How we can make crops survive without water | Jill Farrant

220,566 views ・ 2016-02-09

TED


Vui lòng nhấp đúp vào phụ đề tiếng Anh bên dưới để phát video.

Translator: Phuong Quach Reviewer: Vi Phan
00:12
I believe that the secret to producing extremely drought-tolerant crops,
0
12840
4216
Tôi tin rằng bí quyết để sản xuất ra những cây trồng chịu hạn cao,
00:17
which should go some way to providing food security in the world,
1
17080
3216
sẽ giúp đảm bảo nguồn lương thực trên thế giới,
00:20
lies in resurrection plants,
2
20320
2696
nằm ở loài cây tự hồi sinh,
00:23
pictured here, in an extremely droughted state.
3
23040
3136
như chụp ở đây, trong điều kiện hạn hán khắc nghiệt.
00:26
You might think that these plants look dead,
4
26200
2856
Có thể bạn nghĩ rằng những cái cây này có vẻ đã chết rồi,
00:29
but they're not.
5
29080
1296
nhưng không phải vậy.
00:30
Give them water,
6
30400
1456
Tưới nước cho chúng,
00:31
and they will resurrect, green up, start growing, in 12 to 48 hours.
7
31880
5440
chúng sẽ hồi sinh, xanh tươi trở lại, bắt đầu phát triển, từ 12 đến 48 tiếng.
00:38
Now, why would I suggest
8
38320
1296
Thế, tại sao tôi lại đề xuất
00:39
that producing drought-tolerant crops will go towards providing food security?
9
39640
4440
trồng cây chịu hạn sẽ giúp đảm bảo nguồn lương thực?
00:45
Well, the current world population is around 7 billion.
10
45040
3896
Dân số thế giới hiện nay khoảng 7 tỷ người.
00:48
And it's estimated that by 2050,
11
48960
2496
Uớc tính đến đến năm 2050,
00:51
we'll be between 9 and 10 billion people,
12
51480
2696
chúng ta sẽ có từ 9 đến 10 tỷ người,
00:54
with the bulk of this growth happening in Africa.
13
54200
2880
với sự tăng trưởng lớn về dân số diễn ra ở Châu Phi.
00:57
The food and agricultural organizations of the world
14
57880
2456
Các tổ chức nông lương trên thế giới
01:00
have suggested that we need a 70 percent increase
15
60360
3136
đã đề xuất rằng chúng ta cần tăng 70%
01:03
in current agricultural practice
16
63520
2176
tập quán nông nghiệp hiện thời
01:05
to meet that demand.
17
65720
1240
để đáp ứng nhu cầu đó.
01:07
Given that plants are at the base of the food chain,
18
67720
2696
Dựa vào thực vật là nền tảng của chuỗi thức ăn
01:10
most of that's going to have to come from plants.
19
70440
2320
phần lớn chuỗi thức ăn đều bắt nguồn từ thực vật.
01:13
That percentage of 70 percent
20
73360
2696
Tỷ lệ 70% đó
01:16
does not take into consideration the potential effects of climate change.
21
76080
4216
không xem xét đến tác động tiềm tàng của biến đổi khí hậu.
01:20
This is taken from a study by Dai published in 2011,
22
80320
4240
Theo một nghiên cứu do Dai thực hiện, xuất bản năm 2011,
01:25
where he took into consideration
23
85240
1936
trong đó ông đã xét đến
01:27
all the potential effects of climate change
24
87200
2376
tất cả ảnh hưởng tiềm tàng của biến đổi khí hậu
01:29
and expressed them -- amongst other things --
25
89600
2136
và ông cho rằng - giữa những thứ khác -
01:31
increased aridity due to lack of rain or infrequent rain.
26
91760
4616
hạn hán gia tăng do ít mưa hoặc mưa thất thường.
01:36
The areas in red shown here,
27
96400
1776
Những vùng đất tô đỏ ở đây,
01:38
are areas that until recently
28
98200
2056
là những vùng đất, mà cho đến nay,
01:40
have been very successfully used for agriculture,
29
100280
3176
được sử dụng hiệu quả trong nông nghiệp,
01:43
but cannot anymore because of lack of rainfall.
30
103480
2400
nhưng nay không thể sử dụng được vì thiếu mưa.
01:46
This is the situation that's predicted to happen in 2050.
31
106640
2920
Đây là tình huống được dự đoán sẽ xảy ra vào năm 2050.
01:50
Much of Africa, in fact, much of the world,
32
110840
2176
Phần lớn Châu Phi, thật ra, phần lớn 5 Châu,
01:53
is going to be in trouble.
33
113040
1896
sẽ gặp rắc rối.
