Bằng cách lai tạo theo phương pháp “ngược đời”, PGS Trần Đăng Xuân cùng cộng sự tạo ra siêu giống lúa với nhiều ưu điểm vượt trội.

Để tạo được giống lúa chịu mặn có năng suất cao, các nhà khoa học thường mất rất nhiều thời gian để chọn lọc các cá thể con sau quá trình lai tạo. Nhằm thay đổi điều này, PGS Trần Đăng Xuân, Trưởng phòng thí nghiệm Sinh lý thực vật và Hóa sinh (Đại học Hiroshima Nhật Bản) cùng cộng sự đã có phương pháp tìm gene mới.

Biến đổi gene tạo ra giống lúa siêu vượt trội - 1

PGS.TS Trần Đăng Xuân tại phòng thí nghiệm ĐH Hiroshima cùng thành phẩm của mình.

Theo đó, để tạo một giống lúa có nhiều ưu điểm, người ta sẽ cho lai các giống lúa lại với nhau, ở mỗi giống sẽ có những đặc tính gene khác nhau. Sau lai tạo, hàng tỷ cá thể con được sinh ra mang đầy đặc điểm ưu và khuyết, các nhà nông nghiệp phải mất thời gian để chọn lọc và tìm cây con phù hợp.

Nghiên cứu mới của PGS Xuân cùng đồng nghiệp công bố trên tạp chí quốc tế Agronomy (nhóm Q1, chỉ số IF là 2.603) giới thiệu cách làm khác, đi ngược với phương pháp truyền thống, từ đó tiết kiệm được rất nhiều công sức và thời gian mà vẫn chọn được cây có ưu điểm vượt trội.

Duy trì ưu điểm đến đời cháu

Nhóm nghiên cứu nhận ra, trong khi lai tạo, quy định tính trạng của cây bố gây ảnh hưởng đến cây mẹ, từ đó làm suy thoái cho các thế hệ con cháu. Phương pháp mới chọn di truyền theo dòng mẹ, từ đó hạn chế được tác động tiêu cực và không gây sự phân ly hay giảm sút ở các cá thể con lai.

Biến đổi gene tạo ra giống lúa siêu vượt trội - 2

PGS Xuân cùng cộng sự lai tạo “siêu giống lúa”. Ảnh: ĐH Hiroshima.

Cụ thể, nghiên cứu sử dụng bố mẹ là TBR1 (giống cái, chịu mặn) phối với KD18 (giống đực, nhạy cảm với mặn), sau một số biến đổi đã cho ra thế hệ con có khả năng chịu mặn mức độ cao như mẹ. Chưa hết, thế hệ con sau khi tự thụ phấn cho ra thế hệ cháu về sau cũng duy trì được ưu điểm đó.

Qua 12 chỉ thị phân tử đa hình, đặc tính chịu mặn được duy trì và còn có thêm các điểm trội khác như tăng cường sức đề kháng, ít mắc bệnh, hấp thụ nước và nitơ tốt và đặc biệt nâng cao năng suất. Phân tích thấy đoạn nhiễm sắc thể trên cây lúa có liên quan đến khả năng chống mặn.

Biến đổi gene tạo ra giống lúa siêu vượt trội - 3

Những giống lúa mới được lai tạo, mang nhiều ưu điểm nổi trội. Ảnh: Nhóm nghiên cứu.

Tiếp tục với nghiên cứu, PGS Xuân dùng phương pháp đột biến hô hấp với giống lúa chịu mặn thành quả được chọn làm mẹ, các thế hệ M2 và M3 hoàn toàn không phân ly và chỉ di truyền theo dòng mẹ. Từ kết quả này, dễ dàng thấy được chỉ cần 3 đời lai tạo đã có được thành phẩm cuối cùng.

Điểm đột phá trong nghiên cứu, liên kết gene cho phép di truyền theo giống mẹ, chứ không phải từ giống bố như thông thường. Lúa có một số gene nằm trong tế bào chất có thể di truyền theo giống mẹ, nhưng phần lớn không phải là các gene quan trọng, vì các gene này thường nằm trong nhân tế bào.

Những siêu giống lúa vượt trội

Cách làm đi ngược với truyền thống nhưng lại đạt hiệu quả cao, PGS Trần Đăng Xuân cho biết trong nghiên cứu, phương pháp này chỉ thành công khi cây bố hoặc cây mẹ có gene bán lùn (semi-dwarf). Khi có được điều này, cây sẽ lai tạo mà không phân ly, từ đó cho ra kết quả như đã thấy.

Biến đổi gene tạo ra giống lúa siêu vượt trội - 4

Bằng việc đi ngược với phương pháp thông thường, nhóm đã tìm ra cách lai cây không phân ly. Ảnh: Nhóm nghiên cứu.

Sự không phân ly của các tính trạng trên cây lúa có khả năng tạo nên sự đột phá trong lai tạo lúa và cây trồng, giải quyết vấn đề thiếu lương thực do biến đổi khí hậu, dân số gia tăng và diện tích gieo trồng đang bị thu hẹp lại của nhiều nơi trên thế giới.

