Liên hiệp các hội và khoa học kỹ thuật Việt Nam
Thứ sáu, 01/08/2014 20:47 (GMT+7)

Thực vật phản ứng với mức CO2 tăng như thế nào

Trong một bài báo trên Tạp chí Nature, họ công bố phát hiện ra một quá trình di truyền mới ở thực vật, được tạo nên từ bốn gen ở ba họ gen khác nhau kiểm soát mật độ các lỗ hô hấp - hay "lỗ khí khổng" - ở lá cây để đáp ứng với nồng độ CO2tăng cao.

Phát hiện của họ sẽ giúp các nhà sinh học hiểu rõ hơn về sự gia tăng mức CO 2trong bầu khí quyển của chúng ta (mùa xuân năm ngoái, lần đầu tiên trong lịch sử, duy trì ở mức trên 400 phần triệu) đang ảnh hưởng đến khả năng của thực vật và các cây trồng quan trọng đối phó với áp lực nhiệt độ và hạn hán như thế nào. Khám phá này cũng cung cấp cho các nhà nông học các công cụ mới để tạo ra các loại thực vật và cây trồng có thể đối phó với hạn hán và nắng nóng.

"Với mỗi phân tử CO 2được đưa vào cây thông qua quang hợp, cây mất khoảng 200 trăm phân tử nước qua lỗ khí khổng của chúng", Julian Schroeder, Giáo sư sinh học, người đứng đầu nghiên cứu, giải thích. "Do CO 2tăng lên làm giảm mật độ lỗ khí khổng trên lá, nên có thể thấy ngay điều này giúp cho cây mất ít nước hơn. Tuy nhiên, việc giảm số lượng các lỗ khí khổng sẽ làm giảm khả năng làm mát lá của cây thông qua sự bốc hơi nước. Ít bay hơi làm tăng thêm áp lực nhiệt lên cây, dẫn đến ảnh hưởng đến năng suất cây trồng".

"Nghiên cứu của chúng tôi nhằm mục đích tìm hiểu các cơ chế và các gen cơ bản qua đó CO 2ức chế sự phát triển lỗ khí khổng", Schroeder nói. Nghiên cứu cây mù tạt nhỏ có tên là Arabidopsis, được sử dụng như một mô hình di truyền và có chung nhiều gen tương tự như các thực vật và cây trồng khác, ông và nhóm các nhà sinh học đã phát hiện ra rằng các protein được mã hóa bởi bốn gen họ phát hiện ra ức chế sự phát triển của lỗ khí khổng ở các mức CO 2tăng lên.

Kết hợp sinh học hệ thống với các kỹ thuật tin sinh học, các nhà khoa học đã khéo léo phân lập các protein, mà khi đột biến, chúng loại bỏ khả năng của cây phản ứng với áp lực CO 2. Cawas Engineer, tác giả đầu tiên của nghiên cứu, đã phát hiện ra rằng khi cây nhận thấy mức CO 2trong khí quyển tăng lên, chúng tăng biểu hiện của một hormone peptide quan trọng được gọi là biểu bì Patterning Factor-2, EPF2.

"Các peptide EPF2 hoạt động như một tác nhân tạo hình (morphogen) làm thay đổi tính chất tế bào gốc trong lớp biểu bì phát triển lá và ngăn chặn sự hình thành các lỗ khí khổng ở mức CO 2tăng cao", Engineer giải thích.

Do protein khác có tên protease là cần thiết để kích hoạt peptide EPF2, các nhà khoa học cũng sử dụng phương pháp "bộ protein" (proteomics) để xác định một protein mới phản ứng với CO 2mà họ gọi là CRSP (CO 2 Response Secreted Protease), được xác định là rất quan trọng để kích hoạt peptide EPF2.

"Chúng tôi đã xác định được CRSP, một protein được tiết ra để phản ứng với các mức CO 2trong khí quyển," Engineer nói. "CRSP đóng một vai trò tối quan trọng trong việc cho phép cây sản xuất đúng số lượng lỗ khí khổng để phản ứng với nồng độ CO 2trong khí quyển. Bạn có thể hình dung rằng  cơ chế "cảm nhận và phản ứng" liên quan đến CRSP và EPF2 như vậy có thể được sử dụng để thiết kế các giống cây trồng có khả năng sinh trưởng tốt hơn trong điều kiện khí hậu toàn cầu có mức CO 2cao cùng với sự suy giảm của nguồn nước ngọt cho sản xuất nông nghiệp".

