Bỏ qua Lệnh Ruy-băng Bỏ qua nội dung chính
 

 Diễn đàn Khoảng không vũ trụ vì tri thức tiện ích và nhân loại – viễn cảnh tương lai.

 
​Tìm ra giải pháp cho “Sự cố” quang hợp, thúc đẩy tăng trưởng cây trồng 40%   11-01-2019
Thực vật chuyển đổi ánh sáng mặt trời thành năng lượng thông qua quang hợp; tuy nhiên, hầu hết các loại cây trồng trên hành tinh đều bị cản trở bởi một trục trặc quang hợp, và để đối phó với nó, đã phát triển một quá trình tốn kém năng lượng gọi là sự phát quang làm giảm đáng kể tiềm năng năng suất của chúng. Các nhà nghiên cứu từ Đại học Illinois và Bộ Nông nghiệp Mỹ báo cáo trên Tạp chí Khoa học rằng các loại cây trồng được tạo ra với một phím tắt hô hấp có năng suất cao hơn 40% trong điều kiện nông học trong thế giới thực.
​ 
Bốn cây không được sửa đổi (trái) phát triển bên cạnh bốn cây được biến đổi (phải) để vượt qua sự phát quang - một quá trình tốn kém năng lượng. Các cây biến đổi có thể tái đầu tư năng lượng và tài nguyên của chúng để tăng năng suất lên 40 phần trăm. Ảnh: Dự án Claire Benjamin / RIPE

Nhà nghiên cứu chính Donald Ort, Giáo sư khoa học thực vật và khoa học cây trồng tại Viện nghiên cứu khoa học thực vật Đại học bang Illinois, cho biết: "việc đòi lại thậm chí một phần lượng calo này trên khắp thế giới sẽ có tác dụng rất lớn trong việc đáp ứng nhu cầu thực phẩm đang mở rộng nhanh chóng của Thế kỷ 21 - do sự gia tăng dân số và chế độ ăn giàu calo cao hơn."

Nghiên cứu mang tính bước ngoặt này là một phần của việc thực hiện tăng hiệu quả quang hợp (RIPE), một dự án nghiên cứu quốc tế về kỹ thuật trồng trọt nhằm mang lại quang hợp hiệu quả hơn để tăng năng suất lương thực trên toàn thế giới với sự hỗ trợ từ Quỹ Bill & Melinda Gates, Quỹ nghiên cứu nông nghiệp và thực phẩm (FFAR) và Bộ Phát triển Quốc tế của Chính phủ Anh (DFID).

Quang hợp sử dụng enzyme Rubisco - protein dồi dào nhất hành tinh - và năng lượng ánh sáng mặt trời để biến cacbon điôxit và nước thành đường làm nhiên liệu cho sự phát triển và năng suất của cây. Trải qua hàng thiên niên kỷ, Rubisco đã trở thành nạn nhân của thành công của chính mình. Không thể phân biệt một cách đáng tin cậy giữa hai phân tử, Rubisco lấy oxy thay vì cacbon điôxit khoảng 20% ​​thời gian, dẫn đến một hợp chất độc hại ở thực vật phải được tái chế thông qua quá trình hấp thụ ánh sáng.

Paul South, một nhà sinh học phân tử, làm việc trong dự án RIPE tại Illinois, nhận xét: "Nó tiêu tốn cây năng lượng và tài nguyên quý giá mà nó có thể đã đầu tư vào quang hợp để tạo ra tăng trưởng và năng suất cao hơn."

Sự hấp thụ ánh sáng thường có một lộ trình phức tạp thông qua ba khoang trong tế bào thực vật. Các nhà khoa học đã thiết kế các con đường thay thế để định tuyến lại quá trình này, rút ​​ngắn đáng kể chuyến đi và tiết kiệm đủ tài nguyên để thúc đẩy tăng trưởng thực vật thêm 40%. Đây là lần đầu tiên một bản sửa lỗi như thế này được thiết kế đã được thử nghiệm trong điều kiện nông học trong thế giới thực.

"Giống như Kênh đào Panama là một kỳ công về kỹ thuật làm tăng hiệu quả thương mại, thì những phím tắt hô hấp này là một kỳ công trong kỹ thuật của cây, là một phương tiện độc đáo để tăng đáng kể hiệu quả của quang hợp", Giám đốc RIPE Stephen Long, nhận xét.

Nhóm nghiên cứu đã thiết kế ba tuyến đường thay thế. Để tối ưu hóa các tuyến mới, họ đã thiết kế các cấu trúc di truyền bằng cách sử dụng các gen khác nhau, về cơ bản tạo ra một bộ các lộ trình độc đáo. Họ nhấn mạnh đã thử nghiệm các lộ trình này trong 1.700 cây.

Sau hai năm nghiên cứu thực địa được nhân rộng, họ phát hiện ra rằng những cây được thiết kế này phát triển nhanh hơn, phát triển cao hơn và tạo ra sinh khối nhiều hơn khoảng 40%.

Nhóm nghiên cứu đã thử nghiệm các giả thuyết của họ về thuốc lá: một loại cây lý tưởng cho nghiên cứu cây trồng vì nó dễ sửa đổi và thử nghiệm hơn so với cây lương thực, nhưng không giống như các mô hình cây khác, nó phát triển tán lá và có thể được thử nghiệm trên đồng ruộng. Giờ đây, nhóm nghiên cứu đang áp dụng những phát hiện này để tăng năng suất đậu nành, đậu đũa, gạo, khoai tây, cà chua và cà tím.

Thanh Vân (ScienceDaily) 

In nội dung
Các tin đã đăng ngày
Chọn một ngày từ lịch.
 

 THÔNG BÁO - VN

 
 

 Thủ tục hành chính

 
 

 Hình ảnh hoạt động

 
Video clip
  • Ứng dụng công nghệ đèn LED trong sản xuất đạt hiệu quả cao
  • Đoàn xúc tiến đầu tư tại Đài Loan làm việc với Công ty Công nghệ sinh học Vạn Bảo Lộc
  • Đồng Nai là tỉnh đầu tiên được đo hàm lượng vàng
  • Công bố chỉ dẫn địa lý cho chôm chôm Long Khánh
  • Hội thảo nhân rộng mô hình ứng dụng công nghệ cao trong sản xuất nông nghiệp
  • Hội nghị cán bộ công chức và triển khai nhiệm vụ khoa học và công nghệ năm 2015
  • Vũ điệu đen tối "đồng hồ xăng" phần 2
  • Vũ điệu đen tối "đồng hồ xăng" phần 1
  • Nhiều trạm xăng dầu sử dụng công nghệ cao gắn chíp qua mắt người tiêu dùng và các cơ quan chức năng
  • Ký kết thỏa thuận hợp tác với trường Đại học Okayama (Nhật Bản)

  • Hình ảnh liên kết
    Liên kết website trong tỉnh
    Liên kết website các tỉnh
    Lượt truy cập