Quá nhiều đường không ảnh hưởng đến việc kìm hãm cây tăng sản lượng

Nguồn: https://photosynthesis.org.au

Cây trồng tạo đường để hình thành lá cho phát triển và tạo hạt và quả thông qua quá trình quang hợp, nhưng sự tích lũy đường cũng có thể làm chậm quá trình quang hợp. Do đó nghiên cứu cách thức đường trong cây kiểm soát quá trình quang hợp là phần quan trọng trong việc tìm ra những giải pháp mới để cải thiện sản lượng cây trồng.
 

Nghiên cứu gần đây về các loại cây cho sản lượng cao như bắp và lúa miến, cho thấy bí mật về năng suất của chúng có thể nằm ở phản ứng cảm nhận đường mà điều chỉnh quá trình quang hợp bên trong lá của chúng.
 

Tiến sĩ Clemence Henry từ Trung tâm xuất sắc ARC về quá trình chuyển đổi quang hợp (CoETP) cho biết “Bằng cách so sánh lúa và kê, chúng tôi thấy rằng các loại cây trồng sử dụng con đường quang hợp C4, như bắp, lúa miến và kê, điều chỉnh quang hợp bằng cách sử dụng các cơ chế tín hiệu đường khác nhau so với các cây C3, như lúa mì và lúa nước. Đây có thể là một phần lý do tại sao chúng tạo ra sản lượng nhiều hơn”.

Tiến sĩ Henry nói “Cây trồng có thể phát hiện ra bao nhiêu đường đang được sản xuất và sử dụng thông qua một bộ cơ chế cảm biến đường phức tạp. Các cơ chế này có thể tắt đi quá trình quang hợp nếu đường tích lũy quá cao. Tuy nhiên, điều làm chúng tôi ngạc nhiên là chúng tôi đã phát hiện ra rằng không giống như được tìm thấy trước đây trong một số cây C3, những cây C4 thì không quá nhạy cảm với lượng đường cao, điều này cho chúng ta thấy rằng cơ chế phản hồi không đơn giản như chúng ta nghĩ trước đây”.
 

Tiến sĩ Oula Ghannoum, Trưởng điều tra viên của CoETP tại Đại học Western Sydney nói “Chúng tôi đang cố gắng hiểu làm thế nào quang hợp được điều chỉnh trong các cây C4, một trong số các loại cây ngũ cốc quan trọng nhất trong sản xuất lương thực toàn cầu. Các cơ chế điều chỉnh này đã được nghiên cứu rõ trong nhóm cây C3, nhưng cho đến nay, chúng tôi không biết rõ điều gì xảy ra trong nhóm cây C4 và làm thế nào điều này có liên quan đến khả năng của chúng tạo nhiều đường hơn”.

Tiến sĩ Ghannoum bày tỏ “Một trong những kết quả hấp dẫn nhất của nghiên cứu này là nếu chúng ta hiểu được tín hiệu đường hoạt động như thế nào đối với cây C4, trong tương lai khi chúng ta chuyển các cơ chế quang hợp làm tăng sản lượng sang các cây như lúa mì và lúa nước, chúng ta sẽ đảm bảo cải thiện năng suất của chúng”.
 

Cải thiện quang hợp, là quá trình cây chuyển đổi ánh sáng mặt trời, nước và CO₂ thành chất hữu cơ, được công nhận là một trong những biện pháp tốt nhất để tăng sản lượng cây trồng.
 

“Phần khó khăn là chuyển đổi các kết quả được phát hiện ở cấp độ phân tử sang cấp độ cây trồng. Để cải thiện quang hợp nhằm mang lại nhiều năng suất hơn, chúng ta cần phải “gỡ bỏ sự kìm hãm” đối với cây trồng. Đây là phần thiết yếu để cải thiện năng suất thông qua việc làm tăng quá trình quang hợp”, Giáo sư Robert Furbank, Giám đốc CoETP, một trong những tác giả của nghiên cứu này cho biết.
 

Trong nghiên cứu, được công bố gần đây trên Tạp chí Journal of Experimental Botany, các nhà khoa học đã sử dụng cường độ ánh sáng như một phương tiện để tăng sản xuất đường và xác định các gen chịu trách nhiệm điều tiết quang hợp. Đây là một trong số ít các nghiên cứu đang tập trung vào nguồn sản xuất đường nơi quá trình quang hợp xảy ra, thay vì trong hạt và quả, nơi đường được sử dụng bởi cây trồng. Đây là một trong số ít nghiên cứu tập trung vào bộ phận nguồn (lá) nơi sản xuất đường và quang hợp diễn ra, thay vì trong hạt và quả nơi đường được sử dụng.
 

Tiến sĩ Ghannoum nói “Chúng tôi vẫn còn nhiều câu hỏi chưa giải đáp về cách thức các cảm biến đường này hoạt động. Các bước tiếp theo của chúng tôi là kiểm soát các cảm biến này mà sẽ giúp chúng tôi thu thập thông tin thiết yếu mà chúng ta cần để chuyển chúng qua các cây C3 trong tương lai”.

Nguyễn tiến Hải theo Sciencedaily.