01:54
We're going to have to think of some very smart ways of producing food.
34
114960
3656
Chúng ta sẽ phải xét đến một vài cách mau lẹ hơn để sản xuất lương thực.
01:58
And preferably among them, some drought-tolerant crops.
35
118640
3296
Và thích hợp hơn cả, một số cây trồng chịu hạn.
02:01
The other thing to remember about Africa is
36
121960
2056
Một điều nữa cần nhớ về Châu Phi là
02:04
that most of their agriculture is rainfed.
37
124040
2800
hầu hết nền công nghiệp của họ dựa vào nước mưa.
02:08
Now, making drought-tolerant crops is not the easiest thing in the world.
38
128080
3456
Trên thế giới, trồng các cây chịu hạn không phải điều dễ dàng.
02:11
And the reason for this is water.
39
131560
2416
Và lý do chính là nguồn nước.
02:14
Water is essential to life on this planet.
40
134000
3136
Nước cần thiết cho sự sống trên hành tinh này.
02:17
All living, actively metabolizing organisms,
41
137160
4135
Mọi sinh vật sống, tham gia quá trình chuyển hóa,
02:21
from microbes to you and I,
42
141320
2056
từ vi trùng đến bạn và tôi,
02:23
are comprised predominately of water.
43
143400
2336
được cấu tạo phần lớn từ nước.
02:25
All life reactions happen in water.
44
145760
2536
Mọi phản ứng của sự sống diễn ra trong nước.
02:28
And loss of a small amount of water results in death.
45
148320
3016
Chỉ cần thiếu hụt 1 lượng nước nhỏ cũng dẫn đến tử vong.
02:31
You and I are 65 percent water --
46
151360
2056
Trong cơ thể chúng ta 65% là nước--
02:33
we lose one percent of that, we die.
47
153440
1720
nếu mất đi 1% nước, chúng ta chết.
02:35
But we can make behavioral changes to avoid that.
48
155840
2720
Để tránh việc đó, ta có thể thay đổi hành vi
02:39
Plants can't.
49
159920
1576
Thực vật thì không thể.
02:41
They're stuck in the ground.
50
161520
1616
Thực vật bám vào đất.
02:43
And so in the first instance they have a little bit more water than us,
51
163160
3376
Vì thế giai đoạn đầu thực vật chứa khá nhiều nước so với chúng ta,
02:46
about 95 percent water,
52
166560
1256
khoảng 95% nước,
02:47
and they can lose a little bit more than us,
53
167840
2096
thực vật có thể mất một lượng nước nhiều hơn con người,
02:49
like 10 to about 70 percent, depending on the species,
54
169960
2960
từ 10 đến khoảng 70%, tùy loài,
02:54
but for short periods only.
55
174000
1360
nhưng chỉ trong chốc lát.
02:56
Most of them will either try to resist or avoid water loss.
56
176680
4176
Phần lớn thực vật sẽ hoặc chống lại hoặc ngăn chặn việc mất nước.
03:00
So extreme examples of resistors can be found in succulents.
57
180880
3936
Những ví dụ về cây chống mất nước có thể tìm thấy ở cây mọng nước.
03:04
They tend to be small, very attractive,
58
184840
2816
Loài cây này thường nhỏ, rất đẹp mắt,
03:07
but they hold onto their water at such great cost
59
187680
2736
nhưng việc chúng giữ nước dẫn đến bất lợi lớn
03:10
that they grow extremely slowly.
60
190440
2000
chúng phát triển cực kì chậm.
03:13
Examples of avoidance of water loss are found in trees and shrubs.
61
193440
4576
Ví dụ việc ngăn mất nước được tìm thấy ở cây gỗ và cây bụi.
03:18
They send down very deep roots,
62
198040
1576
Rễ của chúng bám sâu vào đất,
03:19
mine subterranean water supplies
63
199640
1696
mạch nước dưới lòng đất cung cấp
03:21
and just keep flushing it through them at all times,
64
201360
2456
và cứ liên tục súc rễ cây bằng nước,
03:23
keeping themselves hydrated.
65
203840
1856
và giữ cho chúng ẩm ướt.
03:25
The one on the right is called a baobab.
66
205720
1976
Cái cây ở bên phải là cây bao báp.
03:27
It's also called the upside-down tree,
67
207720
2056
Nó cũng được gọi là "cây lật ngược",
03:29
simply because the proportion of roots to shoots is so great
68
209800
3776
chỉ vì từ phần rễ đến phần chồi lớn
03:33
that it looks like the tree has been planted upside down.
69
213600
2696
đến nỗi nó có vẻ được trồng lật ngược.
03:36
And of course the roots are required for hydration of that plant.
