Đột phá trong tăng cường quang hợp cải thiện năng suất cây trồng

Trong một nghiên cứu được công bố gần đây, các nhà nghiên cứu từ Đại học Quốc gia Úc (ANU) đã quay ngược đồng hồ tiến hóa 1 tỷ năm để thay đổi hoạt động rubisco của thực vật.

Theo Spencer Whitney, đồng tác giả của nghiên cứu từ Trung tâm xuất sắc về dịch mã quang hợp của Hội đồng nghiên cứu (ARC) tại ANU, rubisco là một enzyme bắt đầu quá trình chuyển đổi carbon dioxide thành đường.

“Nhưng so với các enzyme khác, rubisco được coi là chất xúc tác chậm, không hiệu quả”, ông nói trong một thông cáo truyền thông.

“Nhiều enzyme có thể xử lý hàng trăm đến hàng nghìn phân tử mỗi giây, nhưng rubisco chỉ có thể vượt qua hai đến năm chu kỳ mỗi giây”. “Vì lý do này, từ lâu nó đã được công nhận là mục tiêu tốt để cải thiện quá trình quang hợp - đó là một thách thức mà các nhà khoa học đã xem xét trong nhiều thập kỷ”.

Để cải thiện hiệu quả của rubisco, nhóm của Whitney đã áp dụng lại thiết kế bộ gen của tổ tiên vi khuẩn của lục lạp. “Chúng tôi đã quay ngược đồng hồ một tỷ năm để khắc phục hạn chế này”, ông nói.

“Bằng cách áp dụng lại thiết kế bộ gen của tổ tiên vi khuẩn của lục lạp, giờ đây chúng ta có thể nghiên cứu xung quanh với tất cả các thành phần của rubisco”. “Điều này rất quan trọng. Để tăng cường hoạt động của nó, bạn phải thay đổi tất cả các thành phần”, Whitney nhấn mạnh.

Theo các nhà nghiên cứu, sự đột phá trên có thể dẫn đến những cải tiến lớn trong sản xuất nông nghiệp như sản xuất khoai tây và cây cải dầu nói riêng.

“Chúng tôi biết rằng chúng tôi đã có thể sửa đổi hoạt động rubisco trong các loại cây trồng này. Đây chỉ là bước đầu tiên - công nghệ này cuối cùng có thể cung cấp một cái gì đó lớn hơn nhiều trong tương lai không xa”, Whitney nói.