Brassinosteroid giúp cây chịu lạnh, nóng: cơ chế và rủi ro

Một đợt rét đột ngột đầu vụ hoặc vài ngày nắng gắt đúng lúc ra hoa có thể làm cây chững lại cả tháng. Brassinosteroid (BR), nhóm hoóc-môn thực vật có khung steroid, được nghiên cứu khá nhiều như một cách giúp cây bớt sốc trong những tình huống này. Bài viết tóm tắt điều tài liệu khoa học nói được, và cả những điều chưa nói được, để nhà vườn không kỳ vọng quá mức.

Brassinosteroid hoạt động thế nào

Trong thí nghiệm, dạng được dùng nhiều nhất là 24-epibrassinolide (EBR). Theo bài tổng quan của Anwar và cộng sự (Biological Research, 2018), tế bào nhận tín hiệu BR qua thụ thể BRI1 trên màng. Chuỗi truyền tin phía sau làm các yếu tố phiên mã BZR1 và BES1 tích lũy rồi vào nhân, điều khiển hàng nghìn gen phản ứng với BR.

Ở góc độ chống chịu, các tác giả ghi nhận BR liên quan đến việc tăng hoạt tính các enzym chống oxy hóa (SOD, POD, CAT, GR, APX), giữ hàm lượng diệp lục, duy trì khả năng quang hợp và bảo vệ màng tế bào.

Khi trời nóng: thí nghiệm trên dưa lưới

Nhóm của Zhang (Photosynthetica, 2013) phun lá EBR ở nhiều nồng độ cho cây con dưa lưới thuộc hai giống, một giống chịu nóng và một giống nhạy nóng, rồi cho chịu nhiệt độ cao. Mức 1,0 mg/L cho kết quả tốt nhất: giảm rõ rệt tình trạng sinh trưởng bị kìm hãm vì nóng ở cả hai giống.

Phân tích sâu hơn cho thấy EBR làm giảm mức sụt của hàm lượng diệp lục, tốc độ quang hợp ròng, độ dẫn khí khổng và hiệu suất lượng tử tối đa của hệ quang hóa II (Fv/Fm). Tác giả kết luận EBR giảm thiệt hại chủ yếu nhờ giữ được quang hợp của lá. Cần lưu ý đây là cây con trong điều kiện thí nghiệm có kiểm soát, và 1,0 mg/L là mức tốt nhất trong dải đã thử trên dưa lưới, không phải khuyến cáo cho cây khác.

Khi trời lạnh: cà chua, ớt, dưa leo

Với stress lạnh, tổng quan của Anwar cho biết bằng chứng chủ yếu đến từ ớt, cà chua và dưa leo: BR ngoại sinh được báo cáo giúp bảo vệ diệp lục, quang hợp và độ toàn vẹn của màng, đồng thời hỗ trợ hệ chống oxy hóa. Các tác giả đề xuất BR tác động một phần qua nhóm yếu tố CBF và phối hợp với axit salicylic, jasmonate, ethylene.

Một nghiên cứu trên cà chua của Hu và cộng sự (Biologia Plantarum, 2022) cho thấy EBR bảo vệ quang hợp khi cây bị lạnh, giữ ổn định chuỗi truyền điện tử và chức năng hệ quang hóa II.

Vì sao không có một liều chung

Tổng quan của Ahammed và cộng sự (Current Protein & Peptide Science, 2015) nhấn mạnh phản ứng của cây với BR phụ thuộc chặt vào nồng độ, và nồng độ tối ưu thay đổi theo loài, giai đoạn phát triển lẫn điều kiện môi trường. Chính các tác giả cũng thừa nhận còn những kết quả trái ngược nhau và cách dùng (liều, phương thức) giữa các nghiên cứu chưa thống nhất.

Bài của Anwar còn lưu ý nồng độ rất thấp thì thúc sinh trưởng, còn mức cao có thể bất lợi ở giai đoạn đầu, tức phản ứng có thể hai pha: có lợi ở mức thấp, hại ở mức cao. Vì vậy cách an toàn là dùng theo nồng độ ghi trên nhãn của chế phẩm cụ thể, không tự nâng liều vì nghĩ nhiều hơn sẽ chịu lạnh, nóng tốt hơn.

Rủi ro và giới hạn cần biết

• Quá liều có thể phản tác dụng. Do phản ứng phụ thuộc nồng độ, tăng liều không đảm bảo tăng khả năng chống chịu, thậm chí có thể ức chế sinh trưởng.

• Phần lớn dữ liệu là cây con, buồng sinh trưởng hoặc nhà kính. Kết quả ngoài đồng, với cây lớn và stress kéo dài, có thể khác.

• BR không thay được biện pháp canh tác. Che chắn, tủ gốc, tưới giữ ẩm hợp lý, thoát nước tốt và chọn giống phù hợp vẫn là nền tảng.

Gợi ý áp dụng thận trọng

Nếu dự báo có đợt rét hoặc nắng nóng, nhà vườn có thể cân nhắc phun phòng ngừa trước đợt stress theo nhãn, kết hợp các biện pháp che chắn và tưới tiêu. Nên thử trước trên một nhóm cây nhỏ, giữ lại một nhóm đối chứng không phun để so sánh. Với nguyên liệu brassinolide dạng bột tan, nhà vườn có thể tham khảo Brassinolide 0.15% và đọc kỹ hướng dẫn pha, tương thích trước khi phối với chất khác.

Lưu ý an toàn

• Đọc kỹ nhãn: nồng độ, thời điểm, cây trồng được phép dùng và thời gian cách ly theo nhãn.

• Mang đồ bảo hộ khi pha và phun; không để thuốc dính vào nguồn nước.

• Thử trên vài cây trước, quan sát 3 đến 5 ngày rồi mới phun rộng.

Tóm lại

Brassinosteroid là hướng hỗ trợ cây chịu lạnh và nóng có cơ sở khoa học, chủ yếu thông qua việc giữ quang hợp và hệ chống oxy hóa. Tuy vậy, nồng độ tối ưu khác nhau theo loài và giai đoạn, nhiều số liệu đến từ cây con trong điều kiện kiểm soát, và dùng quá liều có thể phản tác dụng. Hãy xem BR là một công cụ bổ trợ, đi cùng các biện pháp canh tác, không phải lá chắn tuyệt đối.

Cần tư vấn chọn chất điều hòa sinh trưởng phù hợp, nhà vườn liên hệ CVGreen qua số tư vấn trên website.

Tài liệu tham khảo: Anwar A. và cộng sự (2018), The physiological and molecular mechanism of brassinosteroid in response to stress: a review, Biological Research 51:46. Ahammed G.J. và cộng sự (2015), Brassinosteroids in stress adaptation, Current Protein and Peptide Science. Zhang Y.P. và cộng sự (2013), Foliar application of 24-epibrassinolide alleviates high-temperature-induced inhibition of photosynthesis in seedlings of two melon cultivars, Photosynthetica 51(3). Hu W.-H. và cộng sự (2022), 24-epibrassinolide và quang hợp của cà chua khi bị lạnh, Biologia Plantarum 66.

Ảnh minh họa: Dwight Sipler, Wikimedia Commons (CC BY 2.0).