Sylvia Lindberg, Giáo sư Emerita tại Khoa Sinh thái, Môi trường và Thực vật học (DEEP), Đại học Stockholm. Ảnh của Stockholm University.

Biến đổi khí hậu đe dọa cây trồng khi nguy cơ lũ lụt gia tăng. Một nghiên cứu mới từ Đại học Stockholm cho thấy các gen đặc thù là yếu tố then chốt để giữ cho cây không bị héo, vẫn khỏe mạnh và chống chịu với điều kiện thiếu oxy khi chúng ở dưới nước trong một thời gian dài. Phát triển các giống cây trồng mang được gen này sẽ tăng sản lượng thu hoạch và sẽ ngày càng quan trọng khi biến đổi khí hậu dẫn đến lượng mưa nhiều hơn.

Cây trồng giống như con người, bị thiếu oxy khi ở dưới nước. Sylvia Lindberg, giáo sư tại Đại học Stockholm, nghiên cứu làm thế nào để cây trồng trở nên chống chịu hơn, sống sót khi thiếu oxy. Khi cây thiếu oxy, các gen đặc trưng báo hiệu nguy hiểm và cây phải kích hoạt các gen khác để tự vệ. Một trong những gen này là PLD, tạo thành enzyme phospholipase D. Cho đến nay, vai trò quan trọng của nó trong hệ thống tín hiệu thiếu oxy của cây trồng vẫn chưa được biết rõ.

Giáo sư Sylvia Lindberg cho biết: "Chúng tôi nghi ngờ rằng gen này có liên quan, vì nó có mặt trong cây trồng khi đối mặt các loại stress khác nhau ví dụ nhiễm mặn cao, lạnh, hạn hán và nhiễm nấm bệnh".

Khi cây bị thiếu oxy, chúng sẽ phát triển kém hơn và lá của chúng chuyển sang vàng. Sylvia Lindberg và nhóm nghiên cứu của cô đã sử dụng các cây đột biến thiếu gen bảo vệ tiềm năng để xem liệu nó có phát triển kém hơn trong điều kiện ngập nhân tạo hay không. Nghiên cứu cho thấy lá của cây đột biến chuyển sang màu vàng và chết - có nghĩa là gen này đóng vai trò giữ cho cây có sức khỏe tốt.

Sylvia Lindberg nói "Chúng tôi đang nghiên cứu cây rockcress, Arabidospis là một loại cây mô hình thông dụng vì tất cả các gen của cây được xác định".

Một trong số cây đột biến tạo ra ít canxi hơn so với cây dại, khi tiếp xúc với việc thiếu oxy. Do đó, có thể là lượng canxi cũng bảo vệ cây. Canxi là một chất tín hiệu quan trọng tăng lên trong các tế bào đối với tất cả các stress đã được theo dõi.

Sylvia Lindberg chia sẻ "Ví dụ, cây lúa rất chống chịu với việc thiếu oxy nhờ làm tăng nồng độ canxi trong tế bào của nó nhiều hơn lúa mì, cây rất nhạy cảm với tình trạng thiếu oxy và không làm tăng mức canxi của nó đến cùng mức độ. Vì vậy, cây trồng khác nhau về mức độ bị tổn thương do thiếu oxy".

 Các cây đột biến cũng tạo ra ít axit photphatidic hơn, đây cũng là một chỉ tiêu quan trọng thứ hai trong giai đoạn stress ở cây trồng. Bước tiếp theo là nghiên cứu cách thức cây trồng sẽ phản ứng với tình trạng thiếu oxy nếu thay đổi lượng gen PLD.

Sylvia Lindberg cho rằng "Sau đó, có thể nhiều canxi và axit photphatidic bảo vệ hơn sẽ được hình thành để chống lại tác động của việc thiếu oxy. Tôi hy vọng sẽ có nhiều nghiên cứu hơn trong lĩnh vực này. Đây là công trình thực sự cần khám phá nhưng quan trọng để phát triển các loại cây trồng mới chống chịu ngập”.

Nguồn: iasvn.org