.

 

Khoảng 30 triệu năm trước, để ứng phó với những thay đổi về khí hậu, một số loài thực vật đã phát triển một dạng quang hợp mới phù hợp hơn với điều kiện ấm và khô. Dạng hiệu quả hơn này, được gọi là quang hợp C4, được các loại cây trồng năng suất nhất thế giới sử dụng, bao gồm các loại cây trồng như ngô và lúa miến.

 

Các loại cây sử dụng con đường C4 hiện đang thống trị vùng nhiệt đới và bán nhiệt đới vì trong điều kiện ấm áp này, nó cho phép tăng hiệu quả sử dụng nước và nitơ cũng như năng suất cao hơn khoảng 50%. Do đó, việc hiểu cách con đường C4 tiến hóa và hoạt động là rất quan trọng để cải thiện khả năng phục hồi của cây trồng trước biến đổi khí hậu.

 

Các công nghệ mới cung cấp thông tin chi tiết về những thay đổi di truyền

 

Trong nhiều thập kỷ, rõ ràng được coi là rất phức tạp, con đường C4 đã tiến hóa nhiều lần ở thực vật trên cạn. Một bước quan trọng trong quá trình tiến hóa của con đường C4 là thay đổi vị trí hoạt động của các gen quang hợp trên lá.

 

Trong khi ở thực vật C3, các gen này hoạt động trong các tế bào trung mô, thì ở thực vật C4, chúng hoạt động trong một loại tế bào lân cận, các tế bào bao bó mạch, bao quanh các gân lá. Tuy nhiên, cách các gen thay đổi trong quá trình tiến hóa C4 để tạo ra sự phức tạp mới này vẫn chưa rõ ràng.

 

Các nhà nghiên cứu đã sử dụng các công nghệ mới cho phép nghiên cứu hệ gen tế bào đơn lẻ để cung cấp thông tin chi tiết về những thay đổi di truyền làm nền tảng cho con đường C4 và quá trình tiến hóa của nó.

 

Tiến sỹ Leonie Luginbuehl, trưởng nhóm Sinh lý học thực vật tại khoa Khoa học thực vật đồng tác giả chính của nghiên cứu, cho biết "Bằng cách sử dụng một kỹ thuật gọi là giải trình tự tế bào đơn lẻ, chúng tôi có thể nghiên cứu cách các gen được kích hoạt trong từng tế bào lá cây ở hai loại cây trồng là lúa C3 và lúa miến C4. Giải pháp này trước đây không thể thực hiện được nhưng rất quan trọng để hiểu quá trình quang hợp C4 tiến hóa như thế nào”.

 

Một khuôn khổ giúp thiết kế con đường C4 vào cây trồng C3

 

Thật ngạc nhiên, nhóm nghiên cứu phát hiện ra rằng các cơ chế kích hoạt gen trong mô trung mô hoặc trong bao bó mạch thực chất giống nhau ở cả hai loài thực vật. Đặc biệt, nghiên cứu cho thấy một bộ điều hòa được gọi là DOF rất quan trọng đối với việc kích hoạt gen trong bao bó mạch của cả lúa và lúa miến.

 

Các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng các gen cần thiết cho quá trình quang hợp ở lúa miến đã thay đổi trình tự DNA của chúng sao cho các điều hòa DOF có thể liên kết với các gen này và kích hoạt biểu hiện của chúng trong bao bó mạch thay vì mô trung mô.

Một mục tiêu lâu dài của cộng đồng nghiên cứu là đưa con đường C4 vào cây trồng C3 như lúa để tăng cường quá trình quang hợp và cải thiện năng suất khi nhiệt độ dự kiến ​​sẽ tăng và nước ngày càng khan hiếm.

 

Giáo sư Julian Hibberd, trưởng nhóm Sinh lý học phân tử và là tác giả cuối cùng của nghiên cứu, cho biết: "Khám phá này xác định cách các gen thay đổi để con đường C4 hoạt động ở độ phân giải cặp bazơ. Nhờ độ chính xác này mà nó cũng cung cấp một khuôn khổ dự đoán để giúp thiết kế con đường C4 thành các loại cây trồng C3 kém hiệu quả hơn”.

 

Lê Thị Kim Loan theo Đại học Cambridge.

 

Trở lại      In      Số lần xem: 232

[ Tin tức liên quan ]___________________________________________________
  • Tuần tin khoa học 492 (15-21/08/2016)
  • Sử dụng cây che phủ để loại bỏ chất ô nhiễm khỏi đất canh tác
  • Hấp thu không khí, tạo ra năng lượng
  • Tác động của pH đến năng suất, sự phát triển rễ và hấp thụ dinh dưỡng của cây hồ tiêu (Piper nigrum L.)
  • Sâu bệnh hại ngô chịu ảnh hưởng của khí hậu
  • Phản ứng với stress mặn của lúa (Oryza sativa L.) với sự đa dạng ở giai đoạn lúa trổ đến thu hoạch
  • Ảnh hưởng của ba khoảng cách hàng trên các đặc tính nông học và năng suất của năm giống đậu nành [Glycine max (L.) MERR.] vụ xuân hè 2015 tại tỉnh Vĩnh Long
  • Các phân tử nhỏ giúp tạo ra ngũ cốc thông minh hơn
  • Đánh giá tính thích nghi và ổn định của các dòng/giống Lúa thơm triển vọng ở đồng bằng sông Cửu Long
  • Giải trình hệ gien của bệnh nấm có thể giúp ngăn chặn bệnh hại chuối
  • Một gen tương đồng của cây lúa đối với gen của cây arabidopsis “agd2-like defense1” đóng góp vào tính kháng bệnh đạo ôn do nấm Magnaporthe oryzae
  • Xử lý bùn thải sinh học bằng giun Quế tạo ra sản phẩm phân bón hữu cơ
  • Đồng phân LuxR ký gửi trên cây populus deltoides, kích hoạt sự thể hiện gen đáp ứng với tín hiệu thực vật hoặc những peptides đặc biệt
  • Cây lúa có hiệu quả sử dụng nitơ tốt hơn
  • Khám phá thêm những bí mật về loài hoa hướng dương
  • Nghiên cứu sản xuất và sử dụng chế phẩm từ nấm Lecanicillium spp, để diệt rệp muội (Aphidae) gây hại cây trồng
  • Nghiên cứu thời gian sử dụng thuốc trừ sâu tốt nhất để kiểm soát bệnh vàng lá gân xanh
  • Thuốc bảo vệ thực vật bảo vệ cây trồng như thế nào?
  • Đồng hồ sinh học của nấm: Mục tiêu tiềm năng trong phòng chống bệnh thực vật
  • Đo thời gian lưu trú của nitơ trong đất có thể giúp ích cho nông nghiệp
Designed & Powered by WEBSO CO.,LTD