Hãy tưởng tượng Sahel (vùng chuyển tiếp giữa sa mạc Sahara với rừng nhiệt đới châu Phi) xanh lại với những cánh đồng lúa mạch. Hay vùng Hồ Nước mặn ở Utah (Mỹ) lại được bao phủ toàn bắp… Nhờ những tiến bộ vượt bậc của công nghệ gien, các nhà nông học đang đảm nhận vai trò tạo hóa: “Chế tạo” các loại cây phát triển được trong những điều kiện khí hậu bất lợi.
Hứa hẹn từ biến đổi gien
Pháp có chương trình “Génoplante” tài trợ các nghiên cứu biến đổi gien bắp, lúa mạch, lúa nước, đậu Hà Lan, cải dầu, hướng dương… Châu Âu và các cường quốc khác cũng có những chương trình tương tự.
Các nhà khoa học đã khám phá ADN và biến đổi gien của 4 loại cây nho, lúa nước, bạch dương và cải Arabidopsis thaliana (dùng làm mù tạt). Sắp tới, còn có thêm một số cây khác như khoai tây, cà chua, bo bo, bắp, đậu nành…
Công nghệ sinh học biến đổi gien quả là hứa hẹn. Nhưng thật ra các nhà nông học chỉ duy trì và thúc đẩy một việc xảy ra trong tự nhiên. Từ hàng trăm triệu năm nay, cây cối không ngừng biến đổi gien và cả nhiễm sắc thể của chúng.
Hiện nay, quan tâm đầu tiên của các nhà nghiên cứu là tìm cách hạn chế sự hút nước của thực vật, bởi sẽ có những đợt hạn hán trong tương lai do trái đất ấm dần lên.
Gần đây, tạp chí PNSA của Viện Hàn lâm khoa học Mỹ công bố nghiên cứu của nhà sinh vật học Rosa M. Rivero ở Đại học California. Bà đã thành công trong việc tạo cây thuốc lá chỉ tiêu thụ 70% nước so với cây thuốc lá bình thường. Rivero định mở rộng phương pháp của mình cho các loại cây thực phẩm. Hướng nghiên cứu của bà cũng được một số phòng thí nghiệm theo đuổi.
Chống đất nhiễm mặn
Một thách thức lớn của nông nghiệp thế kỷ 21 là đất bị nhiễm mặn. Mỗi năm, trái đất mất 10 triệu ha đất nông nghiệp vì lượng muối đọng lại. Năm 2007, có 15% diện tích đất canh tác của thế giới thành vô dụng. Nhưng việc làm giảm độ mặn là “nhiệm vụ bất khả thi” nên chỉ còn cách khám phá bí ẩn gien của các loài thực vật hiếm, có khả năng thích ứng với muối, như Salicorne, một giống cây mọc ở vùng bờ biển, và cả cải Arabidopsis thaliana.
Cách nay vài năm, các nhà nghiên cứu thuộc Viện Di truyền học Israel phát hiện dưới đáy Biển Chết một loại nấm sợi có loại gien HOG, giúp nấm thích nghi với nước mặn. Ê kíp này đã cấy được HOG vào gien của men bột bánh mì, giúp men chịu được muối tốt hơn. Vai trò của HOG đã được xác nhận, chỉ còn việc kiểm nghiệm nó với lúa mạch và các loại cây trồng khác.
Ở Montpellier, một ê kíp của Viện Nghiên cứu nông nghiệp Pháp lại theo hướng khác, không cần ghép tế bào. Bằng cách nghiên cứu bộ tế bào của cây cải Arabidopsis thaliana, họ đã tìm ra một gien rất thú vị. Đó là gien đảm nhiệm việc chuyển lượng muối xuất hiện trên những chiếc lá xuống rễ. Bây giờ chỉ cần tìm ra loại gien này trong các loại cây trồng khác để thúc đẩy tính năng của nó.
Cũng với cải Arabidopsis thaliana, các nhà sinh học khác lại tìm ra một gien thúc đẩy sự tích tụ muối vào trong “không bào” (vacuoles) – được xem như “thùng rác” sinh học của tế bào lá. Các nhà khoa học đang thử cấy gien này vào cà chua và sắp tới là vào lúa nước và lúa mạch.
Cách đây 30 năm, một nông dân người Canada phát hiện bông cải có màu cam trong vườn nhà. Sự đột biến tự nhiên của gien đã làm bông cải tích tụ chất beta carotene, tiền thân của vitamin A. Gần đây, các nhà nghiên cứu ở Đại học Cornell (Mỹ) đã xác định gien này và định cấy nó vào bắp, khoai tây, lúa nước, bo bo, cả lúa mạch. Mục tiêu là tăng lượng vitamin A trong thực phẩm.
