Phát hiện về lá đòng giúp cải thiện hiệu suất cây lúa

Sự khác biệt trong khả năng quang hợp của lá đòng giữa các giống lúa khác nhau mở ra cơ hội lai tạo cây trồng cho năng suất cao hơn.

Ở cây lúa, lá đòng đâm chồi sau cùng, biểu thị cho sự chuyển đổi từ giai đoạn sinh trưởng sang sản xuất hạt. Quá trình quang hợp ở lá này cung cấp phần lớn lượng carbohydrate cần thiết cho sự hình thành hạt, vì vậy nó là cơ quan quan trọng nhất quyết định năng suất của cây lúa.

Trong một nghiên cứu mới xuất bản trên tạp chí Experimental Botany, các nhà khoa học từ Đại học Illinois của Mỹ và Viện Nghiên cứu Lúa Quốc tế (IRRI) lần đầu tiên phát hiện ra rằng, lá đòng ở một số giống lúa có khả năng chuyển đổi ánh sáng và carbon dioxide thành carbohydrate tốt hơn những giống khác.

Trong thí nghiệm, nhóm nghiên cứu đã chọn ra 6 giống lúa đại điện cho phạm vi biến đổi di truyền để phân tích, nhằm xác định xem giữa chúng có sự khác biệt về khả năng đối phó với biến động của ánh sáng hay không. Vì gió, mây và chuyển động của Mặt trời gây ra dao động thường xuyên về mức độ ánh sáng, việc lá cây điều chỉnh quang hợp như thế nào trước những thay đổi này có ảnh hưởng lớn đến năng suất.

Những cây lúa trong thí nghiệm được trồng bên trong nhà kính. (Ảnh: Liana Acevedo-Siaca/Phys).

Nhóm nghiên cứu nhận thấy lá đòng của một giống lúa được chọn quang hợp nhanh gấp gần hai lần (185%) so với giống quang hợp chậm nhất. Lá đòng của một giống lúa hàng đầu khác còn có thể cố định thêm 152% lượng đường. Họ cũng nhận thấy sự khác biệt lớn (77%) về lượng nước mà lá đòng ở các giống lúa khác nhau trao đổi lấy carbon dioxide để cung cấp năng lượng cho quá trình quang hợp.

Bên cạnh đó, hiệu quả sử dụng nước của lá đòng tương quan với hiệu quả sử dụng nước của cây lúa trong quá trình phát triển trước đó, cho thấy sự điều chỉnh ở các giai đoạn phát triển non của lúa có thể góp phần cải thiện năng suất.

Tác giả chính của nghiên cứu Stephen Long từ Đại học Illinois nhấn mạnh những phát hiện mới về lá đòng sẽ mở ra cơ hội lai tạo giống lúa năng suất cao trong tương lai. Ở giai đoạn tiếp theo, Long cùng các cộng sự muốn tập trung vào những thí nghiệm "ngoài đồng ruộng" để có thể cải thiện năng suất của các giống lúa trong thực tế chứ không phải trong phòng thí nghiệm.

Cập nhật: 05/01/2021 Theo VnExpress