Nghiên cứu Sắc_lạp

Sắc lạp không được khảo sát một cách rộng rãi và hiếm khi là trọng tâm chính trong lĩnh vực nghiên cứu khoa học. Chúng chỉ thường có vai trò trong những nghiên cứu về cây cà chua (Solanum lycopersicum). Trong đó, sắc tố lycopene chịu trách nhiệm cho màu đỏ của quả cà chua chín, trong khi màu vàng của hoa lại tạo bởi xanthophyll violaxanthinneoxanthin.[6]

Quá trình sinh tổng hợp carotenoid xảy ra ở cả sắc lạp và lục lạp. Trong sắc lạp hoa cà chua, sự tổng hợp carotenoid được quy định bởi các gen Psyl, Pds, Lcy-b và Cyc-b. Những gen này, cùng với một số gen khác, có vai trò trong quá trình hình thành nên các phân tử sắc tố carotenoid ở những cơ quan và cấu trúc khác nhau. Ví dụ, một nồng độ gen Lcy-e cao trong chứng tỏ có xảy ra quá trình sản xuất carotenoid lutein.[6]

Những bông hoa trắng trên cây cà chua là một "tác phẩm" di truyền của alen lặn. Người ta ít khi muốn trông thấy chúng bởi vì loại hoa này có tỷ lệ thụ phấn thấp hơn. Việc thiếu đi những sắc tố vàng trong cánh hoa và bao phấn bông trắng là do một đột biến tại gen CrtR-b gây phá vỡ con đường sinh tổng hợp carotenoid. Mặc dù theo một nghiên cứu cho biết sắc lạp vẫn còn hiện hữu trong những cánh hoa này.[6]

Toàn bộ quá trình hình thành sắc lạp vẫn chưa thể hoàn toàn hiểu rõ ở mức độ phân tử. Tuy nhiên, kính hiển vi điện tử đã phát hiện một phần của sự chuyển hóa từ lục lạp thành sắc lạp. Trong đó, quá trình chuyển hóa bắt đầu với sự kiện tu bổ hệ thống nội màng bằng cách ly giải các chồng grana và phiến gian thylakoid. Một hệ thống màng mới được hình thành trong một phức hợp màng có tổ chức gọi là đám rối thylakoid (thylakoid plexus). Những màng mới là nơi cấu tạo nên các tinh thể carotenoid. Những màng này hoàn toàn được tổng hợp mới, không có nguồn gốc từ hệ thống thylakoid cũ mà lại bắt nguồn từ những túi nang tách ra từ màng trong lạp thể. Trong quá trình này, sự thay đổi sinh hóa rõ ràng nhất chính là sự ức chế biểu hiện những gen tham gia quá trình quang hợp, dẫn đến hệ quả sụt giảm nồng độ diệp lục và chấm dứt hoàn toàn hoạt động quang hợp.[3]

Trong cam, sự tổng hợp carotenoid và tiêu biến diệp lục làm cho màu sắc của quả thay đổi từ xanh sang vàng. Màu cam quả cam chỉ thực sự xuất hiện khi được tác động nhân tạo (làm lạnh hay ủ chín), lúc đó diệp lục hoàn toàn lặn đi và bộc lộ màu cam vàng tự nhiên của sắc lạp quả cam.[7]

Cam Mỹ Citris sinensis L là một loài cam canh tác rộng rãi ở bang Florida. Vào mùa đông, vỏ cam Mỹ đạt được màu cam tối ưu, rồi lại trở về màu xanh trong mùa xuân và mùa hè. Ban đầu, người ta nghĩ rằng sắc lạp là giai đoạn cuối cùng trong tiến trình phát triển lạp thể, thì đến 1966, sắc lạp được minh chứng là có khả năng chuyển hóa ngược thành lục lạp, đây chính là nguyên nhân khiến quả cam có thể chuyển từ màu cam trở về màu xanh.[7]