Tạo ra giống đậu gà kháng bệnh nhằm giảm sử dụng thuốc trừ bệnh

Trong những năm gần đây, hummus (một món ăn của Trung Đông và Ả Rập) đã trở thành hiện tượng ẩm thực trong văn hóa đại chúng, được các chuyên gia dinh dưỡng đánh giá cao về lợi ích sức khỏe và của các đầu bếp về hương vị.

Chiti Agarwal kiểm tra cây bệnh (cây đậu gà - chickpea) trong vườn ươm. Ảnh: George Vandemark.

Đậu gà đóng vai trò quan trọng trong chế độ ăn chay trong hàng nghìn năm. Nó chứa nhiều protein và giàu carbohydrate và khoáng chất quan trọng.

Được trồng ở Tây Bắc Thái Bình Dương và Đồng bằng phía Bắc của Hoa Kỳ, đậu gà có vai trò không thể thiếu trong hệ thống nông nghiệp của những vùng này. Gần đây cây trồng này bị đe dọa bởi một loại nấm sợi sống trong nước phát sinh từ đất (soil-born water mold) là Pythium ultimum.

George Vandemark và nhóm của ông đã làm việc để cải thiện các giống đậu gà và phát triển các phương pháp mới để kiểm soát dịch bệnh trên cây họ đậu. Nghiên cứu của họ gần đây đã được đăng trên Tạp chí Crop Science, một ấn phẩm của Hiệp hội Khoa học Cây trồng Hoa Kỳ.

Sierra là giống đậu gà kabuli, là loại đậu gà phổ biến nhất được trồng ở Hoa Kỳ và dễ bị nhiễm nấm Pythium. Nash là giống kabuli hạt to, dễ nhiễm bệnh. Billy Bean là một giống kabuli nhỏ phổ biến thường được sử dụng để làm hummus và cũng dễ nhiễm bệnh. Myles là một giống desi có khả năng chống chịu bệnh Pythium. Ảnh George Vandemark.

Vandemark cho biết: “Trong hơn 30 năm, các bệnh hại phổ biến trên đậu gà và các loại đậu khác đã được phòng trị bằng thuốc trừ nấm. Chúng tôi phát hiện ra phương pháp này không hiệu quả khi một đồng nghiệp của tôi đến thăm cánh đồng có các cây con không phát triển”.

Hạt giống trồng chết ngay sau khi chúng bắt đầu nảy mầm. Khi hạt mọc lên trên mặt đất, bệnh tấn công và làm chết cây. Để tìm ra nguyên nhân, các nhà nghiên cứu đã phân lập hạt đậu gà trong đất. Họ đã phát hiện ra nấm Pythium. ultimum đã phát triển tính kháng thuốc trừ nấm. Sự kháng thuốc này làm cho nấm này lây bệnh cho cây đậu gà.

“Phương pháp của chúng tôi là đánh giá hai loại đậu gà khác nhau – đậu gà kabuli và desi”, Vandemark nói. “Đậu gà kabuli hầu như chỉ được trồng ở Hoa Kỳ vì thị trường xuất khẩu lớn”.

Đậu gà Kabuli lớn hơn, có lớp vỏ hạt trong suốt hoặc màu sáng (light beige), thường được đóng hộp và sử dụng để làm hummus. Đậu gà Desi nhỏ hơn, lớp vỏ hạt có màu sắc và được sử dụng để làm món hầm.

Các nhà nghiên cứu đã tiến hành thí nghiệm ngoài đồng với cây đậu gà để tìm ra giống kháng bệnh Pythium ultimum. Ảnh: George Vandemark.

Các nhà nghiên cứu đã kiểm tra các dòng khác nhau của đậu gà để xác định dòng chống chịu nấm P. ultimum tự nhiên.

Các giống đậu gà phổ biến nhất được trồng ở Hoa Kỳ đều mẫn cảm với bệnh này. Nhóm nghiên cứu đã phát hiện ra các giống đậu gà khác có khả năng chống chịu lại bệnh nấm phát sinh từ đất này. Vandemark cho biết: “Chúng tôi đã tìm ra được nhiều loài đậu gà desi có khả năng chống chịu lại bệnh. May mắn thay, một số dòng kabuli cũng thể hiện mức độ chống chịu bệnh trung bình đối với nấm này”.

Các giống đậu gà chống chịu bệnh này thu hút các nhà nghiên cứu vì chúng tạo ra những hạt đậu gà trông tương tự như những gì người tiêu dùng đã quen dùng.

Vandemark nói: “Những tính trạng này không phải là những tính trạng chúng tôi muốn đánh mất. Người tiêu dùng mong đợi đậu gà kabuli có xuất xứ từ Hoa Kỳ. Những dòng chúng tôi xác định có khả năng chống chịu bệnh có hình dạng và màu sắc hạt giống như mong muốn”.

Với phát hiện này, nhóm nghiên cứu đang sử dụng các cây có khả năng kháng bệnh để lai tạo với các giống đậu kabuli mới. Giống đậu gà chống chịu bệnh này được lai tạo với các giống thương mại hiện tại. Điều này sẽ tạo ra một loại giống có khả năng chống chịu bệnh này cao hơn.

Vandemark giải thích: “Trong tương lai, điều này sẽ dẫn đến các giống đậu gà mới có khả năng cải thiện tính chống chịu bệnh nấm P. ultimum. Nghiên cứu này cũng sẽ dẫn đến các phương pháp mới để kiểm soát các bệnh hại mà ít dựa vào thuốc trừ nấm và dựa nhiều hơn vào khả năng chống chịu bệnh về mặt di truyền”.

Vandemark nói “P. ultimum có phổ ký chủ rộng. Trong khi chúng tôi xem xét đậu gà, nó có thể ảnh hưởng đến các loại ngũ cốc hạt nhỏ như lúa mì và các loại đậu khác như đậu nành. Đậu gà có kích thước bộ gen nhỏ nên việc kiểm tra dễ dàng hơn”.

Các nhà nghiên cứu trong tương lai có thể xây dựng dựa trên nghiên cứu này để kiểm tra khả năng chống chịu bệnh đối với P. ultimum  ở các cây trồng khác. Kiểm soát dịch bệnh một cách tự nhiên bằng cách sử dụng phương pháp di truyền và lai tạo giống có thể dẫn đến một hệ thống sản xuất bền vững hơn.

Nguyễn Tiến Hải theo Agronomy.