Các nhà nghiên cứu tại Đại học Hiroshima đang tiến gần hơn đến việc xác định các quá trình phân tử đằng sau việc lũ lụt làm cây mất oxy như thế nào. Điều này sẽ giúp tạo ra cây trồng có khả năng chống chịu lũ lụt tốt hơn, báo cáo Cổng thông tin Phys.org.
Theo Ngân hàng Thế giới, lũ lụt là nguy cơ toàn cầu đe dọa tính mạng và tài sản của hàng tỷ người. Nhiều người có nguy cơ chết đói do lũ lụt, có thể làm ngập lụt mùa màng. Hiện nay các nhà nghiên cứu đang tiến gần hơn tới việc xác định quá trình phân tử, điều này giải thích tại sao lũ lụt làm mất đi lượng oxy của thực vật. Điều này sẽ giúp tạo ra cây trồng cứng cáp hơn.
Với phân tích tổng hợpliên quan đến việc phân tích lại dữ liệu từ các nghiên cứu khác nói chung, một nhóm từ Trường Cao học Khoa học Đời sống Tích hợp tại Đại học Hiroshima đã tìm thấy một số điểm chung gien và các cơ chế liên quan ở lúa (Oryza sativa) và Arabidopsis (Arabidopsis thaliana). Các nhà khoa học công bố kết quả nghiên cứu trên tạp chí Cuộc sống.
Đồng tác giả nghiên cứu Keita Tamura giải thích: “Tình trạng thiếu oxy là một căng thẳng phi sinh học đối với thực vật, thường do lũ lụt gây ra”. “Mặc dù trước đây đã có rất nhiều nghiên cứu được thực hiện nhưng chúng tôi tin rằng cơ chế sinh học có thể được phát hiện bằng cách phân tích nhiều nghiên cứu bằng cách sử dụng phân tích tổng hợp dữ liệu có sẵn công khai.”
Nhóm nghiên cứu tập trung vào lúa và cải xoong vì di truyền của cả hai loài trước đây đã được nghiên cứu rộng rãi. Theo Tamura, lúa gạo cũng được coi là một trong những cây trồng quan trọng nhất trên thế giới, đóng vai trò là lương thực chủ yếu. sản phẩm thực phẩm cho hơn bốn tỷ người, theo Nhóm tư vấn nghiên cứu nông nghiệp quốc tế, vì vậy hiểu cách ngăn chặn thực vật phản ứng với thiếu oxy, là quan trọng.
Các nhà nghiên cứu đã xác định được 29 cặp dữ liệu RNA-seq đối với cây Arabidopsis và 26 cặp đối với cây lúa trong cả điều kiện bình thường và điều kiện thiếu oxy từ các bộ dữ liệu có sẵn. Theo Giáo sư Hidemasa Bono, giải trình tự RNA liên quan đến việc giải mã bản thiết kế di truyền của đối tượng tại một thời điểm nhất định, nghĩa là dữ liệu có thể được sử dụng để nghiên cứu gen nào gây ra những thay đổi nào.
Bono cho biết: “Bằng cách phân tích dữ liệu RNA-seq, chúng tôi đã xác định được 40 và 19 gen điều hòa tăng và giảm ở cả hai loài”. “Trong số này, một số yếu tố phiên mã WRKY và cinnamate 4-hydroxylase, có vai trò trong phản ứng thiếu oxy vẫn chưa được biết rõ, nhìn chung được điều chỉnh tăng ở cả cây Arabidopsis và cây lúa.”
Theo Bono, sự điều hòa tổng thể này có nghĩa là các cơ chế phân tử này trở nên tích cực hơn khi thiếu oxy, cho thấy chúng có trách nhiệm cơ học cụ thể đối với cách thực vật phản ứng.
Bono và Tamura so sánh kết quả của họ với một phân tích tổng hợp tương tự về tình trạng thiếu oxy trong tế bào và mẫu mô người. Họ phát hiện ra rằng hai trong số các gen thường được kích hoạt ở cơm và Arabidopsis đã bị ức chế ở các đối tác con người của chúng.
Bono cho biết: “Phân tích tổng hợp của chúng tôi cho thấy các cơ chế phân tử khác nhau trong quá trình thiếu oxy ở thực vật và động vật”. “Các gen ứng cử viên được xác định trong nghiên cứu này dự kiến sẽ làm sáng tỏ các cơ chế phân tử mới về phản ứng của thực vật đối với tình trạng thiếu oxy”. Cuối cùng, chúng tôi dự định điều khiển một trong những gen ứng cử viên bằng công nghệ chỉnh sửa bộ gen để tạo ra những cây trồng chịu lũ.”