Thứ tư, 24/04/2019 11:03 (GMT +7)

| Hotline: 0983.970.780

Giảm lượng nước tưới bằng đột biến gen

Thứ Sáu 14/08/2020 , 06:10 (GMT+7)

Những cây thuốc lá ở Anh được biến đổi gen với một loại protein có trong tảo, giúp tăng khả năng quang hợp và tốc độ tăng trưởng, đồng thời giảm lượng nước tưới.

Một cánh đồng bị hạn hán ở Iowa, Mỹ trong tháng 8 này. Ảnh: REX.

Một cánh đồng bị hạn hán ở Iowa, Mỹ trong tháng 8 này. Ảnh: REX.

Kỹ thuật này tập trung vào việc tăng cường quang hợp, một quá trình phức tạp ở thực vật dựa vào ánh sáng mặt trời và khí cacbonic để tạo ra chất dinh dưỡng, thúc đẩy sự phát triển của chúng. Từ lâu, chúng ta biết rằng tăng cường quang hợp sẽ đẩy mạnh năng suất trồng trọt nhưng sự phức tạp của quá trình này là trở lực của việc khai thác nó trong quá khứ.

Trong nghiên cứu được công bố trên tạp chí Nature Plants, các nhà khoa học đã sử dụng những thao tác di truyền để làm tăng một loại enzym vốn tồn tại trong cây thuốc lá, đồng thời đưa vào một loại enzym mới từ vi khuẩn lam và một loại protein lấy từ tảo. 

Quan sát những cây thuốc lá được biến đổi gen, nhóm nghiên cứu cho biết, khả năng chuyển đổi năng lượng ánh sáng thành năng lượng hóa học tăng cao đáng kể. Cùng với đó, những cây được cấy ghép cần ít nước tưới hơn, nhưng lại tạo ra năng suất cao hơn.

Dựa trên công trình này, Đại học Essex ở Colchester, Anh hy vọng hoàn thiện hơn nữa kỹ thuật, trước khi phổ rộng chúng ra nhiều loại cây trồng, trước mắt là đậu nành, đỗ và lúa gạo. Nếu có thể tạo ra những giống mới có khả năng thích nghi với điều kiện hạn hán, nó sẽ giảm bớt áp lực mà thế giới đang phải đối mặt với cuộc khủng hoảng khí hậu, cũng như nhu cầu lương thực ngày một tăng.

"Dân số toàn cầu đang tăng lên, đồng nghĩa với việc chúng ta cần trồng nhiều lương thực hơn. Chúng ta cũng nhìn thấy ảnh hưởng của biến đổi khí hậu, tạo ra thời tiết khắc nghiệt hơn.

Nguy cơ hạn hán, vì thế sẽ gia tăng. Tất cả những điều này buộc chúng ta phải sử dụng nước một cách tối ưu. Chúng ta cần nhiều cây trồng hơn trong cùng một diện tích đất và ít nước hơn", Patricia Lopez-Calcagno, một trong số nhóm tác giả của nghiên cứu chia sẻ. 

Christine Raines, giáo sư sinh vật học tại Đại học Essex nói thêm rằng tăng khả năng quang hợp cho cây trồng đang là một trong những hướng nghiên cứu mũi nhọn lúc này. "Đây là quá trình cơ bản nhất trên Trái đất.

Nếu không có quang hợp, chúng ta sẽ không có bất cứ thứ gì. Mọi thực phẩm chúng ta ăn, thực vật và thức ăn cho động vật đều bắt nguồn từ quá trình chính này. Chúng ta cần tìm hiểu kỹ càng về nó, nhưng quá trình này có một lượng lớn các phân tích riêng lẻ", bà nói.

Cách truyền thống được giới nghiên cứu tập trung tăng năng suất là sử dụng kỹ thuật nhân giống cây trồng, nhưng để cho ra hiệu quả như ý cần hàng thập kỷ. Bằng cách đưa vào một gen từ tảo, các nhà nghiên cứu đã đi đường tắt, theo lời Lopez-Calcagno. Bất chấp việc châu Âu vẫn ra lệnh cấm với các cây trồng biến đổi gen, Lopez-Calcagno cho rằng cách thức tiến hành cấy ghép của nhóm nghiên cứu khác hoàn toàn so với liệu pháp thông thường. 

"Không có gì phải lo lắng ở đây", Lopez-Calcagno nhấn mạnh. "Những cây trồng biến đổi gen bị chỉ trích bởi nó liên quan tới việc các tập đoàn lớn tước đoạt quyền của nông dân, và quá lạm dụng thuốc diệt cỏ. Nó không đúng trong nghiên cứu này".

Nhóm nghiên cứu của Đại học Essex bắt đầu công trình từ năm 2013, và nhận tài trợ công khai từ Bộ Phát triển Quốc tế. Bất cứ thành tựu nào của nhóm cũng được cung cấp miễn phí hoặc phi lợi nhuận đến các nước đang phát triển.