Nhóm nghiên cứu cũng “bật mí” thêm, rằng đã phát triển một quy trình độc đáo sử dụng N-methyl-N-nitrosourea (MNU) ở nồng độ thấp để xử lý hạt lúa trong 3 tháng trước khi nảy mầm. Quy trình này giúp cây hưởng đặc tính không di truyền như chiều cao cây, độ đặc, năng suất hạt và khả năng sản sinh của cành.

Biến đổi gene tạo ra giống lúa siêu vượt trội - 5

PGS Xuân chụp ảnh cùng các nghiên cứu sinh tại phòng thí nghiệm. Ảnh: Nhóm nghiên cứu.

Hiện tại, nghiên cứu vẫn đang được hoàn thiện thêm để tạo ra nhiều siêu giống lúa hơn. Nhóm muốn xem xét kỹ điều gì đã xảy ra trong bộ gene cây lúa, DNA, RNA và tế bào, để tạo nên sự liên kết gần như tuyệt đối khi làm ngược lại với các phương pháp đột biến thông thường.

Nhấn mạnh trong nghiên cứu, ông cho biết nếu phương pháp này thành công, chỉ riêng Việt Nam cũng có thể sản xuất được đủ lúa gạo cho toàn thế giới. Các siêu giống lúa được trồng ở điều kiện khắc nghiệt lại cho ra năng suất lớn, sẽ biến tương lai không tưởng thành có thể.

PGS.TS Trần Đăng Xuân là nhà khoa học Việt Nam đang làm việc tại Đại học Hiroshima, Nhật Bản. Ông nghiên cứu chủ yếu về nhân giống cây trồng, bộ gene, khoa học cỏ dại, sản xuất nông nghiệp bền vững, hóa học hữu cơ, hóa học phân tích, năng lượng sinh khối,...

Tính đến hiện tại, PGS Xuân có hơn 110 công trình đăng trên các tạp chí khoa học quốc tế trong danh mục ISI và 130 bài trong danh mục Scopus, với điểm H-index là 24. Ông từng đạt một số giải thưởng như giải công trình xuất sắc nhất của Hội Khoa học Cỏ dại Nhật Bản năm 2010, giải Kusunoki của tỉnh Miyazaki năm 2008, giải nghiên cứu môi trường của Dầu mỏ Showa năm 2003.

Trong hai năm liên tiếp 2017 và 2018, PGS Xuân đã hai lần nhận giải thưởng Phoenix Outstanding Researcher Award dành cho các nhà khoa học trẻ dưới 45 tuổi của Đại học Hiroshima, nơi ông đang công tác.

Ông cũng là một trong 100 nhà khoa học trẻ của Việt Nam tại nước ngoài tham gia chương trình Đổi mới sáng tạo do Chính phủ Việt Nam, Bộ Khoa học Công nghệ và Bộ Kế hoạch Đầu tư tổ chức vào tháng 8/2018 vừa qua.

 Khánh Duy

(Nguồn: http://khampha.vn/khoa-hoc-cong-nghe/bien-doi-gene-tao-ra-giong-lua-sieu-vuot-troi-c7a771157.html)

 

Số lần xem trang: 57
Điều chỉnh lần cuối: 25-08-2020

THÔNG TIN KHOA HỌC - GIÁO DỤC

Nhật Bản phát triển giống lúa có khả năng chịu mặn (23-09-2020)

Sự sống “di cư” như thế nào trong vũ trụ? (25-08-2020)

Sinh viên lo ra trường chậm hơn dự kiến vì Covid-19 (25-08-2020)

Ngành học nào lâu dài? Càng gần ngày thi càng áp lực, làm sao? (Báo Tuổi Trẻ ngày 28/6/2020) (28-06-2020)

Giải mã gene người Việt: Chúng ta là ai? (22-06-2020)

Đi tìm nguồn gốc người Việt qua việc phân tích hệ gen (Báo Thanh niên 12/6/2020) (14-06-2020)

Khỉ thực hiện "giãn cách xã hội" không khác gì người trong dịch Covid-19 (Báo Dân Trí ngày 2/6/2020) (05-06-2020)

Xâm phạm quyền sở hữu trí tuệ nhìn từ việc sao chép luận văn (Báo Pháp Luật ngày 3/6/2020) (05-06-2020)

Những người Việt khẳng định tài trí trên thế giới thời gian qua (Báo Dân Trí ngày 31/5/2020) (01-06-2020)

Mô hình sử dụng năng lượng mặt trời chưng cất nước mặn thành nước ngọt (Báo Thanh Niên ngày 9/5/2020) (11-05-2020)

Xem thêm ...

Trang liên kết

 

 

 

 

 

 

 

Chào bạn !
X

Xin mời bạn đặt câu hỏi !

Họ tên
 
Email /Fb/Điện thoại:

Nội dung:

Số xác nhận : tám ba ba chín sáu

Xem trả lời của bạn !