Ruột của động vật giống với vùng đất quanh rễ ở thực vật ở một vài khía cạnh. Một số chức năng đường ruột của vật chủ được điều chỉnh bởi các vi sinh vật sống trong ruột. Việc ăn uống và chế độ ăn đã làm thay đổi hệ vi sinh vật đường ruột của người và chuột dao động trong ngày. Sự bất hoạt của các gene đồng hồ phân tử (đồng hồ sinh học) đã dẫn đến chứng loạn khuẩn đường ruột trên động vật. Thực vật bẩm sinh có khả năng ước lượng thời gian trong vòng 24 giờ để đồng bộ hóa các sự kiện sinh học thông qua đồng hồ sinh học. Hình thức quang hợp và các hoạt động sinh lý khác của thực vật cũng có thể làm thay đổi hệ vi sinh vật vùng rễ tương tự như động vật.
Nhịp sinh học ở thực vật điều chỉnh các con đường trao đổi chất trung tâm của cacbon, sự biểu hiện của gen, chức năng khí khổng và hiện tượng quang chu kỳ liên quan đến sinh sản theo mùa. Đồng hồ này cho thấy sự thay đổi để đáp ứng với sự biến đổi tự nhiên giữa các loài dẫn đến hiệu suất và sự thích ứng của từng cá thể. Nó cũng tăng cường khả năng thích nghi của thực vật với các môi trường khác nhau bằng cách điều chỉnh các trạng thái sinh lý và phát triển theo định kỳ. Ngay cả các mầm bệnh thực vật cũng điều chỉnh vòng đời để phản ứng với sự trao đổi chất hàng ngày của cây chủ. Do đó, nó đóng vai trò như một động lực thích ứng hấp dẫn của sự sống trên trái đất. Rõ ràng, đó là sự trợ giúp nội sinh trong việc tuân thủ về thời gian cả ngày và đêm cho tất cả các sinh vật sống. Các sinh vật quang hợp ghi lại hoạt động như vậy để phản ứng với các bước sóng ánh sáng khác nhau khi chúng sử dụng ánh sáng làm nguồn năng lượng. Chúng bắt buộc phải thích nghi với các biến động ánh sáng hàng ngày vào theo mùa, được coi như một lực chọn lọc để xác định thời gian theo cách sinh học.
Danh sách các quy trình sinh lý của cây trồng được điều tiết bởi nhịp sinh học ngày càng tăng; nó đóng một vai trò quan trọng trong việc biểu hiện gen, nồng độ ico cytosolic, quá trình phosphoryl hóa protein, chuyển động của lục lạp, điều hòa khí khổng, kéo dài thân mềm, chuyển động của lá và lá mầm, sản xuất hormone, sự thích ứng và khả năng đáp ứng. Người ta cũng ghi nhận vai trò của nhịp sinh học trong việc đồng bộ hóa các quá trình phát triển như thời gian ra hoa. Bất kỳ thay đổi nào trong các gen liên quan đến đồng hồ cũng làm thay đổi sự kiểm soát quang kỳ của sự ra hoa. Trong những năm qua, thậm chí sự kéo dài thân, áp suất rễ, tiềm năng màng tế bào và trao đổi CO2 cũng được đưa vào danh sách. Sự thoát hơi nước một cách nhịp nhàng đã phản ánh được sự kiểm soát nhịp nhàng của tế bào bởi các tế bào bảo vệ và phụ trợ điều chỉnh quá trình đồng hóa CO2 và thoát hơi nước qua các lỗ khí khổng.
Cơ chế tóm tắt của nhịp sinh học trong thực vật
Giống như ở các sinh vật khác, hệ thống sinh học ở thực vật bao gồm con đường dẫn truyền đầu vào để cung cấp các thông tin về thời gian từ môi trường đến đồng hồ, cơ chế dao động từ trung tâm thực vật và tập hợp các con đường mà thông qua đó thông tin thời gian do đồng hồ cung cấp được sử dụng để tạo ra nhịp điệu ổn định trong một số quá trình. Trong suốt quá trình phát triển, các tế bào thụ cảm quang của thực vật đã phát triển khả năng phát hiện ánh sáng trên một dải bước sóng lớn và truyền các gen đặc trưng cho tín hiệu điều chỉnh đồng hồ sinh học. Có ba loại chính: phytochromes, có khả năng hấp thụ vùng màu đỏ và vùng ánh sáng đỏ xa của quang phổ điện tử, và các cryptochromes và phototropin hấp thụ cùng quang phổ màu xanh lam và UV A.
Kết luận
Tương tác giữa hệ vi sinh vật vùng đất xung quanh rễ và thực vật có liên quan rất cao vì hệ vi sinh vật có ảnh hưởng mạnh mẽ đến sự phát triển và sinh khối của thực vật, từ đó cung cấp thông tin cho các nghiên cứu sâu hơn về sự thích nghi, thực hành nông học và sự bảo toàn cần thiết cho nông nghiệp bền vững. Biến đổi khí hậu và sự nóng lên toàn cầu là những mối đe dọa lớn đối với các sinh vật sống, dẫn đến những thay đổi trong quá trình tiến hóa bình thường. Đó là một sự tiến hóa nhân tạo cưỡng bức; tất yếu tất cả các sinh vật phải đáp ứng và chấp nhận. Đặc biệt là lượng CO2 tăng cao và kiểu bức xạ ánh sáng đang ảnh hưởng đến một số hiện tượng tự nhiên bao gồm các tương tác của vi sinh vật ở vùng đất quanh rễ.
Nếu sự hài hòa này không được hiểu và tích hợp với hiệu suất của chế phẩm sinh học trên đồng ruộng, thì tác động mong muốn của chế phẩm sinh học đối với sự phát triển của cây trồng sẽ bị ảnh hưởng một cách tự nhiên. Đây là thời điểm thích hợp để đánh giá hiệu quả của tất cả các chế phẩm sinh học với các phản ứng nhịp sinh học của từng cây. Các gen quy định nhịp sinh học rất nhạy cảm và được điều chỉnh bởi một số thông số môi trường. Những thay đổi trong nhịp sinh học làm thay đổi cấu trúc quần xã sinh vật tại vùng đất quanh rễ do thay đổi dòng trong ngày của cacbon, nước hoặc chất dinh dưỡng từ rễ cây. Sự sai lệch của đồng hồ sẽ mang lại sự khác biệt trong cấu trúc quần xã sinh vật vùng đất quanh rễ nói chung và sự thay đổi trong các đơn vị phân loại hiếm nói riêng, dẫn đến sự khác biệt về chức năng cộng đồng vi sinh vật cần thiết cho các hoạt động của cây. Đây là thời điểm thích hợp để hiểu các gen đồng hồ liên quan đến thực vật, sau đó có thể phát triển hệ vi sinh vật vùng đất quanh rễ, hệ vi sinh vật thích hợp hoặc chế phẩm sinh học để tăng các quá trình thực vật liên quan đến sức khỏe, tăng trưởng và năng suất của thực vật.
(Trích nguồn: Phân bón sinh học cho nông nghiệp bền vững và môi trường – Tác giả: TS. Nguyễn Thị Ngọc Trúc)
Quý khách hàng quan tâm đến sản phẩm đạm hữu cơ Hươu Xanh có thể đặt mua ngay tại đây hoặc liên hệ hotline 0358782777 để được tư vấn về sản phẩm một cách chu đáo nhất!
