Công nghệ sinh học nâng cao năng suất rừng trồng gỗ lớn

Công nghệ sinh học ngày càng đóng vai trò quan trọng trong mọi mặt của sản xuất nông nghiệp, đặc biệt là lĩnh vực lâm nghiệp, trong đó có trồng rừng gỗ lớn. 

Lĩnh vực giống lâm nghiệp đã đạt được nhiều thành tựu to lớn nhờ ứng dụng các tiến bộ công nghệ sinh học. Ảnh: Iftib.

Thành quả trong lĩnh vực giống lâm nghiệp

Viện Nghiên cứu Giống và Công nghệ sinh học Lâm nghiệp thuộc Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam là đơn vị nghiên cứu đầu ngành lâm nghiệp về ứng dụng công nghệ sinh học trong cải thiện giống cây rừng.

Các nghiên cứu về công nghệ sinh học của Viện được định hướng theo 3 hướng chính là: Nghiên cứu hoàn thiện các quy trình nhân giống cho các giống mới được chọn tạo phục vụ cho công tác chuyển giao kỹ thuật nhân giống cùng giống gốc cho các đơn vị nghiên cứu và sản xuất giống ; Sử dụng chỉ thị phân tử trong nghiên cứu chọn giống có năng suất, chất lượng cao và chọn tạo giống mới bằng tạo đột biến và công nghệ gen, và đã đạt được nhiều thành tựu nổi bật.

Viện đã nghiên cứu xây dựng thành công các quy trình nhân giống cho gần 30 giống keo lai, keo lá tràm, bạch đàn và bạch đàn lai và chuyển giao cho nhiều cơ sở sản xuất. Một số quy trình nhân giống ở quy mô công nghiệp đã được Viện hoàn thiện thông qua việc tiến hành các đề tài và dự án sản xuất thử nghiệm, trong đó đã có 2 quy trình nhân giống đã được công nhận là tiến bộ kỹ thuật.

Viện đã tiến hành chuyển giao quy trình vi nhân giống quy mô công nghiệp cho trên 30 cơ sở sản xuất trên cả nước và các cơ sở này đã làm chủ được công nghệ, một số đơn vị đã có thể tiến hành sản xuất được 10 triệu cây giống/năm đáp ứng một phần nhu cầu trồng rừng dòng vô tính.

Với nhân giống vô tính, giống gốc được sử dụng làm nguồn vật liệu để nhân giống qua nhiều lần sẽ có hiện tượng già hóa giống. Sự thoái hóa giống sẽ làm giảm hiệu quả nhân giống cũng như chất lượng rừng bị suy giảm.

Là đơn vị cung cấp giống gốc cho sản xuất, Viện đã tiến hành nghiên cứu xây dựng và hoàn thiện quy trình phục tráng và trẻ hóa nguồn giống gốc, đảm bảo chất lượng nguồn giống gốc cung cấp cho sản xuất.

Vì thế sau 20 năm các giống keo lai được chọn tạo và công nhận giai đoạn trước vẫn phát huy tác dụng trong sản xuất, với năng suất và chất lượng cao và được các đơn vị sản xuất tin dùng.

Ứng dụng chỉ thị phân tử và đa bội gây đột biến

Ứng dụng chỉ thị phân tử trong chọn giống đã được Viện đẩy mạnh nghiên cứu nhằm rút ngắn thời gian chọn giống cũng như nâng cao hiệu quả của các chương trình chọn giống. Qua nghiên cứu ứng dụng, Viện đã chọn lọc được 21 chỉ thị SSR có tương quan đến tính trạng sinh trưởng nhanh ở keo lai, 20 chỉ thị SSR liên quan đến các tính trạng sinh trưởng ở bạch đàn lai.

Với việc sử dụng các chỉ thị này, 7 dòng keo lai (BB055, BV350, BV376, BV434, BV523, BV584 và BV586) đạt năng suất từ 26 đến 35m3/ha/năm, 10 dòng bạch đàn lai sinh trưởng nhanh (UC16, UC51, CU113, CU123, UC52, CU182, UE72, UC55, CU98, CU82) đạt năng suất từ 30,7 đến 45m3/ha/năm đã được chọn lọc. Trong đó, 7 dòng keo lai BB055, BV350, BV376, BV434, BV523, BV584 và BV584 và 2 dòng bạch đàn lai CU98 và CU82 đã được công nhận là giống cây trồng lâm nghiệp mới cho phép phổ biến ra sản xuất.

