TS Nguyễn Duy Phương, Trưởng Bộ môn Bệnh học phân tử, Viện Di truyền Nông nghiệp. Ảnh: Tùng Đinh.
Phương pháp CRISPR/Cas cho phép nhà nghiên cứu thêm hay xóa một đoạn gen, tùy chỉnh mức độ biểu hiện của gen đích, hay thay đổi cấu trúc nhiễm sắc thể… theo chủ đích, cho phép độ chính xác cao. Viện Di truyền nông nghiệp (Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam) đã sớm tiếp cận với công nghệ đột biến chính xác bằng CRISPR/Cas từ năm 2017. Viện cũng là đơn vị đầu tiên tại Việt Nam được giao thực hiện đề tài nghiên cứu cấp Nhà nước về ứng dụng công nghệ CRISPR/Cas.
Các hệ thống CRISPR/Cas9 do Viện phát triển cho phép gây đột biến chính xác đồng thời 4 - 6 vị trí khác nhau trong hệ gen cây chủ (so với 2 vị trí của hệ thống ban đầu được chuyển giao từ Pháp). Với hệ thống và quy trình gây đột biến chính xác bằng CRISPR/Cas9 đã hoàn thiện, các cán bộ của Viện đã sử dụng công cụ này này để phục vụ cho các nghiên cứu cơ bản.
Theo TS Nguyễn Duy Phương, phát triển công nghiệp nặng đã khiến các diện tích canh tác nông nghiệp bị ô nhiễm kim loại nặng, trong đó nguy hiểm nhất là Asen, Cadmium và chì, rất có hại cho sức khỏe con người, vật nuôi và cây trồng.
“Định hướng nghiên cứu của Viện tập trung vào phát triển dòng lúa đột biến chủ lực TBR225. Dòng lúa được phát triển sau này sẽ giúp giảm thiểu nguy cơ nhiễm độc kim loại Cadmium khi lúa được canh tác trên vùng đất có hàm lượng Cadmium cao, góp phần bảo vệ sức khỏe cộng đồng”, TS Nguyễn Duy Phương khẳng định.
Bên cạnh đó, Viện Di truyền nông nghiệp đã dày công nghiên cứu gen kháng bạc lá trên lúa. Qua nghiên cứu trên lúa TBR225 và Bắc thơm 7, chất lượng giống lúa mới ổn định và đặc biệt không được tính là sản phẩm biến đổi gen (GMO).
Tính kháng bệnh bạc lá đã được đánh giá qua 3 thế hệ liên tục để chứng minh sự di truyền ổn định. Điều đặc biệt là các đặc tính nông - sinh học, cũng như chất lượng của các dòng lúa đột biến, được duy trì tương tự so với giống gốc ban đầu. Giống mới khắc phục hoàn toàn nhược điểm của các chương trình chọn giống phân tử tạo giống lúa kháng bệnh bạc lá bằng các phương pháp khác trước đây.
TS Phương nhấn mạnh: “Biến đổi khí hậu đã và đang gây ra những tác động tiêu cực rất lớn cho sản xuất lúa gạo, trong đó bao gồm cả tình trạng khô hạn và nóng. Chọn giống lúa ứng phó biến đổi khí hậu đang là ưu tiên hàng đầu của các chương trình chọn giống của Việt Nam”.
Giống lúa chịu hạn, nóng (trái) được đối chứng với giống lúa thường trong phòng thí nghiệm. Ảnh: Tùng Đinh.
Thời gian tới, Viện sẽ mở rộng đối tượng nghiên cứu sang cây lâm nghiệp (keo, bạch đàn), cây công nghiệp (thuốc lá, cà phê), hay cây ăn quả (cam, bưởi). Đồng thời, viện sẽ cải tiến chất lượng sâu hơn trên các sản phẩm đã có.
Chẳng hạn, gạo Khang dân 18 có nhiều đặc tính tốt về tinh bột, nhưng lại tương đối cứng, hoặc Bắc thơm 7 thơm, gạo dẻo nhưng hàm lượng tinh bột chưa được như một số loại gạo đặc sản trên thị trường. Do đó, Viện sẽ tiếp tục chỉnh sửa gen quy định những tính trạng nêu trên.
“Có thể khẳng định, Viện đã làm chủ và ứng dụng thành công công nghệ chỉnh sửa gen CRISPR/Cas9. Chỉnh sửa gen là công cụ hữu hiệu phục vụ chọn giống phù hợp ứng dụng ở Việt Nam”, ông Phương nhấn mạnh và kiến nghị Bộ NN-PTNT, Cục Trồng trọt, Vụ Khoa học Công nghệ và Môi trường có những chính sách hỗ trợ nhiều hơn để sản phẩm nghiên cứu của Viện có thể đến được nhiều hơn với nông dân.
Ngoài bệnh bạc lá, Viện Di truyền Nông nghiệp tiếp tục nghiên cứu, chỉnh sửa gen bệnh kháng đạo ôn. Đặc biệt, đơn vị cam kết sẽ cung cấp những giống sau nghiên cứu sẽ không thay đổi về đặc tính so với giống nền. Đây sẽ là hướng nghiên cứu phát triển trọng tâm của Viện trong tương lai, cùng với các mũi nhọn nghiên cứu khác góp phần đưa Viện Di truyền nông nghiệp ngày càng có nhiều sản phẩm hữu ích phục vụ sản xuất cũng như sự nghiệp phát triển chung của khoa học cơ bản nước nhà.
Triển vọng phát triển, ứng dụng công nghệ sinh học trong nông nghiệp
