Khám phá về gen có thể giúp giảm ô nhiễm phân bón theo đường nước

Một trong nhiều vấn đề của nông nghiệp là việc bón phân quá mức cho các cánh đồng nông nghiệp. Lượng phốt pho dư thừa từ các cánh đồng được thải vào vào các sông hồ gần đó, dẫn đến tăng trưởng thực vật thủy sinh. Khi điều này xảy ra, nồng độ oxy trong nước giảm mạnh, dẫn đến cá chết và các tác động có hại khác.

Các nhà nghiên cứu BTI đã sử dụng Brachypodium distachyon (trái) và Medicago truncatula (phải) để khám phá vai trò của hai gen trong sự hình thành rễ của nấm cộng sinh. Nguồn ảnh: BTI
Các nhà nghiên cứu từ Viện Boyce Thompson (BTI) đã phát hiện ra chức năng của một cặp gen thực vật có thể giúp cải thiện việc giữ phốt phát và có khả năng làm giảm tác hại môi trường của phân bón dư thừa. Phát hiện này xuất phát từ nghiên cứu của Giáo sư William H. Crocker tại BTI và giáo sư Maria Harrison của Đại học Cornell về mối quan hệ cộng sinh của thực vật với nấm arbuscular mycorrhizal (AM).

Để khám phá làm thế nào thực vật kiểm soát lượng nấm mốc, các nhà nghiên cứu đã xem xét các gen mã hóa các protein ngắn gọi là peptide CLE trong các cây Medicago truncatula và Brachypodium distachyon. Họ đã tìm thấy hai gen CLE là bộ điều biến chính của quá trình cộng sinh nấm AM. Một trong những gen, CLE53, làm giảm tỷ lệ xâm lấn khi rễ đã ký sinh. Một gen khác, CLE33, làm giảm tỷ lệ xâm lấn khi có nhiều phốt phát có sẵn cho cây.

Các peptide CLE hoạt động thông qua một protein thụ thể gọi là SUNN, và hai peptide CLE điều chỉnh sự tổng hợp của thực vật một hợp chất gọi là strigolactone. Rễ cây tiết strigolactone vào đất, kích thích nấm AM phát triển và xâm chiếm bộ rễ. Một khi rễ bị nhiễm khuẩn hoặc có nhiều phốt phát, các gen CLE sẽ ngăn chặn sự tổng hợp strigolactone, do đó làm giảm sự xâm lấn của nấm.

Tham khảo thêm trên BTI website.