Tuần tin khoa học 990 (4-10/5/2026)

Nitrogen hữu cơ trong đất ít hơn phân N bón sẽ gây ra thất thoát nitơ trong canh tác lúa bị ngập nước

Nguồn: Yuanyuan Lei, Zhijun Wei, Kaiye Ye, Kees Jan van Groenigen, Yu Liu, Hongna Cui, Klaus Butterbach-Bahl, Pete Smith, Deli Chen, Shu Kee Lam, William R. Horwath, Wulf Amelung, Chaopu Ti, Wei Zhou, Jingrui Yang, Hongbo He, Xudong Zhang, Sheng Zhou, Xiaoyuan Yan, and Longlong Xia. 2026. Soil organic nitrogen rather than fertilizer drives dinitrogen losses in flooded rice systems. PNAS; April 22 2026; 123 (17) e2603983123; https://doi.org/10.1073/pnas.2603983123

Đồng ruộng lúa bị ngập nước mất đi một lượng lớn nitrogen ở trạng thái dinitrogen (N₂), nhưng lý do tại sao vẫn chưa rõ ràng. Sử dụng kỹ thuật động vì tại chổ tiên tiến (cutting-edge), tác giả chứng minh rằng hầu hết phát thải N₂ tăng không phải do phân N bón vào, như lý thuyết, mà từ nguồn đạm hữu cơ trong đất được khoáng hóa nhờ tiến trình vi sinh vật kích hoạt phân giải phân, với thuật ngữ “microbial nitrogen pump” (bơm nitơ vi sinh vật) . Con đường ẩn kín này nhấn mạnh một nguồn thất thoát nitơ từ đất mà trước đây, theo phương pháp truyền thống cho rằng mất do phân N bón vào. Kết quả sửa đổi việc đầu tư N vào hệ thống canh tác lúa và nhấn mạnh nhu cầu quản lý mối tương tác giữa đất – cây –vi sinh để làm bền vững năng suất lúa trong khi làm giảm mất mát N₂. Giống lúa lai có tổn thất N bốc hơi thấp hơn đáng kể nhờ tăng cường được hiệu quả sử dụng phân N, duy trì được năng suất ưu thế lai cao.

Sản xuất lúa gạo là nền tảng của an ninh lương thực nhưng phải phụ thuộc nhiều vào việc bón phân N, phân đạm mất chủ yếu do phát thải khí. Trạng thái dinitrogen (N₂) biểu trưng cho sự mất N lớn nhất, tuy nhiên nguồn thông tin của nó vẫn chưa rõ ràng vì dòng chảy dinitrogen sinh học (N₂) rất khó định lượng so với nền khí quyển. Ở đây, tác giả áp dụng kỹ thuật quang khối phổ đầu vào ở màng (¹⁵N–MIMS) theo dõi đồng ¹⁵N in-situ đồng thời đo N₂, ammonia (NH₃), và nitrous oxide (N₂O) thải ra, phân tách ra cái nào từ đất, cái nào từ phân bón trong vụ lúa trồng giống japonica và giống lúa lai. Người ta thấy  N hữu cơ từ đất (SON) đóng góp lớn nhất phát thải N₂  (72 - 75%), làm phá sản giả thuyết trước đây là phân hóa học bón vào làm mất phân do bay hơi, điều này được xác định độc lập bởi thí nghiệm phân bón dài hạn 14 năm. Trái lại, NH₃ chủ yếu xuất phát từ phân hóa học (71 - 77%) và phát thải N₂O từ cả hai nguồn với tỷ lệ gần bằng nhau. Người ta xác định được một bơm nitơ sinh học chưa từng được biến đến, trong đó, đồng hóa của vi sinh rất nhanh phân ammonium (NH₄⁺) kích hoạt mất cân bằng hóa học (stoichiometric imbalance) và kích thích khoáng hóa đạm hữu cơ (SON), huy động  NH₄⁺ từ đất mà chính nó làm năng lượng để phát thải N₂, với SON bị cạn kiệt từng phần bổ sung vào vòng quang N của vi sinh vật. Bỏ qua những đóng góp của SON làm người ta đánh giá quá cao sự kiện N₂ và NH₃ từ phân đạm mất đi đến ~35%. Giống lúa lai làm tăng năng suất 59% và làm giảm mất N bay hơi đến 43% thông qua tăng cườnghấp thu phân và hiệu quả sử dụng N của vi sinh vật. Kết quả cho thấy có một lộ trình chưa được đánh giá đúng mức về mất N trong đất gắn với khoáng hóa, sửa đổi đầu tư N trong canh tác lúa ngập nước, chứng minh được rằng việc quản lý dựa trên thông tin giống lúa có thể làm tăng đồng thời năng suất và  làm bền vững môi trường canh tác lúa.

