Trung Quốc giải mã bản đồ tế bào 3D của cây lúa

Các nhà khoa học Trung Quốc đã xây dựng thành công bản đồ tế bào không gian - thời gian 3 chiều (3D), bao quát toàn bộ quá trình phát triển của cây lúa từ khi nảy mầm đến ra hoa, kết hạt, qua đó cung cấp nguồn dữ liệu mới để nghiên cứu quá trình sinh trưởng, phát triển và cải thiện chất lượng hạt gạo.

Theo Tân Hoa Xã, nghiên cứu đã được công bố ngày 6-10 trên Tạp chí Cell - một trong những tạp chí khoa học hàng đầu thế giới. Công trình do 13 cơ quan nghiên cứu của Trung Quốc phối hợp thực hiện, trong đó có Đại học Nông nghiệp Hoa Trung. Các nhà khoa học sử dụng giống lúa Japonica “Trung Hoa 11” làm vật liệu nghiên cứu, kết hợp công nghệ hệ gene không gian - thời gian, công nghệ hệ gene đơn bào và thiết bị giải trình tự gene thông lượng cao để xây dựng bản đồ bao quát 10 nhóm cơ quan hoặc mô và 61 giai đoạn phát triển của cây lúa.

Trong quá trình nghiên cứu, nhóm khoa học thu thập hơn 850 ngàn dữ liệu nhân tế bào chất lượng cao và hơn 340 ngàn đơn vị dữ liệu không gian, đồng thời xác định 119 loại tế bào và 133 phân nhóm tế bào. Những dữ liệu này cho phép đối chiếu đặc điểm phân tử của tế bào với vị trí không gian của chúng, đồng thời theo dõi những thay đổi diễn ra qua các giai đoạn phát triển khác nhau.

Nghiên cứu cũng phát hiện sự phân công không gian tinh vi trong nội nhũ - bộ phận chủ yếu cấu thành hạt gạo và có vai trò quan trọng đối với chất lượng và giá trị dinh dưỡng của cơm. Các tế bào ở khu vực gần “mặt lưng” tập trung nhiều gene liên quan đến chuyển hóa carbohydrate và tổng hợp tinh bột, trong khi các tế bào ở khu vực gần “mặt bụng” có xu hướng tập trung các gene liên quan đến tổng hợp protein dự trữ.

Nghiên cứu cũng cho thấy một số gene có thể hoạt động khác nhau tùy theo vị trí của tế bào trong cây lúa. Phát hiện này giúp các nhà khoa học hiểu rõ hơn cách các tế bào phối hợp với nhau, đồng thời mở ra hướng tác động chính xác hơn đến từng khu vực của cây để tạo ra giống lúa ngon và giàu dinh dưỡng hơn.

Kết quả nghiên cứu cung cấp một nguồn dữ liệu mới giúp các nhà khoa học quan sát sự phối hợp của các loại tế bào khác nhau trong quá trình hình thành và phát triển cây lúa, qua đó mở thêm hướng nghiên cứu nhằm cải thiện chất lượng và giá trị dinh dưỡng của hạt gạo.

TTXVN