Các gen lúa mì hoang dại có khả năng kháng bệnh Fusarium gần 70%

Nguồn: gettyimages-prostock-studio.

Một nghiên cứu thực nghiệm mới đã xác định được một locus di truyền mới ở loài cỏ dại phổ biến trong nông nghiệp, Elymus repens có khả năng kháng mạnh bệnh thối đầu bông do nấm Fusarium (Fusarium head blight-FHB) và locus này hiện đã được chuyển thành công vào lúa mì để tạo ra các giống lai kháng FHB.

FHB là bệnh nấm cực kỳ nguy hiểm, gây đe dọa nghiêm trọng đối với an ninh lương thực toàn cầu và được xem là một trong những bệnh hại ngũ cốc gây thiệt hại kinh tế lớn nhất thế giới. Bệnh FHB làm giảm năng suất hạt và tạo ra các độc tố nấm mốc (mycotoxin) gây rối loạn tiêu hóa ở người và vật nuôi, làm cho các cây nhiễm bệnh cần phải được tiêu hủy.

E. repens, thường được biết đến với tên gọi cỏ gà hoặc cỏ tranh (couch grass hay common couch), là họ hàng hoang dại của lúa mì canh tác, cho phép hai loài này lai tạo với nhau để tạo thành các giống lai di truyền.

“Từ cả nghiên cứu lẫn thực tiễn chọn tạo giống, chúng tôi nhận thấy rằng việc phát triển và triển khai các giống lúa mì kháng bệnh là giải pháp căn cơ đối với FHB”, tác giả nghiên cứu Fei Wang cho biết. “Tuy nhiên, các nỗ lực hiện nay bị hạn chế do thiếu các nguồn gen kháng chính, nền tảng di truyền hẹp và việc sử dụng gen kháng còn kém hiệu quả”.

Nghiên cứu mới của nhóm nghiên cứu do tiến sỹ Yinghui Li và Houyang Kang dẫn dắt, được công bố trên Tạp chí Journal of Experimental Botany, mô tả cách họ đã lai tạo thành công E. repens với lúa mì canh tác để chuyển các gen kháng FHB từ E. repens sang lúa mì.

Khi đánh giá sự hiện diện của FHB trên các cây được lây bệnh nhân tạo, các cây có gen lai chứa gen kháng, được ký hiệu là 1StL, cho thấy số lượng gié lúa bị bệnh giảm 69% trong điều kiện nhà kính so với giống lúa mì đối chứng, và giảm 60% trong điều kiện ngoài đồng ruộng.

Các nhà nghiên cứu không phát hiện sự hiện diện của các chỉ thị di truyền từ những gen kháng FHB ngoại lai đã được xác định trước đó trong các giống lai, cho thấy rằng 1StL mang một locus kháng mới, mà nhóm nghiên cứu đã đặt tên là Fhb.Er-1StL.

Đáng chú ý, đây là locus kháng thứ ba mà nhóm nghiên cứu xác định được từ Elymus repens, sau các phát hiện trước đó là QFhb.Er-7StL và Fhb.Er-3StS. Locus mới này đại diện cho một nguồn gen kháng bổ sung có giá trị, hiện có thể được sử dụng trong công tác chọn giống lúa mì.

“Chúng tôi tin rằng công trình này có ý nghĩa thực tiễn trong việc thúc đẩy quá trình lai tạo các giống lúa mì năng suất cao, kháng bệnh và phá vỡ nút thắt trong công tác chọn giống kháng FHB”, Li cho biết.

Nấm Fusarium hiện phổ biến hơn nhiều so với 20 năm trước và trong những năm nghiêm trọng có thể ảnh hưởng tới 40-50% sản lượng lúa mì. Căn bệnh này, còn được gọi là bệnh thối đầu bông (head scab), đã khiến người nông dân trồng lúa mì tại Mỹ thiệt hại hàng tỷ đô la trong những năm gần đây. Thực tế, cuộc khủng hoảng bệnh hại này đã trở nên nghiêm trọng đến mức việc sử dụng thuốc diệt nấm nhóm triazole tại Mỹ đã tăng gấp bốn lần trong giai đoạn từ năm 2006-2016.

Nguyễn Tiến Hải theo Agdaily.com