Sự ảnh hưởng của nhiệt độ với thực vật kèm vài tác nhân khác

Sự ảnh hưởng của nhiệt độ đến thực vật trên Trái đất

Liên quan đến phản ứng của thực vật đối với nhiệt độ trên Trái đất, các nhà khoa học cho rằng, có một yếu tố khác tác động đến. Các nhà khoa học của UC Riverside đã thúc đẩy nghiên cứu liên quan đến vấn đề này và đạt được bước tiến mới đó là việc tìm ra miRNA, một phân tử nhỏ hơn gần 200.000 lần so với chiều rộng của sợi tóc người.

Trên tạp chí Nature Communications đã công bố kết quả nghiên cứu về vấn đề này, các chuyên gia cho rằng, khi nhiệt độ tăng vừa phải, cây mọc cao hơn để tránh mặt đất nóng hơn và nhận không khí trong lành hơn. microRNA hoặc miRNA là cần thiết cho sự tăng trưởng này. Nghiên cứu cũng xác định những phân tử miRNA nào — trong số hơn 100 khả năng — là những phân tử thiết yếu.

Các nhà khoa học đã nghiên cứu về sự ảnh hưởng của nhiệt độ đến sự tăng trưởng của thực vật

RNA là một axit nucleic có trong tất cả các tế bào sống và vai trò của nó là hoạt động như một sứ giả mang các hướng dẫn từ DNA của tế bào để tạo ra nhiều loại protein. MicroRNA cũng cần thiết cho sự phát triển lành mạnh trong các tế bào sinh học. Nó được tạo ra để liên kết với một mục tiêu RNA cụ thể và ngăn chặn mục tiêu đó tạo ra thứ mà nó được thiết kế để sản xuất.  Xuemei Chen, giáo sư thực vật học UCR và đồng tác giả nghiên cứu cho biết: “MiRNA ức chế quá trình sản xuất RNA mục tiêu của nó bằng cách tạo ra sự phân cắt phá hủy mục tiêu RNA của nó hoặc bằng cách ức chế RNA mục tiêu không được dịch mã thành một protein khác”.

Phòng thí nghiệm của Xuemei Chen tại UCR đã giúp khám phá ra miRNA ở thực vật. Phòng thí nghiệm của Meng Chen trước đây đã xác định được các thành phần liên quan đến giai đoạn đầu nhạy cảm với nhiệt độ của thực vật. Hai nhóm nhà khoa học đã hợp lực để tìm hiểu xem liệu miRNA, vốn rất quan trọng đối với sự phát triển của thực vật, cũng đóng một vai trò trong phản ứng nhiệt độ của thực vật hay không. Đối với thử nghiệm này, các nhà khoa học chỉ xem xét mức tăng nhiệt độ nhẹ, từ 21 đến 27 độ C. Để tham khảo, nhiệt độ phòng trung bình khoảng 20 C với mục đích tập trung vào các mức nhiệt phù hợp để có được kết quả quan sát tốt nhất với quá trình tăng nhiệt độ trung bình của Trái đất.

Trong nghiên cứu này, các chuyên gia đã lấy cây Arabidopsis, một loài thực vật có hoa nhỏ có họ hàng với mù tạt và bắp cải, và nghiên cứu các dạng đột biến với hàm lượng miRNA rất thấp. Không có miRNA, cây Arabidopsis đột biến không thể phản ứng với sự thay đổi nhiệt độ bằng cách phát triển như lẽ ra nó phải có.  Sau đó, họ đã làm một thí nghiệm di truyền học với mục đích khôi phục khả năng phản ứng với nhiệt độ của cây. Kết quả đã mang đến một phát hiện đặc biệt, có một loại gen chịu trách nhiệm phục hồi mức độ miRNA cũng như khả năng cảm nhận nhiệt của cây. Mục tiêu tiếp theo của nghiên cứu này là tìm ra miRNA chính xác liên quan đến phản ứng nhiệt độ. Thực tế, miRNA liên kết và vô hiệu hóa các phân tử RNA mục tiêu, thay vào đó, nhóm nghiên cứu đã xem xét mức độ phân tử RNA mục tiêu khác nhau trong cây Arabidopsis đột biến ban đầu và trong cây đột biến thứ hai mà họ tạo ra.

Cây giống Arabidopsis được trồng trong các điều kiện khác nhau

Khi đã xác định được đúng phân tử miRNA, nhóm cuối cùng đã đưa ra một bức tranh toàn diện về cách miRNA kiểm soát các phản ứng nhiệt độ ấm. Nó bao gồm hai phần thiết yếu: các phân tử cảm nhận nhiệt độ, và auxin, một loại hormone tạo ra phản ứng với những gì được cảm nhận bằng cách thúc đẩy sự phát triển của thực vật. Kết quả nghiên cứu cuối cùng cho thấy thực vật có thể cảm nhận được nhiệt nhưng không thể phản ứng với nó bằng cách phát triển, do đó, khi nhiệt độ Trái đất tăng, sự ảnh hưởng đến thực vật không quá lớn.

Nguồn tin: news.ucr.edu