Thả sâu biến đổi gen để trừ sâu trên đồng ruộng - khởi đầu kỷ nguyên mới của ngành bảo vệ thực vật

Nguồn:CC0 Public Domain.

Một nghiên cứu mới công bố đã báo cáo về một đợt nuôi thả thành công lần đầu tiên con sâu tơ biến đổi gen tự giới hạn (seft-limiting gene), mở đường cho một phương pháp hiệu quả và bền vững để kiểm soát dịch hại trên đồng ruộng.

Sâu tơ (Plutella xylostella) là loài sâu gây hại nghiêm trọng trên cây rau thập tự như bắp cải, bông cải xanh, súp lơ và cải dầu. Dòng sâu tơ biến đổi gen mới được phát triển bởi công ty Oxitec nhằm sử dụng để kiểm soát sâu tơ theo kiểu khóa mục tiêu. Nghiên cứu cho thấy chủng sâu tơ biến đổi gen có hành vi tương tự như bướm sâu tơ bình thường, với kết quả hứa hẹn mang lại hiệu quả kiểm soát tốt loài sâu hại này.

Trưởng nhóm nghiên cứu là giáo sư Anthony Shelton thuộc Khoa Côn trùng học tại Đại học kỹ thuật nông nghiệp Cornell ở New York.

Sâu tơ tự giới hạn của Oxitec được biến đổi gen để kiểm soát các đối tác của chúng đang gây hại trên đồng ruộng. Sau khi các con đực chuyển gen được phóng thích, chúng sẽ tìm và giao phối với con cái gây hại, gen tự giới hạn được truyền sang con cái và tiêu diệt chúng. Cách trừ sâu này với mục tiêu cụ thể là sâu tơ, nên rất an toàn với hệ sinh thái. Sau khi ngưng thả, các con sâu chuyển gen tự giới hạn sẽ tự suy giảm và biến mất khỏi môi trường qua một vài thế hệ.

Thí nghiệm trên đồng ruộng đã được triển khai dựa trên kết quả nghiên cứu trong nhà kính của Giáo sư Shelton và cộng sự, đã chứng minh việc thả liên tục dòng sâu tơ tự giới hạn vừa kiểm soát hiệu quả quần thể của sâu tơ vừa ngăn chặn sự hình thành tính kháng thuốc trừ sâu.

"Nghiên cứu của chúng tôi dựa trên kỹ thuật triệt sản côn trùng (Sterile insect technique) được phát triển từ những năm 1950 và được xuất bản trong cuốn sách “Silent Spring” của Rachel Carson. Và kỹ thuật di truyền được sử dụng như là một phương pháp đơn giản và hiệu quả hơn", giáo sư Shelton cho biết.

Sử dụng ngài đực như một giải pháp bảo vệ cây trồng

Từ kết quả thử nghiệm trên đồng ruộng, trong phòng thí nghiệm và mô hình toán học, các nhà nghiên cứu đã thu thập thông tin liên quan về chủng sâu tơ biến đổi gen, đối tác của loài sâu tơ gây thiệt hại hàng tỷ đô la. Nghiên cứu này là lần đầu tiên trên thế giới thả côn trùng tự giới hạn vào đồng ruộng.

“Để thực hiện nghiên cứu thực địa, chúng tôi đã sử dụng phương pháp đánh dấu giải phóng-thu hồi (mark-release-recapture) là phương pháp được sử dụng trong nhiều thập kỷ để nghiên cứu sự di chuyển của côn trùng trên các cánh đồng. Các chủng được phủ một loại bột huỳnh quang để đánh dấu từng nhóm trước khi thả, sau đó chúng sẽ được bắt lại sử dụng bẫy pheromone và giám định dựa vào màu bột và phân tích phân tử gen biến đổi”, Shelton giải thích.

Hiệu quả trừ sâu

Các nhà nghiên cứu hoàn toàn hài lòng với kết quả của nghiên cứu này. Theo báo cáo của ông Shelton, khi được thả vào đồng ruộng, ngài đực seft-limited sống và hoạt động, di chuyển tương tự như các con khác không bị biến đổi gen. Kết quả trong phòng thí nghiệm cho thấy tỉ lệ giao phối của ngài đực mang gen seft-limited với ngài cái tương đương so với ngài không chuyển gen. "Các mô hình toán học của chúng tôi chỉ ra rằng việc giải phóng chủng tự giới hạn sẽ kiểm soát quần thể dịch hại mà không cần sử dụng thêm thuốc trừ sâu, như kết quả đã được chứng minh trong các nghiên cứu trong nhà kính của chúng tôi".

"Nghiên cứu này cho thấy tiềm năng rất lớn của công nghệ này như là một công cụ quản lý dịch hại hiệu quả cao, có thể bảo vệ cây trồng theo cách bền vững với môi trường và tự giới hạn trong môi trường", tiến sĩ Neil Morrison, trưởng nhóm nghiên cứu nông nghiệp của Oxitec nói.

Nguyễn Hữu Hạnh theo Phys.org