Ghép gen động vật vào cây trồng: Bước nhảy vọt về canh tác và đảm bảo ANLT

Tăng năng suất 50%

Theo nghiên cứu của một nhóm các nhà nghiên cứu từ Mỹ và Trung Quốc, việc đưa gen động vật vào một số loại cây trồng phổ biến giúp tăng năng suất và khả năng chống chịu với hạn hán cho những loài này.

Cách làm của các nhà khoa học là chỉnh sửa axit ribonucleic (RNA) của cây khoai tây và cây lúa bằng cách thêm vào một gen có tên là FTO.

FTO là loại gen có liên quan đến bệnh béo phì ở người. Khi có trong cây trồng, FTO có thể khiến chúng phát triển và tạo năng suất gấp ba lần bình thường. Dựa trên kết quả kiểm nghiệm thực tế, các loại rau được điều chỉnh thêm FTO tăng trưởng kích thước và năng suất hơn 50%.

Ngoài ra, cây trồng còn có khả năng quang hợp tốt hơn, tạo ra hệ rễ dài hơn, giúp tăng khả năng chống chịu với hạn hán.

Nhà sinh hóa học tại Đại học Chicago, giáo sư Chuan He, một trong số các tác giả của nghiên cứu cho biết: “Sự thay đổi kích thước và năng suất cây trồng thật sự rất ấn tượng. Hầu hết các loại cây trồng được thử nghiệm đều thích nghi với thay đổi này. Hơn nữa, việc chỉnh sửa RNA đơn giản hơn chúng tôi dự đoán ban đầu”.

Cơ sở của những nghiên cứu này khởi nguồn vào năm 2011, tại phòng thí nghiệm của giáo sư He. Nhà khoa học gốc Trung Quốc xác định, các phân tử RNA ở động vật có vú không chỉ tuân theo bản thiết kế DNA có sẵn, mà còn có thể điều chỉnh được biểu hiện của các gen, thông qua việc kiểm soát loại và số lượng protein được tạo ra.

“Điều này đã gợi ý cho chúng tôi nghiên cứu về việc điều chỉnh RNA trên cây trồng. Trong cuộc sống, chúng ta sử dụng và phụ thuộc rất nhiều vào những sản phẩm có nguồn gốc thực vật như gỗ, gạo, dầu, thuốc... Khi điều chỉnh RNA trên thực vật, chúng ta sẽ tăng được nguồn nguyên liệu dự trữ từ chúng”, giáo sư He chia sẻ.

Giải quyết vấn đề an ninh lương thực

Tuy không tham gia vào nghiên cứu cùng giáo sư He nhưng nhà kinh tế đoạt giải Nobel, Michael Kremer, cũng có cùng quan điểm. Ông nói: “Nghiên cứu này giúp giải quyết các vấn đề đói nghèo và mất an ninh lương thực ở quy mô toàn cầu. Nó thật sự hữu ích trong việc ứng phó với biến đổi khí hậu”.

Trong quá trình nghiên cứu, giáo sư He cùng ông Guifang Jia, kỹ sư phân tử tại Đại học Bắc Kinh, đã tìm hiểu về kỹ thuật chèn thêm gen động vật. Ngoài ra, họ chú trọng vào việc quan sát mức độ ảnh hưởng từ thay đổi này đến đặc điểm sinh học của thực vật.

Trước đó, các nhà khoa học đều tin rằng, FTO có thể xóa một số dấu hiệu hóa học kiểm soát các chỉ dẫn di truyền trên RNA. Họ cũng không loại trừ khả năng, khi được đưa vào cây trồng, FTO sẽ kiềm chế sự phát triển của một số dấu hiệu hóa học kiểm soát các chỉ dẫn di truyển này.

Sau khi thử nghiệm thành công với cây lúa, các nhà khoa học đã thử với khoai tây. Kết quả khiến nhiều người bất ngờ, khi hiệu quả trên hai loại cây trồng rất rõ rệt và có thể định lượng.

Việc chèn FTO vào thực vật  giống như các liệu pháp biến đổi gen, đã vấp phải sự phản đối từ những người ủng hộ quyền động vật.

Phó chủ tịch cấp cao của Tổ chức Bảo vệ Quyền lợi Động vật (PETA), Kathy Guillermo, nói với Daily Mail: “Những thử nghiệm này đang đánh cắp một phần thị trường đầu ra của những người trồng rau,  đó là mảng thị phần dành cho những người ăn chay, những người không bao giờ muốn thức ăn của họ liên quan đến động vật”.

Ngoài ra là những tranh luận liên quan đến thực phẩm biến đổi gen. Theo nhóm phản đối, việc thêm FTO vào cây trồng có thể ảnh hưởng xấu tới sức khỏe con người.

Trước làn sóng phản đối, giáo sư He cho rằng, nhóm nghiên cứu sẽ cố gắng dung hòa lợi ích giữa đôi bên. Biện pháp trước mắt là tìm thêm những nhân tố kích thích sinh trưởng về kích thước và năng suất nhưng không cần chèn thêm gen động vật vào cây trồng.

“Đây là cách tiếp cận hoàn toàn mới, khác hoàn toàn với kỹ thuật chỉnh sửa gen GMO và CRISPR mà chúng ta đã biết. Kỹ thuật này cho phép chúng tôi có bước nhảy vọt về canh tác cây trồng lúc mới gieo trồng hoặc chu kỳ đầu sinh trưởng. Những thay đổi ấy được giữ lại và tiếp tục tác động đến quá trình sản xuất. Tất cả những gì chúng tôi đã làm là khai thác đặc điểm di truyền vốn có của thực vật. Mọi người nên có cái nhìn rộng hơn về khái niệm này”, giáo sư He bày tỏ.

Tại nhiều nơi trên thế giới, an ninh lương thực chưa được đảm bảo. Trong bối cảnh xung đột vẫn là nguyên nhân chính dẫn tới cuộc khủng hoảng lương thực vào năm 2021, đại dịch Covid-19 và các biện pháp được thực hiện để kiềm chế nó, cùng biến đổi khí hậu, sẽ tiếp tục làm trầm trọng thêm tình trạng khủng hoảng lương thực ở các nền kinh tế mong manh.

Đó cũng là lý do giáo sư He quyết tâm theo đuổi công trình ông hằng ấp ủ, với viễn cảnh về những lợi ích phát triển hệ thực vật, bên cạnh các vụ mùa bội thu. “Chúng ta có thể tạo ra các loại cây chống chịu tốt ở những khu vực bị đe dọa hạn hán. Nếu rễ mọc dài hơn, loài cây đó sẽ ít bị đổ khi có bão. Đó mới là những ứng dụng tiềm năng khi chúng tôi nghiên cứu di truyền thực vật”, ông nhấn mạnh.

Bảo Thắng (Theo Daily Mail)