TiaSang
Thứ 6, Ngày 14 tháng 5 năm 2021
Khoa học và Công nghệ

Lá đòng giúp cải thiện hiệu suất quang hợp lúa

06/01/2021 13:30 -

Một nhóm nghiên cứu từ Đại học Illinois và Viện Nghiên cứu Lúa Quốc tế (IRRI) phát hiện ra rằng một số lá đòng của giống lúa khác nhau có khả năng biến đổi ánh sáng và CO2 thành carbohydrate tốt hơn những loại khác. Phát hiện này có thể mở ra cơ hội lai tạo các giống lúa năng suất cao hơn. Kết quả nghiên cứu được xuất bản trên tạp chí Journal of Experimental Botany ” Variation between rice accessions in photosynthetic induction in flag leaves and underlying mechanisms”.

Ở cây lúa, lá đòng mọc lên cuối cùng, đánh dấu bước chuyển từ giai đoạn sinh trưởng của cây sang tạo hạt. Quá trình quang hợp ở lá đòng cung cấp phần lớn lượng cacbohydrate cần thiết để làm mẩy hạt, vì vậy nó là loại lá quan trọng nhất để tăng năng suất lúa. 

Nghiên cứu này xem xét khả năng cảm ứng của lá đòng – tức quá trình lá "bắt đầu" quang hợp trở lại sau khi chuyển từ ánh sáng yếu sang ánh sáng mạnh. Đây là yếu tố quan trọng vì các điều kiện gió, mây và chuyển động của mặt trời sẽ gây ra những dao động thường xuyên trong các mức độ ánh sáng mà cây tiếp nhận được. Tốc độ thích ứng của quá trình quang hợp trước những biến đổi này sẽ ảnh hưởng lớn đến năng suất lúa.

Lần đầu tiên, các nhà nghiên cứu đã tiết lộ sự khác biệt đáng kể về khả năng thích ứng của lá đòng ở các giống lúa khác nhau với sự giao động của ánh sáng, cũng như những khác biệt về khả năng thích ứng của lá đòng so với các loại lá hình thành trước khi ra hoa. Họ chọn ra sáu giống đại diện cho khoảng biến đổi di truyền trong bộ sưu tập đa dạng hơn 3000 giống lúa. Trên cơ sở đó, các nhà nghiên cứu phân tích chúng để xác định xem liệu có sự khác biệt về khả năng đáp ứng với những biến động của ánh sáng hay không.

Họ thấy rằng, lá đòng ở một giống lúa bắt đầu quang hợp nhanh gấp gần hai lần (185%) so với giống chậm nhất. Lá đòng của một giống lúa khác có khả năng cố định đường cao hơn 152% (so với các giống còn lại).

Họ cũng phát hiện ra lượng nước mà lá đòng dùng để trao đổi CO2 nhằm cung cấp nguyên liệu cho quá trình quang hợp có sự chênh lệch lớn (tới 77%) giữa các giống. Ngoài ra, họ cũng phát hiện ra hiệu quả sử dụng nước của lá đòng cũng tương quan với hiệu quả sử dụng nước trong quá trình phát triển của các giống lúa. Điều đó cho thấy, có thể sàng lọc hiệu quả sử dụng nước ở các giai đoạn phát triển sớm của cây.

“Hơn thế nữa, ngoài hiệu quả sử dụng nước, chúng tôi không tìm thấy mối tương quan khác giữa lá đòng và các loại lá khác trên cây, nghĩa là cả hai loại lá đều cần phải được tối ưu về tính cảm ứng", GS. Stephen Long phụ trách môn Khoa học cây trồng và Sinh học thực vật của ĐH Illinois cho biết. "Mặc dù điều này cho thấy các nhà khoa học và các nhà chọn tạo giống vẫn còn nhiều việc phải làm, nó cũng tạo ra nhiều cơ hội để cải thiện hiệu quả quang hợp và sử dụng nước của cây trồng. Điều này ngày càng quan trọng, vì nông nghiệp chiếm hơn 70% lượng nước con người sử dụng và canh tác lúa có lẽ chiếm nhiều nhất trong số này”.

Kết quả lần này cũng khẳng định kết quả nghiên cứu trước đây của họ trên tạp chí New Phytologist “Start me up; harnessing natural variation in photosynthetic induction to improve crop yield”. Họ không tìm thấy mối tương quan nào giữa dữ liệu thu thập được trong điều kiện ánh sáng thất thường và điều kiện ổn định khi cây lúa tiếp xúc với ánh sáng cao liên tục. Điều này làm tăng thêm sự đồng thuận rằng các nhà khoa học nên tránh xa những nghiên cứu phụ thuộc vào các phép đo trạng thái ổn định.

Liana Acevedo-Siaca, đang làm nghiên cứu sinh sau tiến sĩ tại ĐH Illinois, cho biết: “Chúng tôi cần những thí nghiệm phản ánh chính xác hơn những gì cây lúa trải qua ngoài đồng ruộng. Chúng tôi sẽ cần tập trung nắm bắt các điều kiện động để cải thiện năng suất trong thực tế chứ không phải trong phòng thí nghiệm."

