Di truyền học nuôi sống thế giới

Làm thế nào năng suất lúa mỳ có thể tăng đủ để nuôi sống dân số thế giới sẽ đạt 9 tỷ vào năm 2050, đồng thời đối phó với đất nông nghiệp hạn chế và các tác động khắc nghiệt của biến đổi khí hậu? Chưa kể đến mối đe dọa của sâu bệnh cần phải tìm các biện pháp bền vững thay vì sử dụng các sản phẩm gây hại.

Tầm quan trọng của lúa mỳ trong chế độ ăn uống của người dân trên thế giới khiến cho việc tìm kiếm các giải pháp cho những thách thức này trở thành một vấn đề rất cấp bách. Trong nghiên cứu được công bố gần đây trên tạp chí Nature Genetics, một nhóm nhà khoa học quốc tế, đứng đầu là nhà nghiên cứu Carlos Guzmán của Đại học Cordoba, đã xem xét tính hợp lệ của việc lựa chọn gien cải thiện lúa mỳ ở cấp độ di truyền để đối phó với những vấn đề này.

Theo nhà nghiên cứu, nhờ nghiên cứu này sẽ có thể tăng tốc các chương trình cải tiến để phát triển các giống lúa mỳ mới, và giảm đi công việc đồng ruộng và trong phòng thí nghiệm.

Mục đích chính của nghiên cứu là xác minh chính xác các dự đoán được thực hiện với lựa chọn bộ gien đối với từng đặc tính của lúa mỳ. Kết quả khá đa dạng, ví dụ như mức độ dự đoán là rất tốt để xác định khả năng kháng một số bệnh và chất lượng hạt nhất định nhưng kết quả thấp hơn khi cố gắng dự đoán năng suất.

Mục đích khác của nghiên cứu là tìm ra các vùng nhiễm sắc thể của DNA có liên quan đến một đặc điểm cụ thể để xác định gien hoặc nhóm gien nào cần được làm việc để cải thiện từng đặc điểm. Hơn nữa, các vùng nhiễm sắc thể được xác định là nhất quán trên một số khu vực địa lý, có nghĩa là những kết quả này có thể được áp dụng cho các chương trình cải tiến lúa mỳ khác.

Mặc dù nhiều nghiên cứu đã được thực hiện trong lĩnh vực này, dự án nghiên cứu này có phạm vi rộng nhất đã được thực hiện cho đến nay, do phạm vi quần thể lúa mỳ và môi trường đa dạng được sử dụng để đo lường các đặc điểm nhất định. Trong trường hợp cụ thể này, các thử nghiệm ở hơn 10 quốc gia đã được sử dụng. Phạm vi rộng của các quốc gia này bao gồm Canada, Mexico, Ấn Độ, Morocco và Sudan, dẫn đến kết quả chính xác hơn.

Bước tiếp theo sẽ là xem làm thế nào các nhà khoa học  có thể tích hợp công cụ chọn lọc gien vào một chương trình cải tiến lúa mỳ thực sự như Trung tâm cải tiến lúa mỳ và ngô quốc tế. Đây là một trong những chương trình quan trọng nhất trên thế giới. Ước tính rằng hơn 50% các giống lúa mỳ được trồng trên khắp thế giới xuất phát hoặc một phần từ Trung tâm cải tiến lúa mỳ và ngô quốc tế.

Chương trình tìm cách thu được các giống lúa mỳ có năng suất cao hơn, kháng bệnh tốt hơn, chịu được tác động của biến đổi khí hậu và sản xuất các loại ngũ cốc làm bột phù hợp để tạo ra các sản phẩm đa dạng. Điều này có thể được thực hiện bằng cách cải thiện tính di truyền. Ngoài việc tăng sản lượng lúa mỳ, nghiên cứu cũng đang được thực hiện để cải thiện hàm lượng dinh dưỡng của nó, với lý do rằng hầu hết những người sử dụng lúa mỳ là thực phẩm chính đều không đủ chất sắt và kẽm.

Các dự án nghiên cứu tiếp theo sẽ tập trung vào việc cải thiện công nghệ lựa chọn bộ gien và tìm ra những cách mới để dự đoán năng suất. Theo nhà nghiên cứu, công cụ này sẽ giảm bớt thời gian kiểm tra thực địa, giúp giảm chi phí và tiết kiệm thời gian.