Trong thời gian qua, các nghiên cứu cứu chuyển gen tăng chiều dài sợi gỗ (EcHb1) cho bạch đàn uro và bạch đàn lai cũng đã được Viện thực hiện. Các cán bộ khoa học của Viện đã xây dựng cấu trúc vector GWB2/35S/EcHB1/NOS mang gen mục tiêu EcHB1.

Qua đó đã xây dựng được quy trình chuyển gen EcHB1 làm tăng chiều dài sợi gỗ với hiệu suất chuyển gen đạt 1,06% từ đó được 19 dòng bạch đàn lai UU (trong đó có 4 dòng đã được xác định có chiều dài sợi gỗ vượt từ 14% trở lên so với đối chứng) và 40 dòng bạch đàn lai UP chuyển gen mang gen mục tiêu EcHB1.

Các dòng này có hình thái bình thường và sinh trưởng tương đương hoặc nhanh hơn so với cây đối chứng. Các giống chuyển gen này hiện đang được tiếp tục khảo nghiệm trước khi đưa vào thực tiễn sản xuất.

Bên cạnh việc nghiên cứu chọn giống bằng chỉ thị phân tử và chuyển gen thì nghiên cứu chọn tạo giống đa bội bằng phương pháp gây đột biến kết hợp với lai giống đã được Viện triển khai cho các loài keo. Viện đã tạo thành công các giống keo tai tượng và keo lá tràm tứ bội từ các nguồn giống được cải thiện và tiến hành lai giống với giống nhị bội để tạo ra giống keo lai tam bội.

TS Nguyễn Đức Kiên, Viện trưởng Viện Nghiên cứu Giống và Công nghệ Sinh học Lâm nghiệp cho biết. để đạt được nhưng thành công này, ngoài sự nỗ lực của tập thể Viện Nghiên cứu Giống và Công nghệ Sinh học Lâm nghiệp không thể không nhắc tới sự giúp đỡ của các bộ, ngành, đặc biệt là Bộ NN-PTNT cũng như các nhà khoa học trong và ngoài nước.

Tuy nhiên, đây mới chỉ là những kết quả bước đầu nên chưa phản ánh hết được tiềm năng của công nghệ sinh học trong nghiên cứu chọn giống cây rừng. Trong thời gian tới ngoài việc triển khai các nghiên cứu chọn tạo giống theo phương pháp truyền thống dựa trên các biến dị tự nhiên, việc nghiên cứu ứng dụng công nghệ sinh học trong đó có việc sử dụng các chỉ thị phân tử, kỹ thuật chuyển gen, chỉnh sửa gen sẽ là một trong những hướng nghiên cứu đột phá và được chú trọng phát triển để từ đó nâng cao vai trò và tỷ lệ đóng góp của công nghệ sinh học trong các chương trình chọn giống cây rừng.

Nhờ có một chương trình cải thiện giống có chiến lược và thực hiện một cách bài bản mà các nghiên cứu chọn tạo giống đa bội đã đạt được các kết quả nhất định, trong đó Viện Nghiên cứu Giống và Công nghệ sinh học Lâm nghiệp đã chọn tạo và công nhận được 4 dòng keo lai tam bội X101, X102, X201 và X205 là giống cây trồng lâm nghiệp mới theo quyết định số 1458/QĐ-BNN-TCLN, ngày 20/4/2020 của Bộ NN-TNT với năng suất đạt từ đạt năng suất từ 26 đến 35 m3/ha/năm. Tính chất gỗ của các giống keo tam bội ở giai đoạn 4 năm tuổi tương đương với keo lai nhị bội ở tuổi 5 - 7, đáp ứng được yêu cầu cơ bản gỗ nguyên liệu cho sản xuất giấy, ván MDF, ván ghép thanh, ván bóc.