Những khám phá đối với các protein và gen này có khả năng giải quyết một loạt vấn đề nông nghiệp quan trọng trong tương lai, bao gồm cả sự khan hiếm nước cho cây trồng, nhu cầu nâng cao hiệu quả sử dụng nước cho các thảm cỏ cũng như các loại cây trồng và các lo ngại của nông dân về ảnh hưởng của nắng nóng đối với cây trồng của họ khi nhiệt độ toàn cầu và nồng độ CO 2tiếp tục gia tăng.

Xem Thêm

Yên Bái: Nghiên cứu di tích Lịch sử - Văn hóa vùng hồ Thác Bà
Ngày 29/10, tại huyện Lục Yên, Liên hiệp hội tỉnh phối hợp với Sở Văn hóa – Thể thao và Du lịch, UBND huyện Lục Yên và Hội Khoa học Lịch sử tỉnh đã tổ chức hội thảo Nghiên cứu di tích Lịch sử - Văn hóa vùng hồ Thác Bà phục vụ nhiệm vụ bảo tồn, phát huy giá trị và phát triển khu du lịch quốc gia hồ Thác Bà.
Hướng tới một ngành chăn nuôi an toàn, hiệu quả và bền vững
Ngày 18/10 tại thành phố Huế, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam phối hợp với Hội Chăn nuôi Việt Nam và Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật tỉnh Thừa Thiên Huế tổ chức hội thảo khoa học với chủ đề: Áp dụng quy trình chăn nuôi an toàn sinh học và tuần hoàn nâng cao hiệu quả sản suất trong chăn nuôi trang trại nhỏ và hộ gia đình.

Tin mới

Góp ý Dự thảo Kế hoạch của Vutsa thực hiện Nghị quyết 107-NQ/CP
Mới đây, Vusta tổ chức Hội thảo Góp ý Dự thảo Kế hoạch của Liên hiệp Hội Việt Nam thực hiện Nghị quyết 107-NQ/CP ngày 09/7/2024 nhằm thực hiện Nghị quyết số 45-NQ/TW về công tác trí thức. Ông Phạm Ngọc Linh – Phó chủ tịch Vusta và ông Nguyễn Quyết Chiến – Tổng Thư ký Vusta chủ trì hội thảo.
Phú Yên: Giải thể 03 tổ chức Hội thành viên
UBND tỉnh Phú Yên vừa ban hành các Quyết định số 1471, 1472, 1473/ QĐ-UBND về việc giải thể 03 tổ chức Hội là thành viên của Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật tỉnh Phú gồm: Hội Kế hoạch hoá gia đình, Hội Phụ sản và Hội Y tế thôn bản. Đây là các Hội không còn hoạt động liên tục mười hai tháng theo quy định.
Cụm thi đua số 3 tổng kết công tác năm 2024
Ngày 22/11, tại thị xã Sa Pa, Hội nghị tổng kết công tác thi đua, khen thưởng năm 2024, triển khai phương hướng nghiệm vụ năm 2025 của Cụm thi đua số 3 do Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật tỉnh Lào Cai làm cụm trưởng đã được tổ chức.
Quảng Ngãi: Tuyên truyền chủ trương của Đảng cho trí thức
Chiều ngày 19/11, Liên hiệp Hội tỉnh đã phối hợp với Ban Tuyên giáo Tỉnh ủy tổ chức hội nghị thông tin, tuyên truyền chủ trương, chính sách của Đảng và Nhà nước cho đội ngũ trí thức tỉnh Quảng Ngãi với chủ đề: “Tình hình xung đột Israel-Hamas, Hezbollah; xung đột Nga-Ukraine. Tác động và xử lý của Việt Nam”.
Đánh giá hiện trạng và đề xuất giải pháp giảm thiểu tác động của đốt mở tại Việt Nam
Mặc dù 68% số người được khảo sát có ý thức về môi trường, 80% có ý thức về sức khỏe, nhưng vẫn thể hiện sẽ tiếp tục “đốt đồng” (đốt lộ thiên/đốt mở trong nông nghiệp), với lý do chủ yếu “vì tin có tác dụng tốt, nhanh, rẻ”. Do vậy, cần có giải pháp truyền thông phù hợp để thay đổi thói quen này.