​

Chú thích: trái của cây cọ dầu: dày vỏ  (Dura) bên trái và mỏng vỏ (Tenera) bên phải. Trái Tenera đem lại nhiều dầu hơn 30 phần trăm trên mỗi quả so với trái Dura. Ảnh: MPOB

"Nhóm chúng tôi xác định được một gen có liên quan đến sản lượng dầu gọi là Shell và phát hiện ra các đột biến ở gen này, giải thích cho tính trạng kinh tế quan trọng duy nhất của cọ dầu, đó là: độ dày của vỏ tương quan với kích thước quả và sản lượng dầu ra sao. Phát hiện này một mặt có thể giúp cân bằng các lợi ích cạnh tranh của việc đáp ứng nhu cầu dầu ăn và nhiên liệu sinh học ngày càng tăng trên toàn thế giới, một mặt cân bằng các lợi ích cạnh tranh của việc bảo tồn rừng nhiệt đới," tác giả Rajinder Singh, Tiến sĩ tại MPOB, cho biết.

Cọ dầu Châu Phi và cọ dầu Nam Mỹ, Elaeis guineensis và Elaeis oleifera, sản xuất ra dầu cọ và chiếm 45% dầu ăn thực vật trên toàn thế giới. Nghiên cứu mới xác định được gen Shell là gen chịu trách nhiệm tạo ra 3 dạng vỏ phổ biến: dura (dày), pisifera (ít vỏ hơn) và tenera (mỏng) - một dạng lai giữa dura và pisifera. Cọ dầu tenera chứa một đột biến và một alen Shell bình thường - một sự kết hợp tối ưu đem lại sản lượng dầu nhiều hơn 30% trên một diện tích đất so với cọ dầu dura.

Cho đến nay việc lập bản đồ Shell vô cùng khó khăn do cây có bộ gen lớn và sự khó khăn trong việc xác định các quần thể cọ dầu phân bố rộng rãi.

Việc phát hiện ra gen Shell và hai đột biến tự nhiên của nó cho thấy rõ các phương pháp mới có thể xác định dễ dàng những hạt giống hoặc cây con nào sẽ trở thành các cây có năng suất cao trước khi đưa chúng và trồng tại các đồn điền, các tác giả cho hay.

Ví dụ như, nhà sản xuất giống và chủ đồn điền giớ đây có thể sử dụng chất đánh dấu di truyền để tìm ra gen Shell để phân biệt ba dạng trái cây ở hạt giống và cây con trước khi đem chúng đi trồng. Hiện nay, có thể mất sáu năm để xác định xem một cây cọ dầu con có phải là loại có vỏ mong muốn hay không. Chất đánh dấu di truyền cũng sẽ là công cụ kiểm soát chất lượng quan trọng trong sản xuất hạt giống thương mại vì đến 10% cây có thể là dạng dura năng suất thấp do sự thụ phấn không kiểm soát được từ gió và côn trùng.

"Xác định kiểu di truyền chính xác để đạt được sản lượng dầu tăng lên sẽ tối ưu hóa và giúp ổn định diện tích dành cho các đồn điền cọ dầu, đem lại cơ hội cho việc bảo tồn rừng nhiệt đới," tác giả chính tiến sĩ Robert A. Martienssen, giáo sư về di truyền thực vật tại Phòng thí nghiệm Cold Spring Harbor ở New York nhận xét.

"Là nhà sản xuất dầu cọ lớn thứ hai trên thế giới, Malaysia có trách nhiệm tạo ra những tiến bộ để cải thiện tính bền vững của ngành nông nghiệp cây cọ dầu đồng thời nâng cao năng suất cho người trồng. Việc lập bản đồ hệ gen của hai loài cọ dầu sẽ mở đường cho nhiều đột phá hơn. Cùng với nhau, điều này sẽ giúp đáp ứng nhu cầu toàn cầu ngày càng tăng về thực phẩm và nhiên liệu sinh học trên toàn thế giới, đồng thời bảo tồn các vùng đất hoang dã," tiến sĩ Choo Yuen May, Tổng giám đốc MPOB, tổ chức tài trợ cho cả hai bài  nghien cứu, bình luận.

Hơn năm thập kỷ qua, MPOB đã tích lũy được hơn 100.000 cây cọ dầu hoang dã. Các nhà nghiên cứu đã sử dụng bộ sưu tập này, và cùng với các phép lai di truyền được thiết kế cẩn thận để xác định gen Shell và hai đột biến của nó.

Các nhà nghiên cứu cũng lập bản đồ bộ gen của cả hai loài cọ dầu này. "Bộ gen của cọ dầu sẽ tạo điều kiện thuận lợi cho việc xác định trong tương lai các gen chịu trách nhiệm đem lại năng suất và các tính trạng chất lượng quan trọng như màu trái cây, khả năng kháng bệnh và chiều cao," tác giả chính, tiến sĩ Ravigadevi Sambanthamurthi, Giám đốc Trung tâm Lai giống và Công nghệ sinh học Tiến bộ thuộc MPOB, cho biết.

Một trong những bản đồ được báo cáo là trình tự gigabase của cây cọ dầu Châu Phi E. Guineensis, tổng cộng gần 35.000 gen, bao gồm một bộ hoàn chỉnh các gen sinh tổng hợp dầu và các yếu tố điều chỉnh phiên mã khác được biểu hiện cao ở trái cọ nhiều dầu. Các nhà nghiên cứu cũng tạo ra một bản trình tự dự thảo của loài cọ dầu Nam Mỹ E. oleifera. Cả hai loài cọ này thuộc họ thực vật có hoa Arecaceae – có từ cách đây khoảng 140 đến 200 triệu năm trước đây. So sánh hai bản đồ này cho phép các nhà nghiên cứu ước tính ra rằng, loài cọ dầu tách ra vào thời điểm phân chia giữa thế giới cũ và thế giới mới.

Thông tin về cây cọ dầu

Cọ dầu là cây tạo ra dầu hiệu quả nhất. Chỉ trồng trên 5% tổng diện tích dầu thực vật, dầu cọ chiếm 33% dầu thực vật và 45% dầu ăn trên toàn thế giới. Cây cọ dầu có năng suất gấp 10 lần đậu nành – là cây chiếm 41% tổng diện tích thực vật, nhưng chỉ sản xuất 27% dầu ăn thực vật trên thế giới. Ngoài ra, dầu diesel sinh học dựa trên dầu cọ trong đó có dầu cọ methyl ester được sử dụng trên toàn cầu, và sinh khối từ cây cọ dầu cũng có khả năng ứng dụng để làm nhiên liệu sinh học.

Xem thêm tại http://www.eurekalert.org/pub_releases/2013-07/cc-gmo071813.php

Thanh Vân - Dostdongnai, theo Eurekalert.