Nguồn: Shaoming Huang, Krishna K. Gali, Bunyamin Tar’an, Thomas D. Warkentin, Rosalind A. Bueckert. Pea Phenology: Crop Potential in a Warming Environment. Crop Science, 2017; 57 (3): 1540 DOI: 10.2135/cropsci2016.12.0974

TÓM TẮT

Khi khí hậu toàn cầu thay đổi và nhiệt độ tiếp tục tăng, stress nhiệt đang trở thành yếu tố hạn chế chính cho canh tác đậu Hà Lan. Một nghiên cứu mới chỉ ra rằng đậu Hà Lan có một số tính trạng đặc biệt - chẳng hạn như thời gian ra hoa dài hơn và số lượng quả cao hơn thì có thể chống chịu hơn với stress nhiệt. Các nhà nghiên cứu cũng đã thu thập được những hiểu biết mới về mặt di truyền đối với khả năng chịu nóng của đậu Hà Lan.

Thời tiết quá nóngđã làm cho hoa của đậu Hà Lan không đậu quả Credit: Rosalind Bueckert

Người nông dân trên thế giới mỗi năm sản xuất 10 đến 13 triệu tấn đậu Hà Lan. Điều đó làm cho đậu Hà Lan trở thành cây họ đậu quan trọng hàng đầu, chỉ đứng sau những loại cây đậu dry beans và đậu chickpeas.

Nhưng khí hậu toàn cầu thay đổi và nhiệt độ tiếp tục tăng lên, stress nhiệt ngày càng trở thành yếu tố hạn chế chính cho canh tác đậu Hà Lan.

Một nghiên cứu mới chỉ ra rằng đậu Hà Lan có một số tính trạng đặc biệt - chẳng hạn như thời gian ra hoa dài hơn và số lượng quả cao hơn thì có thể chống chịu tốt hơn với stress nhiệt.

Các nhà nghiên cứu cũng đã thu thập được những hiểu biết mới về mặt di truyền đối với khả năng chịu nóng của đậu Hà Lan.

Rosalind Bueckert, tác giả chính của nghiên cứu cho biết: "Trong nhiều năm, các giống đậu Hà lan cũ hơn không phát triển tốt do stress nhiệt". "Chúng tôi muốn tìm những giống mới có năng suất ổn định và chống chịu tốt trong điều kiện trái đất đang nóng lên".

Theo Bueckert, một nhà khoa học cây trồng tại Đại học Saskatchewan, "Chống chịu được với stress nhiệt của đậu Hà Lan dường như phụ thuộc vào khá nhiều một vài tính trạng". Tuy nhiên, nghiên cứu chỉ ra rằng hai tính trạng quan trọng nhất là số lượng quả cao hơn và thời gian ra hoa dài hơn.

Bueckert và các đồng nghiệp của cô ấy gồm Tom Warkentin và Shaoming Huang là những người đầu tiên khám phá ra vị trí của các gen ảnh hưởng đến stress nhiệt.

"Stress nhiệt" có nghĩa là đậu Hà Lan có ít hoa hơn, ít quả hơn, và cuối cùng là năng suất thấp", Bueckert cho hay. Các giống đậu Hà Lan có nhiều quả hơn để khởi nguồn cho năng suất cao hơn sau đợt stress nhiệt.

Tương tự, "Nếu giống đậu Hà Lan nào ra hoa dài hơn thì giống đậu Hà Lan đó có nhiều cơ hội để có năng suất cao hơn, ngay cả khi bị stress nhiệt", Bueckert nói. Đó là bởi vì cây đậu Hà Lan có nhiều thời gian hơn để phục hồi từ các đợt thời tiết khắc nghiệt trong quá trình ra hoa.

Nhưng thời gian ra hoa quá dài có thể dẫn đến những trở ngại khác. Bueckert nói: "Bạn cần cân bằng hài hòa giữa các giai đoạn sinh trưởng và sinh thực của cây đậu Hà Lan”.

Để xác định tính trạng nào quan trọng đối với tính chịu nóng của đậu Hà Lan, Bueckert và các đồng nghiệp của bà đã lai hai giống đậu Hà Lan được sử dụng phổ biến là giống CDC Centennial và CDC Sage. Sau đó, các nhà nghiên cứu đánh giá hơn một trăm con lai mới xuất phát từ tổ hợp lai này.

Bueckert cho biết: "Bằng cách lai hai giống đậu Hà Lan khác nhau, bạn có thể  tạo con lai có những tính trạng vượt trội hơn các tính trạng của cha hoặc mẹ của con lai. Ví dụ, một số con lai được thử nghiệm trong nghiên cứu này chịu nóng hơn cả giống CDC Sage hoặc CDC Centennial.

Các nhà nghiên cứu đã trồng những con lai mới này trong hai vụ ở Saskatchewan.

Một lô đã được gieo hạt vào thời gian đặc trưng cho mùa vụ trồng đậu Hà Lan là giữa tháng năm. Một lô thứ hai được gieo trồng vào đầu tháng sáu. Những cây này nở hoa vào cuối năm khi nhiệt độ cao hơn. Điều này cho phép các nhà nghiên cứu đánh giá các con lai nào phát triển tốt hơn và cho năng suất cao hơn trong điều kiện thời tiết ấm hơn.

Bueckert bộc bạch "Xác định các tính trạng làm cho cây đậu Hà Lanchịu stress nhiệt tốt hơn là một câu hỏi hóc búa. Một khía cạnh khác nữa là hiểu rõ hơn về mặt di truyền của những tính trạng này.

Theo phương pháp chọn giống truyền thống, các nhà nghiên cứu đã sử dụng các tính trạng về kiểu hình chẳng hạn như số lượng quả, để lựa chọn các con lai phát triển tốt trong các môi trường đặc trưng. Tuy nhiên, việc lập bản đồ thông tin di truyền phù hợp giúp làm sáng tỏ được kết quả nghiên cứu. Các nhà nghiên cứu có thể xác định được vị trí gen quy định cho một tính trạngnào đó trong bản đồ di truyền của các đậu Hà Lan. Từ đó, các nhà nghiên cứu có thể lựa chọn các giống đậu Hà Lan đáng tin cậy hơn.

Bueckert nói: "Càng tiến hành nhiều việc chúng ta có thể làm được với những vị trí gen và các kỹ thuật phân tử thì chúng ta sẽ nhận được nhiều kết quả hiệu quả hơn".

Trong khi thời gian ra hoa và số lượng quả là hai tính trạng quan trọng nhất đối với khả năng chịu nóng ở đậu Hà Lan, các nhà nghiên cứu cũng đang khảo sát những tính trạng khác liên quan tính chịu nóng. Ví dụ, "Các giống đậu Hà Lan được cắt hết phân nữa lá thì đối phó stress nhiệt tốt hơn là các giống đậu Hà Lan có nhiều lá", Bueckert chia sẻ.

Nghiên cứu trong tương lai sẽ nhằm xác định nhiều hơn các tính trạng chịu nóng này để làm tăng thêm sự hiểu biết của chúng ta về cơ sở di truyền đối với khả năng chịu nóng ở những giống đậu Hà Lan.

Nguyễn Tiến Hải theo Sciencedaily.