Vỏ sầu riêng giúp cây lúa phát triển tốt trên đất mặn

Nhóm nghiên cứu, được tài trợ bởi Quỹ Khoa học Tự nhiên Quốc gia Trung Quốc, Quỹ Khoa học Tự nhiên tỉnh Hắc Long Giang, Quỹ Khoa học Sau Tiến sĩ Trung Quốc và dự án giới thiệu tài năng của Đại học Nông nghiệp An Huy, đã phát triển một phương pháp khả thi để giải quyết vấn đề này. Kết quả nghiên cứu đã được công bố trên Tạp chí ACS Nano, giới thiệu một giải pháp không cần biến đổi gen nhằm giúp cây lúa phát triển mạnh trong điều kiện đất mặn.

Với các thí nghiệm phòng thí nghiệm, họ phát hiện rằng việc phủ hạt giống lúa bằng các chấm nano carbon (carbon dots) pha tạp magiê, có nguồn gốc từ vỏ sầu riêng, làm tăng hoạt động chống oxy hóa và quang hợp của cây giống, đồng thời giảm tác động tiêu cực do đất mặn gây ra.

Giải pháp phổ biến hiện nay để tăng khả năng chống chịu của cây trồng thường là công nghệ chỉnh sửa gen. Tuy nhiên, công nghệ này không chỉ tốn kém mà còn gây ra nhiều lo ngại về sức khỏe, tính an toàn và các vấn đề đạo đức liên quan đến thực phẩm biến đổi gen. Một giải pháp thay thế tiềm năng là phủ lá cây bằng các chấm nano carbon kích thước nano, có tác dụng chống lại stress oxy hóa bằng cách mô phỏng các enzyme chống oxy hóa tự nhiên.

Vì vậy, nhóm tác giả Longwei Jiang, Jianguo Zeng và các đồng nghiệp đã thiết kế một loại chấm nano carbon từ vỏ sầu riêng. Những chấm này có khả năng trung hòa các loại oxy phản ứng (ROS) và giảm thiệt hại do muối gây ra ở cây lúa. 

Vỏ sầu riêng không ăn được và chiếm từ 70 đến 85% trọng lượng của quả. Vỏ sầu riêng cũng chứa nhiều carbon, khiến phần vỏ bỏ đi trở thành nguồn nguyên liệu tốt cho các chấm nano carbon có nguồn gốc sinh khối. Các nhà nghiên cứu đã pha tạp các chấm nano carbon có nguồn gốc từ sầu riêng với magiê - một nguyên tố cần thiết cho sự phát triển của cây, sau đó phun hỗn hợp này lên cây giống lúa trồng trên đất không có muối và đất mặn. 

Nhóm nghiên cứu nhận thấy rằng cây giống được xử lý bằng các chấm này có hàm lượng ROS thấp hơn và phát triển tốt hơn trên đất mặn so với cây giống không được xử lý. Hơn nữa, cây giống được xử lý đã kích hoạt các gen liên quan đến bảo vệ thực vật và quang hợp, trong khi các gen này không được kích hoạt ở cây giống không được xử lý.

Các nhà nghiên cứu cảnh báo rằng cần thu thập thêm dữ liệu để hiểu rõ hơn về cơ chế mà các chấm nano này kích hoạt những thay đổi ở cấp độ tế bào và di truyền. Ngoài ra, cần nghiên cứu tác động của các loại cây được xử lý lên môi trường, cũng như ảnh hưởng đến sức khỏe của con người và động vật tiêu thụ chúng.

Tuy nhiên, nghiên cứu kết luận rằng các chấm nano carbon có thể được xem là một chiến lược tiềm năng để cải thiện khả năng chịu mặn của cây trồng, đồng thời cung cấp những hiểu biết quan trọng cho các ứng dụng nông nghiệp trong tương lai.