Cơ chế mới bảo vệ thực vật chống lại giá lạnh

Chia sẻ: Nguyen Phuonganh | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:8

Thêm vào BST

Báo xấu

86
lượt xem 8
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Khám phá mới bởi các nhà sinh hóa học thuộc Đại học Bang Michigan đã giúp giải thích cách thức mà thực vật bảo vệ chúng tránh nhiệt độ lạnh và có thể dẫn đến những khám phá liên quan đến sự kháng của thực vật với khô hạn và các điều kiện khắc nghiệt khác. “Điều này mang hai vấn đề kinh điển trong sinh học thực vật lại với nhau,” Christoph Benning, giáo sư sinh hóa và sinh học phân tử tại MSU, nói. ...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Cơ chế mới bảo vệ thực vật chống lại giá lạnh

Cơ chế mới bảo vệ thực vật chống lại giá lạnh Khám phá mới bởi các nhà sinh hóa học thuộc Đại học Bang Michigan đã giúp giải thích cách thức mà thực vật bảo vệ chúng tránh nhiệt độ lạnh và có thể dẫn đến những khám phá liên quan đến sự kháng của thực vật với khô hạn và các điều kiện khắc nghiệt khác.
“Điều này mang hai vấn đề kinh điển trong sinh học thực vật lại với nhau,” Christoph Benning, giáo sư sinh hóa và sinh học phân tử tại MSU, nói. Một là thực vật bảo vệ chúng chống lại giá lạnh và các nhà khoa học từ lâu đã nghĩ rằng có một điều gì đó đã xảy ra với màng tế bào, nhưng không biết chính xác là như thế nào. Hai là việc tìm kiếm đối với gen mã hóa cho một enzyme bí ẩn của con đường chuyển hóa lipid thực vật trong lục lạp. Nói cách khác, bằng cách nào, lipid, chất tạo dựng nên màng tế bào, đã làm cho các bào quan của tế bào thực vật chịu trách nhiệm cho sự chuyển hóa năng lượng mặt
trời thành năng lượng hóa học qua quang hợp. Hình ảnh cho thấy tác động của việc sự lý lạnh trong thời gian 5 ngày trên cây Arabidopsis thailiana giống hoang dại và loại kháng lạnh (bên trái) và giống đột biến nhạy cảm với lạnh (bên phải) (Ảnh: Eric Moellering, MSU) Trong một bài báo công bố trên tạp
chí Science, Benning và nhóm của ông ấy đã mô tả cách thức mà một gen chuyên biệt dẫn đến sự hình thành một phân tử lipid bảo vệ lục lạp và màng tế bào thực vật khỏi sự phá hủy của giá lạnh bởi một cơ chế mới ở Arabidopsia thailiana. Nhóm nghiên cứu đã phát hiện ra một giống Arabidopsis không thể sản xuất lipid và liên kết sự khiếm khuyết về mặt sinh hóa này với công việc đã được thực hiện bởi những tác giả khác khác, những người đã mô tả trước tiên về vai trò của gen trong sự kháng giá lạnh, nhưng đã không tìm ra cơ chế. “Một trong những vấn đề lớn trong sự kháng giá lạnh hay các điều kiện
bất lợi nói chung ở thực vật là một số loài có khả năng vượt qua những điều kiện này tốt hơn những loài khác,” Moellering, một thành viên trong nhóm nghiên cứu, cho biết. “Chúng ta chỉ đang bắt đầu hiểu các cơ chế cho phép một số thực vật số sót trong khi những thực vật khác thì nhạy cảm.” Không có một cơ chế đơn lẻ nào liên quan đến sự kháng giá lạnh ở thực vật, Moellering nói thêm, nên ông không thể nói rằng những kết quả nghiên cứu của mình sẽ dẫn đến, trong bất kỳ thời điểm sớm nào, những đột phá về mặt di truyền nhằm tạo ra giống cam quýt hay những thực vật không chịu
được giá lạnh có thể phát triển ở các vùng khí hậu phía bắc. Tuy nhiên, nó sẽ làm gia tăng sự hiểu biết của chúng ta về cách thức mà thực vật tồn tại được trong các điều kiện nhiệt độ khắc nghiệt. Nhiều loại cây bị hủy hoại trong nhiệt độ lạnh là do sự khử nước trong tế bào, trong đó nước chuyển thành dạng tinh thể và các bào quan hay màng tế bào co lại như các giọt dung dịch. Lipid trong màng của các cây kháng được loại bỏ và chuyển thành dầu tích lũy trong các giọt nhỏ, giúp duy trì tính toàn vẹn của màng, giữ cho màng tránh được sự dung hợp với một màng khác và bảo tồn năng lượng bằng
việc tích trữ các giọt dầu. Với sự quan tâm đang gia tăng trên toàn cầu về nguồn nước và sự biến đổi khí hậu, các nhà khoa học nhìn thấy thêm lý do để hiểu các phương thức thực vật tồn tại một cách mạnh mẽ. Một nghiên cứu khác cũng dẫn đến sự suy đoán cho rằng nhiệt độ lạnh có thể thúc đẩy các protein tế bào trực tiếp để thay đổi thành phần của màng mà không cần thông qua sự hoạt hóa bởi sự thích nghi dần dần. Điều đó được xem là tâm điểm trong lĩnh vực kháng lạnh ở thực vật, các nhà nghiên cứu cho biết. “Kết quả nghiên cứu này mở ra một cách cửa to lớn cho bất kỳ ai thực hiện loại nghiên cứu này và
làm thay đổi các nhà nghiên cứu,” Benning nói. “Có nhiều người trong số họ cố gắng hiểu về sự kháng lạnh, mặn và khô hạn ở thực vật, và chúng tôi đã cung cấp cho họ một ý tưởng mới về cách thức mà họ có thể tiếp cận vấn đề này về mặt cơ chế.”