Phát hiện Peptide từ rau bina mở ra triển vọng kiểm soát bệnh vàng lá gân xanh trên cây có múi

Biện pháp kiểm soát bệnh vàng lá gân xanh trên cây có múi, được nghiên cứu và phát triển trong hơn 10 năm tại Texas A&M AgriLife Research, đã đạt được một bước tiến quan trọng hướng tới việc thương mại hóa. Cơ quan Bảo vệ Môi trường Hoa Kỳ (EPA) đã chính thức cấp đăng ký cho chế phẩm mới này, cho phép đưa sản phẩm vào sử dụng theo quy định.

Sản phẩm này, được đăng ký bởi Công ty Silvec Biologics Inc. có trụ sở tại bang Maryland (Hoa Kỳ), được phát triển dựa trên những nghiên cứu khoa học tiên phong của tiến sỹ Kranthi Mandadi, Giám đốc Trung tâm kiêm giáo sư thuộc Bộ môn Bệnh học thực vật và Vi sinh vật học, Texas A&M, tại Trung tâm Nghiên cứu và Khuyến nông Texas A&M AgriLife ở Weslaco. Mandadi đã phối hợp nghiên cứu với tiến sỹ Bill Dawson, giáo sư danh dự tại Đại học Florida, và tiến sỹ Choaa El-Mohtar, nhà khoa học nghiên cứu tại Trung tâm Nghiên cứu và Giáo dục về cây có múi.

Tiến sỹ Kranthi K. Mandadi đã phối hợp với các cộng sự trong hơn một thập kỷ nghiên cứu nhằm phát triển và đưa vào thương mại hóa một biện pháp kiểm soát bệnh vàng lá gân xanh trên cây có múi mới được đăng ký. Nguồn: Sam Craft/Texas A&M AgriLife.

Mandadi và nhóm nghiên cứu đã chứng minh rằng các peptide kháng vi sinh vật có nguồn gốc tự nhiên từ cây rau bina, được gọi là defensin, có khả năng bảo vệ cây có múi trước bệnh Huanglongbing (HLB), còn được gọi là bệnh vàng lá gân xanh trên cây có múi. Đây là một trong những bệnh gây thiệt hại nghiêm trọng nhất đối với nền nông nghiệp hiện đại.

Việc cấp đăng ký của Cơ quan Bảo vệ Môi trường Hoa Kỳ (EPA) được thực hiện theo Đạo luật Liên bang về thuốc diệt côn trùng, thuốc diệt nấm và thuốc diệt loài gặm nhấm, cho phép sản phẩm xử lý bệnh dựa trên defensin từ cây rau bina được phép lưu hành thương mại mà không áp dụng mức dư lượng dung nạp tối đa. Quyết định này phản ánh kết quả của nhiều năm thu thập và đánh giá dữ liệu về tính an toàn thông qua quá trình hợp tác nghiên cứu.

Từ phát hiện trong phòng thí nghiệm đến sản phẩm sẵn sàng ứng dụng ngoài đồng ruộng

Mandadi cho biết: “Sau nhiều năm hợp tác nghiên cứu và phát triển với ngành sản xuất cây có múi và khu vực tư nhân, chúng tôi rất vui mừng khi công nghệ sử dụng defensin từ cây rau bina trong kiểm soát bệnh đã được Cơ quan Bảo vệ Môi trường Hoa Kỳ (EPA) cấp đăng ký mà không quy định mức dư lượng dung nạp. Đây là minh chứng cho tính an toàn của sản phẩm”.

Ông đã cho biết, việc được Cơ quan Bảo vệ Môi trường Hoa Kỳ (EPA) cấp đăng ký đánh dấu một bước ngoặt quan trọng đối với ngành sản xuất cây có múi tại Hoa Kỳ, vốn đang gặp nhiều khó khăn trong việc phòng ngừa và hạn chế thiệt hại do bệnh vàng lá gân xanh gây ra.

Tiến sỹ G. Cliff Lamb, Giám đốc AgriLife Research, cho biết: “Đây là kết quả của quá trình nghiên cứu được khởi đầu ngay tại Trung tâm của chúng tôi ở Weslaco, nhưng những tác động của nghiên cứu này có phạm vi trên toàn Hoa Kỳ. Việc chứng kiến kết quả nghiên cứu của chúng tôi góp phần thúc đẩy quá trình phát triển một sản phẩm thương mại đã được đăng ký đầy đủ và sẵn sàng cung cấp cho người sản xuất cho thấy những thành quả mà đầu tư dài hạn và hỗ trợ thương mại hóa công nghệ trong lĩnh vực khoa học nông nghiệp có thể mang lại”.

Nghiên cứu của Mandadi được phát triển dựa trên kết quả nghiên cứu khởi đầu từ sự hợp tác với tiến sỹ Erik Mirkov, giáo sư thuộc AgriLife Research và nhà bệnh học thực vật tại Trung tâm Texas A&M AgriLife ở Weslaco. Hai nhà khoa học đã cùng phát hiện các peptide defensin có nguồn gốc từ cây rau bina, qua đó xác định tiềm năng ứng dụng của chúng trong kiểm soát bệnh vàng lá gân xanh trên cây có múi.

