Phát hiện gen đột biến Eibi1 ở cây lúa mạch hoang dã

Các nhà nghiên cứu tại Đại học tổng hợp Haifa, Ixrael, đã phát hiện gen đột biến ở cây lúa mạch hoang dã mọc ở sa mạc Judean, Israel, phát hiện này là tiền đề cho một nghiên cứu quốc tế nhằm giải mã sự tiến hóa của sự sống trên phạm vi toàn cầu.

Kết quả của nghiên cứu được đăng tải trên Tạp chí PNAS.

"Cuộc sống trên trái đất bắt đầu từ nước, và thực vật cũng đã vượt ra khỏi nước để sống trên cạn, chúng phải phát triển màng biểu bì để kềm chế sự bay hơi và mất nước. Trong nghiên cứu, chúng tôi khám phá ra gen mới hoàn toàn cùng với những gen khác góp phần tạo nên màng biểu bì này," theo giáo sư Eviatar Nevo, làm việc tại Viện Tiến hóa, Đại học tổng hợp Haifa, Irael, người tham gia vào nghiên cứu.

Cây lúa mạch hoang dã

Nghiên cứu được thực hiện vào năm 2000 bởi tiến sĩ tập sự Guoxiong Chen, tại Đại học tổng hợp Haifa, Irael, dưới sự hướng dẫn của giáo sư Eviatar Nevo. Guoxiong Chen đã tìm thấy gen đột biến của cây lúa mạch hoang dã ở sa mạc Judean, Irael, nhỏ hơn đáng kể so với gen của các lúa mạch hoang dã khác. Các nhà khoa học nhận thấy gen đột biến này gây nên sự gia tăng tình trạng mất nước một cách bất thường ở cây lúa mạch hoang dã, bởi vì nó tạo ra sự gián đoạn trong quá trình hình thành lớp vỏ sừng của cây lúa mạch, lớp vỏ sừng này được tiết ra từ các tế bào biểu bì và là một thành phần trong lớp biểu bì của cây lúa mạch, vốn có tác dụng làm giảm sự bay hơi và ngăn ngừa sự mất nước.

Sau đó Guoxiong Chen đã trở về Trung Quốc để nhận học vị giáo sư, trong khi vẫn tiếp tục theo đuổi nghiên cứu về lúa mạch hoang dã ở sa mạc Judean, Irael, với một nhóm các nhà nghiên cứu đến từ Trung Quốc, Nhật Bản, Thụy Sĩ và Israel. Sau khoảng 8 năm nghiên cứu, nhóm nghiên cứu đã phát hiện ra một gen mới góp phần vào việc sản xuất ra lớp vỏ sừng, được tìm thấy trong tất cả các cây trồng trên đất liền, nhưng gen này lại hoặc là không tồn tại hoặc hiện diện với một số lượng nhỏ trong thực vật thủy sinh. Chen đã đặt tên cho gen mới này là gen Eibi1, để tỏ lòng biết ơn đối với người thầy của mình, là Giáo sư Eviatar Nevo.

"Là một trong các gen đóng góp vào tình huống thực tế của cuộc sống trên đất như chúng ta biết ngày nay. Nó là một yếu tố quan trọng trong quá trình thích ứng của thực vật thủy sinh đã trải qua đời sống trên mặt đất," theo Giáo sư Eviatar Nevo. Gen đột biến đóng vai trò quan trọng không những trong nghiên cứu về sự tiến hóa, mà nó còn có giá trị trong việc nghiên cứu phát triển các loại ngũ cốc trong tương lai, "một khi chúng tôi hoàn toàn hiểu được cơ chế đằng sau việc tạo ra lớp vỏ sừng và khám phá ra các biến thể di truyền của gen Eibi1, chúng tôi có thể thúc đẩy sự hình thành lớp biểu bì ở các loài lúa mì và lúa mạch làm cho chúng có khả năng chống mất nước và bền bỉ hơn trong điều kiện đất đai khô hạn. Tăng cường gen di truyền của cây trồng giúp chúng bền bỉ hơn trong điều kiện khô hạn và nước mặn, có thể giúp thúc đẩy sản xuất lương thực trên phạm vi toàn cầu," Giáo sư Eviatar Nevo kết luận.