Nghiên cứu mang lại những thành quả mới cho nông nghiệp

Hơn 34 triệu người ở Hoa Kỳ không có đủ thức ăn. Cần có nhiều loại cây trồng thích ứng và đa dạng hơn để giải quyết những thách thức trong sản xuất lương thực do biến đổi khí hậu trở nên tồi tệ hơn. Quả mọng nhỏ, ngọt được gọi là quả tầm bóp cùng với các loại cây có liên quan khác có thể tăng cường nguồn cung cấp lương thực.

Image removed.

Khi cây tầm bóp ra hoa kết trái, chúng sẽ phát triển một lớp vỏ giống như quả bóng bay xung quanh quả mọng của chúng — được gọi là đài hoa phồng lên, được nhìn thấy ở đây. Các nhà nghiên cứu của CSHL đã xây dựng các mô hình di truyền mới cho hai loại đất thịt, với sự hợp tác của các nhà nghiên cứu tại Đại học Johns Hopkins và Viện Boyce Thompson.

Giáo sư Zachary Lippman của Phòng thí nghiệm Cold Spring Harbor (CSHL) đã xây dựng các bản thiết kế di truyền, hoặc mô hình, cho hai loại đất trồng. Những mô hình mới này có thể hướng dẫn các nhà di truyền học thực vật hướng tới việc mở ra tiềm năng chưa được khai thác của cây tầm bóp. Chúng cũng có thể là chìa khóa trong việc nhân rộng các loại cây họ cà khác để sử dụng rộng rãi.

Lippman nói: Họ cà bao gồm hơn 20 loại cây trồng. Có các loại cây trồng chính - khoai tây, cà chua, cà tím - và sau đó là các loại cây trồng phụ, được bán thuần hóa hoặc là hoang dã. Rất nhiều trong số đó không nhận được nhiều sự quan tâm nghiên cứu, nhưng có thể có nhiều tiềm năng hơn để sản xuất lớn hơn nếu chúng có thể được phát triển hơn nữa.

Cây tầm bóp là hình mẫu lý tưởng của họ cà vì di truyền giống nhau và lịch sử tiến hóa lâu đời của chúng. Chúng cũng phổ biến ở Bắc Mỹ, dễ trồng và dễ biến đổi gien. Nhưng thuộc tính thú vị nhất của chúng, có thể là lớp vỏ giống quả bóng bay hoặc đài hoa phồng bao quanh quả mọng của chúng.

Lippman giải thích: “Nó dường như đã tiến hóa độc lập nhiều lần ở thực vật có hoa. Không rõ đó là một sự bất thường của quá trình tiến hóa, một đặc điểm thích nghi hay cả hai. Nhưng có một điều rất rõ ràng - đó là một trong những điểm mới lạ nhất về tiến hóa xuất hiện ở thực vật”.

Nghiên cứu trước đây về cây họ cà cho thấy các gien được gọi là MADS-box chịu trách nhiệm cho sự xuất hiện của đài hoa bị phồng lên. Sử dụng công cụ chỉnh sửa bộ gien CRISPR trên các mô hình khai thác đất mới của họ, Lippman và He đã tắt từng gien MADS-box. Họ phát hiện ra rằng các cây vẫn phát triển một đài hoa phồng lên cho dù chúng có gien hay không. Các mô hình cũng cho phép họ phát hiện ra một gien cần thiết cho sự phát triển của đài hoa được thổi phồng. Lippman nói: “Nếu không có các nguồn gien này, rất khó xác định cơ chế phân tử cơ bản của một số đặc điểm hình thành trong quá trình tiến hóa. Chúng tôi nghĩ rằng với nguồn tài nguyên mới, bộ gien mới, chúng ta có thể phân tích toàn bộ quá trình này”.

Mục tiêu của các nhà nghiên cứu là xây dựng nhiều mô hình cây trồng mới cho cây họ cà, giúp cải thiện cây trồng dễ dàng hơn thông qua chỉnh sửa bộ gien. Những mô hình này cũng sẽ giúp cung cấp hiểu biết tốt hơn về sự phát triển tiến hóa của thực vật.

Lê Hồng Vân - Mard, theo Sciencedaily.

Nguồn
iasvn.org

Tin liên quan