Bảo vệ và phát triển: Bí quyết để trồng nhiều lương thực hơn

Dân số ngày càng tăng của chúng tôi không phải là trò đùa. Theo Bill Gates, dân số toàn cầu được dự đoán sẽ đạt 9 tỷ vào năm 2050. Để tiếp tục nuôi sống 9 tỷ người, sản lượng lương thực sẽ cần tăng 70-100%. Nông dân đã trồng dày đặc cây trồng của họ để sản xuất nhiều lương thực hơn, nhưng cây trồng dày đặc vẫn gây ra nhiều vấn đề. 

Khi nào nên phát triển, khi nào nên phòng thủ 

Thực vật có một lượng năng lượng hạn chế để sử dụng cùng một lúc; chúng có thể phát triển hoặc tự vệ, nhưng chúng không thể làm cả hai cùng một lúc. Trong điều kiện lý tưởng, cây sẽ phát triển với tốc độ tối ưu; nhưng, khi bị căng thẳng bởi hạn hán, bệnh tật hoặc côn trùng, thực vật sẽ phản ứng phòng thủ, làm chậm hoặc ngừng phát triển hoàn toàn. Khi chúng cần phát triển nhanh chẳng hạn như khi chúng cạnh tranh ánh sáng với các cây lân cận (một phản ứng tránh bóng râm), chúng sẽ giảm khả năng phòng thủ để sử dụng toàn bộ năng lượng của mình cho quá trình sinh trưởng. Tuy nhiên, ngay cả khi chúng phát triển nhanh chóng, các loại cây trồng dày đặc sẽ trở nên dễ bị sâu bệnh hơn. 
 

Một nhóm các nhà nghiên cứu tại Đại học Bang Michigan gần đây đã tìm ra cách xoay quanh sự đánh đổi giữa tăng trưởng và phòng thủ. Gần đây được xuất bản trong Nature Communications, nhóm giải thích cách biến đổi gen của một loại cây trồng để nó tiếp tục phát triển đồng thời tự bảo vệ mình trước các tác động bên ngoài. Nhóm các nhà khoa học đã biết được rằng chất ức chế hormone bảo vệ và thụ thể ánh sáng của thực vật có thể bị cản trở trong quá trình phản ứng của thực vật. 
 

Nhóm nghiên cứu đã làm việc với cây Arabidopsis (gần giống cây cải), nhưng phương pháp của họ có thể áp dụng cho mọi loại cây. Giáo sư Gregg Howe, một nhà hóa sinh và nhà sinh học phân tử của Tổ chức MSU, đã dẫn đầu cuộc nghiên cứu và giải thích rằng “các lộ trình phản ứng với ánh sáng và hormone [đã được] biến đổi đều có trong tất cả các loại cây trồng chính.”