Lô giống đậu tương GM năng suất vượt trội được trồng thử nghiệm ở Haley Ahlers, bang Kansas, Mỹ. Ảnh: MNS
Theo đó, giống đậu tương GM hay còn gọi là đậu nành biến đổi gen vừa lai tạo để hấp thụ ánh sáng hiệu quả hơn đã tạo ra năng suất cao hơn 25% so với các giống trước đó. Giới khoa học nhận xét, những cải tiến trên giống đậu tương mới gần như là chưa từng có đối với lĩnh vực này và sẽ phải mất nhiều thập kỷ để đạt được thông qua quá trình lai tạo chọn lọc.
Thành tựu khoa học mới được loan đi trong bối cảnh báo cáo an ninh lương thực gần đây nhất của Liên Hợp quốc cho thấy, gần 10% dân số thế giới còn thiếu đói vào năm ngoái, tăng từ 8% vào năm 2019. Và đặc biệt với các dự đoán về cuộc khủng hoảng khí hậu sắp tới, dẫn đến việc điều kiện trồng trọt, canh tác sẽ khắc nghiệt hơn.
“Kết quả này thực sự là một tin tốt ngay từ bây giờ. Bởi cứ 10 người trên thế giới thì có một người đang thiếu đói. Đây là cuộc khủng hoảng sức khỏe lớn nhất hành tinh”, Giám đốc dự án nghiên cứu, giáo sư Stephen Long, thuộc Đại học Illinois tại Urbana-Champaign cho biết.
Ông Long đã bắt tay vào nghiên cứu cách cải thiện quang hợp- quá trình chuyển đổi ánh sáng mặt trời thành năng lượng hóa học từ cách đây hơn 25 năm.
Nghiên cứu mới nhất nhắm vào các gen liên quan đến một quá trình mà thực vật sử dụng để che chắn chúng khỏi ánh nắng mặt trời gay gắt, có thể tẩy trắng lá nếu cây trồng hấp thụ nhiều năng lượng hơn chúng có thể sử dụng để phát triển. Để tránh điều này, thực vật có một cơ chế bảo vệ được gọi là dập tắt không quang hóa (NPQ) để loại bỏ nguồn năng lượng dư thừa thông qua nhiệt.
Dưới ánh sáng mặt trời chói chang, quá trình NPQ hoạt động gần như ngay lập tức, giống như mắt người nheo lại. Tuy nhiên phải mất đến nửa giờ để quá trình này quay trở lại, nghĩa là nếu một đám mây bay qua, thực vật không cần thiết phải chuyển hướng năng lượng mà chúng có thể sử dụng để phát triển.
Dựa vào nguyên lý này, các nhà khoa học đã sửa đổi ba gen cho phép cây đậu tương phản ứng nhanh hơn với điều kiện ánh sáng yếu hơn. Và giống đậu nành biến đổi gen có năng suất được cải thiện trung bình là 25% trong năm thử nghiệm quy mô lớn (thử nghiệm cao nhất có mức tăng năng suất 33%).
Giáo sư Jonathan Jones thuộc Phòng thí nghiệm Sainsbury, người không tham gia vào nghiên cứu, đã mô tả kết quả là “rất ấn tượng”.
Nhóm nghiên cứu trước đây đã chứng minh khái niệm này trên cây thuốc lá, nhưng các nhà phản biện lúc đó đã đặt câu hỏi liệu sự gia tăng năng suất ở cây thuốc lá có “chuyển đổi” thành năng suất cây lương thực được hay không?
Với thành tựu đột phá mới đạt được, nhóm nghiên cứu hy vọng công trình vừa được công bố trên tạp chí Science, sẽ xua tan những hoài nghi lâu nay. Nó cũng chứng minh, phương pháp này có thể được ứng dụng rộng rãi hơn, với các thử nghiệm được lên kế hoạch cho lúa gạo, lúa mì và sắn.
Các chuyên gia dự đoán, nhiều công ty nông nghiệp lớn sẽ mong muốn công nghệ này sớm được cấp phép. "Tại sao lại không? Đó là một điều tốt cho an ninh lương thực", giáo sư Jonathan Jones nói.
Theo ông Long, từ trước đến nay việc nhân giống đậu tương có chọn lọc- một trong những loại cây trồng thâm canh nhất trên thế giới cũng chỉ có thể cải thiện năng suất khoảng 1% mỗi năm. “Sau nhiều năm thử nghiệm và đối mặt nhiều khó khăn, thật đáng kinh ngạc khi chứng kiến một kết quả ngoạn mục như vậy cho nhóm nghiên cứu”, giáo sư Long chia sẻ.
