Bà con quen với auxin, gibberellin, cytokinin, etylen. Strigolacton (strigolactone) thì lạ hơn nhiều, vì đến năm 2008 nó mới được công nhận là hoóc-môn thực vật. Chất này quyết định cây đâm nhiều hay ít nhánh, "gọi" nấm rễ cộng sinh khi đất thiếu lân, và cũng là tín hiệu mà một số loài cỏ ký sinh lợi dụng.

Strigolacton là gì?

  • Là một nhóm chất cây tự tạo ra từ carotenoid (nhóm sắc tố vàng cam, họ hàng với chất tạo màu cà rốt). Rễ là nơi tạo nhiều; một phần tiết ra đất, một phần theo mạch gỗ đi lên thân.

  • Lịch sử khá ngộ: năm 1966, chất đầu tiên (strigol) được tìm thấy như một chất làm hạt cỏ ký sinh Striga nảy mầm; tên "strigolacton" lấy từ đó. Năm 2005, nhóm Akiyama (Nhật Bản) phát hiện nó gọi nấm rễ. Năm 2008 mới biết nó là hoóc-môn điều khiển dáng cây.

Hãm đâm nhánh, giữ chồi bên "ngủ"

Việc chính của strigolacton trong cây là kìm chồi bên bật ra. Cây đột biến không tạo được strigolacton, hoặc không "nghe" được nó, đâm nhánh hay đẻ nhánh rất nhiều, như đã thấy ở lúa, đậu Hà Lan, dạ yên thảo và cây mô hình Arabidopsis.

Nó không làm việc một mình mà phối hợp với các hoóc-môn khác:

  • Auxin từ ngọn chảy xuống làm cây tạo thêm strigolacton; strigolacton lại cản auxin từ chồi bên chảy vào thân, nên chồi khó "nối mạch" để lớn. Đây là một phần lý do bấm ngọn thì chồi bên bật.

  • Cytokinin làm ngược lại: thúc chồi bật, lúa đẻ nhánh; ở lúa, cytokinin còn làm giảm strigolacton.

Chuyện này dính tới phân bón: khi đủ đạm, đủ lân, cây đâm nhánh, đẻ nhánh nhiều hơn, được cho là một phần nhờ giảm tạo strigolacton. Ở lúa, tăng lân trong dung dịch thì strigolacton trong dịch rễ giảm và nhánh đẻ tăng. Ngược lại, lúa thiếu lưu huỳnh lại tăng strigolacton, đẻ nhánh kém.

Dù vậy, một tổng quan năm 2023 thừa nhận các nhà khoa học vẫn chưa xác định chắc chắn dạng strigolacton nào thực sự là "hoóc-môn đâm nhánh" trong cây.

Ảnh hưởng tới rễ

  • Ở cây thí nghiệm, strigolacton hơi kìm rễ chính, rễ bên và rễ bất định, nhưng lại thúc mọc lông hút.

  • Khi thiếu lân, cây đột biến thiếu strigolacton có ít lông hút hơn cây bình thường. Nghĩa là strigolacton góp phần giúp cây "mở rộng lưới" tìm lân.

Tín hiệu gọi nấm rễ cộng sinh khi thiếu lân

Khoảng 80% cây trên cạn cộng sinh với nấm rễ (nấm rễ nội cộng sinh, mycorrhiza). Sợi nấm lan rộng trong đất, mang lân, đạm về cho cây; cây trả lại đường.

  • Khi thiếu lân, rễ nhiều loài (cỏ ba lá đỏ, cao lương, lúa…) tiết nhiều strigolacton hơn. Ở cỏ ba lá đỏ, cấp đủ lân trở lại thì lượng tiết giảm trong vòng 24 giờ.

  • Strigolacton làm sợi nấm phân nhánh mạnh, tăng cơ hội gặp rễ. Lượng cần cực nhỏ: một chất trong nhóm này có tác dụng ở mức chỉ 30 picogam (phần nghìn tỷ gam).

Bài học cho bà con: bón lân cân đối, đúng nhu cầu, không cần dư thừa. Khi đất thật sự thiếu lân, có thể dùng lân dễ tan như MAP 12-61 theo hướng dẫn trên bao bì.

