Dâu rừng. Nguồn: Mikolaj Cieslak ja Przemyslaw Prusinkiewicz.

Các nhà nghiên cứu từ Đại học Helsinki, hợp tác với các đồng nghiệp người Canada, đã chứng minh sự phát triển của hoa dâu tây được quyết định bởi các điểm phát triển nhỏ, được gọi là mô phân sinh. Nghiên cứu này cung cấp các công cụ để nhân giống cây trồng dựa trên thông tin di truyền.

Dâu rừng là loại cây quen thuộc với hầu hết người dân ở Phần Lan. Dâu tây cũng là một loại cây mẫu rất thuận tiện cho nghiên cứu sinh học, nó rất dễ trồng trong nhà kính và bộ gen nhỏ bé của chúng đã được biết đầy đủ. Các nhà nghiên cứu tại Khoa Khoa học Nông nghiệp, Đại học Helsinki, đã tập trung vào việc khám phá các cơ chế di truyền điều chỉnh cấu trúc phát hoa ở dâu rừng. Với sự trợ giúp của cây dâu tây chuyển gen, họ đã xác định được các chức năng của gen ảnh hưởng đến độ phức tạp của chùm hoa.

Giáo sư Timo Hytönen, tác giả bài báo của nghiên cứu cho biết: “Mục đích của chúng tôi là tìm hiểu cơ chế đằng sau sự đa dạng của cấu trúc và hình dạng thực vật trong tự nhiên. Trong nghiên cứu này, chúng tôi đã khám phá mức độ phân nhánh khác nhau như thế nào trong các chùm hoa dâu tây và do đó ảnh hưởng đến năng suất quả mọng của cây”.

Các nhà nghiên cứu đã chứng minh sự phát triển của hoa dâu tây được quyết định bởi các điểm phát triển nhỏ, được gọi là mô phân sinh. Mô phân sinh dâu tây, nằm ở đầu chồi, có thể kết thúc thành hoa hoặc tạo ra mô phân sinh mới để tạo thành cành. Thời gian của những sự kiện này ảnh hưởng đến số lần phân nhánh, số lượng hoa cuối cùng và cuối cùng là số lượng quả mọng trong chùm hoa.

Thật là thú vị, các chùm hoa dâu tây kết hợp hai hệ thống phân nhánh - một trục chính đơn cực và các nhánh bên đối xứng - và được gọi là thực vật học như cụm hoa chùy. Sự phát triển của kiến trúc cụm chùm hoa chùy trước đây chưa từng được khám phá ở bất kỳ loài thực vật nào khác.

Nghiên cứu sinh Sergei Lembinen giải thích: “Đầu tiên, khám phá của chúng tôi cho thấy cách kiến trúc cụm chùm hoa chùy ở dâu tây xuất hiện từ các mô phân sinh khác biệt về mặt hình học và thứ hai, chúng tôi cung cấp dữ liệu phân tử cho thấy cách hai gen hoạt động đối kháng điều chỉnh số phận của các mô phân sinh này”.

Phối hợp với các nhà khoa học máy tính tại Đại học Calgary, dữ liệu phân tử được tích hợp vào một mô hình tính toán để tạo ra cây dâu tây ảo. Cùng với dữ liệu thử nghiệm, mô hình giúp chúng tôi hiểu được các tương tác và cơ chế phức tạp ảnh hưởng đến cấu trúc cụm hoa. Mô hình giải thích và nắm bắt được sự biến đổi rộng rãi của cấu trúc hoa hồng ngoại ở dâu tây, được ghi lại bởi nhà thực vật học George McMillan Darrow gần một thế kỷ trước.

Giáo sư Hytönen kết luận: “Bằng cách khám phá sự đa dạng của các loài thực vật và các đặc điểm cụ thể trong quá trình phát triển của chúng, chúng tôi có được hiểu biết cơ bản về cách các cơ chế di truyền chi phối sự phát triển của thực vật đã được sửa đổi trong quá trình tiến hóa. Hơn nữa, nghiên cứu này cung cấp cho chúng tôi các công cụ để nhân giống cây trồng dựa trên bộ gen ở dâu tây được trồng phức tạp hơn về mặt di truyền”.

Nguyễn Thị Quỳnh Thuận theo Đại học Helsinki.