Các nhà khoa học phát hiện ra rằng cây thuốc lá Nicotiana có thểduy trì sự ghép nối giữa nhiều loài khác nhau. Sử dụng Nicotiana làm trunggian, họ đã thành công trong việc ghép gián tiếp một chồi cà chua và một gốcghép của hoa cúc Florist, mang một quả nhỏ.
Ghép cành là một kỹ thuật làm vườn, có thể ghép các cây lại vớinhau bằng cách tái tạo mô, kết hợp các đặc tính mong muốn của cả hai cây. Nóichung, việc ghép được cho là chỉ tương thích giữa các cây cùng loài hoặc cóquan hệ họ hàng gần. Tuy nhiên, các nhà khoa học tại Đại học Nagoya và các đồngnghiệp ở Nhật Bản gần đây đã phát hiện ra rằng cây thuốc lá Nicotiana benthamiana thúcđẩy sự kết dính của mô và có thể duy trì sự ghép nối giữa nhiều loài.
Phát hiện từ nghiên cứu của họ, được công bố gần đây trên tạpchí Science, cũng đãchỉ ra rằng sử dụng thuốc lá làm trung gian, phần trên (cành ghép) của cây càchua được ghép vào phần dưới (gốc ghép) của cây hoa Cúc (hay còn gọi làFlorist's daisy) mang quả một cách thành công.
Việc ghép cành đã được thực hiện trong hàng ngàn năm để nhângiống trên đối tượng cây ăn trái và cây rau, trong đó một cành ghép có năngsuất được gắn vào gốc ghép có khả năng chống lại bệnh và áp lực môi trường. Tuynhiên, chính xác cách thức ghép được thiết lập vẫn chưa rõ ràng và việc ghépđược coi là khó khăn giữa các loài thuộc họ khác nhau.
Nhóm các nhà khoa học từ Đại học Nagoya, Đại học Teikyo,RIKEN,Đại học Chubu, và GRA & GREEN Inc. (Thuộc một công ty liên doanh khởinghiệp từ Đại học Nagoya) gần đây đã tiến hành một nghiên cứu về ghép giữa cácloài khác nhau trong họ.
Nhóm nghiên cứu tập trung vào Nicotiana trong họ Solanaceae, vìmột nghiên cứu trước đây đã chỉ ra rằng cành ghép của nó có thể được ghép vàogốc ghép của Arabidopsisthaliana trong họ cải. Nhóm nghiên cứu đã tiến hành các thínghiệm ghép bằng cách sử dụng các cây của bảy loài Nicotiana và những đối tượngcây trồng từ 84 loài trong 42 họ. Kết quả cho thấy Nicotiana, được sử dụng làmcành ghép hoặc gốc ghép, đã thành công trong việc duy trì ổn định các vết ghéptrong hơn một tháng với 73 loài thuộc 38 họ.
Tiếp theo, các nhà khoa học đã kiểm tra các cơ chế tế bào cho phépNicotiana tạo ra các mảnh ghép với các cây từ nhiều họ khác nhau. Họ phân tíchcác bản phiên mã tại các điểm nối giữa Nicotiana và Arabidopsis và đưa ra giảthuyết rằng sự biểu hiện của β-1,4 glucanase được tiết ra khu vực ngoại bào cóliên quan đến quá trình tiêu hóa thành tế bào. Trong các thí nghiệm tiếp theo,khi β-1,4 glucanase được biểu hiện vượt quá mức trong cây Arabidopsis, đặc tínhkết dính của các phần ghép được tăng cường. Do đó, họ kết luận rằng sự biểuhiện của β-1,4 glucanase là chìa khóa trong việc tạo điều kiện thuận lợi cho sựkết dính mô của các mảnh ghép.
Ngoài ra, họ đã tiến hành các thí nghiệm để xem liệu Nicotianacó thể đóng vai trò trung gian trong việc ghép các loài thuộc họ khác nhau haykhông, bằng cách sử dụng cành ghép cà chua và gốc ghép của hoa cúc Florist, mộtloại cây vườn có khả năng chống chịu với môi trường, sau khoảng ba tháng, câycà chua ra quả nhỏ một cách thành công.
Nhà sinh vật học Michitaka Notaguchi của Đại học Nagoya, tác giảtừ nghiên cứu này cho biết: “Sử dụng Nicotiana làm vật trung gian, chúng tôicũng đã đạt được các cách ghép khác, trong đó chồi ghép, cành ghép và gốc ghépđều thuộc các họ thực vật khác nhau. Kết quả mới nhất của chúng tôi về việc cácphân tử quan trọng, không chỉ là tự ghép giao thoa, có thể giúp cải thiện kỹthuật ghép cây làm sự đa dạng hệ thống rễ có sẵn, hỗ trợ sản xuất cây trồng vàgiảm thiểu sự phá hủy hệ sinh thái".