Tìm nguồn gene lúa thích ứng với biến đổi khí hậu

Kết quả được thực hiện bởi đề tài "Nghiên cứu phát triển các nguồn gene lúa thích ứng với biến đổi khí hậu" thuộc Chương trình hợp tác nghiên cứu song phương và đa phương về khoa học và công nghệ đến năm 2020, do Tiến sỹ Dương Xuân Tú, Phó Viện trưởng, Viện Cây lương thực và Cây thực phẩm làm Chủ nhiệm.Bắt đầu thực hiện từ năm 2016, TS Tú và nhóm nghiên cứu đã thu đã thập 170 mẫu giống lúa của Việt Nam làm vật liệu để phân lập, tìm nguồn gene lúa thích ứng với biến đổi khí hậu. Tức là phải có khả năng chịu hạn, rơm rạ có khả năng chuyển hóa đường cao và hàm lượng silic thấp. Tiêu chí này cũng hướng tới giảm phát thải carbon, để rơm rạ trở thành nguồn thức ăn gia súc và sử dụng làm nguyên liệu trong sản xuất nhiêu liệu sinh học. "Việc phát triển công nghệ này trên rơm rạ với mục đích tăng cường việc sử dụng rơm rạ sau thu hoạch, hạn chế việc đốt rơm rạ trên đồng ruộng, giảm phát thải trong sản xuất lúa", ông Tú nói. Để xác định được các mẫu giống lúa như mong đợi, nhóm nghiên cứu đã đánh giá kiểu hình kết hợp với giải trình tự gene thế hệ mới. Một trong số đó là xác định gene kiểm soát khả năng chuyển hóa đường trong rơm rạ.Theo TS Tú, nghiên cứu về gene kiểm soát tính trạng chuyển hóa đường trong rơm rạ rất mới, cả Việt Nam và trên thế giới đều chưa có công bố. Chính vì vậy, trong quá trình triển khai nhiệm vụ nhóm nghiên cứu đã kết hợp với các nhà khoa học tại Đại học York và đại học Dundee của Vương Quốc Anh để hai bên cùng nhau thực hiện nhiều thí nghiệm, tăng lượng mẫu, tăng thế hệ phân tích di truyền, thay thế hóa chất để tìm kiếm hóa chất phù hợp...Nhóm nghiên cứu sử dụng thiết bị hiện đại và công nghệ tin sinh (Bioinformatic), kỹ thuật giải trình tự kiểu gene (GBS – Genotyping By Sequencing) để đưa ra số lượng đa hình đến hàng triệu chỉ thị đơn hình các nucleotide (SNP – Single Nucleotide Polypholism) trên một bộ vật liệu nghiên cứu, kết hợp với đánh giá kiểu hình để tìm ra vị trí (gene) kiểm soát tính trạng. So với kỹ thuật sử dụng các chỉ thị SSR trước đây thì công nghệ GWAS cho độ chính xác và phân giải cao gấp hàng ngàn lần, có thể tìm ra được số lượng gene kiểm soát tính trạng trên toàn hệ gene của cây lúa.Sau nhiều lần thực hiện thí nghiệm, nhóm nghiên cứu đã tìm ra được 3 nhóm nguồn gene lúa về khả năng chịu hạn cao, rơm rạ cho khả năng chuyển hóa đường cao và hàm lượng silic thấp "Chúng tôi đang sử dụng 3 nguồn gene này trong chọn tạo giống lúa mới có khả năng chịu hạn tốt, đồng thời cho rơm rạ có khả năng chuyển hóa đường cao, hàm lượng silic thấp (chất lượng rơm rạ tốt)", TS Tú cho biết.Theo đánh giá của giới chuyên môn, kết quả nghiên cứu của nhiệm vụ có giá trị rất lớn cho những nghiên cứu di truyền và chọn giống lúa trong thời gian tới.TS Tú cho biết, sắp tới các nghiên cứu tiếp theo sẽ được thực hiện sử dụng bộ vật liệu 170 mẫu giống lúa đã được giải trình tự gene để xác định các gene kiểm soát các tính trạng khác ở cây lúa như: khả năng chịu mặn, chịu nóng, ngắn ngày, kháng bệnh bạc lá, kháng bệnh đạo ôn, kháng rầy nâu...phục vụ cho chọn tạo giống lúa thích ứng với biến đổi khí hậu."Nhóm nghiên cứu cũng sử dụng nguồn gene lúa của nhiệm vụ này làm vật liệu lai tạo giống lúa mới có năng suất cao, khả năng chịu hạn tốt đồng thời cho rơm rạ có chất lượng tốt phù hợp cho chế biến thức ăn chăn nuôi (trâu, bò) thích ứng với biến đổi khí hậu", TS Tú nói.Bảo Chi