Nghiên cứu về di truyền chỉ ra giải pháp làm tăng sản lượng cà chua và các cây lương thực có hoa khác

Các giống cây cà chua thương mại hiện nay ngừng sinh trưởng sớm hơn so với các giống cà chua cổ điển và có hình dạng giống như cây bụi. Kiểu hình cây rậm rạp nhỏ gọn như vậy giúp người nông dân thu hoạch quả dễ dàng hơn. Tuy nhiên, việc các giống cà chua hiện nay ngừng sinh trưởng sớm khiến cây cho ít quả hơn các giống cà chua cổ điển. Các nhà khoa học đã tìm ra giải pháp làm cây cà chua cho nhiều quả hơn mà không bị mất đi hình dạng cây bụi độc đáo.

Nghiên cứu của phòng thí nghiệm Cold Spring Harbor, Mỹ đã tiết lộ một cơ chế di truyền cho ưu thế lai, một đặc điểm của công tác lai tạo giống cây trồng đã được khai thác để thúc đẩy năng suất kể từ đầu thế kỷ 20. Các nhà khoa học đã phát hiện ra một gien giúp các nhà khoa học có thể tinh chỉnh độ dài thời gian ra hoa của các giống cà chua hiện nay. Thời gian ra hoa ở các giống cà chua khi được kéo dài sẽ giúp tăng năng suất quả.

(Ảnh: Cold Spring Harbor Laboratory)

Giống lai - hoặc ưu thế lai được George Shull xác định lần đầu tiên vào năm 1908 liên quan đến việc lai tạo các cây trồng khác nhau về mặt di truyền để tạo ra các giống cây ưu việt hơn. Ưu thế lai đã được sử dụng trong nhiều thập kỷ để cải thiện năng suất nông nghiệp.

Phó giáo sư Zach Lippman và các đồng nghiệp Israel đã xác định một mẫu hiếm hoi của ưu thế lai liên quan đến một khiếm khuyết di truyền trong gien tạo nên hóc-môn florigen, một hóc-môn điều khiển quá trình ra hoa và sản xuất hoa ở cây trồng. Đột biến làm tăng đáng kể năng suất cà chua ở các giống cà chua hiện đại và nhóm nghiên cứu Lippman đã tiến hành nghiên cứu cơ chế đằng sau kết quả đáng chú ý này. Họ nhận thấy rằng, các giống cà chua hiện đại với một đột biến ở một trong hai bản sao của gien florigen chỉ tạo ra một nửa lượng florigen so với các cây trồng không có sự đột biến nào, điều này kéo dài thời gian sản sinh hoa của cây cà chua, giúp tăng sản lượng. Lippman giải thích: “Giống cà chua hiện đại rất nhạy cảm với lượng hoóc-môn florigen làm thay đổi hình dạng của cây trồng, quyết định số lượng hoa được tạo ra trước khi kết thúc quá trình tăng trưởng ở cây cà chua. Những khám phá này dẫn đến một dự đoán thú vị: Con người có thể tinh chỉnh lượng florigen để tăng năng suất hơn nữa cho cây cà chua”.

Nhóm của Lippman cũng nghiên cứu đột biến florigen ở giống cỏ dại crucifer thuộc nhóm họ hàng với các cây trồng như bông cải xanh và súp lơ. Họ đã quan sát thấy những thay đổi tương tự trong kiểu hình của cây vì các giống cây trồng này cũng nhạy cảm với lượng florigen. Những kết quả này cho thấy rằng các nhà khoa học có thể điều chỉnh lượng florigen ở các loài cây lương thực có hoa để tăng sản lượng.

Theo MARD

(Nguồn Physorg)