Nghiên cứu tiềm năng ‘trí nhớ thực vật’ để thích nghi biến đổi khí hậu

Khả năng thích ứng của thực vật với các điều kiện môi trường khắc nghiệt là một trong những thách thức lớn nhất của ngành nông nghiệp trước biến đổi khí hậu. Trong bối cảnh đó, một nhóm nghiên cứu quốc tế do Inés Hugalde – nhà khoa học tại Viện Công nghệ Nông nghiệp Quốc gia Argentina (INTA) và Đại học Quốc gia Cuyo (UNCuyo) – dẫn đầu đang tìm cách trả lời một câu hỏi thu hút sự quan tâm ngày càng lớn của giới khoa học: Liệu cây nho có thể "ghi nhớ" hạn hán? Dự án này vừa được Liên minh châu Âu (EU) lựa chọn tài trợ nhằm nghiên cứu các cơ chế biểu sinh (epigenetic) có thể giúp cây nho phản ứng hiệu quả hơn với tình trạng thiếu nước.

Theo phóng viên TTXVN tại Argentina, nghiên cứu tập trung vào giống nho Malbec và phân tích cách nó phản ứng với tình trạng thiếu hụt nước thông qua các cơ chế biểu sinh – tức là các quá trình làm thay đổi hoạt động của gen mà không làm thay đổi trình tự ADN. Theo bà Hugalde, mục tiêu là xác định xem liệu một cái cây từng trải qua giai đoạn “căng thẳng” do thiếu nước có thể lưu giữ thông tin đó và phản ứng hiệu quả hơn khi đối mặt với tình huống tương tự trong tương lai hay không. Di truyền học biểu sinh nghiên cứu cách các yếu tố môi trường khác nhau – như lượng nước, dinh dưỡng hay điều kiện canh tác – có thể kích hoạt hoặc làm "câm lặng" các gene nhất định, từ đó thay đổi phản ứng sinh lý của thực vật mà không làm thay đổi thông tin di truyền của chúng.

Một trong những khía cạnh khiến loài nho Vitis vinifera như Malbec đặc biệt có giá trị đối với loại nghiên cứu này là nó được nhân giống vô tính bằng cách giâm cành. Đặc điểm này cho phép các nhà khoa học đánh giá xem liệu thông tin thu được trong một đợt căng thẳng do thiếu nước có thể được duy trì trong vật liệu thực vật dùng để nhân giống cây mới hay không. Nhiều nghiên cứu gần đây đã chứng minh rằng việc tiếp xúc nhiều lần với căng thẳng có thể tạo ra một "trí nhớ biểu sinh", giúp thực vật có những phản ứng sinh lý nhanh hơn và hiệu quả hơn khi gặp lại các điều kiện tương tự. Nếu "trí nhớ" này được truyền lại qua cành giâm, nó sẽ tạo ra những cá thể mới được chuẩn bị tốt hơn để đối phó với các điều kiện bất lợi.

Vượt ra ngoài sự quan tâm về mặt khoa học cơ bản, nghiên cứu này hướng tới việc tạo ra các công cụ cụ thể cho lĩnh vực sản xuất, đặc biệt là cho ngành ươm giống. Hiện tại, các quy trình chọn lọc vô tính chủ yếu ưu tiên các khía cạnh di truyền và sức khỏe cây trồng, trong khi điều kiện môi trường nơi cây mẹ sinh trưởng lại ít được quan tâm. Nhóm nghiên cứu hy vọng sẽ phát triển các khuyến nghị quản lý cho phép thu được những cành giâm có "trí nhớ sinh lý", có khả năng tạo ra những cây nho thích ứng tốt hơn với tình trạng thiếu nước ngay từ những giai đoạn đầu tiên khi thiết lập vườn nho. Việc hiểu được cách trí nhớ về sự căng thẳng được duy trì trong cành giâm và sau đó biểu hiện ở những cây đã ra rễ sẽ tác động trực tiếp đến tỷ lệ sống sót và năng suất của các vườn nho mới.

Dự án được phát triển cùng với các chuyên gia từ Đại học Bordeaux (Pháp) và các viện nghiên cứu hàng đầu tại Argentina. Với nghiên cứu này, nhóm hy vọng sẽ đóng góp những kiến thức mới về cơ chế thích ứng của cây nho trước tình trạng thiếu nước – một vấn đề ngày càng trở nên cấp bách đối với các vùng sản xuất rượu vang nổi tiếng như Mendoza (Argentina), nơi tình trạng khan hiếm nước, nhiệt độ cao và các đợt nắng nóng đang đặt ra những thách thức ngày càng lớn cho ngành trồng nho.

Thanh Tùng (TTXVN)
Khám phá loại gene cổ đại giúp thực vật sinh trưởng, thích nghi và tồn tại
Khám phá loại gene cổ đại giúp thực vật sinh trưởng, thích nghi và tồn tại

Theo phóng viên TTXVN tại Sydney, một nhóm nhà khoa học tại Đại học Monash (Australia) vừa xác định được gene duy nhất từ một loài thực vật trên cạn giúp làm sáng tỏ cách thức thực vật lần đầu tiên phát triển khả năng sinh trưởng liên tục - một đặc điểm then chốt cho phép chúng xâm chiếm đất khô và định hình sự sống trên Trái Đất.

Chia sẻ:

doanh nghiệp - Sản phẩm - Dịch vụ

Các đơn vị thông tin của TTXVN