Phát hiện bộ gien lúa mì tiêu biểu có thể củng cố an ninh lương thực toàn cầu

Một nhóm nghiên cứu quốc tế do Đại học Saskatchewan (USask) đứng đầu đã giải trình tự bộ gien của 15 giống lúa mì đại diện cho các chương trình nhân giống trên khắp thế giới.

Khám phá mang tính bước ngoặt này sẽ cho phép các nhà khoa học và nhà lai tạo xác định các gien có ảnh hưởng để cải thiện năng suất, khả năng kháng sâu bệnh và các đặc điểm cây trồng quan trọng khác nhanh hơn nhiều.

Kết quả nghiên cứu được công bố trên tạp chí Nature cung cấp thứ mà nhóm nghiên cứu gọi là tập bản đồ trình tự gien lúa mì toàn diện nhất từng được báo cáo. Sự hợp tác của Dự án 10+ Genome  có sự tham gia của hơn 95 nhà khoa học từ các trường đại học và học viện trên khắp Canada, Thụy Sĩ, Đức, Nhật Bản, Anh, Ả Rập Xê Út, Mexico, Israel, Úc và Mỹ.

Trưởng dự án Curtis Pozniak, nhà lai tạo lúa mì và Giám đốc Trung tâm Phát triển Cây trồng USask (CDC) cho biết: “Nó giống như việc tìm ra những mảnh ghép còn thiếu cho câu đố yêu thích của bạn mà bạn đã làm trong nhiều thập kỷ. “Bằng cách có sẵn nhiều cụm gien hoàn chỉnh, giờ đây chúng tôi có thể giúp giải quyết câu đố lớn đó là bộ gien chảo lúa mì khổng lồ và mở ra một kỷ nguyên mới cho việc phát hiện và nhân giống lúa mì”.

Các nhóm khoa học trong cộng đồng lúa mì toàn cầu dự kiến ​​sẽ sử dụng nguồn tài nguyên mới để xác định các gien liên quan đến các tính trạng theo yêu cầu, chẳng hạn như khả năng kháng sâu bệnh, điều này sẽ thúc đẩy hiệu quả chăn nuôi.

Pozniak nói thêm: “Nguồn tài nguyên này cho phép chúng tôi kiểm soát chính xác hơn việc chọn giống để tăng tỷ lệ cải tiến lúa mì vì lợi ích của nông dân và người tiêu dùng, đồng thời đáp ứng nhu cầu lương thực trong tương lai”.

Là một trong những cây ngũ cốc được trồng nhiều nhất trên thế giới, lúa mì đóng một vai trò quan trọng trong an ninh lương thực toàn cầu, cung cấp khoảng 20% lượng calo cho con người trên toàn cầu. Trường đại học này cho biết ước tính rằng sản lượng lúa mì phải tăng hơn 50% vào năm 2050 để đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng trên toàn cầu – hiểu biết về bộ gien lúa mì nào “hoạt động tốt nhất” có thể đóng vai trò quan trọng trong việc thực hiện mục tiêu này.

Các nhà nghiên cứu giải thích rằng họ có thể theo dõi các dấu hiệu DNA độc đáo của vật liệu di truyền được tích hợp vào các giống cây trồng hiện đại từ một số họ hàng của lúa mì chưa được trồng bởi các nhà lai tạo trong thế kỷ trước. 

Pozniak cho biết: “Những họ hàng lúa mì này đã được các nhà lai tạo sử dụng để cải thiện khả năng kháng bệnh và chống stress của lúa mì. “Một trong những người họ hàng này đã đóng góp một đoạn DNA cho lúa mì hiện đại có chứa các gen kháng bệnh và bảo vệ chống lại một số bệnh nấm. Các cộng tác viên của chúng tôi từ Đại học Bang Kansas và Trung tâm Cải tiến ngô và lúa mì quốc tế (CIMMYT) ở Mexico, đã chỉ ra rằng phân khúc này có thể cải thiện sản lượng tới 10%. Vì nhân giống là một quá trình cải tiến liên tục, chúng tôi có thể tiếp tục lai các cây để chọn ra đặc điểm có giá trị này ”.

Nhóm của Pozniak, phối hợp với các nhà khoa học từ tổ chức Nông nghiệp và Thực phẩm nông nghiệp Canada, và Hội đồng Nghiên cứu Quốc gia Canada, cũng sử dụng trình tự bộ gien để phân lập gien kháng côn trùng (Sm1). Loại gien này giúp cây lúa mì có thể chống chọi với sây bệnh lúa mì (orange wheat blossom midge), một loại sâu bệnh có thể gây thiệt hại hàng năm hơn 60 triệu đô la cho các nhà sản xuất Tây Canada. 

Pozniak kết luận: “Hiểu được một gien nhân quả như thế này là một yếu tố thay đổi cuộc chơi trong việc lai tạo vì bạn có thể chọn giống kháng sâu bệnh hiệu quả hơn bằng cách sử dụng xét nghiệm DNA đơn giản hơn là kiểm tra đồng ruộng thủ công”.

H.T (dịch từ Newfoodmagazine)