Các nhà nghiên cứu đã phát hiện ra bằng chứng mới về quá trình của sự xuân hóa quan trọng trong nông nghiệp trong một sự phát triển để có thể giúp nông dân đối phó với những biến động thất thường của thời tiết gây thiệt hại về của cải.

Sự xuân hóa là một tiến trình mà cây trồng yêu cầu được kéo dài sự thể hiện bên ngoài đối với nhiệt độ lạnh trước khi chúng chuyển giai đoạn sinh trưởng thực vật đến giai đoạn ra hoa. Đối với nhiều thập kỷ, đây là nghiên cứu quan trọng đối với sự sinh trưởng, phát triển và năng suất cây trồng.

Tuy nhiên, làm thế nào sự xuân hóa có thể diễn ra dưới sự thay đổi của nhiệt độ tại đồng ruộng khó hiểu, bởi do một vài yếu tố phân tử nằm ở phía dưới kiểm soát của quá trình.

Nghiên cứu được thực hiện bởi các nhà khoa học của Trung tâm Nghiên cứu thực nghiệm Khoa học John Innes phối hợp với các đồng nghiệp ở Hungary và Pháp chỉ ra rằng sự xuân hóa đã bị ảnh hưởng bởi các điều kiện ấm cũng như lạnh và phạm vi nhiệt độ rộng hơn nhiều so với suy nghĩ trước đây.

Dẫn đầu bởi Tiến sĩ Laura Dixon, nghiên cứu đã bắt đầu như một cuộc thăm dò về sự chênh lệch nhiệt độ môi trường có thể ảnh hưởng đến sự ra hoa trong lúa mì mùa đông. Tuy nhiên, nghiên cứu đã bất ngờ phát hiện ra một "phản ứng về sự xuân hóa khắc nghiệt".

"Chúng tôi đã chỉ ra rằng sự xuân hóa đáp ứng với các điều kiện ấm hơn so với những điều kiện kinh điển liên quan đến xuân hóa. Trước nghiên cứu này, chúng tôi đã nghĩ rằng sự xuân hóa chỉ xảy ra tối đa với khoảng nhiệt độ là 12°C, nhưng nhiệt độ thực sự cao hơn nhiều. Thông tin này ngay lập tức hữu ích đối với các nhà chọn tạo giống", Tiến sĩ Dixon cho biết.

Các nhà nghiên cứu đã sử dụng một bảng danh sách gồm 98 giống lúa mì và các chủng giống, đất và đã trình diễn chúng tại những mức nhiệt độ từ 13 đến 25°C trong môi trường được kiểm soát.

Thông thường, một khi quá trình sự xuân hóa hoàn thành, sự tăng trưởng của cây được tăng tốc dưới nhiệt độ ấm. Nhưng nhóm nghiên cứu đã xác định được một giống cây, có tên là Charger, không tuân theo phản ứng tiêu chuẩn này.

Phân tích biểu hiện gen cho thấy gen kích hoạt hoa lúa mì (VRN-A1) chịu trách nhiệm cho đặc điểm này. Các thí nghiệm tiếp theo cho thấy sự biểu hiện của các gen làm chậm quá trình ra hoa được kích hoạt lại khi phản ứng tới nhiệt độ cao (lên đến 24°C), điều này chứng minh rằng sự xuân hóa không chỉ là kết quả của việc cây trồng trải qua lạnh liên tục trong bao lâu.

Nghiên cứu này được công bố trên tạp chí Phát triển nhấn mạnh các hoạt động phức tạp của một mạng lưới di truyền gồm các chất kích hoạt và ức chế hoa mà điều phối phản ứng của cây trồng với một loạt các mức đầu vào của nhiệt độ. Nó cũng nhận thấy rằng giống Charger là một phiên bản cực đoan của phản ứng với nhiệt độ ấm hơn có thể phổ biến trong các giống lúa mì mùa đông.

Nhóm nghiên cứu hiện đang tìm cách cung cấp các dấu hiệu di truyền phân tử chẩn đoán sẽ cho phép các nhà chọn tạo theo dõi các alen riêng biệt chịu trách nhiệm cho đặc điểm xuân hóa nhiệt độ ấm này. Họ cũng hy vọng sử dụng kiến thức mới của họ về sự gián đoạn thời tiết ấm áp để giảm thời gian kéo dài của sự xuân hóa trong chu kỳ chọn tạo giống, để các dòng lúa mì mới có thể được tạo ra nhanh hơn.

Tiến sĩ Dixon giải thích: "Nghiên cứu này nhấn mạnh rằng để hiểu được phản ứng sự xuân hóa trong nông nghiệp, chúng ta phải mổ xẻ quá trình trên đồng ruộng và trong các điều kiện biến đổi khác nhau. Kiến thức có thể được sử dụng để phát triển các giống lúa mì mới mạnh hơn khi thay đổi nhiệt độ".

Nguyễn Thị Quỳnh Thuận theo phys.org