"Những người cần sẽ nhận được công nghệ này", Lopez-Calcagno khẳng định. Tuy nhiên, để hoàn thiện và có thể sản xuất với số lượng lớn trong thực tế, các nhà khoa học có thể mất thêm từ 5 đến 10 năm nữa. Trong thời gian chờ đợi, các nhà khoa học sẽ tuyên truyền để thay đổi nhận thức của người dân châu Âu về thực vật biến đổi gen.

Kỹ thuật biến đổi gen ở thực vật và động vật phát triển mạnh trong khoảng 30 năm gần đây. Nhưng tại châu Âu, chỉ có duy nhất một loại ngô biến đổi gen được các nước thành viên Liên minh châu Âu (EU) cho phép trồng và tiêu thụ.

Mọi chuyện bắt đầu từ việc một công ty Mỹ cấy gen chống đóng băng của một loài cá bơn sống gần Bắc Cực ghép vào cà chua để hy vọng tạo ra một giống chống chịu lạnh tốt hơn. Nỗ lực này bất thành và tạo ra tiền đề cho EU ra lệnh cấm từ năm 1999.

Biện pháp của Đại học Essex có ít tác động hơn, khi chỉ liên quan tới một biến thể nhỏ trong vật liệu di truyền. Tảo từ lâu đã được biết là loài quang hợp tốt, cả trong việc thu giữ lẫn sử dụng cacbonic.

Trước đây, một số chất được chiết xuất từ tảo đã được sử dụng trong dược phẩm hoặc phụ gia để giảm lượng khí mêtan từ vật nuôi. Protein tách từ tảo, trong nghiên cứu trên cây thuốc lá, theo nhóm nghiên cứu rất "an toàn", bởi thực vật bậc cao không có đủ các protein cần thiết để kích thích quang hợp.

Hướng đi tương lai của nghiên cứu, sẽ là chỉnh sửa gen từ bên trong của các cây trồng mục tiêu, thay vì ghép gen của một thực vật khác. Đây là hình thức viết lại DNA và về bản chất khác với quá trình chuyển gen hoặc các thao tác di truyền khác.

Giáo sư Christine Raines của Đại học Essex cũng bày tỏ sự tin tưởng với định hướng này, nhưng cho rằng ghép gen là biện pháp "dễ thực hiện" và "cho kết quả sớm" hơn so với chỉnh sửa gen.

Hồi năm ngoái, một nhóm nghiên cứu ở Mỹ tìm ra enzyme có tên RuBisCO, chất làm giảm khả năng quang hợp của cây xanh do nhận nhầm oxy, thay vì cacbonic.

Chính bởi enzyme này, cây trồng tạo ra một sản phẩm phụ độc hại, làm gián đoạn quá trình quang hợp, khiến thực vật trải qua một quá trình tiêu thụ năng lượng gọi là hô hấp sáng để giảm chất độc. 

Để giúp cây trồng quang hợp hiệu quả hơn từ 20 đến 40%, các nhà khoa học đã thiết kế các lộ trình hô hấp sáng ngắn thay thế lộ trình bình thường của cây trồng.

Dù vậy, phát hiện này cũng chưa được nhân rộng bởi với mỗi một loại cây, họ lại phải tính toán lại.

GDP của Trung Quốc sẽ vượt qua Mỹ vào 2030

GDP của Trung Quốc sẽ vượt qua Mỹ vào 2030

Thế giới 29/09/2020 - 14:37

Hội nghị của Bộ Chính trị Ban Chấp hành Trung ương Đảng Cộng sản Trung Quốc (CPC) đang diễn ra nhằm xây dựng Kế hoạch 5 năm lần thứ 14 (2021-25).

Khi giấc mơ tan vỡ: [Bài 2] 7 thách thức sinh tồn

Khi giấc mơ tan vỡ: [Bài 2] 7 thách thức sinh tồn

Thế giới 29/09/2020 - 06:10

'Đại dịch có thể không phải là cơn đại hồng thủy duy nhất quét sạch doanh nghiệp nhỏ Hoa Kỳ, nhưng chắc chắn nó đã đổ thêm dầu vào lửa'.

Tỉnh đầu tiên ở Trung Quốc 'luật hóa' chống lãng phí thực phẩm

Tỉnh đầu tiên ở Trung Quốc 'luật hóa' chống lãng phí thực phẩm

Thế giới 28/09/2020 - 17:36

Hà Bắc sẽ là địa phương tiên phong tại quốc gia đông dân số nhất thế giới, chính thức áp dụng điều luật chống lãng phí thực phẩm bắt đầu từ ngày 1/11 tới.

Lãnh đạo thế giới phản ứng trước xung đột Armenia- Azerbaijan

Lãnh đạo thế giới phản ứng trước xung đột Armenia- Azerbaijan

Điểm nóng 28/09/2020 - 16:28

Lãnh đạo thế giới có những phản ứng sau cuộc xung đột Armenia- Azerbaijan khiến ít nhất 23 người thiệt mạng và hơn 100 người bị thương ở khu vực giao tranh Nagorno-Karabakh.

