Láng giềng Việt Nam tạo đột phá: Phát triển giống lúa lai ‘tự nhân bản’ đầu tiên trên thế giới, có thể nhân đôi sản lượng toàn cầu

Các nhà khoa học Trung Quốc đã phát triển một dạng lúa lai có khả năng tự nhân giống thông qua hạt giống có khả năng sao chép di truyền, giúp duy trì ổn định các đặc tính năng suất cao qua nhiều thế hệ.

Nhóm nghiên cứu cho biết phát minh này có thể làm thay đổi nền nông nghiệp toàn cầu khi phá bỏ rào cản lớn nhất của lúa lai: nông dân buộc phải mua hạt giống lai mới đắt đỏ cho mỗi vụ gieo trồng.

Trong bối cảnh hàng trăm triệu người trên thế giới đang đối mặt với tình trạng mất an ninh lương thực nghiêm trọng, lúa lai từ lâu được xem là lời hứa về năng suất vượt trội - cao gần gấp 4 lần so với giống truyền thống tại một số khu vực châu Phi.

Theo một số ước tính trong ngành, nếu tất cả nông dân trồng lúa có thể tiếp cận giống lúa lai mới này, sản lượng lúa toàn cầu có thể tăng gấp đôi.

Trung Quốc vừa phát triển giống lúa lai “tự nhân bản” đầu tiên trên thế giới, cho phép hạt giống duy trì ổn định năng suất cao qua nhiều thế hệ. Ảnh: SCMP 

Tuy nhiên, chi phí hạt giống lai hiện vẫn là rào cản lớn. Tại Trung Quốc, giá hạt giống lai có thể lên tới 200 NDT (khoảng 750.000 đồng) mỗi kg, và còn cao hơn ở nhiều quốc gia khác - thậm chí gấp 100 lần so với giống lúa thường.

Nhóm nghiên cứu do ông Wang Kejian dẫn đầu tại Viện Nghiên cứu Lúa quốc gia Trung Quốc, thuộc Viện Khoa học Nông nghiệp Trung Quốc, đã phát triển giống lúa lai có khả năng sinh sản vô tính gần như hoàn hảo thông qua “apomixis” (sinh sản vô tính bằng hạt) - quá trình hình thành hạt mà không cần thụ tinh.

Dòng sản phẩm mới mang tên Fix8 đạt hiệu suất nhân bản trên 99,7%, với tỷ lệ đậu hạt tương đương lúa lai truyền thống - về thực chất tạo ra một giống “siêu lúa” có khả năng tự sao chép.

Hệ thống “một dây chuyền” này có thể giúp cắt giảm tới 99% chi phí sản xuất hạt giống, kéo giá bán từ hàng trăm nhân dân tệ mỗi kg xuống chỉ còn vài nhân dân tệ - tương đương lúa thường.

“Đây là lần đầu tiên đặc tính sinh sản vô tính được đưa vào lúa lai - một bước đột phá từ 0 lên 1”, ông Wang nói.

Ông chia sẻ: “Khi được thương mại hóa, chi phí hạt giống lúa lai có thể giảm từ mức 20 – 100 NDT mỗi cân (500 gram) hiện nay xuống còn 2 – 5 NDT, mang lại lợi ích trực tiếp cho nông dân”.

Công nghệ sinh sản vô tính giúp giảm mạnh chi phí hạt giống, mở ra tiềm năng lớn trong bối cảnh an ninh lương thực toàn cầu chịu nhiều sức ép. Ảnh: SCMP 

Là trưởng nhóm nghiên cứu kỹ thuật nhiễm sắc thể và chỉnh sửa hệ gen lúa, ông Wang đã theo đuổi sinh sản vô tính trong lúa lai suốt nhiều năm. 

Năm 2017, nhóm của ông đã sử dụng công nghệ chỉnh sửa gen để loại bỏ 4 gene liên quan đến sinh sản ở lúa, giúp lúa lai bỏ qua quá trình phân chia tế bào sinh sản và thụ tinh. 

Tuy nhiên, phương pháp ban đầu vẫn gặp hạn chế như tỷ lệ đậu hạt và tỷ lệ cảm ứng thấp.

Trong bản thảo mới nhất, nhóm nghiên cứu đã khắc phục triệt để các vấn đề này. Họ xác định và đặt tên cho một gene chủ chốt là Huaxu, lấy cảm hứng từ thần thoại Trung Quốc với ý nghĩa “sinh ra không cần cha”.

Bằng cách đưa gene này vào noãn của cây lúa, phôi có thể phát triển mà không cần thụ tinh. Kết hợp với kỹ thuật “giao tử nhân bản”, hệ thống đạt tỷ lệ tạo hạt nhân bản gần 100%.

Hạt giống Fix8 đã được nhân đến thế hệ thứ ba, duy trì hiệu suất di truyền nhân bản trên 99,7% và không ghi nhận dấu hiệu suy giảm đặc tính trong các điều kiện canh tác khác nhau.

“Chúng tôi đã xây dựng được hệ thống sinh sản vô tính với tỷ lệ đậu quả gần 80%, đáp ứng tiêu chuẩn thương mại”, ông Wang nói.

Những kết quả này đang thúc đẩy quá trình ứng dụng thực tế. Nhóm đã phát triển 6 giống lúa sinh sản vô tính - tức các bản sao di truyền chính xác - và thử nghiệm qua nhiều thế hệ tại tỉnh Hải Nam và Chiết Giang.

Theo SCMP