Lúa mì biến đổi gen có khả năng giúp giải quyết tình trạng thiếu hụt lương thực toàn cầu

Lúa mỳ. Ảnh: Đại học York.

Các nhà nghiên cứu tại Đại học York đã tạo ra giống lúa mì biến đổi gen mới giúp tăng sản lượng ngũ cốc lên 12%.

Lúa mì là một trong những cây lương thực quan trọng nhất trên thế giới, cung cấp 20% lượng calo cho con người, với nhu cầu lương thực toàn cầu ngày càng tăng, việc tăng năng suất cây trồng là cực kỳ quan trọng.

Các nhà chọn tạo giống đã nỗ lực làm việc để tăng sản lượng lúa mì nhằm đáp ứng nhu cầu toàn cầu, nhưng kể từ “cuộc cách mạng xanh” những năm 1960, tốc độ tăng năng suất đã chậm lại và hiện chỉ còn tăng chưa đầy 1% mỗi năm.

Hầu hết các tiến bộ đã được thực hiện bằng cách chọn tạo các giống tạo ra nhiều hạt hơn, nhưng cũng có thể làm tăng năng suất bằng cách tạo ra cây có hạt lớn hơn. Tuy nhiên, khi đạt được điều này thì số lượng hạt cũng giảm đi.

Các nhà nghiên cứu tại Đại học York hiện đã giải quyết trở ngại này bằng cách điều chỉnh trực tiếp sự tăng trưởng của hạt non đang phát triển bằng cách tăng lượng protein đồng thời kiểm soát tốc độ tăng trưởng của cây.

Kết quả là cây tạo ra hạt lớn hơn 12% so với giống bình thường. Trong các thí nghiệm ngoài đồng ruộng do các cộng tác viên thực hiện ở Chile, họ nhận thấy rằng không có sự giảm số lượng hạt, dẫn đến làm tăng năng suất.

Giáo sư Simon McQueen-Mason, từ Trung tâm Sản phẩm Nông nghiệp trọng điểm (CNAP) tại Khoa Sinh học của Đại học York cho biết: “Các chuyên gia dự đoán rằng chúng ta cần tăng sản lượng lương thực toàn cầu lên 50% vào năm 2030 để đáp ứng nhu cầu từ việc tăng dân số. Những tác động tiêu cực của biến đổi khí hậu đối với năng suất cây trồng đang khiến điều này càng trở nên nhiều thách thức hơn. Những nỗ lực nhằm tăng năng suất lúa mì đã bị cản trở bởi sự đánh đổi rõ ràng giữa kích thước hạt và số lượng hạt. Chúng tôi quyết định tránh hệ thống kiểm soát phức tạp này bằng cách thúc đẩy hệ thống tăng trưởng tự nhiên kiểm soát kích thước mô cây. Chúng tôi đã làm điều này bằng cách tăng mức protein gọi là expansin, là yếu tố quyết định chính đến sự phát triển của cây. Chúng tôi nhắm đến sự thay đổi này để nó chỉ tập trung trong việc phát triển hạt lúa mì và rất vui mừng trước kết quả đạt được”.

Các đối tác tại Đại học Austral de Chile đã tiến hành các thí nghiệm ngoài đồng ruộng và chứng minh hiệu quả của cây trong các điều kiện canh tác nông nghiệp. Nhóm nghiên cứu hiện đang tìm cách chuyển giao kết quả nghiên cứu của mình cho nông dân, cung cấp thông tin giúp họ đưa ra các quyết định sản xuất cây trồng.

Nguyễn Tiến Hải theo Phys.org