Trung tâm công nghệ sinh học Thành Phố Hồ Chí Minh

Một nghiên cứu do đại học Melbourne dẫn đầu đã xác định cách thực vật sử dụng sự trao đổi chất của chúng để thông báo thời gian và nhận biết khi nào cần phát triển – một phát hiện có thể giúp thúc đẩy việc trồng cây trong các môi trường khác nhau, bao gồm mùa vụ, vĩ độ khác nhau hoặc thậm chí trong những môi trường nhân tạo và vườn đứng (vertical garden).

Bài báo được công bố trên tạp chí PNAS đã nêu chi tiết cách thức thực vật sử dụng sự trao đổi chất của chúng để nhận biết thời điểm hoàng hôn và giúp tiết kiệm năng lượng đã được tạo ra từ ánh sáng mặt trời vào ban ngày. Trong đó, Superoxide được thúc đẩy bởi sucrose và ảnh hưởng đến biên độ nhịp sinh học vào buổi tối.

Trưởng nhóm nghiên cứu, Tiến sĩ Mike Haydon, từ Trường khoa học sinh học cho biết trong khi thực vật không ngủ như con người, sự trao đổi chất của chúng được điều chỉnh vào ban đêm để tiết kiệm năng lượng cho ngày mới trước khi tự sản xuất thực phẩm bằng cách sử dụng năng lượng từ ánh sáng mặt trời hay còn gọi là quang hợp.

“Việc xác định đúng thời điểm của chu trình trao đổi chất hằng ngày thực sự rất quan trọng vì nếu sai sẽ gây bất lợi cho sự tăng trưởng và sống sót”, tiến sĩ Haydon nói. “Thực vật không thể tìm đến tủ lạnh vào giữa đêm nếu chúng đói nên chúng phải dự đoán trước độ dài của đêm để có đủ năng lượng cho đến khi mặt trời mọc, khá giống với việc cài đặt đồng hồ báo thức”.

Tiến sĩ Haydon và cộng sự trước đó đã chỉ ra rằng sự tích lũy đường đã được tạo ra từ quá trình quang hợp cung cấp cho thực vật thông tin quan trọng về lượng đường đã tạo ra trong buổi sáng và gửi tín hiệu đến một đồng hồ sinh học để hiệu chỉnh tốc độ của nó.

“Hiện tại chúng tôi đã nhận thấy rằng một tính hiệu trao đổi chất khác, được gọi là Superoxide, hoạt động tại lúc chạng hoàng hôn và làm thay đổi hoạt động của những gene đồng hồ sinh học trong buổi tối”, Tiến sĩ Haydon nói. “Chúng tôi cũng đã nhận thấy rằng tính hiệu này ảnh hưởng đến sự tăng trưởng thực vật. Chúng tôi nghĩ nó có thể cung cấp thông tin cho thực vật về hoạt động trao đổi chất khi mặt trời lặn.”

Các nhà nghiên cứu hy vọng nghiên cứu sẽ là vô giá trong thế giới đang cần sản xuất nhiều thực phẩm hơn và đáng tin cây hơn.

Khi chúng ta cố gắng để sản xuất nhiều thực phẩm hơn cho dân số toàn cầu ngày càng tăng trong điều kiện biến đổi khí hậu, chúng ta có thể cần trồng các loại cây trồng trong những môi trường khác nhau như mùa vụ, vĩ độ khác nhau hoặc thậm chí trong môi trường nhân tạo như những khu vườn đứng”, Tiến sĩ Haydon nói.

“Việc hiểu biết cách thức thực vật tối ưu hóa nhịp điệu trao đổi chất có thể là thông tin hữu ích cho phép chúng ta tinh chỉnh đồng hồ sinh học của chúng phù hợp với những điều kiện này và tối đa hóa năng suất trong tương lai.”

Nguồn: https://www.sciencedaily.com/releases/2021/03/210301151550.htm