70
216320
3240
Và tất nhiên bộ rễ hút nước cho cây.
03:40
And probably the most common strategy of avoidance is found in annuals.
71
220760
4520
Và có lẽ chiến lược ngăn chặn sự mất nước phổ biến nhất thường thấy ở cây hàng năm.
03:45
Annuals make up the bulk of our plant food supplies.
72
225840
3176
Cây hàng năm chiếm phần lớn trong nguồn thức ăn thực vật của ta.
03:49
Up the west coast of my country,
73
229040
1696
Dọc theo bờ biển phía tây nước tôi,
03:50
for much of the year you don't see much vegetation growth.
74
230760
3536
gần như cả năm, bạn không thấy thực vật phát triển.
03:54
But come the spring rains, you get this:
75
234320
2656
Nhưng khi mưa xuân đến, bạn thấy điều này:
03:57
flowering of the desert.
76
237000
1240
hoa nở trên sa mạc.
03:59
The strategy in annuals,
77
239000
1856
Chiến lược phát triển cây hàng năm
04:00
is to grow only in the rainy season.
78
240880
2360
là trồng vào mùa mưa,
04:03
At the end of that season they produce a seed,
79
243960
2296
Cuối mùa, chúng cho ra một hạt,
04:06
which is dry, eight to 10 percent water,
80
246280
2816
hạt đó khô, chiếm 8 - 10% lượng nước,
04:09
but very much alive.
81
249120
1656
nhưng còn sống.
04:10
And anything that is that dry and still alive,
82
250800
2896
Cây nào bị khô cằn mà vẫn còn sống,
04:13
we call desiccation-tolerant.
83
253720
1480
chúng tôi xem là chịu được hạn.
04:15
In the desiccated state,
84
255840
1416
Trong tình trạng khô hạn,
04:17
what seeds can do is lie in extremes of environment
85
257280
2656
điều giúp hạt sống là nằm im trong sự cực hạn của môi trường
04:19
for prolonged periods of time.
86
259960
1656
trong khoảng thời gian dài.
04:21
The next time the rainy season comes,
87
261640
2216
Lần tới, khi mùa mưa đến,
04:23
they germinate and grow,
88
263880
1496
chúng nảy mầm và sinh trưởng,
04:25
and the whole cycle just starts again.
89
265400
1880
và toàn bộ chu kỳ lại bắt đầu.
04:28
It's widely believed that the evolution of desiccation-tolerant seeds
90
268120
4056
Người ta tin rằng sự tiến hóa của hạt chịu hạn
04:32
allowed the colonization and the radiation
91
272200
2176
đã cho phép sự nảy nở và bức xạ
04:34
of flowering plants, or angiosperms, onto land.
92
274400
3520
của thực vật có hoa hay cây hạt kín lên trên mặt đất.
04:38
But back to annuals as our major form of food supplies.
93
278960
3160
Nhưng quay lại với cây hàng năm, nguồn cung cấp thực phẩm chính.
04:42
Wheat, rice and maize form 95 percent of our plant food supplies.
94
282800
4720
Lúa mì, gạo và ngô chiếm 95% nguồn cung cấp lương thực.
04:48
And it's been a great strategy
95
288480
1536
Đó là một chiến lược tuyệt vời
04:50
because in a short space of time you can produce a lot of seed.
96
290040
3176
vì trong khoảng thời gian ngắn bạn có thể sản xuất nhiều hạt.
04:53
Seeds are energy-rich so there's a lot of food calories,
97
293240
2620
Hạt giàu năng lượng nên có nhiều calo trong thực phẩm
04:55
you can store it in times of plenty for times of famine,
98
295884
3920
bạn có thể dự trữ hạt lúc đói kém,
05:00
but there's a downside.
99
300480
1240
nhưng có một bất lợi.
05:02
The vegetative tissues,
100
302560
1376
Tế bào thực vật,
05:03
the roots and leaves of annuals,
101
303960
2176
rễ và lá của cây hàng năm
05:06
do not have much
102
306160
1256
không có nhiều đặc điểm
05:07
by way of inherent resistance, avoidance or tolerance characteristics.
103
307440
4096
chống chọi hoặc chịu đựng do di truyền.
05:11
They just don't need them.
104
311560
1296
Chúng không cần đặc điểm đó.
05:12
They grow in the rainy season
105
312880
1416
Chúng phát triển vào mùa mưa
05:14
and they've got a seed to help them survive the rest of the year.
106
314320
3376
và để sống sót, chúng ra hạt trong thời gian còn lại của năm.
