Kiến thức mới về kẽm có thể thay đổi cách chúng ta trồng trọt vì cây trồng có thể chống chọi với khí hậu tốt hơn. Điều này có nghĩa là cây trồng có thể tăng cường khả năng chống chịu với thời tiết khắc nghiệt, điều này không chỉ đảm bảo năng suất cây trồng ổn định hơn mà còn giảm nhu cầu phân bón nhân tạo và cho phép trồng cây họ đậu ở những khu vực mới mà trước đây không phù hợp.

Tác giả chính của nghiên cứu, Jiesun Lin, giải thích thêm: Vi khuẩn có thể hợp tác với cây họ đậu để cố định nitơ từ không khí trong các nốt sần ở rễ. Tuy nhiên, các nốt sần rất nhạy cảm với các ảnh hưởng của môi trường như nhiệt độ, hạn hán, lũ lụt, độ mặn của đất và nồng độ nitơ cao trong đất.

Các nhà nghiên cứu từ Đại học Aarhus, Đan Mạch, phối hợp với Đại học Bách khoa Madrid và Cơ sở bức xạ Synchrotron châu Âu ở Pháp, đã phát hiện ra rằng cây họ đậu sử dụng kẽm làm tín hiệu thứ cấp để tích hợp các yếu tố môi trường và điều chỉnh hiệu quả cố định đạm. Trong nghiên cứu được công bố trên tạp chí Nature, các nhà nghiên cứu đã phát hiện ra rằng FUN là một loại cảm biến kẽm mới, có chức năng giải mã tín hiệu kẽm trong các nốt sần và điều chỉnh quá trình cố định nitơ.

Jiesun Lin giải thích: Thật sự đáng chú ý khi phát hiện ra vai trò của kẽm như một tín hiệu thứ cấp ở thực vật. Đây là một vi chất dinh dưỡng quan trọng và chưa bao giờ được coi là tín hiệu trước đây. Sau khi sàng lọc hơn 150.000 cây, cuối cùng chúng tôi đã xác định được cảm biến kẽm FUN.

Trong nghiên cứu này, nhà nghiên cứu xác định rằng FUN là yếu tố phiên mã quan trọng giúp kiểm soát sự phân hủy nốt sần khi nồng độ nitơ trong đất cao: “FUN được điều chỉnh bởi một cơ chế đặc biệt theo dõi trực tiếp nồng độ kẽm trong tế bào và chúng tôi cho thấy FUN bị bất hoạt bởi kẽm thành các khối lớn. cấu trúc sợi và được giải phóng thành dạng hoạt động khi nồng độ kẽm thấp.”

Từ góc độ nông nghiệp, việc cố định đạm liên tục có thể là một đặc điểm có lợi làm tăng lượng nitơ sẵn có cho cả cây họ đậu và cây trồng đồng canh tác hoặc các loại cây trồng trong tương lai phụ thuộc vào lượng nitơ còn lại trong đất sau khi cây họ đậu được trồng. Điều này giúp đặt nền móng cho nghiên cứu trong tương lai nhằm cung cấp những cách thức mới để chúng ta quản lý hệ thống canh tác và giảm việc sử dụng phân bón nitơ cũng như giảm tác động của nó đến môi trường.

Ý nghĩa của nghiên cứu này là rất đáng kể. Bằng cách hiểu cách kẽm và FUN điều chỉnh quá trình cố định đạm, các nhà nghiên cứu đang phát triển các chiến lược để tối ưu hóa quá trình này ở cây họ đậu. Điều này có thể dẫn đến tăng lượng phân bón nitơ, cải thiện năng suất cây trồng và giảm nhu cầu sử dụng phân bón tổng hợp, vốn gây tốn kém về kinh tế và môi trường.

Vi khuẩn có thể hợp tác với cây họ đậu để cố định nitơ từ không khí trong các nốt sần ở rễ. Tuy nhiên, các nốt sần rất nhạy cảm với các ảnh hưởng của môi trường như nhiệt độ, hạn hán, lũ lụt, độ mặn của đất và nồng độ nitơ cao trong đất.

Các nhà nghiên cứu hiện đang nghiên cứu cơ chế về cách FUN tạo ra và giải mã tín hiệu kẽm. Họ đang mong muốn áp dụng những khám phá mới này vào các loại cây họ đậu như đậu tằm, đậu nành và đậu đũa.