Các nhà khoa học Việt tìm nguồn gene lúa thích ứng với biến đổi khí hậu

Các nhà khoa học Việt tìm nguồn gene lúa thích ứng với biến đổi khí hậu

16/12/2020

Nghiên cứu mới cho ra đời giống lúa vừa năng suất, chất lượng tốt trong điều kiện thời tiết khó khăn, vừa có rơm rạ để tận dụng làm nhiên liệu sinh học.

Sản xuất lúa đang phải đối đầu với những hệ quả của biến đổi khí hậu gây ra như hạn hán, xâm thực mặn, lũ lụt, nóng lạnh bất thường. Diễn biến phức tạp của dịch bệnh gây hại ngày càng trầm trọng làm giảm năng suất, thu hẹp dần diện tích trồng.

 

Do đó yêu cầu đặt ra là làm sao chọn tạo và phát triển các giống lúa cho sản xuất thích ứng với biến đổi khí hậu trong hiện tại. Ở tương lai, giống lúa đó vừa phải cho năng suất, chất lượng hạt tốt trong điều kiện khó khăn (như hạn, mặn, dịch bệnh hại…), vừa cho rơm rạ có chất lượng tốt để kích thích khai thác sử dụng cho chế biến nhiên liệu sinh học, thức ăn chăn nuôi (thức ăn cho trâu, bò, cừu…), hạn chế việc đốt rơm rạ trên đồng ruộng, giảm phát thải CO2.

Nhóm các nhà nghiên cứu đang thảo luận về giống lúa mới.

Từ thực tế trên, nhóm khoa học Việt Nam đã thực hiện 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.

 

Đề tài do tiến sĩ Dương Xuân Tú, Phó Viện trưởng, Viện Cây lương thực và Cây thực phẩm làm nhủ nhiệm, được thực hiện từ năm 2016, hợp tác với nhóm nghiên cứu đến từ Đại học York, Đại học Dundee, nước Anh, trong thỏa thuận tác nghiên cứu thuộc Quỹ Newton (Newton Fund) do GS Simon McQueen-Mason (Đại học York) chủ nhiệm.

 

Mục đích của hợp tác nghiên cứu là tìm ra nguồn gene lúa (được miêu tả cả về cơ sở dữ liệu về kiểu gene và kiểu hình) có khả năng chịu hạn cao, rơm rạ có chất lượng tốt (khả năng chuyển hóa đường cao- tương đương với khả năng phân giã lignocellulose, hàm lượng silic thấp) từ các mẫu giống lúa của Việt Nam.

Các nhà khoa học cũng muốn sử dụng nguồn gene này trong chọn tạo và phát triển các giống lúa cho sản xuất thích ứng với biến đổi khí hậu (cho năng suất và chất lượng hạn tốt trong điều kiện hạn, đồng thời cho rơm rạ có chất lượng tốt phục vụ cho chế biến nhiên liệu sinh học và thức ăn chăn nuôi).

 

Bên cạnh đó, nhóm thực hiện nghiên cứu để tìm ra phương án tối ưu nhất (phá hủy mẫu, thủy phân chuyển hóa đường, lên men ethanol) trong các quy trình chế biến rơm rạ thành ethanol (cồn) để nâng cao hiệu quả. Mục đích cuối cùng là nâng cao hiệu quả của người nông dân, góp phần đảm bảo an ninh lương thực và hạn chế tác động môi trường trong điều kiện biến đổi khí hậu diễn biến ngày càng trầm trọng.

 

Để thực hiện, nhóm của tiến sĩ Tú đã sử dụng công nghệ nghiên cứu tương tác rộng trên toàn hệ gene (GWAS – Genome Wide Association Study) với sự hỗ trợ của thiết bị hiện đại và công nghệ tin sinh (Bioinformatic), kỹ thuật giải trình tự kiểu gene (GBS – Genotyping By Sequencing) thế hệ mới 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 tìn ra vị trí (gene) kiểm soát tính trạng.

Khu thí nghiệm vật liệu đồng ruộng của dự án tại FCR.

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.

 

Bên cạnh đó, trong 170 mẫu giống lúa nghiên cứu có 100 mẫu giống là các giống lúa bản địa, giống đại phương của Việt Nam có mang những gene chịu hạn khác vị trí với những gene chịu hạn đã được công bố trước đây. Đây là nguồn gene quý bổ sung vào nguồn gen chịu hạn ở cây lúa hiện nay.

- Đề tài “Nghiên cứu phát triển các nguồn gen lúa thích ứng với biến đổi khí hậu”, 

- Chương trình : Hợp tác nghiên cứu song phương và đa phương về khoa học công nghệ đến năm 2020

- Mã số nhiệm vụ:  HNQT/SPĐP/05.16

- Đơn vị quản lý kinh phí: Văn phòng các Chương trình khoa học và công nghệ quốc gia

-----------

VĂN PHÒNG CÁC CHƯƠNG TRÌNH KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ QUỐC GIA

- Website: http://vpctqg.gov.vn

- Điện thoại: (024) 35551726

- Email: vpctqg@most.gov.vn

- Địa chỉ: 113 Trần Duy Hưng, Phường Trung Hòa, Quận Cầu Giấy, Hà Nội