Ứng dụng công nghệ phân tử nghiên cứu giống cây lâm nghiệp

Ứng dụng chỉ thị phân tử, chọn tạo giống đa bội bằng phương pháp gây đột biến kết hợp với lai giống đang là xu hướng chọn giống công nghệ cao được áp dụng.

Các giống keo lai thế hệ mới bằng công nghệ gen đã và đang thay thế dần các giống keo cũ có năng suất thấp. Ảnh: TĐ.

Ứng dụng chỉ thị phân tử chọn giống cây lâm nghiệp

Viện Nghiên cứu Giống và Công nghệ sinh học Lâm nghiệp (Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam) được đánh giá là đơn vị nghiên cứu đầu ngành lâm nghiệp về ứng dụng công nghệ sinh học trong nghiên cứu, chọn tạo nhằm cải thiện giống cây rừng. Hiện nay, các nghiên cứu về công nghệ sinh học của Viện được định hướng theo 3 hướng chính: 

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 giống cây rừng bị suy giảm.

Để xử lý vấn đề này, Viện đã 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.

Nhờ đó hiện nay, có những giống keo lai được chọn tạo và công nhận giai đoạn trước làm giống gốc, đến nay mặc dù đã qua hơn 20 năm nhưng vẫn phát huy tác dụng trong sản xuất, với năng suất và chất lượng cao, được các đơn vị sản xuất rừng tin dùng.

Những năm qua, nhờ ứng dụng các tiến bộ khoa học kỹ thuật, nhất là 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.

Cụ thể, qua nghiên cứu ứng dụng, Viện Nghiên cứu Giống và Công nghệ sinh học Lâm nghiệp đã chọn lọc được 21 chỉ thị phân tử (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 sinh trưởng từ 26 đến 35 m3/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 45 m3/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.

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

Qua đó, xây dựng được quy trình chuyển gen EcHB1 làm tăng chiều dài sợi gỗ với hiệu suất chuyển gen đạt 1,06%, từ đó có 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.

Qua quá trình khảo nghiệm, kết quả cho thấy 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.

Chọn tạo giống đa bội

Bên cạnh việc nghiên cứu, chọn giống bằng công nghệ 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 Nghiên cứu Giống và Công nghệ sinh học Lâm nghiệp 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.

Nhờ có chương trình cải thiện giống và chiến lược thực hiện bài bản, các nghiên cứu chọn tạo giống đa bội đã đạt được các kết quả nhất định.

Có thể kể đến, Viện 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 trưởng Bộ NN-PTNT với năng suất đạt từ đạt năng suất từ 26 đến 35 m3/ha/năm.

Theo đó, 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.