Thực vật kỳ diệu phát sáng khi bị stress, căng thẳng

Nhóm nghiên cứu lai tạo ra loài thực vật kỳ diệu có khả năng phát sáng khi bị căng thẳng.

Thực vật kỳ diệu phát sáng khi stress, kém phát triển

Một nhóm các nhà nghiên cứu tại Đại học Hebrew của Jerusalem đã tìm cách biến đổi gen cây khoai tây tạo ra loài có khả năng phát sáng khi bị căng thẳng.

Thực vật không có cách truyền đạt ‘cảm giác’ của chúng. Nhưng hiện nay, một trong những thách thức lớn nhất của nền công nghiệp hiện đại là tìm cách phản ứng với các yếu tố gây bệnh tật, căng thẳng cho cây trồng trước khi quá muộn.

Nghiên cứu mới của các nhà khoa học đang mở ra hi vọng sẽ khắc phục được vấn đề lớn này với sự trợ giúp từ kỹ thuật di truyền tiên tiến.

Một nhóm các nhà nghiên cứu do Tiến sĩ Shilo Rosenwaser đứng đầu đã tìm cách biến đổi gen cây khoai tây để nó có thể phát sáng dưới camera huỳnh quang khi bị căng thẳng do thiếu nước, thời tiết quá lạnh hay thiếu ánh sáng mặt trời …

Các nhà nghiên cứu đã đạt được kỳ tích khi tạo ra loại khoai tây mới có thể cảnh báo về tình trạng bệnh căng thẳng của mình bằng cách phát huỳnh quang ở những giai đoạn sớm nhất.

Nhóm các nhà khoa học đã đưa một gen mới vào lục lạp của thực vật, là một bào quan ở các loài sinh vật quang hợp. Cây càng bị căng thẳng thì lượng oxy phản ứng ROS của nó tạo ra càng lớn.

Trong trường hợp của cây khoai tây biến đổi gen, điều này đồng nghĩa với việc nó tạo ra nhiều protein huỳnh quang hơn và phát càng sáng.

Nhà khoa học tiến hành phân tích cây khoa tây trong phòng thí nghiệm

Những tia sáng huỳnh quang cây khoai tây phát ra không thể nhìn thấy bằng mắt thường nhưng các nhà khoa học có thể phát hiện ra bằng cách sử dụng máy ảnh huỳnh quang có độ nhạy cao.

Tiến sĩ Shilo Rosenwaser cho biết: “Chúng tôi có thể theo dõi các tín hiệu huỳnh quang phát ra từ những cảm biến sinh học và nhận thấy sự tích tụ của nhiều loại oxy phản ứng ngay trong giai đoạn đầu cây gặp căng thẳng, bị bệnh như hạn hán, nhiệt độ khắc nghiệt và ánh sáng nhiều”.

Các nhà khoa học lựa chọn nghiên cứu loại khoai tây Ailen vì đó là một cây lương thực chính, chiếm khoảng 40% kim ngạch xuất khẩu của Israel, và rất phổ biến trên thế giới.

Trong thời gian tới, họ sẽ áp dụng mở rộng sang các loại cây trồng chủ lực khác, giúp giảm thiểu vấn đề mất mùa do biến đổi khí hậu.

Năm ngoái, các nhà nghiên cứu của Viện Công Nghệ Massachusetts đã giới thiệu cây cải xoong phát quang sinh học, tạo ra bằng cách chèn DNA thu được nấm phát quang sinh học vào chuỗi DNA của cây.