05:17
And so despite concerted efforts in agriculture
107
317720
2696
Vì vậy, mặc cho những nỗ lực hết mình trong nông nghiệp
05:20
to make crops with improved properties
108
320440
2536
để tạo ra cây trồng có cải tiến về tính chất
05:23
of resistance, avoidance and tolerance --
109
323000
2176
như sức chống chịu, khiếm khuyết và chịu đựng
05:25
particularly resistance and avoidance
110
325200
1896
đặc biệt là sức chống chịu và khiếm khuyết
05:27
because we've had good models to understand how those work --
111
327120
2896
vì chúng tôi có mô hình khả dĩ hiểu về cách thức hoạt động
05:30
we still get images like this.
112
330040
2336
của các tính chất đó nên sẽ hình dung như sau,
05:32
Maize crop in Africa,
113
332400
1456
Cánh đồng ngô ở Châu Phi,
05:33
two weeks without rain
114
333880
1416
trong hai tuần không mưa
05:35
and it's dead.
115
335320
1200
và đồng ngô chết.
05:37
There is a solution:
116
337560
1240
Có một giải pháp:
05:39
resurrection plants.
117
339520
1240
loài cây chịu hạn.
05:41
These plants can lose 95 percent of their cellular water,
118
341320
3776
Loài cây này có thể mất 95% lượng nước trong tế bào,
05:45
remain in a dry, dead-like state for months to years,
119
345120
3856
duy trì tình trạng khô và "như-chết - rồi" nhiều tháng đến nhiều năm.
05:49
and give them water,
120
349000
1736
và khi được tưới nước
05:50
they green up and start growing again.
121
350760
1880
chúng xanh tươi và bắt đầu phát triển trở lại
05:53
Like seeds, these are desiccation-tolerant.
122
353560
3296
Giống như hạt cây, chúng chịu được hạn.
05:56
Like seeds, these can withstand extremes of environmental conditions.
123
356880
4120
Giống như hạt cây, chúng có thể chịu được điều kiện môi trường khắc nghiệt nhất.
06:01
And this is a really rare phenomenon.
124
361760
2016
Và đây là hiện tượng rất hiếm xảy ra.
06:03
There are only 135 flowering plant species that can do this.
125
363800
4376
Chỉ có 135 loài cây có hoa làm được điều này.
06:08
I'm going to show you a video
126
368200
1416
Tôi sẽ cho bạn xem một video
06:09
of the resurrection process of these three species
127
369640
2616
về quá trình hồi sinh của ba loài cây trên
06:12
in that order.
128
372280
1216
theo thứ tự.
06:13
And at the bottom,
129
373520
1256
Và ở dưới
06:14
there's a time axis so you can see how quickly it happens.
130
374800
2736
có trục thời gian, bạn có thể thấy nó diễn ra nhanh ra sao.
06:56
(Applause)
131
416160
2040
(Vỗ tay)
07:02
Pretty amazing, huh?
132
422240
1536
Rất đáng ngạc nhiên, đúng không?
07:03
So I've spent the last 21 years trying to understand how they do this.
133
423800
4216
Tôi đã dành 21 năm qua cố gắng để hiểu cách chúng làm được điều này.
07:08
How do these plants dry without dying?
134
428040
2400
Cách nào mà các loài cây này khô héo mà vẫn sống?
07:11
And I work on a variety of different resurrection plants,
135
431080
2776
Tôi nghiên cứu nhiều loài cây chịu hạn khác nhau,
07:13
shown here in the hydrated and dry states,
136
433880
2416
được chiếu ở đây trong tình trạng khô và ngậm nước,
07:16
for a number of reasons.
137
436320
1456
vì nhiều lý do.
07:17
One of them is that each of these plants serves as a model
138
437800
2856
Một trong số đó là mỗi cây này là một mô hình tượng trưng
07:20
for a crop that I'd like to make drought-tolerant.
139
440680
2376
cho một cánh đồng chịu hạn mà tôi muốn gieo trồng.
07:23
So on the extreme top left, for example, is a grass,
140
443080
2936
Ví dụ, ở phía trên cùng bên trái là một đồng cỏ,
07:26
it's called Eragrostis nindensis,
141
446040
2256
có tên là Ersgrostis nindensis,
07:28
it's got a close relative called Eragrostis tef --
142
448320
2376
Nó có họ hàng gần tên là Eragrostis tef --
07:30
a lot of you might know it as "teff" --
143
450720
2016
nhiều người có thể biết với tên "teff" --
07:32
it's a staple food in Ethiopia,
144
452760
1736
là thức ăn chính ở Ethiopia,
07:34
it's gluten-free,
145
454520
1256
không có gluten,
07:35
and it's something we would like to make drought-tolerant.
