Các dấu hiệu môi trường kiểm soát sự ra hoa của sắn

Các dấu hiệu môi trường kiểm soát sự ra hoa của sắn 

Nguyễn Thị Quỳnh Thuận theo Phys.org

Cây sắn thường ra hoa vào mùa khô ở các vùng núi. Ảnh: © 2020 RIKEN Trung tâm Khoa học Tài nguyên Bền vững. Kiến thức mới về cơ chế ra hoa của một giống sắn phổ biến, được thu thập bởi một nghiên cứu do tổ chức RIKEN đứng đầu, có thể giúp ích cho những nỗ lực sản xuất giống cây trồng cải tiến. Sắn là một loại cây trồng nhiệt đới chính cung cấp thực phẩm cho người dân khắp Châu Mỹ Latinh, Châu Phi và Nam Á. Cây được sản xuất thông qua sinh sản vô tính và thường không ra hoa trên các cánh đồng nông nghiệp. Khó khăn trong việc làm cách nào để sắn có thể ra hoa và tạo hạt làm chậm quá trình nhân giống truyền thống và cũng là một thách thức đối với các nỗ lực nhân giống phân tử. Motoaki Seki thuộc Trung tâm Khoa học Tài nguyên Bền vững RIKEN giải thích: “Nếu không ra hoa và tạo ra hạt giống, một gen được đưa vào có thể bị mất nếu đó là chimera (thuật ngữ di truyền học dùng để chỉ một mô hay một cơ quan mang nhiều bộ nhiễm sắc thể khác nhau, thường được tạo ra qua sự hợp nhất của nhiều hợp tử khác nhau hoặc sự dung hợp các bộ gen khác nguồn). Một hợp tác quốc tế do Seki dẫn đầu đã nghiên cứu các yếu tố môi trường kiểm soát sự ra hoa của sắn. Hiroki Tokunaga, tác giả chính của nghiên cứu, giải thích câu hỏi hóc búa: "Thực vật thường kiểm soát thời gian ra hoa bằng cách nhận biết sự thay đổi của nhiệt độ và độ dài ngày, nhưng ở các khu vực nhiệt đới, độ dài ngày và nhiệt độ không thay đổi nhiều trong năm". Nhóm nghiên cứu đã theo dõi sự phát triển và ra hoa của sắn tại 5 địa điểm ở Việt Nam và Campuchia. Những cây ở Bắc Kạn và Lâm Đồng cho ra hoa, trong khi những cây trồng ở Hà Nội, Đồng Nai và Battambang thì không. Do các địa điểm ở Bắc Kạn và Lâm Đồng cao hơn so với các địa điểm khác, điều này cho thấy rằng sự ra hoa được đẩy nhanh ở các vùng cao hoặc miền núi. Để xem liệu thực vật có ra hoa theo một tín hiệu cụ thể hay sau một khoảng thời gian nhất định đã trôi qua, các nhà nghiên cứu đã thay đổi dữ liệu trồng tại địa điểm Bắc Kạn. Các loài thực vật luôn ra hoa vào tháng 8 và 9, cho thấy rằng sự ra hoa xảy ra để đáp ứng với tín hiệu môi trường. Tokunaga cho biết: “Những phát hiện của chúng tôi cho thấy nhiệt độ thấp hoặc trong điều kiện khô hạn có thể làm cho cây ra hoa, nhưng chúng tôi chưa có bằng chứng trực tiếp để chứng minh điều đó”. Nhóm nghiên cứu cũng đã theo dõi những thay đổi trong biểu hiện của các gen liên quan đến sự ra hoa ở thực vật. Họ nhận thấy rằng sự biểu hiện của gen MeFT1 tăng lên trong quá trình chuyển sang giai đoạn ra hoa. Họ cũng xác định được 14 gen khác liên quan đến ra hoa có biểu hiện tương quan với MeFT1, cũng như tập hợp các gen phản ứng với môi trường cùng biểu hiện. Seki cho biết: “Nhìn chung, sự ra hoa không liên quan trực tiếp đến các gen phản ứng với điều kiện bất lợi, nhưng phát hiện của chúng tôi cho thấy có sự tương tác giữa sự ra hoa và bất lợi phi sinh học. Điều đó là một bất ngờ rất lớn đối với tôi". Nhóm nghiên cứu hiện có kế hoạch điều tra sự tương tác giữa phản ứng với điều kiện bất lợi và sự ra hoa, với mục đích thu thập một bức tranh đầy đủ về cơ sở môi trường, phân tử và di truyền của sự ra hoa ở sắn.