
11:31 - 18/01/2023
Cuộc tìm kiếm gene kháng của TS Van Schepler-Luu: Ý tưởng về giống lúa hoang ở đồng bằng
“Đấy là ý tưởng khi tôi về IRRI, đề xuất dùng gene địa phương, thậm chí lúa hoang bởi những dòng ấy có khả năng thích ứng điều kiện khí hậu rất tốt, trồng trong những điều kiện khắc nghiệt…”
Có thể nói chuyện cả ngày về nông nghiệp, giống như điều gì đó thấm vô máu thịt bởi nông nghiệp là dấu mốc tiến hóa của loài người, là cội nguồn văn hóa của nước mình và là điều khiến phải tiến lên khi thế giới đang thay đổi. Tiến sĩ Van Schepler-Luu, Trưởng Bộ môn Bệnh thực vật và Tính kháng của cây ký chủ tại Viện Nghiên cứu Lúa Quốc tế (IRRI), dành cho Thế Giới Hội Nhập cuộc trò chuyện này trước khi cô trở về IRRI sau tuần lễ Khoa học công nghệ do VinFuture tổ chức tại Hà Nội.
– Từng nghiên cứu sự tương tác giữa mầm bệnh và lúa, theo tiến sĩ giữa nấm, virus, vi khuẩn và giống kháng – vấn đề nào khiến cô quan tâm hơn?
– Xét về bộ genom thì virus thay đổi nhanh hơn so với vi khuẩn và nấm. Tuy nhiên, chúng được truyền bởi những côn trùng nên chỉ cần kiểm soát côn trùng truyền bệnh, quản lý dịch hại bằng những công cụ phát hiện, bẫy côn trùng như TS Nguyễn Thanh Mỹ, RYNAN Technologies Việt Nam, thì sẽ biết được ngay vùng nào có con gì và xử lý ngay vùng đấy chứ không phun xịt bừa bãi. Ngoài chuyện phun xịt thì còn phải duy trì biện pháp canh tác hợp lý để bảo vệ các loài thiên địch. Biện pháp canh tác theo hướng bền vững sẽ giúp thiên địch sinh sôi và tiêu diệt những con truyền bệnh.
Phức tạp hơn virus là vi khuẩn, nó không biến đổi nhanh như virus nhưng chúng có sự thay đổi về độc tính khá nhanh, ví dụ đơn giản như tính đối kháng, kháng lại kháng sinh chẳng hạn. Các chủng vi khuẩn có độc tính khác nhau có thể được phối hợp và sinh ra chủng mới có độc tính cao hơn. Hiện nay trên lúa, bệnh nguy hiểm nhất do vi khuẩn gây ra là bệnh bạc lá, không phun thuốc gì được.
Tới nay đã có hơn 46 gene kháng bệnh bạc lá khác nhau do vậy vấn đề là phải biết sự phân bố của bệnh, biết tổ hợp gene nào là phù hợp. Bệnh do nấm gây ra gồm có đạo ôn, khô vằn, than vàng. Bệnh khô vằn hay bệnh than vàng chưa có gen kháng hữu hiệu nên phải tập trung quản lý dịch hại tổng hợp và tìm gene kháng hữu hiệu.
– Theo cô nền tảng chỉnh sửa bộ gene cho cây lúa có quá phức tạp?
– Loài người từ khi chuyển đổi từ du mục sang định cư canh tác đã bắt đầu thay đổi bộ gene của cây thông qua việc thuần hoá các cây hoang dại và biến đổi chúng tạo thành cây trồng phù hợp cho canh tác. Tuy nhiên thời đó, loài người hoàn toàn dựa vào những biến đổi trên bộ gene do điều kiện tự nhiên mang lại. Khi đó, tổ tiên của chúng ta không “tạo” giống mà chỉ là “chọn lọc” và “đánh giá” giống. Chính vì vậy quá trình thuần hoá cây trồng mất hàng nghìn năm mới tạo ra được các giống cây trồng có năng suất cao.
Sau này, do khoa học phát triển lên, chúng ta hiểu biết hơn về nguyên lý di truyền và người đặt nền móng cho nó là Mendel khi ông nghiên cứu sự di truyền của các tính trạng màu sắc và số lượng của hạt đậu. Từ những nguyên tắc di truyền đó, chúng ta đã áp dụng để lai tạo giữa hai cá thể để tạo ra những cá thể con cái có tính trạng mới theo ý muốn.
Phương pháp thứ ba là làm biến dị, tạo đột biến. Chúng ta sử dụng các tia phóng xạ hoặc hoá chất để làm thay đổi bộ gene của cây, tạo ra những biến dị mới với tính trạng mong muốn.
Chuyển gene cây trồng lại là một phương pháp biến đổi hệ gene cây trồng hoàn toàn khác. Nó cho phép việc chuyển gene hữu ích từ cây trồng này sang cây trồng khác mà không cần qua lai tạo. Do chuyển gene mới vào, rất nhiều nơi đặt ra các điều kiện, tiêu chuẩn, liệu đưa cây ấy (GMO) ra thì ảnh hưởng gì tới môi trường, sức khỏe, ảnh hưởng đa dạng sinh học… đáp ứng hết mọi yêu cầu thì người ta mới cho ra.
Phương pháp gần đây nhất là chỉnh sửa gene. Phương pháp này giống như phương pháp sử dụng tia phóng xạ hay hóa chất như ngày xưa để thay đổi bộ gene nội sinh của cây chứ không đưa gene mới vào. Tuy nhiên điểm khác với phương pháp đột biến là thay vì thay đổi ngẫu nhiên trên bộ gene, chúng ta biết chính xác phần mình muốn sửa và chỉ sửa vùng đó thôi. Vì cây chỉnh sửa gene không có gene lạ nên nhiều nước chấp nhận chúng như những cây tạo ra bằng các biện pháp gây đột biến bình thường khác. Ví dụ như Nhật tạo ra giống cà chua chỉnh sửa gene, chỉ yêu cầu không có bộ gene lạ trong bộ genome là OK, có tính trạng tốt thì đưa ra sản xuất nên họ đưa ra giống mới rất là nhanh. Bên Mỹ, Canada, Úc, Trung Quốc và nhiều nước khác cũng vậy.
– OneRice Breeding là bước ngoặt trong chiến lược của IRRI?
– Đó là chiến lược mới và đang rất thành công của IRRI. Hiện tại, IRRI chọn giống theo hướng Tổ hợp các tính trạng. IRRI chia thị trường lúa gạo thế giới ra thành nhiều vùng sinh thái khác nhau. Mỗi vùng sinh thái có những yêu cầu nhất định về cây lúa, đặc tính nông sinh học, thời gian sinh trưởng, phát triển cũng như tính trạng về chất lượng, tính chống chịu… Họ sử dụng phương pháp lai nhanh (Speed breeding) để rút ngắn thời gian lai tổ hợp.
Ngoài ra, cần phải nói thêm là, chiến lược OneRice Breeding của IRRI có bao gồm cả quá trình tìm nguồn gene, ví dụ gene kháng, chống chịu hay gene chất lượng. Sau khi tìm được gene/QTL qui định tính trạng mong muốn, họ có một bước trung gian gọi là pre-breeding. Họ lấy các dòng, giống kháng lai vào dòng trung gian và sau đó lấy dòng trung gian đó lai tạo với các dòng ưu tú khác nhau để tạo ra giống mới. Phương pháp OneRice Breeding này rút ngắn thời gian chọn tạo giống mới từ 10-15 năm xuống còn 4-5 năm. Hiện nay một số nước đã đang phát triển theo hướng chọn giống này như Ấn Độ, Phillipines, Thailand…
– Có sự đứt quãng nào khiến Việt Nam chưa thể áp dụng phương pháp này?
– Theo như khảo sát của tôi từ chuyến thăm các viện, trường tại Việt Nam lần này thì chưa có cơ quan nào tại Việt Nam áp dụng phương pháp chọn tạo giống mới của IRRI. Hiện tại chọn giống lúa ở Việt Nam vẫn dựa vào phương pháp chọn tạo sử dụng chỉ thị phân tử (ví dụ SSR markers).
Việt Nam nên thay đổi phương pháp chọn tạo giống để theo kịp với thế giới. Đơn giản như Ấn Độ, họ đầu tư vào chọn giống lúa rất lớn, ngoài các chương trình đầu tư của chính phủ cho cả nước, mỗi bang khác nhau họ lại có những chương trình chọn tạo giống lúa riêng cho từng bang. Chính vì thế mà hiện nay, Ấn Độ đang dẫn đầu thế giới về công tác chọn tạo giống.
Theo như ý kiến của đông đảo các thầy cô từ 10 viện trường mà tôi gặp trong chuyến đi vừa rồi, thì sự hợp tác về bên mảng chọn giống giưã IRRI và Việt Nam đã có sự đứt quãng và không được chú trọng trong 5-10 năm trở lại đây. Chính vì vậy mà không có sự chuyển giao công nghệ về bên mảng chọn tạo giống giữa IRRI và các viện trường tại Việt Nam, dẫn đến việc chúng ta đi chậm hơn so với các nước bạn. Chúng ta thiếu nguồn nhân lực có khả năng chọn tạo giống theo phương pháp mới, cơ sở hạ tầng cho chọn tạo giống lúa không được chú trọng đầu tư để nâng cấp…
– Đại học Cần Thơ có ngân hàng giống lúa bản địa, liệu có thể dùng tài nguyên này làm vật liệu trung gian?
– Đấy là ý tưởng khi tôi về IRRI, đề xuất dùng gene địa phương, thậm chí lúa hoang bởi những dòng ấy có khả năng thích ứng điều kiện khí hậu rất tốt, trồng trong những điều kiện khắc nghiệt… chỉ có điều năng suất không cao hoặc chất lượng không đúng nhu cầu thị trường. Có những lúa hoang sống chịu mặn, phèn… phải tận dụng tính trạng ấy. Ngày xưa lai việc sử dụng nó để phát hiện gene quí còn chậm, bây giờ có thể giải trình tự nó, so sánh bộ gene là biết có thể dự đoán những khu vực mà những bộ gen này có khả năng chống chịu, lấy trọng điểm ở những vùng đó để đánh giá. Công nghệ giải trình tự gene phục vụ mình như thế.
Và vấn đề cấp bách là làm sao đẩy nhanh khả năng chọn tạo giống lúa của Việt Nam. Các nhà chọn giống tham gia mạng lưới BioNET sẽ được đào tạo các phương pháp mới như OneRice Breeding, ứng dụng công nghệ mới trong chọn tạo giống, biết và nắm bắt tình hình bệnh hại để có chương trình chọn tạo giống và quyết định đưa giống nào vào vùng nào cho phù hợp. Chúng ta có thể dễ dàng trao đổi các vật liệu lai tạo có nguồn gene mong muốn giữa các vùng miền, giữa IRRI và Việt Nam, giữa Việt Nam và các nước trồng lúa khác.
Hoàng Lan (theo TGHN)
Ý kiến của bạn về bài viết
Không có chức năng bình luận cho bài viết này