146
455800
3016
và chúng tôi muốn làm cho nó chịu được hạn.
07:38
The other reason for looking at a number of plants,
147
458840
2416
Lý do khác để tìm hiểu một số loài cây là
07:41
is that, at least initially,
148
461280
1376
ít nhất thì ban đầu,
07:42
I wanted to find out: do they do the same thing?
149
462680
2256
tôi muốn biết rằng: chúng có đặc điểm giống nhau?
07:44
Do they all use the same mechanisms
150
464960
1696
Chúng có sử dụng cùng cơ chế
07:46
to be able to lose all that water and not die?
151
466680
2576
có khả năng mất nước mà không chết?
07:49
So I undertook what we call a systems biology approach
152
469280
2696
Vì thế tôi thực hiện phương pháp tiếp cận hệ thống sinh học
07:52
in order to get a comprehensive understanding
153
472000
2176
để có cách hiểu thấu đáo hơn
07:54
of desiccation tolerance,
154
474200
2016
về khả năng chịu hạn,
07:56
in which we look at everything
155
476240
1456
và chúng tôi xét tất cả
07:57
from the molecular to the whole plant, ecophysiological level.
156
477720
2912
từ phân tử cho đến toàn bộ cây, rồi đến sinh lý môi trường.
08:00
For example we look at things like
157
480657
1634
Ví dụ, chúng tôi xem xét các đặc điểm như
08:02
changes in the plant anatomy as they dried out
158
482316
2197
các thay đổi ở giải phẫu thực vật khi khô héo
08:04
and their ultrastructure.
159
484537
1239
và cấu trúc siêu vi.
08:05
We look at the transcriptome, which is just a term for a technology
160
485800
3176
Chúng tôi xem xét hệ phiên mã, đó là một thuật ngữ công nghệ
08:09
in which we look at the genes
161
489000
1416
ở đó chúng tôi nghiên cứu gen
08:10
that are switched on or off, in response to drying.
162
490440
2416
khởi động và kết thúc phản ứng theo sự khô héo.
08:12
Most genes will code for proteins, so we look at the proteome.
163
492880
3216
Phần lớn gen sẽ tổng hợp protein, nên chúng tôi xem xét hệ protein.
08:16
What are the proteins made in response to drying?
164
496120
2400
Protein gì được tổng hợp khi cây khô héo?
08:19
Some proteins would code for enzymes which make metabolites,
165
499480
3896
Một số protein sẽ tạo ra enzyme tạo nên chất chuyển hóa,
08:23
so we look at the metabolome.
166
503400
1576
nên chúng tôi xét hệ chuyển hóa.
08:25
Now, this is important because plants are stuck in the ground.
167
505000
3296
Điều này quan trọng vì cây bám vào đất.
08:28
They use what I call a highly tuned chemical arsenal
168
508320
4096
Chúng sử dụng cái mà tôi gọi là vũ khí hóa học thích ứng cao
08:32
to protect themselves from all the stresses of their environment.
169
512440
3416
để bảo vệ chúng khỏi sức ép của môi trường.
08:35
So it's important that we look
170
515880
1496
Quan trọng là chúng tôi xem xét
08:37
at the chemical changes involved in drying.
171
517400
2440
thay đổi hóa học xảy ra khi cây khô héo.
08:40
And at the last study that we do at the molecular level,
172
520520
2656
Trong nghiên cứu gần đây, chúng tôi làm ở cấp phân tử,
08:43
we look at the lipidome --
173
523200
1256
quan sát hạt mỡ --
08:44
the lipid changes in response to drying.
174
524480
2055
lipid thay đổi theo sự khô héo.
08:46
And that's also important
175
526559
1257
Điều đó cũng quan trọng
08:47
because all biological membranes are made of lipids.
176
527840
2815
vì toàn bộ màng sinh học đều do lipid tạo ra.
08:50
They're held as membranes because they're in water.
177
530679
2577
Lipid giữ như các màng mỏng khi chúng trong nước.
08:53
Take away the water, those membranes fall apart.
178
533280
2240
Bị tách khỏi nước, các màng mỏng cũng rời ra.
08:56
Lipids also act as signals to turn on genes.
179
536240
3040
Lipid cũng đóng vai trò dấu hiệu để khởi động gen.
09:00
Then we use physiological and biochemical studies
180
540200
2696
Sau đó, chúng tôi nghiên cứu về sinh lý học và sinh hóa
09:02
to try and understand the function of the putative protectants
181
542920
3216
để thử nghiệm và hiểu được vai trò của các tế bào bảo vệ giả định
09:06
that we've actually discovered in our other studies.
