Đối chiếu 2 bộ rễ của giống lúa IR64 tiêu chuẩn và IR64 có chứa gien DRO1. Ảnh: CIAT

Với mục tiêu tăng cường an ninh lương thực trong bối cảnh dân số thế giới ngày một gia tăng còn khí hậu thì biến đổi thất thường ảnh hưởng đến năng suất cây trồng, các chuyên gia công nghệ sinh học Nhật Bản đã phát triển một giống lúa với bộ rễ bám sâu, có khả năng duy trì năng suất cao sau những đợt hạn hán.

Yusaku Uga, trưởng nhóm nghiên cứu thuộc Viện Khoa học Nông nghiệp sinh học Quốc gia, cho biết nghiên cứu bắt đầu khi họ phát hiện một gien đặc biệt trong giống lúa trồng ở vùng cao và khô hạn của Philippines. Giống lúa này có bộ rễ mọc thẳng và ăn sâu qua lớp đất khô cằn, trái ngược với bộ rễ ngắn và phát triển quanh thân của các giống lúa thường trồng trên các cánh đồng đầy nước.

Nhóm nghiên cứu đã đặt tên cho gien mới là “rễ sâu” (ký hiệu DRO1) và cấy vào giống lúa IR64 phổ biến ở châu Á. Sau đó, họ đem giống lúa mới trồng chung với giống IR64 tiêu chuẩn trên các cánh đồng ở vùng cao, trong ba điều kiện khí hậu khác nhau: bình thường, khô hạn và hạn hán nghiêm trọng.

Kết quả cho thấy, năng suất IR64 bị giảm 42% so với bình thường khi sinh trưởng trong điều kiện hạn hán vừa phải và không thể sống sót trong môi trường hạn hán nghiêm trọng. Ngược lại, IR64 có chứa gien DRO1 gần như không bị ảnh hưởng trong điều kiện thứ 2, thậm chí năng suất chỉ giảm 30% trong điều kiện hạn hán nghiêm trọng.

+ Một nghiên cứu khác về sự sinh trưởng của thực vật trong điều kiện hạn hán chỉ ra rằng một nhóm prôtêin trong thực vật đóng vai trò giúp cây tránh bị cháy nắng trong điều kiện nắng gắt.

Ánh nắng quá nhiều, quá ít hoặc thay đổi thất thường đều gây “căng thẳng” cho cây trồng, vốn có một hệ thống điều khiển phức tạp để tận dụng năng lượng ánh sáng trong quá trình quang hợp đồng thời bảo vệ chúng khỏi nguy cơ cháy nắng. Khả năng này của cây chủ yếu nhờ vào việc điều chỉnh biểu hiện gien hạt nhân và các cách truyền tín hiệu nội bào ở thực vật, nhưng đến nay vẫn chưa được làm rõ. Trong nghiên cứu mới, các nhà khoa học tại Đại học Dartmouth, Viện Nghiên cứu Sinh học Salk (Mỹ) và Đại học Quốc gia Úc đã chứng minh rằng một nhóm prôtêin gọi là Các yếu tố chống sốc nhiệt chính là thành phần giúp cây phản ứng nhanh với sự thay đổi của cường độ ánh sáng, từ dịu nhẹ thích hợp để quang hợp sang nóng gay gắt có thể khiến cây khô héo.

Phát hiện này có thể giúp các chuyên gia công nghệ sinh học lai tạo các giống cây trồng thích ứng tốt hơn với điều kiện thời tiết khô, nóng do biến đổi khí hậu.

ĐƯỜNG THẤT (Theo ANI)