Dữ liệu DNA lúa cổ đại cung cấp cái nhìn mới về lịch sử thuần hóa

Theo những hiểu biết khoa học thì 90% giống lúa được trồng trên thế giới bắt nguồn từ 2 loài đã được thuần hóa là Japonica và Indica. Mặc dù có tầm quan trọng về kinh tế và khẩu phần mang tính toàn cầu nhưng nguồn gốc và quá trình thuần hóa của lúa vẫn còn nhiều điều bí ẩn. Có một sự đồng thuận phổ biến rằng lúa Japonica có hạt dẻo hoàn hảo cho món Sushi đã được canh tác duy nhất tại các khu vực phía Bắc của châu Á. Ở vùng Đông Á, bao gồm Nhật Bản, Hàn Quốc và Bắc Trung Quốc thì việc sản xuất và tiêu thụ lúa gạo chủ yếu vẫn là giống Japonica, các giống Indica rất ít được quan tâm.

Thông qua việc sử dụng các dữ liệu mới thu thập được từ than của các mẫu lúa cổ, nhóm các nhà khoa học Nhật và Trung Quốc đã  thành công trong việc xác định chuỗi DNA để có các so sánh đầu tiên giữa giống lúa hiện đại và giống lúa cổ. Theo đó, họ đã sử dụng một số kỹ thuật mới để nhận diện DNA lúa cổ từ 900-2.800 năm tuổi, được khai quật từ 7 di chỉ khảo cổ tại Nhật và Hàn Quốc. Trong quá trình đó, họ đã trở thành một trong những nhóm nghiên cứu đầu tiên thu thập thông tin DNA thành công từ ngũ cốc cổ, một kỳ tích mà không dễ dàng có được. Với từng hạt lúa đơn lẻ, ít hơn 10 mg, họ đã có thể thu thập được thông tin DNA từ một số ít điển hình của hàng trăm mẫu mà họ phát hiện được. Thông tin DNA từ những mẫu lúa cổ đã được so sánh với một cơ sở dữ liệu gồm 216 mẫu DNA lúa canh tác hiện tại và hoang dại từ khắp nơi trên thế giới.

Những phát hiện mới cho rằng giống Indica có lịch sử canh tác ở Đông Á hoặc những vùng được nhập khẩu từ Đông Á, điều này ngược lại với các giả định chung trước đây. Trong khoảng 2000 năm trước, người Đông Á cổ sống nhờ vào những loài lúa hoang dại trong đó có Indica. Theo nghiên cứu này, ở thời kỳ đầu tiên đã có sự hiện diện của cả hai loài Japonica và Indica, cụ thể là thời tiền sử và trung cổ ở Nhật và Hàn Quốc cách đây khoảng 2000 năm. Cùng với việc tìm thấy giống Korean Peninsula, giống Indica cũng có mặt trong bữa ăn của các cư dân sống ở vùng Đông Á trong thời kỳ đó. Từ đó, các tác giả cho rằng có khả năng các giống lúa Indica có nguồn gốc cũng như được canh tác ở khu vực phía Tây miền Trung bán đảo Hàn Quốc cách đây hơn 2000 năm. Một khả năng khác là lúa Indica được chuyển đến từ Trung Quốc vì những khu vực bao quanh vùng Lelang đã từng bị cai trị bởi vương triều nhà Hán.

Các tác giả cho biết “có sự tăng lên về số lượng các giống lúa được canh tác ở vùng Đông Á từ cách đây 2000 năm đến nay”. Tuy nhiên, có sự suy giảm đa dạng di truyền do là vấn đề của quá trình thuần hóa, nhân tạo. Sự phát triển của nền văn minh và kỹ nghệ đã làm tăng tốc độ suy giảm này ở những khu vực hiện đại. Những kỹ thuật nông nghiệp tiên tiến như quản lý nước, phân bón và hóa chất nông nghiệp đã cho phép người nông dân canh tác lúa trong những nhiều điều kiện môi trường khác nhau để tạo ra giá trị cao hơn với các giống lúa phù hợp. Hiện đại hóa đã thúc đẫy việc chia sẻ có ý nghĩa các giá trị, là nguyên nhân đồng nhất của các giống cây trồng hiện đại.

Công trình này cho thấy sự thành công của việc nghiên cứu ADN cổ đại để cung cấp hiểu biết đa dạng di truyền của lúa cổ và quá trình thuần hoá chúng, mà sẽ không nhận biết được từ các bằng chứng DNA của lúa hiện nay.

Trần Anh Vũ theo Phys.org