Các nhà di truyền học lâm nghiệp tại Đại học bang Oregon vừa tạo ra cây dương biến đổi gen có sự phát triển nhanh hơn, có khả năng kháng sâu bệnh và có thể lưu giữ biểu hiện của các gen chèn vào trong ít nhất 14 năm, theo báo cáo đăng trên tạp chí Nghiên cứu Rừng Canada vừa công bố.

​

Các cây này là một trong những thành công nhất cho đến nay trong việc sửa đổi di truyền cây rừng, một lĩnh vực có sự tiến bộ ít hơn rất nhiều so với các sản phẩm biến đổi gen trong cây trồng nông nghiệp. Tiến bộ mới này có thể đặc biệt hữu ích trong ngành công nghiệp giấy và bột giấy, và trong ngành nhiên liệu sinh học đang nổi lên.

Việc sử dụng thương mại các cây như vậy có thể thực hiện với cây dương - loại cây trước đó cũng đã được biến đổi gen để không thể sinh sản để chúng không thể lây lan đặc điểm của mình cho các loại cây khác, theo các nhà nghiên cứu cho biết.

Phát triển các cây đực không có khả năng sinh sản đã được thực hiện trong lĩnh vực này, và do đó có thể sử dụng đối với giống cây dương đực. Các nhà nghiên cứu cho biết thêm rằng, việc làm cho cây cái không có khả năng sinh sản vẫn chưa được thực hiện nhưng có lẽ khả thi. Tuy nhiên, vẫn chưa rõ là liệu các cơ quan quản lý có cho phép sử dụng các cây này hay không.

"Xét về sản lượng gỗ, sức khỏe và năng suất của đồn điền thì các cây biến đổi gen này có thể đạt được ở mức rất cao," Steven Strauss, giáo sư xuất sắc về công nghệ sinh học rừng tại Trường Cao đẳng Lâm nghiệp thuộc Đại học Oregon cho biết. “Thí nghiệm thực địa của chúng tôi cùng với việc tiếp tục nghiên cứu cho thấy các kết quả vượt quá mong đợi. Và có khả năng là chúng tôi đã đánh giá thấp giá trị của những cây này trong việc cải thiện sự tăng trưởng và năng suất".

Một nghiên cứu quy mô lớn trên 402 cây từ chín lần chèn gen theo dõi kết quả của việc đưa gen cry3Aa vào trong cây dương lai. Giai đoạn đầu tiên được thực hiện trong thử nghiệm thực địa từ năm 1998 đến năm 2001, và trong 14 năm sau đó nghiên cứu tiếp tục trong một "ngân hàng bản sao" tại đại học bang Oregon để đảm bảo rằng những tính trạng có giá trị được duy trì theo thời gian.

Tất cả các cây này được chặt bỏ vào lúc 2 tuổi trước khi chúng đủ tuổi để ra hoa và sinh sản, để ngăn không cho bất kỳ dòng gen nào di chuyển vào quần thể cây hoang dã, theo các nhà nghiên cứu cho biết.

Với việc biến đổi di truyền này, cây có thể tạo ra một protein diệt côn trùng giúp chống lại sự tấn công của côn trùng. Phương pháp này đã được chứng minh là hiệu quả khi làm biện pháp phòng trừ sâu bệnh ở các loài cây trồng khác như ngô và đậu tương, giúp giảm đáng kể việc sử dụng thuốc trừ sâu và giảm thiệt hại cây trồng.

"Côn trùng tấn công không chỉ có thể giết chết một cái cây mà nó có thể làm cho cây dễ bị các vấn đề sức khỏe khác," Amy Klocko,  một nhà nghiên cứu tại OSU cho biết. "Trong một năm bị côn trùng tấn công thực sự tồi tệ, bạn có thể mất toàn bộ đồn điền".

Cây dương lai - thường được trồng thành hàng dày đặc trên vùng đất bằng phẳng gần giống như một cây lương thực - đặc biệt dễ bị dịch bệnh, theo các nhà nghiên cứu cho biết. Phun thuốc trừ sâu bằng tay tốn kém và nhắm vào nhiều loài côn trùng, chứ không phải chỉ loài côn trùng đang tấn công cây.

Một số cây biến đổi gen trong nghiên cứu này còn có các đặc điểm tăng trưởng được cải thiện đáng kể. So với các cây đối chứng thì các cây biến đổi gen phát triển trung bình cao lớn hơn 13 phần trăm sau hai mùa, và trong trường hợp tốt nhất, cao lớn hơn 23 phần trăm.

Một số công trình nghiên cứu còn sử dụng nhân bản khả năng chịu hạn ở cây dương, một lợi thế trong một khí hậu ấm hơn và khô hơn trong tương lai.

Các cây trồng hàng năm như bông vải và ngô đã được trồng thường xuyên ở dạng các sản phẩm biến đổi gen có gen kháng sâu bệnh. Tuy nhiên cây phải phát triển và sống nhiều năm trước khi thu hoạch và phải chịu nhiều thế hệ côn trùng gây hại tấn công. Đó là lý do tại sao khả năng chống lại sâu bệnh có thể cung cấp giá trị thương mại lớn hơn, và là lý do tại sao cần phải có các kiểm tra mở rộng để chứng minh rằng các gen kháng này sẽ tiếp tục được biểu hiện sau khi được trồng hơn chục năm.

Một số cây dương lai biến đổi gen đã được sử dụng thương mại ở Trung Quốc, nhưng không có cây nào được sử dụng thương mại ở Hoa Kỳ. Việc sử dụng cây biến đổi gen ở Mỹ vẫn phải đối mặt với những trở ngại pháp lý nặng nề, theo Strauss cho biết. Cơ quan chức năng có khả năng yêu cầu nghiên cứu mở rộng về dòng lưu thông của gen và ảnh hưởng của chúng đến các hệ sinh thái rừng, là những việc rất khó thực hiện, ông giải thích.

Strauss cho biết ông ủng hộ phương pháp biến đổi gen vô sinh vào trong cây để làm cơ chế kiểm soát dòng lưu thông của gen, mà với nghiên cứu sinh thái sâu hơn có thể được xã hội chấp nhận cho việc triển khai thương mại.

Thanh Vân - Dostdongnai, theo Eurekalert.