Các nhà khoa học đã phát hiện ra rằng thực vật sử dụng một “nhiệt kế” phân tử để đo nhiệt độ ban đêm, từ đó kích hoạt sự phát triển vào mùa xuân. Khám phá này mở ra tiềm năng lớn trong việc lai tạo các loại cây trồng có khả năng chịu đựng tốt hơn với biến đổi khí hậu.
Nghiên cứu này tập trung vào phytochrome, một loại protein nhạy cảm với ánh sáng, hoạt động như một “nhiệt kế” bên trong tế bào thực vật. Phytochrome không chỉ cảm nhận ánh sáng mà còn theo dõi sự thay đổi nhiệt độ, đặc biệt là vào ban đêm, để xác định thời điểm thích hợp để bắt đầu quá trình sinh trưởng.
Nhiệt độ ban đêm đóng vai trò quan trọng vì nó cung cấp thông tin chính xác về sự thay đổi của mùa. Thực vật sử dụng thông tin này để điều chỉnh thời gian nảy mầm, ra hoa và các giai đoạn phát triển quan trọng khác. Việc hiểu rõ cơ chế này giúp chúng ta chủ động hơn trong việc bảo vệ mùa màng.
Biến đổi khí hậu đang tạo ra những thách thức lớn cho nông nghiệp, với thời tiết ngày càng khó đoán và nhiệt độ tăng cao. Nghiên cứu này mở ra hướng đi mới để tạo ra các giống cây trồng có khả năng thích ứng tốt hơn với những thay đổi này, đảm bảo an ninh lương thực trong tương lai.
“Chúng tôi ước tính rằng sản lượng nông nghiệp cần phải tăng gấp đôi vào năm 2050, nhưng biến đổi khí hậu là một mối đe dọa lớn đối với việc đạt được mục tiêu này,” các nhà nghiên cứu cho biết. Các loại cây trồng chủ lực như lúa mì và gạo đặc biệt nhạy cảm với nhiệt độ cao, và việc phát triển các giống cây chịu nhiệt là rất quan trọng.
Nghiên cứu này cũng cung cấp cơ sở khoa học cho câu ngạn ngữ truyền thống về dự đoán mùa vụ dựa trên thời điểm ra lá của cây tần bì và cây sồi. “Sồi trước tần bì, lụt thì có ngày, tần bì trước sồi, ngâm mình mà thôi” – câu nói này phản ánh sự nhạy cảm của thực vật với nhiệt độ và khả năng dự đoán thời tiết.
Các nhà nghiên cứu tại Cambridge đang hợp tác với các chuyên gia trong lĩnh vực sinh học thực vật ứng dụng để chuyển giao kiến thức này vào thực tế, tạo ra các giống cây trồng có khả năng đối phó tốt hơn với biến đổi khí hậu và đảm bảo nguồn cung cấp lương thực ổn định cho tương lai. Nghiên cứu này không chỉ mở ra những hiểu biết mới về sinh học thực vật mà còn mang lại những ứng dụng thiết thực cho ngành nông nghiệp toàn cầu.
