|
 Đang trực tuyến :
20 |
|
 Số lượt truy cập :
33270301 |
|
|
|
|
|
Theo dõi cac gen hoang dại trên cây đậu phộng để cải thiện khả năng chống chịu của cây trồng
Thứ năm, 14-10-2021 | 06:56:40
|
|
Nguồn: Đại học Georgia.
Một thập kỷ trước, nhà khoa học thực vật David và Soraya Bertioli của Đại học Georgia ở Brazil đã bắt đầu thắc mắc về những cây đậu phộng mà họ gặp ở những nơi khác nhau trên thế giới có khả năng chống chọi với nấm bệnh một cách đáng kinh ngạc mà không cần sử dụng thuốc diệt nấm. Bertiolis tự hỏi liệu những loài thực vật khác nhau này có thể có điểm chung hay không. Có phải chúng có sức đề kháng tự nhiên đối với một nguồn gen duy nhất?
Các nhà lai tạo thực vật trên toàn cầu đã làm việc trong nhiều thập kỷ để tạo ra các giống đậu phộng có thể chống lại bệnh nấm và một số đã thành công. Mặc dù giấy tờ không ghi lại, Bertiolis nghi ngờ rằng một loài cỏ dại từ Bolivia là nguồn gốc của tất cả các khả năng kháng bệnh và họ bắt đầu kiểm tra giả thuyết của mình.
Đây là một câu chuyện về những gen phân tán khắp toàn cầu. Các gen di chuyển khi các nhà lai tạo thực vật trao đổi hạt giống, nhưng cũng tích tụ trên các cánh đồng đậu phộng do phấn hoa dính vào ong, khi các hạt đơn lẻ vô tình lọt vào túi của một giống cây khác hoặc do lỗi ghi nhãn đã hoán đổi vị trí của hạt giống của các nguồn khác nhau. Một lần nữa, các gen hoang dại đã thể hiện sức mạnh với khả năng kháng nấm đến mức các nhà lai tạo đã chọn chúng và tạo ra các con lai và giống mới. Các gen này di chuyển từ Hoa Kỳ sang Ấn Độ, đến Châu Phi, đến Brazil, đến Trung Quốc, Úc châu và ngược lại.
Khi các giống di truyền cải tiến được áp dụng, những người nông dân tự cung tự cấp ở châu Phi đã say mê những giống đậu phộng với sản lượng cao hơn, hương vị ngon hơn và lượng lá khỏe mạnh xanh tốt còn sót lại vào cuối vụ thu hoạch để nuôi dê của họ. Đối với nông dân quy mô lớn hơn, các gen tạo ra các giống đáng tin cậy hơn, có thể được phun ít thuốc hơn và đồng thời, sản lượng nhiều hơn. Ở Brazil, nơi lịch phun thuốc tiêu chuẩn yêu cầu chín lần phun mỗi mùa đối một loại giống được sản xuất cho thị trường hữu cơ, không cần thuốc diệt nấm.
Câu chuyện về những gen đậu phộng này được xuất bản trong Proceedings of the National Academy of Sciences, cùng với lời kêu gọi từ hai chục nhà nghiên cứu đậu phộng hàng đầu nhằm tạo điều kiện và kích thích mạng lưới hợp tác và trao đổi quốc tế, giúp làm cho nguồn cung cấp lương thực trên thế giới trở nên bền vững hơn trước những thách thức hiện đại.
Những người tiên phong nghiên cứu về cây đậu phộng
Bertiolis điều hành Phòng thí nghiệm nghiên cứu về cây đậu phộng hoang dại tại Đại học Georgia (một phần của Viện nghiên cứu giống cây trồng, di truyền và gen của trường Cao đẳng Khoa học Nông nghiệp và Môi trường).
Công việc chính của họ là theo dõi các gen của các giống đậu phộng hoang dại, xác định vị trí các gen kiểm soát các tính trạng nhất định nằm trên bộ gen và quan sát biểu hiện của những tính trạng này ở các vụ mùa đậu phộng.
Cây đậu phộng là một loại cây thần kỳ. Nó cung cấp một nguồn protein thực vật quý giá, có thể phát triển trong đất và khí hậu nơi nhiều cây trồng khác phải vật lộn và cố định nitơ trong đất để cải tạo các cánh đồng bị suy kiệt. Tuy nhiên, các loài này có tính đa dạng di truyền hạn chế. Điều đó có nghĩa là các nhà chọn tạo giống cây trồng, những người muốn tạo ra khả năng kháng bệnh hoặc chịu hạn chẳng hạn, có các lựa chọn hạn chế.
Khai thác các loài hoang dại mang lại cho các nhà chọn giống cây trồng một nguồn gen mới, nhưng quá trình thụ phấn cây bằng tay và chọn ra những cây chỉ có đúng gen từ các loài hoang dại tốn nhiều thời gian và đầy cạm bẫy.
