Khi biến đổi khí hậu gây ra các đợt hạn hán thường xuyên hơn và kéo dài hơn, những lo ngại về khan hiếm nước ngày càng leo thang. Chỉ khoảng 3% lượng nước trên thế giới là nước ngọt và phần lớn trong số đó bị đóng băng trong đá hoặc không thể sử dụng được. Nông nghiệp là ngành tiêu thụ nước ngọt lớn nhất trên toàn thế giới, điều này nhấn mạnh nhu cầu về các loại cây cứng hơn có thể chịu được điều kiện khô hạn hơn.

Với mục đích tạo ra các loại cây trồng năng lượng sinh học có năng suất cao hơn và chịu hạn tốt hơn, các nhà khoa học ORNL đã nghiên cứu cơ chế cho phép thực vật ở sa mạc, như cây thùa và cây Kalanchoë, phát triển trong điều kiện khô hạn.

Thực vật ở sa mạc sử dụng một hình thức quang hợp được gọi là chuyển hóa axit crassulacean, hoặc CAM, để giữ carbon dioxide trong tế bào của chúng qua đêm để chuyển hóa thành đường vào ban ngày. Để tồn tại ở nhiệt độ khắc nghiệt của sa mạc, thực vật CAM mở lỗ khí, hoặc lỗ chân lông của lá, để chỉ thu nhận carbon dioxide vào ban đêm và đóng kín chúng vào ban ngày để tránh mất nước.

Các nhà khoa học do Quỹ Khoa học Quốc gia Hoa Kỳ đã xác định được các gen quan trọng cho quá trình quang hợp CAM vào năm 2017 bằng cách sử dụng siêu máy tính Titan của phòng thí nghiệm. Dựa trên nghiên cứu đó, họ đã nghiên cứu một biến thể mới của một loại enzyme quan trọng và phát hiện ra rằng nó kích hoạt đồng thời hai con đường - một con đường cố định carbon và tăng trưởng thực vật và một con đường khác tạo ra proline, một axit amin quan trọng để tăng khả năng chống chịu. Nghiên cứu được công bố trên Tạp chí Cells.

ctngoc