Lập bản đồ gen lúa mì để đảm bảo an ninh lương thực

Một cuộc đua dường như đang chính thức khởi động trong giới nghiên cứu giống lúa mì nhằm phát triển các gen lúa mì có thể chống chịu với vấn nạn biến đổi khí hậu toàn cầu bằng việc công bố một bản đồ gen của cây trồng mới đây trên tạp chí chuyên ngành Science.

Theo BBC, một nhóm các nhà khoa học quốc tế vừa nghiên cứu thành công, “định vị” được trên 100.000 gen lúa mì. Các nhà nghiên cứu cho biết, bản đồ này sẽ thúc đẩy sự phát triển của các chuỗi gen mới để đối phó với những đợt sóng nhiệt mới đang gia tăng do biến đổi khí hậu. Bằng chứng là sản lượng của hàng loạt các loại cây lương thực, trong đó nổi bật là lúa mì ở vụ mùa mới nhất tại nhiều vùng sản xuất nông nghiệp đã bị giảm sút do nắng nóng bất thường.

Giáo sư Cristobal Uauy, trưởng nhóm nghiên cứu dự án về di truyền nông nghiệp ở Trung tâm John Innes tại Norwich đã mô tả việc xác định gen lúa mì là “nhân tố thay đổi cuộc chơi”. Trả lời phỏng vấn hãng tin BBC, ông Uauy cho hay: “Chúng tôi cần phải tìm ra phương cách để sản xuất lúa mì bền vững khi đối mặt với vấn nạn biến đổi khí hậu và nhu cầu an ninh lương thực ngày một tăng. Đây chính là điều chúng tôi đã chờ đợi trong nhiều năm vừa qua. Và hâu như toàn bộ nền văn minh nhân loại cũng đang rất hồ hởi với thành tựu này bởi vì đây là lần đầu tiên chúng ta nghiên cứu thành công những tiến bộ mà các nhà khoa học và nhà nhân giống từng mong mỏi đối với lúa mì, một loại cây lương thực quan trọng có thể nuôi sống thế giới trong tương lai”.

Tổ chức Lương thực và Nông nghiệp của LHQ (FAO) ước tính rằng, sản lượng lúa mì cần phải tăng 60% vào năm 2050 để đảm bảo nhu cầu năng lượng đầu vào khi dân số toàn cầu sẽ đạt mốc 9,6 tỷ khẩu phần. Phần lớn công việc này đang được thực hiện bởi Trung tâm nghiên cứu lúa mỳ và ngô quốc tế (CIMMYT), nằm gần thành phố Mexico. Đây là một tổ chức chuyên phát triển các giống mới để thúc đẩy sản xuất cho nông dân ở một số quốc gia nghèo nhất thế giới.

Hãng tin Reuters dẫn lời người đứng đầu bộ môn Nghiên cứu lúa mì của CIMMYT, tiến sĩ Ravi Singh cho biết, trong nhiều thập kỷ qua, trung tâm đã liên tục các nỗ lực nghiên cứu nhằm gia tăng sản lượng cây trồng, đồng thời ngăn chặn các loại bệnh mới bằng cách lai tạo ra các giống mới từ các loại cây trồng truyền thống. Tuy nhiên, sự ấm lên của Trái đất do biến đổi khí hậu đang đòi hỏi một trào lưu phát triển của các giống cây trồng mới cần ít nước hơn cũng như khả năng chống chịu được nhiệt độ cao hơn đang là ưu tiên hàng đầu trong giới khoa học nông nghiệp. “Trong vài tháng quan trọng của giai đoạn phát triển cây lúa mì, nếu nhiệt độ ban đêm tăng 1%, điều đó có nghĩa là sẽ mất 8% sản lượng. Vì vậy khả năng chống chịu với thời tiết sẽ là một trong những nhân tố chính của các chương trình nhân giống của đơn vị chúng tôi”, ông Singh cho hay.

Trong thời gian vừa qua, các nhà khoa học đã tạo ra hàng ngàn giống lúa mì mới mỗi năm, bằng cách sử dụng các giống lai truyền thống, nơi mà các đặc điểm được chọn tạo bằng mắt thường. Mặc dù quá trình này đã vận hành tương đối tốt nhưng nó đòi hỏi sự tỉ mỉ và khá tốn kém. Tuy nhiên nó cũng là một bài toán bởi vì mỗi giống phải cần có thời gian lai tạo, tương tự như chơi xổ số để xem liệu kết quả có sự kết hợp chính xác của các gen mong muốn từ các dòng bố mẹ. Quá trình này có thể mất từ 10 đến 15 năm để phát triển một giống mới trên chính đồng ruộng của nông dân.

Hiện các nhà nghiên cứu đã xác định được hơn 100.000 mã gen và vị trí của chúng trong chuỗi DNA của lúa mì. Họ đã cho phép đi và sản xuất một bản đồ trong đó chỉ rõ và dán nhãn những điểm quan trọng nhất trên bộ gen lúa mì. Bằng cách này, các nhà nghiên cứu sẽ có thể điều khiển cách thức các gen hoạt động để kiểm soát hạn hán, tăng giá trị dinh dưỡng và năng suất. Và bằng cách sử dụng kỹ thuật chỉnh sửa gen, các nhà khoa học có thể tạo ra thêm các đặc điểm mà họ mong muốn một cách nhanh chóng và chính xác hơn.