182
546160
2936
trong các nghiên cứu khác của mình chúng tôi thật sự phát hiện ra
09:09
And then use all of that to try and understand
183
549120
2176
Sau đó, tổng hợp lại để thử nghiệm và hiểu
09:11
how the plant copes with its natural environment.
184
551320
2320
thực vật đối phó với môi trường tự nhiên ra sao.
09:15
I've always had the philosophy that I needed a comprehensive understanding
185
555480
4336
Tôi luôn có một triết lý rằng tôi cần hiểu một cách thấu đáo
09:19
of the mechanisms of desiccation tolerance
186
559840
2256
cơ chế chống chịu hạn
09:22
in order to make a meaningful suggestion for a biotic application.
187
562120
3840
để đưa ra những đề xuất có ích cho ứng dụng sinh vật.
09:27
I'm sure some of you are thinking,
188
567000
1656
Tôi chắc rằng bạn đang nghĩ,
09:28
"By biotic application,
189
568680
1256
"Bằng ứng dụng sinh vật
09:29
does she mean she's going to make genetically modified crops?"
190
569960
2920
bà ấy đang định tạo ra cây trồng biến đổi gen phải không?"
09:34
And the answer to that question is:
191
574240
1696
Và câu trả lời cho câu hỏi là:
09:35
depends on your definition of genetic modification.
192
575960
2381
tùy vào cách bạn định nghĩa biến đổi gen.
09:39
All of the crops that we eat today, wheat, rice and maize,
193
579200
2816
Tất cả cây trồng chúng ta ăn hiện nay, lúa mì, gạo và ngô,
09:42
are highly genetically modified from their ancestors,
194
582040
3216
đều biến đổi gen rất nhiều so với tổ tiên của chúng,
09:45
but we don't consider them GM
195
585280
1976
nhưng chúng ta không xem là biến đổi gen
09:47
because they're being produced by conventional breeding.
196
587280
2640
vì chúng được sản xuất theo sự sinh sản thông thường.
09:50
If you mean, am I going to put resurrection plant genes into crops,
197
590880
3776
Nếu bạn có ý đó, tôi sẽ đưa gen của loài cây bất tử vào cây trồng?
09:54
your answer is yes.
198
594680
1296
Câu trả lời là đúng thế.
09:56
In the essence of time, we have tried that approach.
199
596000
3136
Theo thời gian, chúng tôi đã thử cách đó.
09:59
More appropriately, some of my collaborators at UCT,
200
599160
2856
Đúng hơn là, một trong số các cộng tác viên của tôi ở UCT,
10:02
Jennifer Thomson, Suhail Rafudeen,
201
602040
1936
Jennifer Thomson, Suhail Rafudeen,
10:04
have spearheaded that approach
202
604000
1616
đã tiên phong áp dụng cách đó
10:05
and I'm going to show you some data soon.
203
605640
1953
và tôi sẽ sớm cho bạn thấy số liệu.
10:09
But we're about to embark upon an extremely ambitious approach,
204
609200
4016
Nhưng chúng tôi dự định thực hiện phương pháp đó đầy tham vọng,
10:13
in which we aim to turn on whole suites of genes
205
613240
3456
mà chúng tôi nhắm đến việc khởi động toàn bộ hệ gen
10:16
that are already present in every crop.
206
616720
2696
sẵn có ở mỗi cây trồng.
10:19
They're just never turned on under extreme drought conditions.
207
619440
2905
Chúng chỉ không bao giờ tháo xoắn dưới điều kiện cực khô hạn.
10:22
I leave it up to you to decide
208
622800
1456
Tôi để bạn quyết định
10:24
whether those should be called GM or not.
209
624280
1953
làm vậy có nên gọi là biến đổi gen không.
10:27
I'm going to now just give you some of the data from that first approach.
210
627560
3456
Tôi sẽ cho bạn xem số liệu của phương án đầu tiên.
10:31
And in order to do that
211
631040
1256
Và để làm điều đó
10:32
I have to explain a little bit about how genes work.
212
632320
2656
tôi phải giải thích một chút về hoạt động của gen.
10:35
So you probably all know
213
635000
1256
Có lẽ bạn đều biết
10:36
that genes are made of double-stranded DNA.
214
636280
2056
gen gồm hai đoạn ADN đôi.
10:38
It's wound very tightly into chromosomes
215
638360
1936
ADN xoắn chặt thành nhiễm sắc thể
10:40
that are present in every cell of your body or in a plant's body.
216
640320
3160
hiện diện ở mỗi tế bào của cơ thể bạn hoặc cơ thể thực vật.
10:44
If you unwind that DNA, you get genes.
217
644080
3080
Nếu bạn tháo xoắn ADN, bạn nhận được gen.
