Các nhà nghiên cứu từ Đại học Nottingham đã xác định được các thành phần mới của hàng rào lignin trong rễ cây và chức năng cụ thể của protein dirigent (DP), nằm trong nội bì rễ giúp kiểm soát sự hấp thu nước và chất dinh dưỡng. Phát hiện của họ đã được công bố trên Science Direct.

Rễ cây hoạt động bằng cách hấp thụ các chất dinh dưỡng khoáng và nước từ đất, đồng thời kiểm soát sự cân bằng thích hợp của chúng trong cây. Sự kiểm soát này được thực hiện bởi một lớp mô rễ chuyên biệt gọi là nội bì.

Lớp nội bì chứa một rào cản đối với sự chuyển động của các chất hòa tan và nước được làm từ lignin, chất liệu tương tự có trong gỗ. Hàng rào không thấm nước này ngăn chặn sự di chuyển không kiểm soát của vật liệu vào rễ bằng cách hình thành một lớp bịt kín giữa các tế bào. Lớp bịt kín này đảm bảo con đường duy nhất để rễ hấp thụ chất dinh dưỡng và nước là thông qua các tế bào của nội bì. Điều này cho phép tế bào kiểm soát hoàn toàn những gì xâm nhập và rời khỏi cây thông qua rễ.

Nghiên cứu này đã xác định được các thành phần mới của bộ máy lắng đọng lignin tập trung vào chức năng của các protein dirigent (DP), nằm trong nội bì rễ. Những protein này hoạt động phối hợp với các thành phần điều hòa rễ được mô tả khác để định hướng và tổ chức sự lắng đọng lignin chính xác trong lớp nội bì cho phép cây đảm bảo nhận được sự cân bằng tối ưu các chất dinh dưỡng từ đất.

Tiến sĩ Gabriel Castrillo từ Trường Khoa học Sinh học của Đại học Nottingham, một trong những người đứng đầu nghiên cứu, cho biết: “Với nhiệt độ kỷ lục ở nhiều nơi trên thế giới trong năm nay và lượng mưa thất thường, điều quan trọng hơn bao giờ hết là hiểu được cơ chế của thực vật để chúng ta có thể có thể chứng minh chúng trong tương lai nhằm đảm bảo nguồn cung cấp thực phẩm trong tương lai. Nghiên cứu này cho thấy cách rễ cây điều chỉnh sự hấp thu nước và chất dinh dưỡng thông qua sự lắng đọng lignin, được điều chỉnh bởi DP. Nếu không có các protein này, khả năng bám dính thích hợp của rễ sẽ không được hoàn thiện và sự cân bằng dinh dưỡng trong cây bị tổn hại. Chúng ta có thể sử dụng kiến thức này để thiết kế cây trồng có thể phát triển với ít nước và phân bón hóa học hơn”.