Trang nhất » Tin tức - Sự kiện » Khoa học - Công nghệ

Nghiên cứu giống thực vật chịu hạn có thể thúc đẩy hiệu quả sử dụng nước

Thứ sáu - 02/02/2018 15:55
Ảnh minh họa

Ảnh minh họa

Các nhà khoa học thuộc phòng thí nghiệm quốc gia Oak Ridge của Bộ Năng lượng đã xác định được một bộ gen cho phép các cây chịu hạn khác nhau sống sót trong điều kiện bán khô hạn và thiếu hụt nước.
 

Cây trồng phát triển mạnh ở vùng đất khô cằn bằng cách giữ nước trong các khoang, lá, thân. Chúng thích nghi với các điều kiện thiếu hụt nước bằng cách “đóng cửa” trong thời gian ban ngày để hạn chế bay hơi nước và tiết kiệm nước,  “mở cửa” vào ban đêm để thu thập CO2. Hình thức quang hợp này, được gọi là quá trình trao đổi acid crassulacean hay CAM, đã phát triển qua hàng triệu năm, tạo nên các đặc tính tiết kiệm nước trong cây như lan và dứa.
 
CAM là một cơ chế tự nhiên của cây, có khả năng nâng cao hiệu quả sử dụng nước trong thực vật - Xiaohan Yang, đồng tác giả của ORNL cho biết. Khi chúng ta hiểu được cấu tạo và cơ chế quang hợp của CAM, chúng ta sẽ có khả năng tạo ra các quá trình trao đổi chất đối với các loại cây trồng có năng suất cao như gạo, lúa mì, đậu nành.. để tăng tốc độ thích ứng với môi trường nước hạn chế.
 
Đối với công trình nghiên cứu này, nhóm nghiên cứu của  ORNL đã tiến hành nghiên cứu, tìm hiểu bộ gen của Kalanchoë fedtschenkoi, đồng thời đây là một mô hình mới cho nghiên cứu bộ gen của CAM vì hệ gene của nó tương đối nhỏ và khả năng sửa đổi.
 
Nhóm nghiên cứu đã điều tra và so sánh các bộ gen của K. fedtschenkoi, với Phalaenopsis equestris (hoa lan) và Ananas comosus (dứa) bằng một bộ siêu máy tính Titan của ORNL.
 
Yang cho biết: "Người ta thừa nhận rằng một số cây trồng không liên quan cũng  có những đặc tính tương tự trong các điều kiện môi trường tương tự, và cho rằng đây là một quá trình được gọi là sự tiến hóa hội tụ”. 
 
Các nhà khoa học đã xác định được 60 gen thể hiện sự tiến hóa hội tụ ở các loài có hiện tượng CAM, bao gồm thay đổi biểu hiện  ban ngày và ban đêm trong 54 gen, cũng như trình tự chuỗi protein trong sáu gen. Cụ thể, nhóm nghiên cứu phát hiện ra một biến thể mới của phosphoenolpyruvate carboxylase, hoặc PEPC. PEPC là một loại enzyme  quan trọng chịu trách nhiệm cho việc gắn kết CO2 vào axit malic vào ban đêm. Axit malic sau đó được chuyển đổi trở lại thành carbon dioxide để quang hợp vào ban ngày.
 
Ông Yang cho biết: "Những thay đổi hội tụ trong biểu hiện gen và trình tự protein có thể được đưa vào cây trồng dựa vào quang hợp bình thường,  đẩy mạnh quá trình phát triển của chúng để trở nên sử dụng nước hiệu quả hơn.
 
Công trình nghiên cứu này đã được nhóm đã công bố trong Tạp chí Thiên Nhiên (Nature Communications).
 
Sử dụng nước thông minh 
 
Sản xuất nông nghiệp tiêu thụ nguồn nước ngọt lớn nhất thế giới. Trong khi nguồn nước tự nhiên sẵn có đang thu hẹp lại do đô thị hóa, tăng trưởng dân số và thay đổi khí hậu, điều này tạo ra thách thức đối với môi trường đang bị sử dụng triệt để hiện nay.  
 
Để giải quyết vấn đề này, hiện tượng quang hợp theo cách thức, kỹ thuật CAM ở các loại cây lương thực có thể làm giảm việc sử dụng nước trong nông nghiệp và tăng khả năng phục hồi của cây trồng trong điều kiện nguồn nước hạn chế và việc cấp nước ít hơn yêu cầu. 
 
Jerry Tuskan, đồng tác giả và là giám đốc điều hành của Trung tâm Năng lượng Năng lượng Sinh học, cho biết việc Nghiên cứu bộ gen có hiệu quả về sử dụng nước có thể cung cấp cái nhìn rõ ràng hơn về khả năng sử dụng nước có độ mặn nhẹ và ít  nước sạch dưới nhiệt độ cao. Ông cho biết, nếu có thể di chuyển các đặc điểm này sang các cây trồng nông nghiệp chính khác thì các vấn đề liên quan đến sử dụng nước sẽ có thể được giải quyết đồng thời có thể tiết kiệm được nguồn nước sạch. 
 
Nghiên cứu mang tên "Bộ gen Kalanchoë cung cấp những hiểu biết về tiến hóa hội tụ và các khối cấu tạo của sự trao đổi chất crassulacean acid. Nghiên cứu được hỗ trợ bởi Văn phòng Khoa học của DOE (Nghiên cứu Sinh học và Môi trường, Chương trình Khoa học Genomic) và Chương trình Nghiên cứu và Phát triển của Phòng thí nghiệm ORNL. Nghiên cứu này cũng sử dụng các nguồn tài nguyên của môi trường dữ liệu và tính toán  khoa học tại ORNL có hệ cơ sở hạ tầng tích hợp, hoàn chỉnh phục vụ nghiên cứu. 

Tác giả bài viết: Lê Oanh (dwrm dịch)

Nguồn tin: Science daily

Những tin mới hơn

Những tin cũ hơn

 



1
1
1
1
T2 T3 T4 T5 T6 T7 CN
          1 2
3 4 5 6 7 8 9
10 11 12 13 14 15 16
17 18 19 20 21 22 23
24 25 26 27 28 29 30
2017 << 9/2018 >> 2019
LIÊN KẾT WEBSITE :
1
1
1
1
1

Thống kê

thoi trang Đang truy cập : 76

Máy chủ tìm kiếm : 4

Khách viếng thăm : 72


thoi trang cong so Hôm nay : 2765

áo khoác nữ Hàn Quốc Tháng hiện tại : 363721

áo sơ mi nữ công sở Tổng lượt truy cập : 21431615

áo khoác nữ Hàn Quốc vay dep thời trang LOZA thiết kế bộ nhận diện thương hiệu lò hơi nồi hơi rèm cửa giá rẻ Dong phuc nhom san panel Máy làm đá viên công nghiệp Máy sản xuất đá viên Máy xay đá may lam da vien cáp nhôm bọc xlpe giá treo tivi