Mike Irey, Giám đốc Nghiên cứu tại Southern Gardens Citrus, Clewiston, Florida, cho biết: “Công nghệ này sử dụng một chủng CTV (virus tristeza trên cây có múi) có đặc tính không truyền lan tự nhiên, vốn đã phổ biến trên cây có múi ở Florida. Chủng virus này được tái lập trình nhằm kích thích cây tạo ra peptide defensin có nguồn gốc từ rau bina, qua đó phát huy tác dụng kiểm soát bệnh”.

Công nghệ CTV, được tiên phong bởi Dawson và nhóm nghiên cứu tại Trung tâm Nghiên cứu và Giáo dục về cây có múi, là một phương pháp kiểm soát không làm thay đổi bộ gen của cây. Nó hoạt động như một loại vắc-xin cho cây có múi. Một mảnh nhỏ vật liệu thực vật từ một cây nguồn được phát triển đặc biệt được ghép vào một cây có múi hiện có. Điều này đưa vào một CTV lành tính mang peptide defensin từ rau bina. Sau khi được thiết lập trong cây, CTV tiếp tục sản xuất peptide defensin, giúp chống lại vi khuẩn gây bệnh vàng lá gân xanh cây có múi.

Những nỗ lực nghiên cứu kết hợp đã dẫn đến việc Hệ thống Đại học Texas A&M cấp bằng sáng chế cho defensin và Đại học Florida cấp bằng sáng chế cho công nghệ CTV. Quyền sở hữu bằng sáng chế đối với cả hai công nghệ đều được cấp phép cho Southern Gardens Citrus, công ty đã tiên phong trong việc ứng dụng công nghệ này thông qua các nghiên cứu và phát triển được tài trợ, dẫn đến việc đăng ký với EPA. Quyền sở hữu bằng sáng chế sau đó được cấp phép lại cho Silvec để đạt được đăng ký với EPA, thương mại hóa phương pháp xử lý và đưa sản phẩm ra thị trường.

Sự phối hợp nghiên cứu giữa nhiều cơ quan, tổ chức

"Sự tiến bộ mà tiến sỹ Mandadi cùng các cộng sự đạt được mang lại cho tôi niềm hy vọng vào tương lai của ngành trồng cây có múi", ông Dale Murden, Chủ tịch Tổ chức Hỗ trợ Trồng cây có múi bang Texas đã nhận định. "Chúng ta sẽ có các phương pháp xử lý mới mang tính bền vững, giúp duy trì năng suất của cây trồng ngay cả dưới áp lực sinh vật gây hại. Họ không chỉ giải quyết các câu hỏi nghiên cứu đơn thuần, mà đang phát triển các sản phẩm thực địa nhằm hỗ trợ người trồng, giúp chúng ta canh tác đạt hiệu quả kinh tế".

Nỗ lực nghiên cứu và phát triển này kéo dài qua nhiều viện trường, cơ quan công lập và tư nhân trong hơn 15 năm, được tài trợ bởi các dự án nông nghiệp phối hợp liên bang thuộc Chương trình Nghiên cứu và Khuyến nông chống bệnh hại Khẩn cấp trên cây có múi của Viện Thực phẩm và Nông nghiệp Quốc gia (Bộ Nông nghiệp Hoa Kỳ), chương trình bệnh truyền qua côn trùng môi giới của AgriLife Research, cùng Chương trình Tài trợ Thúc đẩy Nghiên cứu Ứng dụng Thương mại thuộc Ban Nghiên cứu Đại học Texas A&M.

Theo Công ty Silvec, các nhà vườn trồng cây có múi, khởi đầu tại bang Florida, dự kiến sẽ tiếp cận và đưa sản phẩm này vào sử dụng kể từ cuối năm 2026.

"Chúng tôi rất phấn khởi khi được tiếp tục phát triển dựa trên những kết quả nghiên cứu tiên phong suốt 15 năm qua của Công ty Southern Gardens Citrus, Đại học Florida và Đại học Texas A&M. Chúng tôi kỳ vọng sẽ bắt đầu hợp tác với các nhà vườn vào cuối năm 2026 thông qua chương trình nghiên cứu và thử nghiệm thực địa trên cây có múi Florida (Florida CRAFT)", tiến sỹ Rafael Simon, đồng sáng lập kiêm tổng Giám đốc Silvec, chia sẻ. Công ty Silvec và nhóm nghiên cứu của tiến sỹ Mandadi hiện tiếp tục mở rộng điều tra ứng dụng của các peptide kháng khuẩn defensin từ cây rau bina, bao gồm cả trên cây khoai tây bị ảnh hưởng bởi bệnh sọc nâu sọc tím và các mối đe dọa sinh học khác trên cây trồng. Họ cũng đang phát triển các phối hợp peptide và hệ thống phân phối mới nhằm hướng tới mục tiêu bảo vệ thực vật diện rộng.

Đỗ Thị Nhạn theo Texas A&M AgriLife Research.