10:47
And each gene has a promoter,
218
647840
2456
Và mỗi gen có 1 vùng khởi động
10:50
which is just an on-off switch,
219
650320
2376
chỉ là nút tắt-mở,
10:52
the gene coding region,
220
652720
1416
vùng mã hóa gene
10:54
and then a terminator,
221
654160
1256
và vùng kết thúc,
10:55
which indicates that this is the end of this gene, the next gene will start.
222
655440
3600
là vùng cho thấy đây là phần cuối của gen, gen kế tiếp sẽ bắt đầu.
10:59
Now, promoters are not simple on-off switches.
223
659720
2896
Vùng khởi động không đơn giản chỉ là nút tắt-mở.
11:02
They normally require a lot of fine-tuning,
224
662640
2696
Chúng thường cần tinh chỉnh nhiều,
11:05
lots of things to be present and correct before that gene is switched on.
225
665360
4040
nhiều thành phần hiện diện và chuẩn xác trước khi gen được mở lên.
11:10
So what's typically done in biotech studies
226
670240
3056
Điều tiêu biểu đạt được trong nghiên cứu công nghệ sinh học là
11:13
is that we use an inducible promoter,
227
673320
1816
chúng tôi dùng vùng khởi động cảm ứng
11:15
we know how to switch it on.
228
675160
1576
chúng tôi biết cách khởi động nó.
11:16
We couple that to genes of interest
229
676760
2016
Ghép cặp gen chúng tôi quan tâm
11:18
and put that into a plant and see how the plant responds.
230
678800
2680
chuyển vào cây trồng và xem xem chúng phản ứng ra sao.
11:22
In the study that I'm going to talk to you about,
231
682120
2576
Trong nghiên cứu tôi định cho bạn biết,
11:24
my collaborators used a drought-induced promoter,
232
684720
2456
cộng tác viên của tôi dùng chất hoạt hóa chịu hạn,
11:27
which we discovered in a resurrection plant.
233
687200
2416
mà chúng tôi đã phát hiện ở cây bất tử.
11:29
The nice thing about this promoter is that we do nothing.
234
689640
3136
Điều thú vị về vùng khởi động là chúng tôi không làm gì cả.
11:32
The plant itself senses drought.
235
692800
2080
Tự cây trồng cảm nhận hạn hán.
11:35
And we've used it to drive antioxidant genes from resurrection plants.
236
695600
5096
Chúng tôi dùng chất hoạt hóa điều khiển gen chống oxy hóa từ cây bất tử.
11:40
Why antioxidant genes?
237
700720
1856
Tại sao lại là gen chống oxy hóa?
11:42
Well, all stresses, particularly drought stress,
238
702600
3056
Vâng, tất cả áp lực, đặc biệt là áp lực từ hạn hán,
11:45
results in the formation of free radicals,
239
705680
2296
dẫn đến sự hình thành gốc tự do,
11:48
or reactive oxygen species,
240
708000
2336
hoặc loài có phản ứng hóa học với oxy,
11:50
which are highly damaging and can cause crop death.
241
710360
2720
gây thiệt hại cao và có thể làm chết cây.
11:53
What antioxidants do is stop that damage.
242
713680
2600
Chất chống oxy hóa làm gì để chấm dứt thiệt hại đó?
11:57
So here's some data from a maize strain that's very popularly used in Africa.
243
717360
3896
Đây là vài số liệu từ giống ngô được sử dụng rất phổ biến ở Châu Phi.
12:01
To the left of the arrow are plants without the genes,
244
721280
3296
Ở bên trái mũi tên là cây trồng không có gen này,
12:04
to the right --
245
724600
1256
ở bên phải --
12:05
plants with the antioxidant genes.
246
725880
2056
là cây trồng với gen chống oxy hóa.
12:07
After three weeks without watering,
247
727960
1816
Sau ba tuần không tưới nước,
12:09
the ones with the genes do a hell of a lot better.
248
729800
2480
những cây mang gen phát triển rất tốt.
12:13
Now to the final approach.
249
733720
1336
Về cách tiếp cận cuối cùng.
12:15
My research has shown that there's considerable similarity
250
735080
3536
Nghiên cứu của tôi cho thấy sự giống nhau một cách rõ rệt
12:18
in the mechanisms of desiccation tolerance in seeds and resurrection plants.
251
738640
4416
trong cơ chế chịu hạn trong hạt và cây bất tử.
12:23
So I ask the question,
252
743080
1416
Tôi sẽ đặt ra một câu hỏi,
12:24
are they using the same genes?
253
744520
1440
chúng chung bộ gen không?
