Làm tăng khả năng thích ứng của cây đối với biến đổi khí hậu

Tiến sĩ Crystal Sweetman và Chris Waterman với các mẫu cây Arabidopsis được thí nghiệm trong nhà kính và phòng thí nghiệm khoa học phân tử thực vật tại Đại học Flinder. Ảnh: Flinders University.

Thành công với việc cải thiện phản ứng của cây mô hình đối với các điều kiện khắc nghiệt đang khiến các nhà nghiên cứu phân tử thực vật chuyển sang các cây lương thực bao gồm lúa mì, lúa mạch, lúa và đậu gà (chickpea).

Các nhà nghiên cứu của Đại học Flinder và ĐH La Trobe tại Úc đang tập trung vào các gen mã hóa các enzyme chống oxy hóa để giảm tối thiểu các phản ứng oxy hóa có hại trong tế bào lá đối với stress môi trường. Các thí nghiệm cho thấy cây có nồng độ enzyme tăng trở nên cứng hơn và hồi phục dễ dàng hơn khi đối mặt với hạn hán và “ánh sáng mạnh”.

Giáo sư sinh học thực vật David Day cho biết: "Với sóng nhiệt, hạn hán và nhiễm mặn ngày càng trở thành một vấn đề quan trọng, các nhà sinh học thực vật trên khắp thế giới đang ngày càng tìm cách giúp cho cây chịu được nhiều stress liên quan đến môi trường".

“Nghiên cứu của chúng tôi là bằng chứng về khái niệm sử dụng cây mô hình Arabidopsis (Arabidopsis thaliana) để đánh giá sự điều tiết quá trình hô hấp của ty thể là cách quan trọng để quản lý phản ứng của cây đối với stress phi sinh học”.

Các nhà nghiên cứu tập trung vào hai enzyme hoạt động cùng nhau để giảm thiểu thiệt hại oxy hóa trong lá của cây mô hình.

Tiến sĩ Crystal Sweetman, một trong những tác giả chính của bài báo mới được công bố trong tạp chí Plant Physiology nói “Những protein này hoạt động trên lõi năng lượng tế bào hoặc ty thể để giảm tối thiểu thiệt hại do hạn hán hoặc các yếu tố stress khác gây ra”.

Cô nói, “Do đó, cây trồng được lai tạo giống để tạo ra nhiều enzyme này hơn có thể tồn tại ở nhiệt độ khắc nghiệt hoặc thời tiết khô hạn kéo dài và có cơ hội tạo sản lượng tốt hơn trong những mùa trồng trọt khắc nghiệt”.

Giáo sư Kathleen Soole trường ĐH Flinder, đồng thời là chủ tịch của Hiệp hội các nhà khoa học cây trồng Úc, cho biết phương pháp này đã cho thấy giá trị của nó và giờ đây có thể được áp dụng cho các loại cây lương thực lấy hạt và cây họ đậu phức tạp hơn.

Giáo sư Soole nói “Nghiên cứu đã chỉ ra rằng bằng cách tác động đến quá trình trao đổi chất của tế bào thực vật với hai loại enzyme chống oxy hóa quan trọng cho phép chúng phục hồi tốt hơn sau khi tiếp xúc với hạn hán”.

Nguyễn Tiến Hải theo Đại học Flinder.