Ngô Hà dịch

Theo <a data-cke-saved-href="http://Ở cây lúa, lá đòng mọc lên cuối cùng, đánh dấu bước chuyển từ giai đoạn sinh trưởng của cây sang tạo hạt. Quá trình quang hợp ở lá đòng cung cấp phần lớn lượng cacbohydrate cần thiết để làm mẩy hạt, vì vậy nó là loại lá quan trọng nhất để tăng năng suất lúa. Nghiên cứu này xem xét khả năng cảm ứng của lá đòng – tức quá trình lá " href="http://Ở cây lúa, lá đòng mọc lên cuối cùng, đánh dấu bước chuyển từ giai đoạn sinh trưởng của cây sang tạo hạt. Quá trình quang hợp ở lá đòng cung cấp phần lớn lượng cacbohydrate cần thiết để làm mẩy hạt, vì vậy nó là loại lá quan trọng nhất để tăng năng suất lúa. Nghiên cứu này xem xét khả năng cảm ứng của lá đòng – tức quá trình lá " bắt="" đầu"="" quang="" hợp="" trở="" lại="" sau="" khi="" chuyển="" từ="" ánh="" sáng="" yếu="" sang="" mạnh.="" Đây="" là="" tố="" quan="" trọng="" vì="" các="" điều="" kiện="" gió,="" mây="" và="" động="" của="" mặt="" trời="" sẽ="" gây="" ra="" những="" dao="" thường="" xuyên="" trong="" mức="" độ="" mà="" cây="" tiếp="" nhận="" được.="" tốc="" thích="" ứng="" quá="" trình="" trước="" biến="" đổi="" này="" ảnh="" hưởng="" lớn="" đến="" năng="" suất="" lúa.="" lần="" đầu="" tiên,="" nhà="" nghiên="" cứu="" đã="" tiết="" lộ="" sự="" khác="" biệt="" đáng="" kể="" về="" khả="" lá="" đòng="" ở="" giống="" lúa="" nhau="" với="" giao="" sáng,="" cũng="" như="" so="" loại="" hình="" thành="" hoa.="" họ="" chọn="" sáu="" đại="" diện="" cho="" khoảng="" di="" truyền="" bộ="" sưu="" tập="" đa="" dạng="" hơn="" 3000="" trên="" cơ="" sở="" đó,="" phân="" tích="" chúng="" để="" xác="" định="" xem="" liệu="" có="" đáp="" hay="" không.="" thấy="" rằng,="" một="" nhanh="" gấp="" gần="" hai="" (185%)="" chậm="" nhất.="" cố="" đường="" cao="" 152%="" (so="" còn="" lại).="" phát="" hiện="" lượng="" nước="" dùng="" trao="" co2="" nhằm="" cung="" cấp="" nguyên="" chênh="" lệch="" (tới="" 77%)="" giữa="" giống.="" ngoài="" ra,="" hiệu="" quả="" sử="" dụng="" tương="" triển="" Điều="" đó="" thấy,="" thể="" sàng="" lọc="" giai="" đoạn="" sớm="" cây.="" “hơn="" thế="" nữa,="" nước,="" tôi="" không="" tìm="" mối="" cây,="" nghĩa="" cả="" đều="" cần="" phải="" được="" tối="" ưu="" tính="" cảm="" ứng",="" gs.="" stephen="" long="" phụ="" trách="" môn="" khoa="" học="" trồng="" sinh="" thực="" vật="" Đh="" illinois="" biết.="" "mặc="" dù="" tạo="" vẫn="" nhiều="" việc="" làm,="" nó="" hội="" cải="" thiện="" trồng.="" ngày="" càng="" trọng,="" nông="" nghiệp="" chiếm="" 70%="" con="" người="" canh="" tác="" lẽ="" nhất="" số="" này”.="" kết="" khẳng="" đây="" tạp="" chí="" new="" phytologist="" “start="" me="" up;="" harnessing="" natural="" variation="" in="" photosynthetic="" induction="" to="" improve="" crop="" yield”.="" nào="" dữ="" thu="" thập="" thất="" ổn="" xúc="" liên="" tục.="" làm="" tăng="" thêm="" đồng="" thuận="" rằng="" nên="" tránh="" xa="" thuộc="" vào="" phép="" đo="" trạng="" thái="" định.="" liana="" acevedo-siaca,="" đang="" tiến="" sĩ="" tại="" illinois,="" biết:="" “chúng="" thí="" nghiệm="" phản="" chính="" gì="" trải="" qua="" ruộng.="" trung="" nắm="" tế="" chứ="" phòng="" nghiệm."="" ngô="" hà="" dịch="" theo="" https:="" phys.org="" news="" 2020-12-flag-photosynthetic-rice.html"="">https://phys.org/news/2020-12-flag-photosynthetic-rice.html

Tags: