Tin quốc tế
Duy trì cho cây được nuôi dưỡng – Những hoạt động của hệ thống sao lưu quang hợp
(iasvn.org - 12/07/2018):

Quanghợp là cách cây trồng “tạo ra thức ăn cho chúng” và cho phần còn lại của hànhtinh. Thành phần chính trong công thức đó là carbon. Vì vậy, quá trình thu nănglượng từ mặt trời, mà sau đó được sử dụng để tách cacbon khỏi khí quyển CO2.

Tuynhiên, hành trình từ ánh sáng mặt trời để hành tinh sử dụng không phải là mộtđường thẳng. Nó còn nhiều hơn một loạt các tuyến đường và đường vòng để dẫn đếnđích. Lý do là mọi thứ có thể sai lệch. Thay đổi chất lượng ánh sáng hoặc nóquá khô hoặc quá lạnh. Những sự thay đổi này có thể làm chậm hoặc làm hỏngquang hợp. Thế nên, thực vật có sao lưu để làm việc xung quanh những tình huốngnày.

Cácnhà khoa học muốn biết những điều này và để cải thiện việc mở rộng biểu tượngquang hợp. Mục tiêu lớn của hình ảnh là tạo ra các loại cây có năng suất tốthơn để nuôi sống dân số tăng trưởng nhanh chóng của chúng ta.

Hiệnnay, các nhà nghiên cứu tại Phòng thí nghiệm nghiên cứu thực vật MSU-DOE (PRL)đã chiếu sáng nhiều hơn một trong những bản sao lưu hỗ trợ quang hợp thông quacác điều kiện khó khăn. Nghiên cứu đã được công bố trên bioRxhiv.

Carbon:nhà sản xuất năng lượng của cây trồng

Câytrồng giới thiệu carbon vào trong quy trình hấp thụ của chúng thông qua quátrình quang hợp được gọi là biểu tượng bản chính javascript mở rộng: khoảngkhông (0) Chu trình Calvin-Benson (chuỗi phản ứng hóa học trong chu trình quanghợp). Hàng loạt phản ứng hòa trộn cacbon với các hóa chất khác để tạo ra cáchợp chất mới, như tinh bột hoặc đường, giúp cây trồng duy trì và phần còn lạicủa chuỗi thức ăn.

Carbonthực sự là chìa khóa quan trọng để có sự sống trên trái đất.

Tuynhiên, hai trong số năm lần, chu kỳ chọn oxy thay vì carbon dioxide. Đó là sựngắt quãng, được gọi là mở rộng biểu tượng của sự xử lý oxy, tạo ra các hợpchất mà thực vật không thể sử dụng để phát triển. Thậm chí tệ hơn, nó còn làmchu kỳ tạm dừng.

Cáccây trồng phải làm sạch các hợp chất này và tái giới thiệu chúng vào chu trìnhđể nó có thể khởi động lại. Nỗ lực chi phí tốn thời gian, năng lượng và đòi hỏiphải di chuyển các hợp chất đến các khu vực làm sạch đặc biệt ở nơi khác trongtế bào.

"Chukỳ Calvin-Benson đã tích hợp sẵn các bản sao lưu để nhanh chóng khởi động lạiquy trình bất cứ khi nào nó chậm lại", Tom Sharkey, Giáo sư Đại họcDistinguished tại PRL nói. "Cách tốt nhất là một sự chuyển hướng, một loạtcác phản ứng phụ giữ một lưu lượng thấp của các sản phẩm carbon trong chu kỳ.Điều đó làm cho chắc chắn chu kỳ khởi động lại càng nhanh càng tốt cóthể".

Bâygiờ, phòng thí nghiệm Sharkey, sử dụng thực vật mà không thể làm sạch các hợpchất được tạo ra bởi oxy hóa, làm sáng tỏ thêm về cách hoạt động chuyển hướngvà nó cần năng lượng quang hợp bổ sung để hoạt động như thế nào.

Sựchuyển hướng: Giữ an toàn cho nguồn sản xuất năng lượng cây trồng

 

Mộttương tự cho sự chuyển hướng là ánh sáng thí điểm được tìm thấy trong các thiếtbị khí cũ hơn. Dòng khí nhỏ này giữ cho ánh sáng được thắp sáng ở mức tốithiểu, để khi khí được cung cấp, lò, máy đun nước nóng hoặc bếp khởi động rấtnhanh.

"Ánhsáng thí điểm có vẻ như là một sự lãng phí khí đốt", Tom nói. "Nhưngnó phục vụ một chức năng quan trọng bằng cách giữ cho hệ thống sẵn sàng để đivào hoàn toàn rất nhanh chóng, mà không cần người dùng phải phát hiện một nguồnsáng để thắp sáng".

Tomvà hai người khác tại phòng thí nghiệm PRL, Kramer và Hu, sàng lọc cho các câyđột biến có khuyết tật trong các hợp chất làm sạch trộn với oxy. Một đột biếncó một lỗ hổng tại một trong những khu vực làm sạch đặc biệt, các thể peroxi.

Độtbiến làm chậm quá trình làm sạch, khiến cây trồng tích tụ các hợp chất xấu ởmức cao hơn nhiều so với những cây khỏe mạnh.

Sựtích lũy đó đã dừng chu kỳ Calvin-Benson. Kể từ khi cây đột biến không thể khởiđộng lại chu kỳ đúng cách, nó đã tìm thấy một giải pháp thay thế:

  1. Cây trồng di chuyển carbon bên ngoài chu trình và vào trong tế bào thực vật;
  2. Nó xử lý một phần carbon theo cách tương tự với những gì diễn ra trong chu kỳ;
  3. Nó đưa carbon vào chu trình thông qua một cửa sau mà mở ra cho tình huống này.
  4. Sự chuyển hướng nắm bắt lấy và sau đó bơm một số carbon đó trở lại vào chu kỳ để giúp khởi động lại nó.

Tomnói: "Hoạt động gia tăng của sự chuyển hướng đòi hỏi thêm nănglượng". "Quá trình quang hợp bù đắp bằng việc tạo ra sản phẩm (củaATP) để nuôi sự chuyển hướng và thúc đẩy chu kỳ Calvin-Benson".

Bằngcách nào sự chuyển hướng hoạt động trong những điều kiện thực tế

Mặcdù đột biến là một ngoại lệ, nó buộc cây trồng phải bộc lộ cách giải quyết khócó thể nhìn thấy ở cây trồng khỏe.

Tomnói: “Ở cây khỏe mạnh, chu kỳ Calvin-Benson chỉ hoạt động khi có ánh sáng."Nhưng trong tự nhiên, có thể có những thay đổi lớn, như di chuyển đámmây, làm cho ánh sáng nhấp nháy và tắt. Trong những tình huống đó, rất dễ dàngđể chu kỳ Calvin-Benson thất bại. Chúng tôi nghĩ rằng sự chuyển hướng đóng mộtvai trò trong việc khởi động lại nó". "Ngày nay, các thiết bị điện tửđã làm cho ánh sáng thí điểm lỗi thời", Tom nói thêm. "Tương tự, mộtkhi chúng ta hoàn toàn hiểu được sự chuyển hướng, có lẽ chúng ta sẽ có thể thaythế nó bằng một hệ thống hiệu quả hơn".

Tomkết luận: "Chúng tôi may mắn tại PRL. Dự án này sẽ không diễn ra nếu cácphòng thí nghiệm PRL khác không hỏi tôi về chu kỳ Calvin-Benson. Thật bấtthường khi có rất nhiều người, chuyên về các bộ phận khác nhau của quang hợp,làm việc cùng nhau dưới một mái nhà. Chúng ta có thể thoát ra khỏi khu vựcthoải mái của chúng ta, nói chuyện, và cộng tác trong các dự án nghiên cứu mànếu không thì không đến”.

 

 
Tin tức khác
Australia phát triển thành công loại thuốc mới “ru ngủ” tế bào ung thư
CRISPR Gene-Editing Technology, Better with Cas12a
Cây “populus” có thể được thao tác bằng kỹ thuật di truyền
Tìm công thức nitơ tối ưu cho cây khoai lang
Sự thể hiện mạnh mẽ gen TaWRKY2 làm tăng cường tính chống chịu hạn của cây lúa mì
Thông báo
Thông báo chuẩn bị hồ sơ đăng ký giao trực tiếp thực hiện từ năm 2019 thuộc Chương trình CNSH
Thông báo số 1: Hội nghị Công nghệ sinh học toàn quốc – Khu vực phía Nam lần thứ II năm 2011
Quyết định 490/QĐ-BNN-KHCN điều chỉnh cá nhân chủ trì đề tài thuộc “chương trình trọng điểm phát triển và ứng dụng công nghệ sinh học trong lĩnh vực nông nghiệp và ptnt đến năm 2020”.
THÔNG BÁO TUYỂN CHỌN TỔ CHỨC VÀ CÁ NHÂN CHỦ TRÌ NHIỆM VỤ KH&CN
Kết quả khảo nghiệm đánh giá an toàn sinh học đối với đa dạng sinh học và môi trường
Văn bản mới
Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn thông báo giao trực tiếp tổ chức, cá nhân thực hiện nhiệm vụ KHCN...
Quyết định 490/QĐ-BNN-KHCN điều chỉnh cá nhân chủ trì đề tài thuộc “chương trình trọng điểm phát triển...
Quyết định phê duyệt danh mục nhiệm vụ khoa học và công nghệ đưa vào tuyển chọn, giao trực tiếp bắt đầu...
Về việc cấp bằng bảo hộ giống cây trồng mới (kèm danh mục)
Bổ sung 71 chỉ tiêu tuyển sinh đào tạo thạc sĩ năm 2011 cho Trường Đại học Lâm nghiệp
Về việc giao dự toán NSNN năm 2011(Kinh phí bổ sung sự nghiệp khoa học Công nghệ năm 2011- nhiệm vụ cấp...
Giao dự toán ngân sách nhà nước năm 2011 (đợt 4) Kinh phí xử lý sự cố đê điều năm 2011 (Phụ lục kèm theo)
Tài Liệu mới
Rút ngằn thời gian vi nhân giống lan hồ điệp
Công nghệ sinh học trong nông nghiệp
Ảnh hưởng của các yếu tố sinh học lên sự nảy mầm
Kỹ thuật trồng hoa lan Mokara
Liên kết Website
Vụ khoa học công nghệ và môi trường bộ NN và PTNT
Viện công nghệ sinh học
Bộ nông nghiệp vf phát triển nông thôn
Agbiotech Việt Nam
Báo Nhân Dân
Trung tâm Khuyến nông Quốc gia
Thống kê truy cập
Số người đang online: 52
Tổng số lượt truy cập: 590394
Ngân hàng Nông nghiệp và phát triển nông thôn
Copyright © 2011 Văn phòng Công nghệ sinh học - Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn
Địa chỉ : Số 02 Ngọc Hà, Ba Đình, Hà Nội. Điện thoại : (024) 38436817 - Fax: (024) 38433637
Email: webmaster@agrobitotech.gov.vn. Web site: www.agrobiotech.gov.vn