Flavonoid từ cây lúa miến tiêu diệt sâu keo mùa thu trên ngô giúp bảo vệ mùa màng

Sâu keo mùa thu hiện đang gây hại cho cây ngô trên khắp thế giới, gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến sản lượng. Nguồn: Penn State, Creative Commons.

Các flavonoid được tạo ra từ lá cây lúa miến đã cho thấy những kết quả đầy hứa hẹn trong việc chống lại ấu trùng sâu keo mùa thu. Các nhà nghiên cứu của Penn State cho biết trong một nghiên cứu mới đây khi được phun lên lá ngô, flavonoid từ lúa miến sẽ ngăn chặn sự phát triển của sâu keo mùa thu và giết chết chúng.

Theo Surinder Chopra, giáo sư về di truyền học ngô, kết quả của nghiên cứu này rất quan trọng, bởi vì sâu keo là loài côn trùng xâm hại hiện đang gây hại cho cây ngô trên khắp thế giới, hạn chế đáng kể năng suất. Ông cho rằng flavonoid có thể được sử dụng làm cơ sở cho một chiến lược quản lý dịch hại không độc hại để bảo vệ ngô.

Flavonoid thực vật là các hợp chất tự nhiên thường được xem như sắc tố trong một số loại hoa, rau và trái cây. Flavonoid thường được coi là sản phẩm phụ không cần thiết của quá trình trao đổi chất chính của thực vật, tạo ra đường và các chất chuyển hóa khác hoạt động cùng nhau để tạo ra năng suất hạt.

Trong hai thập kỷ, nhóm nghiên cứu của Chopra tại Đại học Khoa học Nông nghiệp đã nghiên cứu các dòng ngô đột biến sản xuất quá mức flavonoid và đã phát triển các dòng này với các đặc điểm mong muốn khác. Phòng thí nghiệm đã lấy gen tạo ra hợp chất tiền chất của flavonoid trong lúa miến và đưa gen này vào ngô để tạo ra những cây có khả năng chống chịu tốt hơn, có thể ngăn cản sự tấn công của đội quân sâu keo mùa thu và các loài gây hại khác.

Chopra giải thích, những con sâu bướm mùa thu rất hay phá hoại vì chúng thường ăn những lá ngô non bên trong nõn mà chúng sinh trưởng. Chúng ở bên trong nõn và khi nõn mở ra, các lá non đã bị phá hủy.

Trong nghiên cứu, các nhà nghiên cứu đã chứng minh trong một thí nghiệm gồm ba phần rằng flavonoid trong lúa miến và ngô có ảnh hưởng đến sự sống sót của ấu trùng sâu keo mùa thu. Phát hiện của họ, được công bố gần đây trên Tạp chí Pest Science, cho thấy ấu trùng sâu keo mùa thu được nuôi trong phòng thí nghiệm theo chế độ ăn nhân tạo có bổ sung flavonoid lúa miến cho thấy tỷ lệ tử vong đáng kể và giảm trọng lượng cơ thể ấu trùng.

Để so sánh mức độ sống sót của sâu keo trong mùa thu và thiệt hại khi ăn, các nhà nghiên cứu đã phát triển các dòng nhân giống và trồng 4 dòng ngô liên quan tại Trung tâm Nghiên cứu Nông nghiệp Russell E. Larson của bang Penn - hai dòng biến đổi gen để tạo ra flavonoid và hai dòng không sản xuất flavonoid.

Chopra cho biết: “Các thử nghiệm cho ăn cho thấy tỷ lệ tử vong của ấu trùng được nuôi trên dòng sản xuất flavonoid cao hơn đáng kể so với dòng không có flavonoid hoặc các loại hoang dã. Và thiệt hại ít hơn đáng kể đối với cây ngô sản xuất flavonoid so với ngô không chứa flavonoid”.

Các nhà nghiên cứu cũng chiết xuất flavonoid lá từ một số dòng cao lương và phun chúng lên lá của những dòng ngô nhạy cảm. Chiết xuất flavonoid có hiệu quả làm giảm sự phát triển và tăng tỷ lệ tử vong của ấu trùng sâu non mùa thu, làm cho các dòng nhạy cảm có khả năng chống lại sự tấn công của ấu trùng sâu keo mùa thu.

Nhà côn trùng học Gary Felton của Penn State, người đã cộng tác trong nghiên cứu này với Chopra, lưu ý rằng khi sâu bọ ăn phải flavonoid vào mùa thu, đường ruột của chúng sẽ bị thoái hóa. Ông nói: “Màng bảo vệ ruột của sâu bướm đã bị tổn thương nghiêm trọng ở ấu trùng ăn lá của cây ngô sản xuất flavonoid, so với loại hoang dã. Hiệu quả của flavonoid như là chất ngăn chặn thức ăn cho thấy tiềm năng thân thiện với môi trường trong việc quản lý ấu trùng sâu keo mùa thu”.

Đinh Thị Hương theo Phys.org