Mặt trái: cỏ ký sinh Striga, Orobanche

Hạt cỏ ký sinh Striga (tiếng Anh gọi "witchweed", cỏ phù thủy) và Orobanche (broomrape) nằm im trong đất cho đến khi "ngửi" thấy strigolacton từ rễ cây chủ, rồi mới nảy mầm, bám vào rễ hút nhựa. Nồng độ cực thấp, cỡ picomol, đã đủ cho một nửa số hạt nảy mầm.

  • Theo một nghiên cứu đăng trên tạp chí Plants năm 2022, Striga hermonthica hại ngũ cốc vùng châu Phi cận Sahara, có thể làm mất trên 50% năng suất, lan trên khoảng 50 triệu ha, thiệt hại ước 7–10 tỷ USD mỗi năm.

Từ đó nảy ra ý tưởng "nảy mầm tự sát": phun chất giống strigolacton xuống ruộng trước khi gieo, hạt cỏ nảy mầm mà không có cây chủ nên chết. Thử trên ruộng nông dân ở Burkina Faso, chất Nijmegen-1 giảm số cây Striga mọc khoảng 43% trên kê và 60% trên cao lương; nhưng chính các tác giả cho biết khác biệt chưa có ý nghĩa thống kê, và vẫn cần chế phẩm rẻ, bền, dễ dùng.

GR24 và ứng dụng thực tế hiện nay

  • GR24 là chất tổng hợp, dùng làm chuẩn trong phòng thí nghiệm; cây phản ứng với GR24 chưa chắc giống với strigolacton tự nhiên.

  • Hiện strigolacton chủ yếu vẫn ở mức nghiên cứu. Các hướng đang theo đuổi: chọn giống điều chỉnh đâm nhánh, đẻ nhánh; chất gây nảy mầm tự sát để trị Striga.

  • Các bài tổng quan chưa ghi nhận strigolacton được dùng đại trà ngoài đồng ruộng như GA3 hay NAA. Gặp quảng cáo "strigolacton thần kỳ", bà con nên hỏi kỹ thành phần, hàm lượng, kết quả khảo nghiệm.

Lưu ý

  • Không tự mua GR24 về phun: đây là hóa chất thí nghiệm, chưa có liều dùng ngoài đồng ruộng.

  • Muốn cây đẻ nhánh, đâm cành tốt thì lo phần căn bản: đủ đạm, lân, lưu huỳnh và chăm sóc đúng kỹ thuật.

Tóm lại

Strigolacton là hoóc-môn "mới" của cây, hãm đâm nhánh, góp phần điều chỉnh rễ, và là tiếng gọi nấm rễ khi đất thiếu lân. Cỏ ký sinh Striga, Orobanche lợi dụng chính tín hiệu này. Hiện nó chủ yếu là đề tài nghiên cứu; điều bà con làm được ngay là bón phân cân đối, nhất là lân.

Bà con cần tư vấn về hoóc-môn, chất điều hòa sinh trưởng hay cách bón lân cho vườn nhà, cứ gọi số tư vấn trên website hoặc nhắn Zalo cho Chelate Asia nhé.

Tài liệu tham khảo: Akiyama, Hayashi – Strigolactones: chemical signals for fungal symbionts and parasitic weeds in plant roots, Annals of Botany (2006); Czarnecki và cộng sự – A Dual Role of Strigolactones in Phosphate Acquisition and Utilization in Plants, International Journal of Molecular Sciences (2013); Wallner, López-Salmerón, Greb – Strigolactone versus gibberellin signaling: reemerging concepts?, Planta (2016); Dun và cộng sự – Strigolactones and Shoot Branching: What Is the Real Hormone and How Does It Work?, Plant and Cell Physiology (2023); Jamil và cộng sự – Striga hermonthica Suicidal Germination Activity of Potent Strigolactone Analogs, Plants (2022).

Ảnh minh họa: USDA APHIS PPQ - Oxford, North Carolina, USDA APHIS PPQ, Bugwood.org, Wikimedia Commons (CC BY 3.0 US).