Các nhà nghiên cứu đã cấy vào cây cải dầu một loại nấm được biết đến với khả năng đối phó với sâu bệnh. Khai thác mối quan hệ giữa nấm có lợi và cây trồng có thể mở ra một kỷ nguyên mới của nông nghiệp, cải thiện khả năng chống chịu stress của cây trồng và giảm thiểu tác động sinh thái của thuốc trừ sâu hóa học/thông thường.
Một nghiên cứu do các nhà nghiên cứu tại Đại học Turku, Phần Lan dẫn đầu, cho thấy một loại nấm thường mọc trong tự nhiên và giết chết côn trùng có thể được cấy thành công vào cây cải dầu và hình thành mối quan hệ cộng sinh độc đáo bên trong chúng. Phát hiện này là một bước hướng tới tương lai của nền nông nghiệp bền vững, với tiềm năng to lớn để khai thác sức mạnh của các loại nấm có ích nhằm cải thiện năng suất và khả năng bảo vệ cây trồng.
Các nhà nghiên cứu đã sử dụng một loại nấm có tên Beauveria bassiana, được biết đến với khả năng đối phó với sâu bệnh. Nó thường được sử dụng làm thuốc trừ sâu sinh học, phun trên lá cây trồng. Những loại thuốc trừ sâu sinh học này được sử dụng trên khắp thế giới, nhưng điểm yếu của chúng là dễ bị phân hủy bởi tia cực tím. Điều này đã thôi thúc các nhà nghiên cứu khám phá một phương pháp thay thế, trong đó họ cấy nấm vào cây cải dầu để nuôi dưỡng mối quan hệ cộng sinh độc đáo.
"Chúng tôi bắt đầu hành trình khám phá tiềm năng của Beauveriabassiana trong việc bảo vệ cây trồng, vì nó có thể là nội sinh trong mô thực vật." tác giả đầu tiên của nghiên cứu, giảng viên Anne Muola từ Đơn vị nghiên cứu đa dạng sinh học của Đại học Turku giải thích.
Tầm quan trọng của mối quan hệ cộng sinh
Các nhà nghiên cứu đã tạo ra bước đột phá bằng cách thiết lập mối quan hệ nội sinh giữa nấm và cây cải dầu. Sự phát triển của nấm trong mô thực vật gây ra sự gia tăng đáng kể quá trình sinh tổng hợp flavonoid, hợp chất có nhiều lợi ích cho thực vật, bao gồm cả đặc tính chống oxy hóa.
"Kết quả của chúng tôi cho thấy rằng sự tương tác giữa nấm và thực vật gây ra phản ứng tích cực, tăng sản xuất chất chuyển hóa, thay vì phản ứng tự vệ chống lại kẻ xâm lược nấm", tác giả chính của nghiên cứu, Benjamin Fuchs, nhà nghiên cứu khoa tại Đơn vị Nghiên cứu Đa dạng sinh học của Đại học Turku, cho biết.
Flavonoid được sản xuất bởi cây cải dầu, được biết đến với đặc tính chống oxy hóa và vai trò của chúng trong việc chống tia cực tím, sắc tố hoa và ngăn chặn động vật ăn cỏ, chiếm vị trí trung tâm trong các phát hiện. Tiếp theo, các nhà nghiên cứu nhằm mục đích tìm hiểu mức độ ảnh hưởng của loại nấm đặc biệt này đến khả năng chịu đựng áp lực môi trường của cây trồng và tác động của nó đến chất lượng cây trồng.
"Nghiên cứu của chúng tôi hứa hẹn mang lại nền nông nghiệp bền vững. Bằng cách khai thác mối quan hệ cộng sinh giữa các vi sinh vật có lợi và cây trồng, chúng tôi đang mở ra một kỷ nguyên mới của các hoạt động nông nghiệp giúp giảm sự phụ thuộc vào thuốc trừ sâu hóa học", Fox cho biết.
Các nhà nghiên cứu tin rằng mối quan hệ hợp tác giữa các sinh vật giống như mối quan hệ được tiết lộ trong nghiên cứu này mang lại cái nhìn thoáng qua về tương lai của ngành nông nghiệp, nơi xã hội cố gắng đảm bảo nguồn cung cấp thực phẩm đồng thời giảm thiểu dấu chân sinh thái.
Fox lưu ý: "Với sự công nhận ngày càng tăng về vai trò của vi sinh vật đối với sức khỏe thực vật, cùng với các phương pháp tiếp cận công nghệ sinh học tiên tiến, giai đoạn này đã được đặt ra cho các phương pháp đổi mới có thể tối ưu hóa khả năng chống chịu stress và chất lượng cây trồng theo con đường thông minh và bền vững."
Nghiên cứu này là một phần của dự án EcoStack thuộc chương trình Horizon Europe của Liên minh Châu Âu. Bài báo nghiên cứu đã được công bố trên tạp chí Pest Management Science được đánh giá cao.