12:26
Or slightly differently phrased,
254
746480
2256
Hay nói cách khác,
12:28
are resurrection plants using genes evolved in seed desiccation tolerance
255
748760
4496
cây chịu hạn dùng gen tiến hóa trong hạt chịu hạn
12:33
in their roots and leaves?
256
753280
1256
trong rễ và lá của chúng?
12:34
Have they retasked these seed genes
257
754560
2056
Chúng giao nhiệm vụ lại cho hạt giống gen
12:36
in roots and leaves of resurrection plants?
258
756640
2040
trong rễ và lá cây chịu hạn hay không?
12:39
And I answer that question,
259
759760
1856
Và tôi trả lời câu hỏi đó,
12:41
as a consequence of a lot of research from my group
260
761640
2416
nhờ kết quả từ nhiều cuộc nghiên cứu của nhóm mình
12:44
and recent collaborations from a group of Henk Hilhorst in the Netherlands,
261
764080
3536
và sự hợp tác gần đây từ nhóm Henk Hilhorst ở Hà Lan,
12:47
Mel Oliver in the United States
262
767640
1576
Mel Olivier ở Mỹ
12:49
and Julia Buitink in France.
263
769240
2600
và Julia Buitink ở Pháp.
12:51
The answer is yes,
264
771880
1416
Câu trả lời là có,
12:53
that there is a core set of genes that are involved in both.
265
773320
2856
có một bộ gen thiết yếu tham gia vào cả hai việc đó.
12:56
And I'm going to illustrate this very crudely for maize,
266
776200
3416
Tôi sẽ diễn giải sơ qua điều này ở ngô,
12:59
where the chromosomes below the off switch
267
779640
2416
nơi nhiễm sắc thể nằm dưới nút tắt
13:02
represent all the genes that are required for desiccation tolerance.
268
782080
3575
đại diện cho toàn bộ gen cần thiết cho sự chịu hạn.
13:05
So as maize seeds dried out at the end of their period of development,
269
785680
4256
Khi hạt ngô khô lại vào cuối thời kỳ phát triển,
13:09
they switch these genes on.
270
789960
1360
chúng khởi động các gen này.
13:12
Resurrection plants switch on the same genes
271
792680
2896
Cây bất tử khởi động cùng một bộ gen
13:15
when they dry out.
272
795600
1656
khi chúng khô héo.
13:17
All modern crops, therefore,
273
797280
1776
Do đó, những cây trồng hiện nay,
13:19
have these genes in their roots and leaves,
274
799080
2056
có các bộ gen này ở rễ và lá của chúng,
13:21
they just never switch them on.
275
801160
1736
chúng chưa bao giờ khởi động gen.
13:22
They only switch them on in seed tissues.
276
802920
1960
Chúng chỉ khởi động gen ở mô hạt.
13:25
So what we're trying to do right now
277
805440
1736
Vậy những gì chúng cần làm bây giờ
13:27
is to understand the environmental and cellular signals
278
807200
2616
là hiểu dấu hiệu của môi trường và tế bào
13:29
that switch on these genes in resurrection plants,
279
809840
2440
dấu hiệu mà khởi động gen ở cây bất tử,
13:33
to mimic the process in crops.
280
813280
1760
để bắt chước quá trình diễn ra ở ngô.
13:35
And just a final thought.
281
815680
1736
Và chỉ một ý tưởng cuối cùng.
13:37
What we're trying to do very rapidly
282
817440
2216
Chúng tôi đang cố gắng làm thật nhanh chóng
13:39
is to repeat what nature did in the evolution of resurrection plants
283
819680
3816
đó là lặp lại những gì tự nhiên đã làm trong sự tiến hóa ở cây chịu hạn
13:43
some 10 to 40 million years ago.
284
823520
1840
khoảng 10 đến 40 triệu năm về trước.
13:46
My plants and I thank you for your attention.
285
826160
2496
Tôi cùng cây trồng của mình cảm ơn sự chú ý của bạn.
13:48
(Applause)
286
828680
6235
(Vỗ tay)
Về trang web này

Trang web này sẽ giới thiệu cho bạn những video YouTube hữu ích cho việc học tiếng Anh. Bạn sẽ thấy các bài học tiếng Anh được giảng dạy bởi các giáo viên hàng đầu từ khắp nơi trên thế giới. Nhấp đúp vào phụ đề tiếng Anh hiển thị trên mỗi trang video để phát video từ đó. Phụ đề cuộn đồng bộ với phát lại video. Nếu bạn có bất kỳ nhận xét hoặc yêu cầu nào, vui lòng liên hệ với chúng tôi bằng biểu mẫu liên hệ này.

https://forms.gle/WvT1wiN1qDtmnspy7