Theo các nhà khoa học tại Đại học Queensland, công nghệ chỉnh sửa gen (gene editing) sẽ đóng một vai trò quan trọng giúp cây trồng tăng cường khả năng chống chọi với điều kiện khí hậu bất thuận trong tương lai nhằm đảm bảo nguồn cung lương thực trên toàn cầu.
Chuyên gia Công nghệ sinh học (CNSH) – Tiến sĩ Karen Massel từ Trung tâm Khoa học Cây trồng của Đại học Queensland đã công bố một bản đánh giá về công nghệ chỉnh sửa gen, ví dụ như hệ thống CRISPR-Cas9, nhằm đảm bảo an ninh lương thực trong các hệ thống canh tác chịu tác động từ các điều kiện khí hậu khắc nghiệt và thay đổi bất thường.
Tiến sĩ Massel cho biết: “Trong hàng thiên niên kỷ, nông dân vốn đã biến đổi DNA ở cây trồng bằng kỹ thuật chọn tạo giống truyền thống, và giờ đây với công nghệ chỉnh sửa gen mới, chúng tôi có thể thực hiện nó một cách an toàn, chính xác và nhanh hơn bao giờ hết.”
“Kỹ thuật chỉnh sửa gen này được phỏng theo cách các tế bào tự khôi phục trong tự nhiên.”
Trong bản đánh giá, Tiến sĩ Massel cũng khuyến nghị rằng hệ thống CRISPR-Cas9 nên được tích hợp vào các chương trình chọn tạo giống hiện đại nhằm cải thiện chất lượng cây trồng lấy ngũ cốc.
Các loại ngũ cốc giàu năng lượng như lúa mì, gạo, ngô và cao lương cung cấp 2/3 lượng lương thực tiêu thụ của thế giới.
“Chỉ với 15 loại cây trồng nhưng chúng cung cấp 90% lượng calo thực phẩm trên thế giới.” Tiến sĩ Massel cho hay.
“Đó là một cuộc chạy đua với thời gian giữa biến đổi khí hậu và khả năng của các nhà lai tạo giống cây trồng trong việc tạo ra các loại giống có khả năng phục di truyền đồng thời phát triển tốt trong điều kiện khí hậu thất thường và đem lại nguồn dinh dưỡng chất lượng.”
“Vấn đề là các nhà lai tạo mất quá nhiều thời gian trong việc phát hiện và cung cấp các giống mới này cho người nông dân. Chẳng hạn với cây ngũ cốc, thời gian nhân giống trung bình kéo dài khoảng 15 năm.”
“Thêm vào đó, hệ thống CRISPR cho phép chúng tôi làm những điều mà chúng tôi không có khả năng thực hiện thông qua phương pháp nhân giống truyền thống nhằm tạo ra sự đa dạng mới lạ, cải thiện di truyền để có được những đặc tính mong muốn.”
Trong các nghiên cứu về chứng minh khái niệm, Tiến sĩ Massel và các đồng nghiệp tại Liên minh Nông nghiệp và Đổi mới Lương thực Queensland (QAAFI) đã áp dụng công nghệ chỉnh sửa gen vào các chương trình tiền nhân giống cho cây lúa miến và lúa mạch.
Bà cho biết: “Đối với lúa miến, chúng tôi đã chỉnh sửa gen của cây để giải phóng mức độ hấp thu của protein có sẵn và làm tăng giá trị dinh dưỡng có lợi cho con người và gia súc.”
“Chúng tôi cũng đã sử dụng công nghệ chỉnh sửa gen để sửa đổi cấu trúc của tán và rễ ở cả cây lúa miến và lúa mạch nhằm cải thiện hiệu quả công tác tưới tiêu”.
Nghiên cứu của Tiến sĩ Massel cũng so sánh giữa trình tự các bộ gen khác nhau ở cây ngũ cốc – bao gồm giống tự nhiên và giống gốc của nó hiện nay – với sự khác biệt về năng suất khi chúng được trồng ở các vùng khí hậu khác nhau và dưới tác động của các loại áp lực khác nhau.
Bà chia sẻ: “Các giống cây trồng tự nhiên cung cấp tính đa dạng di truyền, và chúng càng đặc biệt có giá trị khi nhắc tới khả năng chống chịu với khí hậu.”
“Chúng tôi đang tìm kiếm các gen hoặc mạng lưới gen có khả năng phục hồi trong điều kiện khí hậu phát triển một cách bất lợi.”
“Một khi xác định được một biến thể gen khả thi, chúng tôi sẽ trực tiếp tạo lại gen ấy trên những cây trồng có năng suất cao mà không làm ảnh hưởng đến hệ di truyền liên quan đến các đặc tính sản xuất.”
“Phương pháp này tinh vi đến mức ta không thể phân biệt được với các biến thể tự nhiên.”
Vào năm 2019, Cục Quản lý Công nghệ Gen của Úc đã loại công nghệ chỉnh sửa gen ra khỏi phạm vi chính sách áp dụng cho sinh vật được tạo ra bằng công nghệ biến đổi gen (GMO).
Cây trồng chỉnh sửa gen vẫn chưa được trồng ở Úc, nhưng những đánh giá rủi ro về độ an toàn sinh học và độ an toàn của công nghệ này hiện đang được thực hiện.
Nghiên cứu này được tài trợ bởi Quỹ Khám phá của Hội đồng Nghiên cứu Úc với sự hỗ trợ từ Bộ Nông nghiệp và Thủy sản Queensland và Đại học Queensland.
Bình luận