Phát hiện khả năng đặc biệt của lúa mì

Trung tâm công nghệ sinh học Thành Phố Hồ Chí Minh

Phát hiện khả năng đặc biệt của lúa mì

Thứ tư - 07/12/2016 14:32

Khám phá mới về quang hợp trên lúa mì của Đại học Queensland có thể rút ngắn thời gian trồng lúa mì, đồng thời giúp cây thích nghi hơn với khí hậu nóng và khô. Báo cáo khoa học trên tờ Scientific Reports của giáo sư Robert Henry (thuộc nhóm nghiên cứu của Tổ chức Liên Hợp về Nông Nghiệp và Đổi Mới Thực Phẩm Queensland (QAAFI)) cho thấy quang hợp ở lúa mì xảy ra trong hạt cũng như trong lá.

Giáo sư Robert Henry, tác giả của nghiên cứu (Ảnh: The University of Queensland)

Phát hiện khả năng đặc biệt của lúa mì

Khám phá mới về quang hợp trên lúa mì của Đại học Queensland có thể rút ngắn thời gian trồng lúa mì, đồng thời giúp cây thích nghi hơn với khí hậu nóng và khô. Báo cáo khoa học trên tờ Scientific Reports của giáo sư Robert Henry (thuộc nhóm nghiên cứu của Tổ chức Liên Hợp về Nông Nghiệp và Đổi Mới Thực Phẩm Queensland (QAAFI)) cho thấy quang hợp ở lúa mì xảy ra trong hạt cũng như trong lá.

Giáo sư Robert Henry, tác giả của nghiên cứu (Ảnh: The University of Queensland)

            Giáo sư Henry nhận định“ Khám phá này đã thay đổi hoàn toàn ngành sinh học thực vật nửa thế kỉ qua”. Lúa mì được trồng nhiều nhất trên thế giới nên có thể khám phá này sẽ có ảnh hưởng rất lớn. Có thể sẽ xuất hiện giống lúa mì phát triển nhanh hơn và đạt năng suất tốt hơn ở những vùng đất mà hiện tại chưa trồng được lúa mì.
            Giáo sư Henry cho biết công trình nghiên cứu này được xây dựng dựa trên một khám phá sinh học vào những năm 1960 của công ty Colonial Sugar Refining, Brisbane. Các nhà khoa học ở Brisbane thời đó đã chứng minh rằng mía đường và một số cây trồng thích nghi với điều kiện nhiệt đới đã phát triển một con đường quang hợp khác so với con đường quang hợp được biết ở khoảng 85% các loại cây còn lại. Nhiều nhà khoa học cho rằng lẽ ra khám phá này nên được giải Nobel.
            Chu trình quang hợp cơ bản được biết là C3, và các cây có sự hoán đổi quang hóa được gọi là thực vật C4. Thực vật C4 cố định carbon nhanh hơn và có tốc độ sinh trưởng cao hơn, đặt biệt trong môi trường bán nhiệt đới và nhiệt đới. “Nghiên cứu của chúng tôi mô tả một con đường quang hợp C4 chưa được biết đến trước đây trong hạt lúa mì, vốn không phải là thực vật C4. Như các loại cây khác, lúa mì quang hợp qua lá nhưng nhóm nghiên cứu đã phát hiện trong hạt cũng xảy ra quá trình quang hợp. Tuy hạt lúa mì có màu khá xanh khi lột vỏ ra nhưng trước đây chưa có nhà nghiên cứu nào khám phá ra khả năng quang hợp của hạt lúa mì. Hạt cũng là phần tồn tại lâu nhất so với các bộ phận khác trong cây. giáo sư,” Herry cho biết.
            Giáo sư Herry nói rằng “quang hợp - quá trình mà thực vật chuyển ánh sáng thành năng lượng cho phát triển và sản xuất ra oxi - là quá trình sinh học quan trong bậc nhất trên trái đất. Lúa mì quang hợp theo chu trình C3 ở lá, tuy nhiên thực vật C3 (bao gồm lúa) phát triển kém ở vùng có khí hậu nóng và khô. Cho đến hiện tại, bí kíp của ngành khoa học cây trồng là dùng công nghệ sinh học tác động vào con đường quang hợp ở thực vật C3 và C4 để phát triển các loại cây trồng có năng suất cao hơn, thích ứng tốt hơn với biến đổi khí hậu và đảm bảo an ninh lương thực”.
            Dân số ở vùng nhiệt đới sẽ gia tăng và trở nên đông nhất trên thế giới. Khám phá này có có ý nghĩa quan trọng trong việc phát triển nguồn thực phẩm để đáp ứng cho nhu cầu trong tương lai. Giáo sư Hery cho biết phát hiện này xảy ra khá bất ngờ: "Chúng tôi tiến hành xem xét các gen trong hạt lúa mì và tất cả các hệ thống máy tính phân tích đều cho kết quả là các gen C4, điều mà chúng tôi đã nghĩ là sai vì lúa mì không phải là cây C4. Cuối cùng chúng tôi phát hiện ra lúa mì có tất cả các gen C4 này ở nhiều vị trí khác nhau, trên các nhiễm sắc thể khác nhau. Điều này cũng chưa từng được biết trước đây trên lúa mì”.

“Lúa mì được canh tác hơn 10.000 trước và là nó luôn là cây C3”. Con đường quang hợp ở lúa mì đã tiến hóa 100 triệu năm trước, khi hàm lượng carbon dioxide trong khí quyển đã tăng đến 10 lần so với hiện nay. Có một giả thuyết là khi hàm lượng carbon dioxide bắt đầu giảm, hạt đã hình thành con đường quang hợp theo chu trình C4 nhằm thu nhận nhiều ánh sáng mặt trời hơn để chuyển đổi thành năng lượng. "

Tác giả bài viết: ThS. Đỗ Thị Lịch Sa

Nguồn tin: www.sciencedaily.com