Sau khi gieo thử nghiệm hơn 70 triệu hạt rau dền và sử dụng thuốc diệt cỏ, các nhà nghiên cứu đã không thể tìm thấy một đột biến kháng thuốc diệt cỏ nào. Kết quả này cho thấy tỷ lệ đột biến trên rau dền rất thấp và sử dụng thuốc diệt cỏ ở liều thấp tác dụng rất ít (nếu có) vào việc tạo các đột biến mới gây kháng thuốc, các nhà nghiên cứu cho biết. Nghiên cứu được báo cáo trên tạp chí Weed Science.

Patrick Tranel, giáo sư khoa học cây trồng của Đại học Illinois cho biết, bất kỳ stress nào không giết chết cây đều có thể góp phần gây đột biến gen trong hạt và phấn hoa của nó. Ngay cả tia cực tím trong ánh sáng mặt trời cũng có thể gây stress cho cây và làm tăng khả năng đột biến ở thế hệ sau, ông nói. Những đột biến như vậy làm tăng sự đa dạng di truyền, có thể hữu ích cho sự sống sót của một loài.

"Kháng thuốc diệt cỏ là do biến thể di truyền trong quần thể", ông Tranel nói. "Nếu một cây cỏ có đột biến thích hợp khi phun một loại thuốc diệt cỏ nào đó, nó sẽ sống sót và truyền lại đặc điểm cho thế hệ con cháu".

Ông cho rằng mối liên hệ giữa các tác nhân đột biến mới và sự kháng thuốc diệt cỏ chưa được hiểu rõ. Ông và các đồng nghiệp của mình hy vọng xác định được tỷ lệ đột biến cơ bản của các loài cây thuộc chi Amaranthus, bao gồm cây gai dầu, rau dền Palmer và các loại cỏ dại khác. Họ cũng muốn kiểm tra xem sử dụng thuốc diệt cỏ không giết được cây có làm tăng tỷ lệ đột biến hay không.

Các nhà nghiên cứu bắt đầu với một hạt giống Amaranthus hypochondriacus, có họ hàng gần với một số loại cỏ dại nhưng chưa được biết đến là loài có gen kháng thuốc diệt cỏ. Thí nghiệm được tiến hành trong nhà kính để tránh sự nhiễm tạp của các loài Amaranthus khác, cây trồng nghiên cứu được thu thập hạt, nhân giống và theo dõi sự phát triển của các thế hệ cây con cháu. "Một cây tốt sẽ tạo ra khoảng 100.000 hạt, từ một cây này, cuối cùng chúng tôi đã có hơn 70 triệu hạt giống", Ông Tranel nói.

Bất chấp sự cô lập của phòng thí nghiệm và sự cảnh giác của các nhà khoa học, một vài hạt cỏ dại Amaranthus khác đã bị lẫn vào thí nghiệm. "Những hạt này rất nhỏ và bám vào mọi thứ. Chúng có thể dính vào da và chúng ta không biết", ông Tranel kể rằng một trong những học sinh đã tìm thấy một hạt cỏ dại trong lông mày của mình sau khi anh ta rời khỏi nhà kính. May mắn cho các nhà khoa học, hạt giống của loài Amaranthus cỏ dại có màu đen, trong khi các cây thử nghiệm của họ chỉ tạo ra hạt màu sáng.

Để thực hiện thí nghiệm, các nhà nghiên cứu đã rải các hạt giống trên bề mặt đất được xử lý bằng một loại thuốc diệt cỏ được gọi là chất ức chế ALS, sau đó chờ xem liệu có bất kỳ cây con nào sống sót hay không. Rất hiếm cây thử nghiệm tồn tại sau xử lý thuốc diệt cỏ. Thử nghiệm nghiêm ngặt cho thấy những cây sống sót là cây con từ hạt giống rau dền cỏ dại đã mang gen kháng thuốc.

Ông Tranel cho biết các thí nghiệm đã xác minh rằng phương pháp của các nhà khoa học phù hợp để sàng lọc số lượng lớn hạt giống. Họ cũng xác định rằng nhóm nghiên cứu phải kiểm tra hơn 70 triệu hạt giống để xác định tỷ lệ đột biến cơ bản ở A. hypochondriacus - và tìm hiểu xem liệu sử dụng thuốc diệt cỏ ở mức liều thấp có làm tăng tỷ lệ đó hay không, điều này rất cần thiết để phát triển các mô hình có thể dự đoán chính xác diễn biến của cây trồng trên đồng ruộng.

"Kháng thuốc diệt cỏ là một quá trình tiến hóa và các quá trình tiến hóa là toán học", ông Tranel nói. "Nếu chúng ta biết chính xác hơn khả năng thích nghi của cây trồng ở các điều kiện môi trường khác nhau, chúng ta có thể phát triển các phương trình dự đoán mức độ kháng thuốc sẽ phát triển nhanh như thế nào".

Mặc dù nghiên cứu này cho thấy tỷ lệ đột biến kháng thuốc diệt cỏ của cây thấp hơn nhiều so với dự kiến, không có nghĩa là khả năng kháng thuốc là không có. Ông nói. "Có thể là sự kháng cự xảy ra chậm hơn so với những gì chúng ta suy đoán, nhưng nó vẫn sẽ xảy ra".

Lê Thị Thanh theo Sciencedaily.