Trung tâm công nghệ sinh học Thành Phố Hồ Chí Minh

Nhuộm hóa mô cây con 10 ngày tuổi được chuyển cấu trúc gen CEPDL2pro: GUS.
Thanh tỷ lệ = 1 mm
Nguồn: https://www.nature.com/articles/s41467-020-14440-8.pdf

Rễ cây hút các dưỡng chất nitơ dưới dạng nitrat từ đất - cây cần bao nhiêu nitơ phụ thuộc vào giai đoạn phát triển của chồi. Lá và thân càng lớn, cây cần càng nhiều nitơ.

Nhóm nghiên cứu đã nghiên cứu cách rễ cây cảm nhận nhu cầu nitơ từ tín hiệu của chồi. Một nghiên cứu trước đây trên Arabidopsis đã phát hiện một số hormone (CEP - C-terminally encoded peptide và CEPD - CEP downstream) điều chỉnh thông tin giữa rễ thiếu nitơ và các rễ khác thông qua lá. Nghiên cứu trước đây cũng đã cho thấy cây tạo ra các hormone khác có cấu trúc tương tự như CEPD.  

Trong nghiên cứu mới, Giáo sư Matsubayashi và các đồng nghiệp cũng tập trung vào các hormone này trong cây Arabidopsis, phân tích từng chức năng của chúng và từ đó xác định một loại peptit có thể thúc đẩy mạnh mẽ sự hấp thụ nitơ. Peptit này, được đặt tên là CEP downstream-like 2 (CEPDL2), có trong gân lá và được tạo ra nhanh chóng với số lượng lớn khi lá thiếu nitơ. Đồng thời, peptit CEPDL2 sẽ di chuyển từ chồi xuống rễ. 

Ngược lại, các nhà nghiên cứu đã chứng minh trên những cây mà peptit CEPDL2 đã bị phá hủy, lá vẫn nhỏ trong giai đoạn tăng trưởng muộn khi chồi cần nhiều nitơ. Giáo sư Matsubayashi giải thích thêm: "Điều này có nghĩa là cây không thể phát triển bình thường nếu không có peptit CEPDL2, peptit này là tín hiệu điều chỉnh sự cân bằng cung và cầu giữa lá và rễ. Phát hiện của chúng tôi làm nổi bật cách thức đặc biệt, thực vật cảm nhận và thích nghi với các điều kiện thay đổi."