Thực vật cung cấp một 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 được 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 vật đáp ứng với các điều kiện...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Thực vật cung cấp một số bí mật về sự kháng hạn Thực vật cung cấp một 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 được 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 vật 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 và 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 được 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 và 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 cứu Wisconsin tiến hành khảo sát ảnh hưởng của acid abscisic, một hormone đã được nghiên cứu từ lâu, ngoài việc ảnh hưởng trên cách thức thực vật đáp ứng với các loại stress môi trường, nó còn kiểm 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 triển 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 khởi 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 nhiên, hormone được nhận thấy điều hòa một số protein thực vật theo một cách hoàn 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