Khi giấc mơ tan vỡ: [Bài 1] 'Cuộc tàn sát'

Khi giấc mơ tan vỡ: [Bài 1] 'Cuộc tàn sát'

Thế giới 28/09/2020 - 06:10

'Hàng nghìn doanh nghiệp nhỏ Hoa Kỳ đang chết dần - và không ai theo dõi cuộc tàn sát', phóng viên Madeleine Ngo đặt tựa đề cho một bài báo trên Bloomberg.

Đánh nhau to trên cao nguyên Nagorno - Karabakh

Đánh nhau to trên cao nguyên Nagorno - Karabakh

Điểm nóng 27/09/2020 - 18:35

Xung đột nghiêm trọng giữa Armenian và Azerbaijan trên cao nguyên Nagorno - Karabakh đột ngột nổ ra, ít nhất 1 trực thăng của Azerbaijan bị bắn hạ.

Cựu trùm tình báo 'ém mình',  nhắm ghế Tổng thống Mỹ 2024

Cựu trùm tình báo 'ém mình', nhắm ghế Tổng thống Mỹ 2024

Thế giới 27/09/2020 - 14:32

Có sự ngầm hiểu chung trong chính giới Hoa Kỳ, rằng Ngoại trưởng Mike Pompeo đang âm thầm kiến thiết bệ phóng để tham gia cuộc đua vào Nhà Trắng năm 2024.

Google Doodle 27/9: Mừng sinh nhật Google 22 tuổi

Google Doodle 27/9: Mừng sinh nhật Google 22 tuổi

Thế giới 27/09/2020 - 11:30

Google Doodle hôm nay ngày 27/9/2020 với biểu trưng chữ G lớn trên trang chủ của mình để kỷ niệm 22 năm ngày sinh của Google.

Triều Tiên bắt đầu tìm xác quan chức Hàn, vừa doạ chống xâm nhập

Triều Tiên bắt đầu tìm xác quan chức Hàn, vừa doạ chống xâm nhập

Thế giới 27/09/2020 - 10:30

KCNA sáng Chủ nhật cho hay, hải quân Triều Tiên bắt đầu rà tìm xác quan chức nghề cá Hàn bị bắn chết trên biển, hứa tìm thấy sẽ trả lập tức.

Lứa châu chấu sa mạc sắp nở có thể thành ổ dịch mới

Lứa châu chấu sa mạc sắp nở có thể thành ổ dịch mới

Điểm nóng 27/09/2020 - 10:08

Dịch hại châu chấu sa mạc vẫn nghiêm trọng ở một số quốc gia Đông Phi đang làm dấy lên những lo ngại về một làn sóng mới có thể xuất hiện và lan rộng.

Vì sao Ngoại trưởng Vương Nghị phải gấp rút đi Nhật?

Vì sao Ngoại trưởng Vương Nghị phải gấp rút đi Nhật?

Thế giới 27/09/2020 - 09:45

Sau cuộc điện đàm ‘làm quen’ giữa Thủ tướng Suga với Chủ tịch Tập, truyền thông Nhật Bản loan tin Ngoại trưởng Trung Quốc sẽ đến Tokyo trong ít ngày tới.

Hàng trăm tàu đánh cá Trung Quốc áp sát lãnh hải Peru

Hàng trăm tàu đánh cá Trung Quốc áp sát lãnh hải Peru

Điểm nóng 26/09/2020 - 10:21

Hải quân Peru loan báo, đội tàu đánh cá Trung Quốc khoảng 250 chiếc đã chực chờ vào vùng biển nước này, khiến ngành đánh cá trong nước nổi giận.

Xem thêm
Cần thêm các số liệu vacxin tả lợn châu Phi của Trung Quốc

Cần thêm các số liệu vacxin tả lợn châu Phi của Trung Quốc

Quan điểm này được đưa ra sau khi Viện Nghiên cứu Thú y Cáp Nhĩ Tân ở Trung Quốc tuyên bố đã nghiên cứu phát triển một loại vacxin tả lợn châu Phi (AFS) mới.

Đánh nhau to trên cao nguyên Nagorno - Karabakh

Đánh nhau to trên cao nguyên Nagorno - Karabakh

Xung đột nghiêm trọng giữa Armenian và Azerbaijan trên cao nguyên Nagorno - Karabakh đột ngột nổ ra, ít nhất 1 trực thăng của Azerbaijan bị bắn hạ.

Hàn Quốc đổ tiền tấn đóng tàu sân bay đầu tiên, mua máy bay chiến đấu

Hàn Quốc đổ tiền tấn đóng tàu sân bay đầu tiên, mua máy bay chiến đấu

Hàn Quốc có kế hoạch bắt đầu đóng tàu sân bay đầu tiên vào năm tới và mua các máy bay chiến đấu để hoạt động trên tàu, Bộ Quốc phòng nước này thông báo.

Phát hiện người chết nghi tự sát trong toilet, máy bay Trung Quốc hạ cánh khẩn

Phát hiện người chết nghi tự sát trong toilet, máy bay Trung Quốc hạ cánh khẩn

Một máy bay ở Trung Quốc đã phải hạ cánh khẩn cấp sau khi một người đàn ông được phát hiện đã chết trong nhà vệ sinh.