Những nghiên cứu mới về sự ra hoa có khả năng làm tăng sản lượng sắn

 Những nghiên cứu mới về sự ra hoa có khả năng làm tăng sản lượng sắn

 Trương Thị Tú Anh theo Phys.org

Hai công bố mới nghiên cứu sự ra hoa của cây sắn đã cung cấp những kết quả chi tiết về các yếu tố di truyền và môi trường làm tạo niềm tin cho việc đảm bảo an ninh lương thực của một trong những loại cây trồng quan trọng nhất trên thế giới. Là một loại cây lấy củ nhiệt đới được sử dụng trong sản xuất thương mại và là nguồn lương thực chính của hàng trăm triệu người dân ở Châu Phi, lịch sử đã ghi nhận các nhà chọn giống đã gặp khó khăn để cải thiện cây sắn bởi vì sản lượng hoa thấp.

 

Những nghiên cứu mới được tài trợ bởi dự án NextGen Cassava và được dẫn dắt bởi các nhà khoa học của trường Đại học Cornell và Viện Nông nghiệp Nhiệt đới Quốc tế cung cấp cho các nhà chọn giống cây trồng những phương pháp triển vọng nhất để khắc phục tình trạng kém (đặc biệt là số lượng hoa cái thấp) hoặc quá trình chậm ra hoa. Các tác giả chính của cả hai bài báo là Deborah Oluwasanya và Tim Setter, Giáo sư Khoa học đất và Cây trồng tại Trường Khoa học Thực vật Tích hợp thuộc Trường Đại học Nông nghiệp và Khoa học Đời sống.

 

Nghiên cứu đầu tiên, được công bố ngày 21 tháng 5 trên tạp chí Frontiers in Plant Science, nhằm mục đích hiểu rõ hơn về các yếu tố điều chỉnh sự ra hoa của cây sắn và tỷ lệ thấp của hoa cái trên hoa đực. Xu hướng tự nhiên của cây sắn là tạo ra nhiều hoa đực hơn hoa cái, nhưng để nhân giống có hiệu quả thì cần nhiều hoa cái hơn. Sự kết hợp của các chất tăng trưởng thực vật và phương pháp xử lý cắt tỉa đã được kiểm tra về hiệu quả của chúng trong việc cải thiện sản lượng hoa. Thông qua nhiều thử nghiệm đã tìm thấy các sự kết hợp để thúc đẩy sự ra hoa và tăng tỉ lệ hoa cái trên hoa đực.

 

Đầu tiên, các phương pháp cắt tỉa đặc biệt đã kích thích sự phát triển của hoa; thứ hai, áp dụng hợp chất bạc thiosulfate (STS) cũng làm tăng sự ra hoa; thứ ba, ứng dụng benzyladenine - hormone thực vật tổng hợp, cũng làm tăng sự ra hoa. Kết hợp cắt tỉa và xử lý STS cũng làm gia tăng sự ra hoa. Với việc bổ sung hormone, hơn 80% hoa là hoa cái. Sự kết hợp ba phương pháp này cũng dẫn đến sự gia tăng sự ra hoa.

 

Oluwasanya cho biết: “Chúng tôi đã thấy tác dụng phụ khi các phương pháp xử lý được phân lớp theo từng lớp, cung cấp những hiểu biết mới về cách có thể tăng sản lượng sắn. Những phát hiện của chúng tôi đưa ra định hướng rất rõ ràng, điều này không phải lúc nào cũng đúng trong khoa học”.

 

Nghiên cứu thứ hai, được công bố ngày 21 tháng 7 trên tạp chí PLOS ONE, đã thử nghiệm khả năng làm chậm ra hoa đối với chu kỳ nhân giống. Chu kỳ nhân giống dài hơn đồng nghĩa với việc chậm trễ chuyển giao các giống cải tiến cho nông dân - nhiều người trong số họ phụ thuộc vào cây sắn để sống.

 

Để xác định các điều kiện tối ưu cho việc ra hoa, các tác giả đã so sánh cây sắn ra hoa sớm với cây ra hoa muộn tại hai điểm thực nghiệm ở miền nam Nigeria: Ibadan và ở Ubiaja. Các nhà nghiên cứu đã thử nghiệm đồng thời các điều kiện nhiệt độ được kiểm soát khác nhau.

 

Trong khi các giống ra hoa sớm đã ra hoa tại cùng các thời điểm và các điều kiện phát triển, các kiểu gen ra hoa muộn lại nhạy cảm với môi trường nên về cơ bản chúng bị trì hoãn đáng kể ở nhiệt độ ấm hơn dưới sự kiểm soát các điều kiện tại Ibadan - trước đây được biết là nơi có điều kiện môi trường rất khó để ra hoa.

 

Mặc dù các nghiên cứu độc lập với nhau, các nhà nghiên cứu đã ghi nhận một gen thực vật có tên là TEMPRANILLO1 (TEM1) trong mỗi nghiên cứu có mức độ biểu hiện thấp nhất trong các nghiệm thức đã giúp cải thiện sự ra hoa của sắn. Điều này đúng với các kết hợp đã giúp tăng số lượng hoa cái và nhiệt độ mát mẻ tại các địa điểm ở Ubiaja - nơi sắn ra hoa sớm nhất. Những nghiên cứu này đại diện cho báo cáo đầu tiên về vai trò quan trọng của TEM1 đối với sự phát triển của hoa sắn.

 

Oluwasanya cho biết: “Trước đây, các cuộc thảo luận về sự ra hoa của cây sắn là 'sớm' và 'muộn', nhưng từ nghiên cứu của chúng tôi, tôi nghĩ rằng chúng ta có thể thay đổi chủ đề là các giống không nhạy cảm hoặc nhạy cảm với môi trường. Hy vọng rằng những nghiên cứu này có thể hữu ích trong việc khám phá sâu hơn ảnh hưởng của gen TEM1 đối với sự ra hoa của cây sắn”.

 

Kết quả nâng cao hiểu biết về các yếu tố quy định sự ra hoa của sắn và có giá trị tiềm năng trong việc quản lý kiểu gen và điều kiện môi trường trong các chương trình nhân giống.

 

Setter cho biết: “Phần lớn công việc quan trọng này đến từ nghiên cứu của tiến sỹ Deborah và nghiên cứu này có tiềm năng hỗ trợ rất nhiều cho việc cải thiện giống sắn ở Nigeria và các khu vực lân cận. Nó cũng là biểu tượng cho sứ mệnh tác động toàn cầu của Cornell”.

 

Chiedozie Egesi, Giám đốc NextGen Cassava, giáo sư trợ giảng tại Bộ Phát triển Toàn cầu và là nhà khoa học cấp cao tại IITA, cho biết: Nghiên cứu khoa học về sắn đang giúp tối ưu hóa sản xuất ở châu Phi và đảm bảo tốt hơn một tương lai an toàn lương thực. Những nghiên cứu về ra hoa của cây sắn mở ra những hiểu biết mới để cải thiện cuộc sống của nông dân Châu Phi.