Tạo ra giống lúa sử dụng gen cỏ dại để chống chọi hạn hán

Theo tổ chức FAO Liên Hiệp Quốc, lúa gạo là giống được trồng nhiều thứ ba trên thế giới chỉ sau lúa mì và ngô. Đó là loại thực phẩm chính trong bữa ăn của nhiều gia đình trên thế giới, cùng với nhu cầu tiêu thụ lúa gạo ngày càng tăng cao, sự biến đổi khí hậu toàn cầu tạo ra bất lợi trong sản xuất lúa gạo đã dấy lên mối lo ngại về an ninh lương thực toàn cầu. 

Trước thực tế đó, Trung tâm Khoa học Tài nguyên Bền Vững RIKEN (CSRS) đã tạo ra một giống lúa biến đổi gen, sử dụng gen của một loại cỏ dại họ mù tạt (thale cress) để làm tăng sức chịu hạn của cây lúa.

Nhóm nghiên cứu cho biết loại cỏ dại họ mù tạt có khả năng chịu hạn cao là nhờ cơ chế tạo ra một hợp chất hóa học có tên gọi là osmoprotectants có chứa nhiều loại đường khác nhau, có tác dụng làm tăng hiệu quả bảo vệ tế bào, cho phép chúng giữ nước tốt hơn.

Để tạo ra giống lúa có gen chịu hạn, nhóm nghiên cứu đã cùng với các nhà khoa học thuộc CIAT – Columbia và JIRCAS – Nhật Bản đã hướng đến một loại enzyme có tên gọi là Galactinol synthase (GolS). Thông qua việc sản xuất gen này bằng phương pháp ghép gen từ giống cỏ chịu hạn vào cây lúa.

Các nhà khoa học thử nghiệm nghiên cứu với hai giống lúa Braxin và Châu Phi, bằng việc nối gen và làm tăng biểu hiện gen GolS2. Sau đó trồng giống lúa mới này trong nhà kính với điều kiện môi trường được kiểm soát và thử nghiệm khả năng sản xuất enzyme được sản sinh bởi gen cấy ghép so sánh với nhóm lúa chưa được biến đổi gen.

Trong môi trường hạn hán giả lập, nhóm nghiên cứu nhận thấy giống lúa biến đổi gen có ít biểu hiện cuốn lá – một biểu hiện của lúa khi thiếu nước. Và khi đem ra trồng ở môi trường thực tế ở Cambodia và một số nước khác, giống lúa này luôn cho năng suất cao, khả năng chịu hạn tốt – ít biểu hiện cuốn lá, sinh khối thu về nhiều, nhiều nước và diệp lục hơn dù trong điều kiện hạn hán ít hay nhiều.

Nghiên cứu được xuất bản trên tờ Plant Biotechnology Journal.