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.


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.

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
Những điều kỳ thú trong thế giới thực vật

Những điều kỳ thú trong thế giới thực vật

Bạn đã từng nghe cây cối trò chuyện, hờn dỗi hay di chuyển? Những điều kỳ thú đó đã được các nhà khoa học phát hiện khiến ta không khỏi ngạc nhiên.

Đăng ngày: 25/04/2025
Chiêm ngưỡng bông hoa trăm năm mới nở

Chiêm ngưỡng bông hoa trăm năm mới nở

Một cây họ Dứa cao 12 m trên dãy Andes chỉ nở hoa một lần duy nhất trong suốt thế kỷ.

Đăng ngày: 24/04/2025
Chiêm ngưỡng những loài bướm đẹp, kỳ lạ ở Việt Nam

Chiêm ngưỡng những loài bướm đẹp, kỳ lạ ở Việt Nam

Bướm lá khô khi gập cánh ngụy trang giống y hệt chiếc lá, cánh của bướm khế có hoa văn trang trí đẹp, thu lại giống hình đầu rắn đe dọa đối thủ để thoát khỏi sự săn đuổi.

Đăng ngày: 23/04/2025
Bí mật của loài kiến sống ung dung tự tại ở sa mạc Sahara

Bí mật của loài kiến sống ung dung tự tại ở sa mạc Sahara

Cái nắng, cái nóng như thiêu như đốt ở sa mạc nóng nhất thế giới có vẻ "chẳng nhằm nhò" gì với những chú kiến bạc Sahara.

Đăng ngày: 19/04/2025
Dế mèn và các thông tin thú vị có thể bạn chưa biết

Dế mèn và các thông tin thú vị có thể bạn chưa biết

Dế mèn thuộc họ côn trùng, có quan hệ gần gũi với châu chấu, cào cào và muỗm; cơ thể hình trụ, đầu tròn và cặp râu dài. Dế mèn...

Đăng ngày: 09/04/2025
Bọ ngựa

Bọ ngựa

Là loài côn trùng cỡ lớn, dài 40 - 80 mm, có hai cánh trước và hai cánh sau phát triển rộng. Hai cánh sau trông như tấm kính và chỉ ở viền trước trên đầu mút, cánh có màu xanh lá c&acir

Đăng ngày: 06/04/2025
Khám phá loài hoa 300 năm ở Bắc Cực

Khám phá loài hoa 300 năm ở Bắc Cực

Cây hoa la bàn có tên khoa học là Silene acaulis. Đây là loài thực vật đặc biệt có thể sống tới 300 năm tại vùng Bắc cực lạnh giá và nở hoa rực rỡ trong điều kiện khắc nghiệt.

Đăng ngày: 05/04/2025
Tiêu điểm
Khoa Học News