Thực vật cung cấp một số bí mật về sự kháng hạn pot

Thực vật cung cấp
m
ột số bí mật về sự
kháng hạn





Trong một nghiên cứu hứa hẹn
cung cấp đầy đủ các chi tiết về kế
hoạch đảm bảo cho sự tồn tại của
thế giới thực vật, một nhóm các
nhà nghiên cứu Wisconsin đã xác
định đư
ợc ở thực vật một nhóm các
protein giúp chúng chống lại tình
trạng stress nước. Kết quả được
công bố trên Proceedings of the
National Academy of Sciences
Nghiên cứu mới này xác định các
protein đích trong tế bào của một
hormone chủ chốt có vai trò trong
việc kiểm soát cách thức mà thực
v
ật đáp ứng với các điều kiện stress
môi trường như khô hạn, sự bức xạ
quá mức và nhiệt độ lạnh.

Kết quả nghiên cứu có thể giúp
cũng cố sự phát triển của các giống
thực vật có khả năng phát triển tốt
trong điều kiện khí hậu nóng và
khô hơn. Điều này có ý nghĩa quan
trọng trong vấn đề mở rộng v
à tăng
cường sản xuất nông nghiệp trên
các vùng đất khắc nghiệt của thế
giới, và đặc biệt là trong bối cảnh
của sự biến đổi khí hậu toàn cầu.
“Nếu chúng ta có thể tìm ra cách
gắn kết nghiên cứu này với cây
trồng và làm cho chúng có khả
năng kháng khô hạn, lợi ích đạt
đư
ợc sẽ rất lớn,” Michael Sussman,
giáo sư sinh hóa tại đại học
Wisconsin-Madison và là tác giả
của nghiên cứu mới, nói. “Đây là
những bước đầu tiên để hiểu về tác
động của sự mất nước ở thực vật v
à
nó có thể cung cấp cho chúng ta cơ
hội phát triển các loại cây trồng có
khả năng chống chịu các loại stress
này trên đồng ruộng.”
Thực hiện trên cây mô
hình Arabidopsis, nhóm nghiên c
ứu

Wisconsin tiến hành khảo sát ảnh
hưởng của acid abscisic, một
hormone đã được nghiên cứu từ
lâu, ngoài việc ảnh hưởng tr
ên cách
thức thực vật đáp ứng với các loại
stress môi trường, nó còn ki
ểm soát
các quá trình xảy ra tự nhiên trong
sự ngủ và nảy mầm của hạt.
Hormone đã được khoa học biết
đến trong 50 năm và được tin là có
ảnh hưởng lên một số protein trong
tế bào theo một chuỗi sự kiện phức
tạp giúp cho cây có khả năng sống
sót trong các môi trường stress như
sự mất nước, phóng xạ quá mức và
nhiệt độ lạnh. Tuy nhiên bất kỳ tế
bào thực vật nào cũng có ít nhất
30.000 protein khác nhau và việc
phát hiện ra vài protein được hoạt
hóa bởi hormone là một bí mật sâu
kín.
“Do không thể di chuyển, thực vật
đã phát tri
ển một hệ thống phức tạp
và thú vị để nhận biết và đáp ứng
khá nhanh với sự mất nước và các
điều kiện stress khác,” Sussman
nói. “Hầu hết thực vật đều có cái

được gọi là điểm héo cố định, nơi
mà nếu hàm lượng nước giảm
xuống thấp hơn 90% hoặc hơn
chúng không chỉ mất nước và
chuyển sang trạng thái ngủ mà còn
bị chết.” Việc tìm ra cách kh
ởi phát
một trạng thái ngủ, chẳn hạn như
sự tồn tại tự nhiên trong hạt, với
10% nước và có thể vẫn sống sót
được qua hàng trăm năm trong một
số trường hợp, có thể là chìa khóa
để tạo ra những cây có khả năng
chống chịu khô hạn trên đồng.
Nhóm nghiên cứu đã sử dụng công
nghệ đồng vị ổn định mới và xác
định khối phổ để tầm soát 5.000
protein ứng viên trong các tế bào
thực vật sống và nhận ra 50 protein
trong số đó bị ảnh hưởng bởi acid
abscisic. Đây là nghiên cứu đầu
tiên về các loại protein trong tế bào
thực vật sống và có nhiều protein
được xác định trước đây không
được biết là bị ảnh hưởng bởi acid
abscisic. Thật ngạc nhi
ên, hormone
được nhận thấy điều hòa một số
protein thực vật theo một cách ho
àn

toàn khác so với những gì đã được
biết trước đây.
Các kết quả của nhóm nghiên cứu
cũng cho thấy rằng sự tác động về
mặt chức năng giữa hormone và
các protein mà nó tác động là một
quá trình phức tạp hơn những gì
được mong đợi.
Nghiên cứu được tài trợ bởi Quỹ
khoa học quốc gia Hoa Kỳ.

Xuân Dũng