Cải thiện hiệu suất cây trồng bằng công nghệ sinh học mới

Ngoài ra, sản xuất nông nghiệp hiện nay bị ảnh hưởng bởi các yếu tố bất lợi như hạn hán, biến đổi khí hậu, các cánh đồng bị xâm nhập mặn - là những trở ngại đối với việc cung cấp thực phẩm trong tương lai của chúng ta.

Các nhà nghiên cứu đến từ Trường Khoa học sự sống, Đại học Bang Arizona (ASU), Đại học Arizona, Đại học Bắc Texas và Trung tâm dinh dưỡng trẻ em USDA/ARS, Trường Cao đẳng Y Baylor, đã tìm ra phương pháp làm tăng khả năng chống chịu của cây trồng trước các điều kiện khắc nghiệt của thiên tai, do đó cải thiện cách cây trồng sử dụng nước và chất dinh dưỡng từ đất. Những cải tiến này làm tăng sản lượng và sinh khối thực vật.

Phó Giáo sư Roberto Gaxiola đến từ Trường Khoa học sự sống, Đại học Bang Arizona, cho biết: Phát hiện này có thể là phương tiện để đem lại an ninh lương thực và nông nghiệp bằng cách cải thiện tính bền vững và năng suất cây trồng.

“Chúng tôi đã biết cách sửa đổi biểu hiện của một gen mã hóa cho một máy bơm proton của thực vật”, Gaxiola, tác giả chính của nghiên cứu cho biết. “Gen này giúp di chuyển photosynthates (các phân tử do quang hợp tạo ra trong lá) đến những nơi thực vật cần chúng để phát triển rễ, trái cây, lá non và hạt tốt hơn. Gen này được gọi là H+-PPase tuyp 1 và có tự nhiên trong tất cả các loài thực vật”.

Các phương pháp sử dụng trong nông nghiệp hiện nay thường dùng quá nhiều phân bón, gây ra các vấn đề môi trường do nước bị ô nhiễm phốt phát và tạo ra các vùng chết ở vùng hạ lưu tiếp giáp với biển. Việc bón phân quá mức cũng có thể làm cho rễ cây nhỏ lại, một vấn đề không được lường trước khi phân bón được phát triển vào đầu những năm 1900.

Bằng cách điều chỉnh hiệu quả sử dụng nước và chất dinh dưỡng của thực vật, nông dân sẽ có thể sử dụng ít tài nguyên hơn để trồng các vụ mùa của họ.

“Rễ lớn hơn cho phép thực vật thu được các chất dinh dưỡng và nước hiệu quả hơn. Chúng tôi có thể tối ưu hóa đầu vào trong khi giảm thiểu các tác động môi trường. Điều này có lợi cho môi trường của chúng ta và cho tất cả người tiêu dùng”, Gaxiola nói.

Việc thay đổi biểu hiện của gen này ở lúa, ngô, lúa mạch, lúa mì, cà chua, rau diếp, bông và cây kê đuôi chồn tạo ra sự tăng trưởng tốt hơn ở rễ và chồi và cũng cải thiện khả năng thực vật hấp thụ các chất dinh dưỡng. Những cây trồng này cũng cho thấy sự cải thiện trong sử dụng nước và khả năng chịu mặn. Ở cây kê đuôi chồn, các nhà nghiên cứu cũng phát hiện sự gia tăng chất chống oxy hóa, nhưng cần có thêm các nghiên cứu để biết liệu điều này có xảy ra tương tự ở những cây trồng khác hay không.

Gaxiola cho biết bước tiếp theo là tiếp tục nghiên cứu công nghệ sinh học đơn giản này để tối đa hóa tiềm năng nông nghiệp của nó.

N.L.H (theo Nanowerk News)