Soraya Bertioli nói: “North Carolina là một trong những nơi tiên phong. Các nhà khoa học tại Đại học Bang North Carolina đã thực hiện các phép lai (với loài hoang dại lưỡng bội A. cardenasii) vào những năm 1960. Sau nhiều năm, những dòng này cuối cùng trở thành tứ bội và có thể được lai với đậu phộng".
Công việc này đã đem đến một số giống đậu phộng mới, bao gồm Bailey, là loại đậu phộng được trồng rộng rãi nhất trên thị trường Virginia ở Hoa Kỳ.
Tuy nhiên, một khi các gen hoang dại được lai tạo thành công thành cây đậu phộng đã được thuần hóa, loài cây này trông giống hệt các giống đậu phộng khác và mọi người nhanh chóng mất dấu các dòng đặc biệt.
Vào năm 1978 và 1984, các nhà nghiên cứu ở Bắc Carolina đã chia sẻ hạt giống với các nhà nghiên cứu tại Viện nghiên cứu cây trồng quốc tế cho vùng nhiệt đới bán khô hạn (ICRISAT) ở Ấn Độ và các gen hoang dại bắt đầu cuộc hành trình của chúng trên khắp thế giới.
Nhà chọn giống đứng đầu tại ICRISAT đã sớm nhận thấy khả năng kháng bệnh đặc biệt của cây mới. Biết được giá trị của những giống đậu phộng này đối với người nông dân như thế nào, ông đảm bảo rằng chúng sẽ được chuyển đến nhiều quốc gia, nơi chúng được sử dụng để lai nhiều giống trong các chương trình nhân giống.
David Bertioli nói: “Ban đầu, nguồn gốc các dòng được chôn vùi trong phả hệ, nhưng sau một vài thế hệ, thông tin đó có xu hướng bị mất đi. Khi hàng nghìn dòng đậu phộng được kiểm tra cùng một lúc và nhiều phép lai mới được tạo ra, thông tin trở nên phức tạp và bạn mất dấu những gì mình có".
Khi Bertiolis quan tâm đến giống đậu phộng mà họ tìm thấy ở Brazil, họ bắt đầu điều tra, sử dụng một số phương pháp điều tra: Sử dụng giải trình tự bộ gen của đậu phộng cùng với các phương pháp nghiên cứu mới dựa trên DNA, tương ứng với các nhà nghiên cứu và tìm kiếm thông qua các tài liệu phả hệ cũ và các bản thảo. Sau một thập kỷ làm việc, Bertiolis đã theo dõi di truyền của A. cardenasii, mà họ đã tìm thấy trong gen của đậu phộng ở 30 quốc gia ở Châu Phi, Châu Á, Châu Đại Dương, Nam và Bắc Mỹ.
Nhìn chung, Bertiolis đã theo dõi các gen trên đậu phộng ở Úc, Bangladesh, Brazil, Burkina Faso, Trung Quốc, Đông Timor, Haiti, Indonesia, Mali, Malawi, Mauritius, Mozambique, Myanmar, Niger, Nigeria, Philippines, Cộng hòa Guinea, Senegal , Nam Phi, Sri Lanka, Sudan, Đài Loan, Thái Lan, Trinidad, Uganda, Zambia, Hoa Kỳ và Việt Nam.
Chia sẻ nghiên cứu là điều cần thiết
Các công ước và hiệp ước quốc tế mới và luật pháp ở các quốc gia đa dạng sinh học đã hạn chế rất nhiều việc trao đổi các bộ sưu tập thực vật mới về các loài hoang dã và hạt giống. Những hạn chế này đã gây khó khăn hoặc thậm chí không thể cho các nhà khoa học thu thập và lưu trữ hạt giống đa dạng về mặt di truyền trước khi nó bị mất. Các nhà chọn tạo giống cây trồng và các tổ chức nghiên cứu cũng gặp khó khăn hơn trong việc trao đổi hạt giống để cây trồng thích ứng với những thay đổi mới do dịch bệnh mới xuất hiện và khí hậu thay đổi.
Các luật ngăn cản người dân kiếm tiền từ các nguồn tài nguyên của các nước nghèo đã có hiệu lực khiến các nhà khoa học khó hợp tác trong các dự án quy mô lớn để cải thiện an ninh lương thực.
Chia sẻ sức mạnh di truyền thông qua hạt giống là điều cần thiết cho sự bền vững, David Bertioli nói. "Khi bạn trao đổi tế bào mầm, bạn sẽ có được mùa màng tốt hơn, bạn có được thức ăn tốt hơn, bạn ít bị tổn hại môi trường hơn, bạn đốt cháy dầu diesel ít hơn. Bạn nhận được tất cả những điều đó. Và động cơ là trao đổi tế bào mầm và thái độ hợp tác quốc tế".
Bùi Anh Xuân theo Phys.org |
Trở lại
In
Số lần xem: 702
|
|
[ Tin tức liên quan ]___________________________________________________
|
(135).png "Theo dõi cac gen hoang dại trên cây đậu phộng để cải thiện khả năng chống chịu của cây trồng")
