Nghiên cứu ngô để tăng sản lượng và khả năng hấp thụ hấp thụ nhiều khí carbon dioxide hơn

Một nhóm các nhà nghiên cứu quốc tế muốn tăng sản lượng ngô bằng cách tăng khả năng thu giữ CO2 từ khí quyển của nó.

Ngô là một trong những thực phẩm quan trọng nhất trên hành tinh, thậm chí vượt cả gạo hoặc lúa mì với số lượng được trồng mỗi năm. Tuy nhiên, ở Úc, trong khi ngô có sự lan rộng địa lý rộng nhất trong số tất cả các loại cây trồng trên đồng ruộng, nó bị tụt hậu so với các “chị em” của mình (như lúa mì hoặc gạo) về sản lượng.

Một trong những vấn đề chính là ngô phải vật lộn với đất trong điều kiện môi trường khắc nghiệt. Trong một nỗ lực để giúp cây trồng này mở ra tiềm năng đầy đủ của nó, một nhóm các nhà nghiên cứu quốc tế đã tác động vào bộ gien của nó, để tăng khả năng quang hợp của cây.

Một số cây lương thực quan trọng nhất hiện nay (cũng như nhiều loại cây trồng được sử dụng cho thức ăn gia súc và sản xuất nhiên liệu sinh học ) dựa trên con đường C4. Thực vật C4 đặc biệt thích nghi để phát triển mạnh trong môi trường nóng và khô - những loài được kỳ vọng sẽ phổ biến hơn trong những thập kỷ tới.Trong khi tất cả các cây trồng đều dựa vào sự quang hợp để thu giữ carbon dioxide từ khí quyển, chúng đi khắp nơi nhiều cách khác nhau. Thực vật như lúa mì và lúa sử dụng một con đường quang hợp cũ hơn và kém hiệu quả hơn (con đường 'C3'), trong khi các cây khác như ngô và lúa miến sử dụng con đường C4 hiệu quả hơn.

Một trong những phân tử làm cơ sở cho quá trình quang hợp là một loại enzyme được gọi là Rubisco - chất chuyển đổi CO2 thành các hợp chất hữu cơ. Hoạt động của Rubisco được cải thiện nhiều trong thực vật C4, giúp quá trình này nhanh hơn và hiệu quả hơn. Kết quả là, những cây này chịu được nhiệt và hạn hán, và có xu hướng hiệu quả hơn so với các đối tác C3 của chúng. Ngô có một trong những enzyme hiệu quả nhất của Rubisco và sử dụng “ít nitơ” hơn so với các loại cây trồng khác.

Sự đồng hóa CO2 nói chung và sinh khối cây trồng tăng 15%, nhóm nghiên cứu cho biết. Trong khi khá vui mừng với kết quả của họ cho đến nay, các nhà nghiên cứu có kế hoạch để tiếp tục tăng hoạt tính Rubisco trong thực vật để tăng tỷ lệ này hơn nữa. Tuy nhiên, cho đến lúc đó, họ hy vọng sẽ có thể đưa ngô ra đọ sức với các điều kiện thực tế - vụ mùa này, cho đến nay, chỉ được thử nghiệm trong điều kiện nhà kính và buồng kín.

Tuy nhiên, nếu ngô của nhóm nghiên cứu được chứng minh rằng nó đủ khả năng để tồn tại trong đất nông nghiệp, nó có thể mở đường cho các loài cây trồng C4 tiếp tục được xử lý tương tự.

Bài báo “Sự biểu hiện quá mức của các tiểu đơn vị Rubisco với RAF1 làm tăng hàm lượng Rubisco trong ngô” đã được công bố trên tạp chí Nature Plants.

Theo  T.P - Mard, theo Zmescience.