Xem https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2603983123

Định hướng quản lý tuyến trùng gây hại cây trồng: tích hợp những bài học từ cây trồng đến cải biên di truyền có ích trong cây cà chua

Nguồn: Syed Muhammad Hassan Askri, Fujun Li, Jihan Wang, Durray Shahwar & Xinhua Zhang. 2026. Toward sustainable control of phyto-nematodes: integrating lessons from crops to advance genetic modification in tomato. Theoretical and Applied Genetics; April 25 2026; vol. 139; article 133

Các phương pháp tiếp cận về phân tử mới nổi lên gần đây cung cấp những hước đi đầy triển vọng làm tăng hệ thống tự vệ cây cà chua, chứng minh được khả năng ức chế rất hiệu quả tuyến trùng sưng rễ cà chua và cải tiến tính chịu được của cây trồng dưới điều kiện ngoại cảnh bất lợi.

Tuyến trùng gây sưng rễ cà chua (RKN, Meloidogyne spp.) vần còn là thách thức trong sản xuất cà chua bởi nó làm biến dạng kiến trúc rễ, làm tổn thương sự hấp thu dinh dưỡng, và giảm năng suất. Tiến bộ gần đây trong công nghệ sinh học thực vật cho thấy những con đường mới làm tăng được tính kháng tuyến trùng xâm hại bên cạnh việc sử dụng gen kháng (R) truyền thống. Bài tổng quan này thảo luận những chiến lược phân tử và “transgenic” (giống chuyển gen)  phục vụ cải tiến tính kháng RKN trong nhiều hệ thống cây trồng đa dạng, bao gồm chuyển hoặc thao tác di truyền các gen R, biểu hiện được protein “anti-feedant” (kháng sự ăn của tuyến trùng) và những peptides có tính chất diệt tuyến trùng, làm câm gen cây chủ nhằm định vị gen đích cần thiết quản lý tuyến trùng, chỉnh sửa gen theo hệ thống CRISPR/Cas cây cà chua nhiễm tuyến trùng, nhấn mạnh vào sự liên quan của chúng trong sử dụng cà chua tương lai. Mỗi phương pháp tiếp cận can thiệp vào từng giai đoạn khác nhau của xâm nhiễm tuyến trùng – từ xác định ký chủ và nơi bị tấn công đến hệ thống sinh sản và người ta đã và đanh minh chứng được kết quả giảm đáng kể trong sự hình thành túi mật tuyến trùng, sản xuất trứng, hoặc tính thích ứng của tuyến trùng, chủ yếu trong các nghiên cứu môi trường được kiểm soát và đánh giá ngoài đồng có chọn lọc, được tiến hành tại  điểm không có cà chua và điểm điểm có hệ thồng cây trồng điển hình (model crop). Tổng quan này đánh giá sâu tiến trình những tiến bộ giữa các loài trong ngữ cảnh sản xuất cà chua ngoài thự tiễn, nhấn mạnh việc xem xét biểu hiện trên mô đặc biệt, kết hợp đặc điểm bổ sung, và tuân thủ quy định liên quan đến thực tiễn. Thông qua việc tập trung vào luận điểm tích cực từ những kết quả can thiệp phân tử của nhiều loài cây trồng, công trình khoa học này xác định được những cơ hội chính để tích hợp chiến lược di truyền bổ sung và chương trình lai tạo giống cà chua. NHững tiến bộ như vậy nhấn mạnh tiềm năng của di truyền chính xác  kết hợp với công nghệ sinh học để phát triển tính kháng tuyến trùng bền vững, phổ kháng rộng, giàm lệ thuộc vào hóa học và hỗ trợ cho sản xuất cà chua bền vững.

