นักวิทย์จีนพบกลไกใหม่ เพิ่มศักยภาพข้าวโพดทนหนาว-ดูดซึมสารอาหาร

× กรุณาติดต่อทีมงานเพื่อดาวน์โหลดคลิป

ปักกิ่ง, 27 ก.พ. (ซินหัว) — คณะนักวิทยาศาสตร์จีนเปิดเผยกลไกระดับโมเลกุลใหม่ที่ออกแบบมาเพื่อเพิ่มความทนทานต่อความเย็นและการดูดซึมฟอสเฟตในข้าวโพด ซึ่งอาจเป็นแนวทางแก้ปัญหาสำหรับข้อจำกัดทางเกษตรกรรมแบบดั้งเดิมที่เป็นอุปสรรคต่อผลผลิตในสภาพแวดล้อมอากาศหนาวเย็น

ข้าวโพดเป็นพืชที่มีต้นกำเนิดในเขตร้อน จึงมีความไวต่ออุณหภูมิต่ำอย่างมาก โดยสภาพแวดล้อมหนาวเย็นสามารถขัดขวางการเจริญเติบโตของข้าวโพด และจำกัดการดูดซึมฟอสเฟตจากดิน ส่งผลให้พืชชนิดนี้ต้องเผชิญทั้งสภาวะเครียดจากความเย็นและการขาดแคลนสารอาหาร

งานวิจัยที่เผยแพร่ในวารสารเนเจอร์ (Nature) ระบุว่าทีมนักวิจัยจากห้องปฏิบัติการหลักแห่งรัฐด้านการปรับตัวต่อสภาพแวดล้อมของพืช สังกัดมหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์จีน ค้นพบกลไกระดับโมเลกุลสำคัญที่ช่วยประสานการปรับตัวต่อสภาวะเครียดกับการใช้สารอาหารของข้าวโพด โดยเอ็นแอลเอ (NLA) ซึ่งเป็นเอนไซม์อี3 ยูบิควิตินไลเกส (E3 ubiquitin ligase) ทำหน้าที่เป็นศูนย์กลางโมเลกุลหลักในการตอบสนองต่อความเย็นและควบคุมการดูดซึมฟอสเฟตของพืช

หยางซูหัว ศาสตราจารย์จากมหาวิทยาลัยฯ อธิบายว่าตามธรรมชาติแล้วกลไกนี้ทำงานเปรียบเสมือน “ไม้กระดานหก” ในขณะที่โปรตีนเอ็นแอลเอช่วยเสริมสร้างความทนทานต่อความเย็นให้พืช ทว่าในเวลาเดียวกันก็ส่งผลยับยั้งความสามารถของระบบรากในการดูดซึมฟอสเฟต

เพื่อทำลายข้อจำกัดระหว่างความทนทานต่อความเย็นและประสิทธิภาพการดูดซึมฟอสเฟตในสภาพแวดล้อมอุณหภูมิต่ำ ทีมวิจัยได้ปรับเปลี่ยนโครงสร้างและสร้างโปรตีนเอ็นแอลเอในรูปแบบใหม่ โดยใช้การออกแบบโปรตีนที่ได้รับความช่วยเหลือจากปัญญาประดิษฐ์และการตัดต่อยีน แนวทางนี้สามารถปรับฟังก์ชันการทำงานของเอนไซม์อี3 ยูบิควิตินไลเกสแบบเจาะจง ส่งผลให้ได้เชื้อพันธุกรรมข้าวโพดสายพันธุ์ใหม่ที่ทนทานต่อความเย็นและดูดซึมฟอสเฟตได้ในระดับสูง

ทั้งนี้ บทความคิดเห็นในวารสารเนเจอร์คาดว่าแนวทางนี้จะได้รับการต่อยอดเพื่อควบคุมการใช้สารอาหารสำคัญอื่นๆ ในดินอย่างมีประสิทธิภาพ เช่น ไนโตรเจน และมีความสำคัญต่อการปรับปรุงพืชสายพันธุ์ใหม่ที่สามารถทนทานต่อสภาวะเครียดจากสิ่งแวดล้อมผันผวน ท่ามกลางการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศของโลก