Tăng giá trị dinh dưỡng của bắp bằng con đường chuyển gen

Cánh đồng bắp, cây trồng hàng hóa lớn nhất thế giới. Credit: NASA

Các nhà khoa học của Đại học Rutgers đã tìm ra cách hiệu quả để nâng cao giá trị dinh dưỡng của bắp - cây trồng hàng hoá lớn nhất thế giới - bằng cách đưa vào cây một gen thông qua vi khuẩn để tạo ra chất dinh dưỡng quan trọng gọi là methionine.

Khám phá của Đại học Rutgers - New Brunswick có thể đem lại lợi ích cho hàng triệu người ở các nước đang phát triển, chẳng hạn như ở Nam Mỹ và Châu Phi, những người sử dụng bắp làm lương thực chính. Nó cũng có thể làm giảm đáng kể chi phí thức ăn chăn nuôi trên toàn thế giới.

Thomas Leustek, đồng tác giả của nghiên cứu và là giáo sư thuộc Khoa Sinh học Thực vật thuộc Trường Khoa học Môi trường và Sinh học, cho biết: "Chúng tôi đã cải thiện giá trị dinh dưỡng của bắp, phần lớn bắp được sử dụng làm thức ăn chăn nuôi, nhưng nó thiếu methionine - một axit amin quan trọng - và chúng tôi tìm ra cách hiệu quả để bổ sung nó".

Nghiên cứu này do Jose Planta, nghiên cứu sinh tại Viện Vi sinh vật Waksman, dẫn đầu, đã được công bố trên tạp chí Proceedings of the National Academy of Sciences.

Theo Trung tâm Thông tin Công nghệ Sinh học Quốc gia, methionine được tìm thấy trong thịt, là một trong 9 axit amin thiết yếu mà con người nhận được từ thực phẩm. Nó cần thiết cho sự phát triển và hồi phục mô, cải thiện giọng nói và tính mềm mại của da và tóc, và tăng cường sức khỏe cho móng tay. Lưu huỳnh trong methionine bảo vệ tế bào khỏi các chất gây ô nhiễm, làm chậm sự lão hóa của tế bào và là yếu tố thiết yếu cho việc hấp thụ selen và kẽm.

Mỗi năm, lượng methionine tổng hợp trị giá vài tỷ đô la được bổ sung vào hạt bắp trồng ngoài đồng, theo tác giả của nghiên cứu là Joachim Messing, giáo sư hướng dẫn tại Viện Vi sinh học Waksman.

Messing cho biết phòng thí nghiệm của ông đã hợp tác với phòng thí nghiệm của Leustek cho nghiên cứu này, “Đây là một quá trình tốn kém, tốn nhiều năng lượng. Ở nhiều nước đang phát triển, nơi mà bắp là một thực phẩm chủ lực, methionine cũng rất quan trọng đối với con người, đặc biệt là trẻ em. Đó là dinh dưỡng quan trọng, giống như một loại vitamin”.

Thức ăn cho gà thường được chuẩn bị như một hỗn hợp ngô và đậu nành, và methionine là axit amin thiết yếu duy nhất chứa lưu huỳnh đang bị bỏ quên, nghiên cứu cho biết.

Các nhà khoa học thuộc Đại học Rutgers đã đưa vào một gen thông qua vi khuẩn E. coli vào bộ gen của cây bắp và trồng qua nhiều thế hệ. Leustek cho biết enzyme E. coli - 3-phosphosulfonoid-5phosphosulfate reductase (EcPAPR) đã kích thích sản xuất methionine chỉ trong lá cây thay vì toàn bộ cây để tránh sự tích tụ các sản phẩm phụ độc hại. Kết quả là methionine trong hạt ngô tăng 57%, theo nghiên cứu cho biết.

Sau đó, các nhà khoa học tiến hành một thử nghiệm cho gà ăn ở tại Rutgers và cho thấy rằng ngô biến đổi gen là giàu chất dinh dưỡng cho gà, Messing chia sẻ.

“Thật ngạc nhiên đối với chúng tôi, một kết quả quan trọng là sự tăng trưởng của cây bắp không bị ảnh hưởng”, ông nói.

Ở các nước phát triển, bao gồm cả Mỹ, các protein từ thịt thường có rất nhiều methionine, Leustek nói. Nhưng ở các nước đang phát triển, sinh kế người nông dân trồng ngô là tự cung tự cấp cho gia đình.

“Nghiên cứu của chúng tôi cho thấy rằng họ sẽ không phải mua bổ sung methionine hoặc thức ăn đắt tiền có methionine cao hơn", ông nói.

Nguyễn Tiến Hải theo Sciencedaily.