Trung Quốc biến đổi gene lúa để tăng năng suất

Protein D1 chủ chốt trong quá trình quang hợp của cây lúa được biến đổi gene trong nhân tế bào chất, giúp tăng năng suất và khả năng chịu nhiệt.

Các nhà khoa học Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Thượng Hải, Trung Quốc đã nghiên cứu và tạo ra một đơn vị chủ chốt trong quá trình quang hợp của cây lúa bằng quá trình biến đổi gene trong tế bào chất. Việc biến đổi gene đơn vị trong cây lúa giúp cây có khả năng chịu nhiệt tốt, nâng cao năng suất.

Trung Quốc biến đổi gene lúa để tăng năng suất
Lúa biến đổi gene. (Ảnh: Sciencemag).

Trong quá trình nghiên cứu, nhóm nhận thấy khi ánh sáng mặt trời chiếu vào cây lúa, một phức hợp protein có tên là Photosystem II (PSII) kích thích các electron, thúc đẩy các phản ứng quang hợp. Tuy nhiên, nhiệt độ cao có thể ảnh hưởng tới quá trình quang hợp của cây lúa, phá vỡ cấu trúc của một đơn vị protein chủ chốt, được gọi là protein D1. PSII chỉ hoạt động để tạo ra phản ứng quang hợp khi được chèn một đơn vị protein D1 mới. Nếu tăng tốc độ sản xuất thêm protein D1, quá trình quang hợp sẽ được diễn ra thuận lợi.

Loading...

Thay vì tạo ra protein D1 từ quá trình tổng hợp chất diệp lục, nhóm đã tạo ra D1 bằng biến đổi gene trong tế bào chất với cấu trúc bền chặt, có khả năng chịu nhiệt.

Thử nghiệm với mẫu cây họ cải Arabidopsis thaliana, nhóm chiết xuất gene diệp lục của D1, kết hợp với một đoạn DNA được kích hoạt dưới áp lực nhiệt và đưa vào nhân tế bào. Kết quả cho thấy cây Arabidopsis thaliana có thể chịu được ở nhiệt độ cao 41 độ C trong 8,5 giờ, trong khi loài cây này bình thường gặp nhiệt độ cao đã ngừng quá trình quang hợp và héo dần.

"Trường hợp này có thể áp dụng cho cây lúa. Nếu dưới nhiệt độ bình thường, năng suất cây lúa khi được biến đổi gene tăng 20% so với loại lúa có quá trình quang hợp bình thường", ông Fang Qing Guo, Viện Sinh lý và Sinh thái Thực vật cho biết.

Ánh sáng mặt trời là yếu tố chính trong quang hợp, cây lúa chuyển đổi ánh sáng mặt trời thành đường để phát triển. Khi nhiệt độ mặt trời càng cao, quá trình quang hợp càng dễ mất kiểm soát, một số phản ứng hóa học sẽ tăng tốc hoặc chậm lại, gây ảnh hưởng tới quá trình phát triển của cây. Vì vậy, nghiên cứu này là bước đột phá trong việc tăng hiệu quả quang hợp và năng suất cây trồng trong điều kiện nhiệt độ thường và cao.

Loading...
TIN CŨ HƠN
Sầu riêng không gai làm khó giới nghiên cứu

Sầu riêng không gai làm khó giới nghiên cứu

Các nhà thực vật học vẫn không thể trồng thành công sầu riêng không gai cực hiếm bất chấp nỗ lực ghép cành suốt nhiều năm qua.

Đăng ngày: 27/04/2020
Phát hiện tác dụng bất ngờ từ nọc của loài nhện siêu độc

Phát hiện tác dụng bất ngờ từ nọc của loài nhện siêu độc

Các nhà khoa học ở Australia đạt được bước đột phá đáng kể khi sử dụng nọc độc của nhện làm thuốc giảm đau mà không gây tác dụng phụ.

Đăng ngày: 21/04/2020

"Rợn người" trước cảnh hàng triệu con bọ phủ kín đen kịt trên bãi biển

Cảnh tượng bất thường hiếm khi xảy ra khiến những người chứng kiến đều rùng mình.

Đăng ngày: 17/04/2020
Ký sinh trùng

Ký sinh trùng "kiểm soát tâm trí" lây lan tới Hawaii

Các nhà nghiên cứu lần đầu phát hiện loài ký sinh trùng Toxoplasma gondii, có khả năng điều khiển hành vi của chuột, trên hòn đảo Oahu ở Hawaii.

Đăng ngày: 17/04/2020
Xuất hiện virus bí ẩn ở Trung Quốc, một con tôm nhiễm bệnh hủy diệt cả đàn

Xuất hiện virus bí ẩn ở Trung Quốc, một con tôm nhiễm bệnh hủy diệt cả đàn

Loại virus có tên Div-1 đã ảnh hưởng tới hơn 1/4 lượng tôm tại Quảng Đông, trung tâm nuôi tôm của Trung Quốc và có nguy cơ lây nhiễm rộng gây chết tôm hàng loạt.

Đăng ngày: 14/04/2020
Virus đột biến và lây từ loài này sang loài khác như thế nào?

Virus đột biến và lây từ loài này sang loài khác như thế nào?

Virus chỉ hơn các mảnh RNA hoặc DNA một chút thôi. Mặc dù vậy, chúng rất phong phú về số lượng và đa dạng di truyền. Chúng ta không biết có bao nhiêu loài virus, nhưng có thể có đến hàng nghìn tỷ.

Đăng ngày: 12/04/2020
Tiêu điểm
Khoa Học News