Các nhà khoa học khám phá bốn dòng di truyền ca cao mới tại Peru

Motilal và cộng sự đã thu thập các mẫu ca cao từ tám tỉnh của Peru.

Nguồn: Fernando Graniel.

Trong một nghiên cứu phân tích 390 cây ca cao được canh tác theo phương thức truyền thống (đại diện cho các giống ca cao bản địa vùng Amazon), các nhà nghiên cứu đã xác định được bốn dòng di truyền chưa từng được biết đến trước đây. Trong đó, hai dòng có nguồn gốc liên quan đến tiềm năng hương vị vượt trội, mở ra những cơ hội mới cho người trồng ca cao và các nhà sản xuất sô-cô-la

Ca cao (Theobroma cacao) là cây thụ phấn chéo sinh trưởng dưới tán rừng có nguồn gốc từ lưu vực sông Amazon, có giá trị kinh tế cao nhờ hạt ca cao. Hạt ca cao là nguyên liệu chính của ngành công nghiệp sô-cô-la trị giá hàng tỷ đô la, đồng thời còn được sử dụng trong nhiều sản phẩm thực phẩm và mỹ phẩm khác, làm cho chúng trở thành mặt hàng nông nghiệp có giá trị quan trọng.

Việc canh tác ca cao vẫn là nguồn thu nhập thiết yếu của hàng triệu hộ nông dân quy mô nhỏ ở các vùng nhiệt đới, đóng vai trò quan trọng trong thương mại toàn cầu cũng như nền kinh tế của các quốc gia sản xuất ca cao.

Tại Peru, quốc gia sản xuất ca cao lớn thứ tám thế giới, tính đến năm 2024 có hơn 80.000 hộ gia đình làm nông sống dựa vào việc trồng ca cao.

Nhiều trang trại ở Peru trồng các giống ca cao hoang dại và bán hoang dại chưa bị biến đổi đáng kể thông qua các phương pháp như chọn tạo giống có chủ đích hoặc kỹ thuật di truyền.

Các nghiên cứu trước đây cho thấy những cây ca cao bản địa được trồng tại Peru và một số quốc gia khác có thể được phân thành 10 nhóm dựa trên mức độ tương đồng di truyền. Mỗi cây có thể thuộc hoàn toàn vào một nhóm hoặc là sự kết hợp của nhiều nhóm khác nhau.

Tuy nhiên, các nghiên cứu gần đây đã đặt ra thách thức đối với mô hình phân loại 10 nhóm này và cho đến nay vẫn còn rất ít nghiên cứu tập trung riêng vào nguồn gen ca cao tại Peru.

Trong một nghiên cứu mới, tiến sỹ Lambert Motilal thuộc Trung tâm Nghiên cứu Ca cao của Đại học Tây Ấn (University of the West Indies), cơ sở St. Augustine tại Trinidad và Tobago, cùng các cộng sự đã phân tích tính đa dạng di truyền của 390 cây ca cao hoang dại và bán hoang dại được trồng tại các nông trại bản địa ở nhiều khu vực khác nhau trên khắp Peru.

Cụ thể, nhóm nghiên cứu tập trung vào các đa hình nucleotide đơn (Single-Nucleotide Polymorphisms-SNPs), tức những khác biệt chỉ ở một nucleotide trong trình tự DNA giữa các cây ca cao. Những biến thể này giúp làm sáng tỏ mức độ đa dạng di truyền và mối quan hệ giữa các cá thể, từ đó cho phép phân loại chúng thành các nhóm có đặc điểm di truyền tương đồng.

Kết quả phân tích đã phát hiện thêm bốn nhóm di truyền hoàn toàn mới, bên cạnh mười nhóm đã được biết đến trước đây. Một số cây thuộc hoàn toàn vào một nhóm di truyền, trong khi những cây khác mang đặc điểm lai giữa nhiều nhóm.

Các nhà khoa học cũng phát hiện rằng mỗi vùng của Peru đều mang một dấu ấn di truyền riêng biệt, phản ánh sự khác biệt về thành phần di truyền của các quần thể ca cao được trồng ở quy mô địa phương.

Theo các nhà nghiên cứu, hai trong số bốn nhóm mới có nguồn gốc tổ tiên cho thấy khả năng tạo ra những hạt ca cao có chất lượng và hương vị hảo hạn.

Phân tích này cũng giúp làm sáng tỏ nguồn gốc di truyền của giống ca cao nổi tiếng mang tên CCN 51, vốn được lai tạo có chủ đích nhằm đạt năng suất cao và khả năng kháng bệnh tốt, đồng thời ngày càng có vai trò quan trọng về mặt kinh tế. Những phát hiện này cho thấy Peru sở hữu các nguồn tài nguyên di truyền độc đáo có thể được khai thác để tìm kiếm những tính trạng quý giá phục vụ ngành sản xuất ca cao và sô-cô-la.

Các tác giả cho biết: “Nghiên cứu của chúng tôi cho thấy mặc dù các cây ca cao ở Peru có chung một nền tảng di truyền trên phạm vi cả nước, nhưng mỗi khu vực lại mang một dấu ấn di truyền riêng biệt. Đồng thời, chúng tôi đã xác định thành công bốn dòng ca cao hoàn toàn mới. Bản đồ di truyền này không chỉ làm thay đổi hiểu biết của chúng ta về nguồn gen ca cao tại Peru mà còn cung cấp một nguồn tài nguyên mới có giá trị cho công tác bảo tồn cũng như ngành công nghiệp sô-cô-la hảo hạng (fine-flavor chocolate)”.

“Một trong những khía cạnh đáng nhớ nhất của nghiên cứu là được trực tiếp làm việc với các cây ca cao bản địa trên các nông trại của người dân ở tám vùng (department) rất khác nhau, từ vùng đất thấp Amazonas đến bãi đồi của dãy núi Andes”.

“Điều khiến chúng tôi thực sự ấn tượng là nhận ra rằng những nguồn tài nguyên di truyền vô giá này không hề được cất giữ trong các phòng thí nghiệm”.

“Chúng thực sự đang phát triển ngay trong khu vườn của các hộ nông dân, chỉ chờ được nghiên cứu, xác định giá trị và khai thác cho thị trường ca cao cao cấp”.

Kết quả nghiên cứu đã được công bố trong tuần này trên tạp chí PLoS ONE.

Nguyễn Tiến Hải theo Sci.news