Xem: https://link.springer.com/article/10.1007/s00122-026-05252-3

Đột biến gen BrABCG12 mã hóa protein “ABC transporter” làm lá cải Tàu xanh mướt

Nguồn: Zhichao Gong, Gengxing Song, Chengchuang Huang, Xiaoli Tang, Yanru Ge, Jie Ren & Hui Feng. 2026. ABC transporter BrABCG12 mutation results in tender green glossy leaves in Chinese cabbage. Theoretical and Applied Genetics; April 27 2026; vol. 139; article 137

Tinh thể sáp biểu bì được tổng hợp và tiết ra bở các tế bào biểu bì của mô trên không, thực vật trồng trên cạn; chúng được vận chuyển đến bề mặt lá cải, nơi ấy, chúng kết tinh thành lới cutin. Sự vắng mặt những tinh thể sáp mang lại kiểu hình bóng mượt của lá, rất có ích cho thương phẩm  của loài cây trồng cho lá. Mười bốn đột biến lá trơn bóng (glossy leaf mutants) được phân lập từ đột biến hóa chất EMS thành dòng lượng bội cải Tàu ‘FT’ (Chinese cabbage). Phân tích di truyền cho thấy tính trạng lá láng bóng (glossy leaf) trong tất cả dòng cải đột biến là tính lặn. Trong đó, gen wdm15 và wdm16 được xác định là đột biến allelic, được người ta chọn để dòng hóa, và xác định gen của tính trạng “glossy leaf”. Áp dụng kỹ thuật MutMap với phân tích KASP, kết quả cho thấy gen dự đoán BrABCG12 mã hóa “ABC transporter” tương đồng với protein của cây mô hình Arabidopsis với gen có tên ABCG12, là gen ứng cử viên. Kết quả giải trình tự DNA cho thấy có hai thay thế độc lập G-thay-A trong đoạn exon số hai của gen BrABCG12, làm cho thay thế D155N trong đột biến wdm15 và một thay thế G107D trong đột biến wdm16. Kết quả xác định gen BrABCG12  là gen chức năng của tính trạng lá láng bóng và cung cấp nguồn vật liệu di truyền quý giá phục vụ cải tiến giống cải Tàu, có giá trị thương phẩm tốt.

Xem: https://link.springer.com/article/10.1007/s00122-026-05249-y

Mô phỏng theo hệ biến dưỡng học của  đặc điểm cảm quang và sự ưa thích của người tiêu dùng trong trái đu đủ

Nguồn: Joshua Mark Hillis Lomax, Rebecca Ford, Joana Pico, Heather Smyth, Ido Bar. 2026. Metabolomic modelling of sensory characteristics and consumer liking in papaya frui. Food Chem.; 2026 Apr 15; 508(Pt B):148323. doi: 10.1016/j.foodchem.2026.148323.

Đặc điểm hương vị đu đủ cụ thể ảnh hưởng đáng kể đến sự chấp nhận của thị trường, với hương vị không ngon sẽ làm cho thị trường bị hạn chế. Tuy nhiên, minh chứng liên quan đến các chất biến dưỡng vẫn còn rất hạn chế để về những tính trạng có tính cảm quan của trái đu đủ. Nghiên cứu này định tính được phổ biểu hiện của hương vị của 27 giống đu đủ từ Australia và Đông Nam Á (9 giống thương mại hóa, 18 dòng lai thử nghiệm), sử dụng cơ sở dữ liệu biến dưỡng và cảm quang. Mười người thử cảm quan  tiến hành phân tích với 20 chỉ thị chuẩn, đồng hành với 125 người tiêu dùng tham gia đánh giá sự chấp nhận về hương vị. Phân tích phương sai cho thấy đặc điểm mùi thơm đu đủ và hợp chất hữu cơ bay hơi góp vào phần lớn phương sai của người tiêu dùng (31% và 63%, theo thứ tự). Phân tích bằng máy kết hợp đã xác định được hợp chất lipid (e.g. γ-octalactone) và terpenoids (e.g. linalool oxide) đã ảnh hưởng đến thuộc tính cảm quan và tính ưa thích trái cây. Phương trình hồi quy tăng cường có độ dốc đã dự đoán được tính chấp nhận của người tiêu dùng, sử dụng 3 chất biến dưỡng cơ bản: sulcatone (81%, biến số quan trọng nhất), Brix (10%), và β-ionone (9%). Kết quả cho chúng ta cách tiếp cận mới để định tính trái đu dủ ngon, giúp phát triển giống đu đủ mới trong tương lai.

Xem  https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41702004/

Hình: Hương vị trái đu đủ biểu thị qua bánh xe tròn thể hiện cảm giác (sensory lexicon) phát triển từ phân tích truyền thống về lượng. Vòng trong cùng là  phân hạng cảm quan rộng (broad sensory category); Vòng giữa là  những đặc tính cảm quan, sử dụng thang điểm đánh từ 0 đến 100 điểm; vòng ngoài cùng là những chỉ thị của từng đặc tính cảm quan.