Thực vật hy sinh 'con cái' để sống sót trong thời tiết lạnh
01/09/2017
KH&CN nước ngoài
Thực vật có các ứng phó khác nhau để tồn tại trong môi trường tự nhiên. Điều này thể hiện rất rõ ở các khu vực có khí hậu ôn đới, nơi cây rụng lá để bảo tồn năng lượng trong mùa lạnh. Trong một nghiên cứu mới, các nhà sinh vật học thuộc Đại học Quốc gia Singapore (NUS) phát hiện một số loài thực vật có thể tự hủy có chọn lọc một phần rễ của chúng để tồn tại trong điều kiện thời tiết lạnh.
Phương pháp này giúp thực vật chịu được lạnh và phục hồi nhanh hơn khi nhiệt độ ấm hơn. Khám phá này cho phép phát triển các phương thức mới để cải thiện mức tăng trưởng và năng suất cho nhiều loại cây trồng. Nghiên cứu do Phó giáo sư Xu Jian (Bộ môn Khoa học Sinh vật thuộc Khoa Khoa học của Đại học NUS) dẫn đầu, thực hiện với sự cộng tác của các nhà khoa học thuộc Đại học Novosibirsk State trên cây Arabidopsis.
Các nghiên cứu trước đây cho thấy, nhiệt độ có thể gây hại cho DNA của tế bào thực vật, ảnh hưởng trực tiếp đến sự phát triển và tăng trưởng của thực vật. Tuy nhiên, những tác động của nó đến các hoạt động của tế bào gốc thực vật vẫn chưa được hiểu rõ. Theo Phó giáo sư Xu Jian, nghiên cứu về rễ thực vật đã bị các nhà nghiên cứu nông nghiệp lãng quên trong quá trình cải tạo giống, cho đến gần đây. Việc khảo sát rễ cây là rất quan trọng vì chúng đóng vai trò là cầu nối chính giữa cây trồng và môi trường đất, chịu trách nhiệm về việc hấp thu nước và chất dinh dưỡng, quyết định sự sống còn của cây. Nhóm nghiên cứu phát hiện ra rằng nhiệt độ lạnh 4oC sẽ gây hại cho DNA trong các tế bào gốc của Arabidopsis, cũng như các hậu duệ ban đầu của chúng. Tuy nhiên, Arabidopsis chỉ hy sinh những tế bào gốc loại columella, còn tế bào gốc chức năng sẽ được duy trì.
Tiến sĩ Hong Jing Han, một tác giả nghiên cứu, cho biết: "Cơ chế hy sinh giúp cải thiện khả năng chịu đựng nhiệt độ thấp. Khi nhiệt độ tối ưu được phục hồi, tế bào gốc thực vật có thể phân chia với tốc độ nhanh hơn. Điều này giúp tăng cường sự phục hồi và sống còn của cây trồng".