1. Các phản ứng chống chịu của thực vật với hạn, ngập úng và mặn
1.1. Chống chịu hạn:
Phản ứng của cây:

Giảm thoát hơi nước:Lá cuộn lại hoặc rụng lá để giảm diện tích bốc hơi.
Lớp cutin dày hơn và khí khổng đóng để hạn chế mất nước.
Tăng hút nước:Rễ phát triển sâu và lan rộng để tìm nguồn nước trong đất.
Tích trữ nước:Tế bào chứa nhiều proline và đường hòa tan để duy trì áp suất thẩm thấu, giúp hút nước từ môi trường.
Chuyển hóa chậm:Giảm hoạt động sinh lý và sinh trưởng để tiết kiệm nước.
Cơ chế sinh lý - sinh hóa:

Tăng sản xuất ABA (axit abscisic) để điều tiết khí khổng.
Tăng cường tổng hợp các chất chống oxy hóa và protein chịu hạn.

1.2. Chống chịu ngập úng:
Phản ứng của cây:

Thích nghi về hình thái:Phát triển rễ khí sinh hoặc hình thành mô xốp (aerenchyma) để tăng cường trao đổi khí.
Tăng trưởng thân dài hơn để nâng lá lên khỏi mặt nước.
Điều chỉnh cơ chế hô hấp:Chuyển từ hô hấp hiếu khí sang kỵ khí trong điều kiện thiếu oxy.
Sử dụng ethanol hoặc lactate làm sản phẩm cuối của quá trình hô hấp kỵ khí.
Cơ chế sinh lý - sinh hóa:

Tăng tổng hợp hormone ethylene để kích thích hình thành mô xốp.
Kích hoạt các enzym liên quan đến quá trình hô hấp kỵ khí.

1.3. Chống chịu mặn:
Phản ứng của cây:

Ngăn chặn ion mặn:Tăng khả năng chọn lọc của màng tế bào rễ để hạn chế hấp thụ Na⁺ và Cl⁻.
Điều chỉnh áp suất thẩm thấu:Tích lũy các chất hòa tan như proline, đường, hoặc glycine betaine để duy trì cân bằng nước.
Thải bỏ muối:Một số cây có tuyến muối trên lá để thải Na⁺ và Cl⁻ ra ngoài.
Thích nghi cấu trúc:Rễ phát triển mạnh hơn để hấp thu nước trong điều kiện đất mặn.
Cơ chế sinh lý - sinh hóa:

Điều chỉnh hoạt động của bơm ion (như Na⁺/H⁺ antiporter) để đẩy Na⁺ vào không bào.
Tăng hoạt động của enzym chống oxy hóa để giảm tổn thương do stress mặn.

2. Cơ sở chọn giống cây trồng có khả năng chống chịu
2.1. Yếu tố di truyền:
Các tính trạng chống chịu thường do nhiều gen (đa gen) quy định, liên quan đến:

Khả năng tổng hợp chất bảo vệ (proline, đường, glycine betaine).
Hoạt động của các bơm ion và enzym chống oxy hóa.
Tính năng đặc biệt về cấu trúc (lá nhỏ, rễ sâu, mô xốp, tuyến muối).
Công nghệ gen:

Sử dụng kỹ thuật chỉnh sửa gen (CRISPR/Cas9) để đưa các gen chống chịu từ cây dại hoặc cây thân thuộc vào giống cây trồng.

2.2. Phương pháp chọn giống:
Lai tạo truyền thống:

Chọn bố mẹ có tính trạng chống chịu tốt, lai tạo để phát triển giống mới.
Ví dụ: Lai cây lúa chống hạn với giống lúa năng suất cao.
Nuôi cấy mô:

Nuôi cấy tế bào thực vật trong môi trường stress nhân tạo (mặn, hạn, ngập) để chọn lọc dòng có khả năng chống chịu.
Kỹ thuật di truyền:

Chuyển gen chịu hạn, chịu mặn từ cây dại sang cây trồng.
Ví dụ: Gen DREB (chịu hạn) hoặc NHX (thải muối) được chuyển vào lúa.

2.3. Đánh giá hiệu quả giống cây trồng:
Thử nghiệm trong điều kiện thực tế: Khu vực hạn hán, ngập úng hoặc đất nhiễm mặn.
Đánh giá năng suất, tỷ lệ sống sót, khả năng sinh trưởng và các chỉ số sinh lý như hàm lượng proline, khả năng thải ion muối.

Kết luận: Hiểu rõ cơ chế chống chịu và các yếu tố di truyền là cơ sở khoa học để phát triển giống cây trồng có khả năng thích nghi với điều kiện bất lợi. Các giải pháp chọn giống phù hợp góp phần bảo đảm an ninh lương thực trong bối cảnh biến đổi khí hậu.