Lúa là một trong những cây lương thực quan trọng nhất trên thế giới, cung cấp lương thực cho hơn một nửa dân số toàn cầu. Tuy nhiên, sản xuất lúa gạo đang bị đe dọa bởi các loại sâu bệnh khác nhau, đặc biệt là bệnh đạo ôn, một bệnh nhiễm nấm có thể gây thiệt hại tới 30% năng suất.

Bệnh đạo ôn trên lúa rất khó kiểm soát bằng các phương pháp thông thường, chẳng hạn như thuốc diệt nấm hoặc tạo giống kháng bệnh. May mắn thay, các nhà khoa học đã tìm ra một phương pháp mới để chống lại căn bệnh này bằng cách sử dụng chỉnh sửa bộ gen CRISPR-Cas, một công cụ mạnh mẽ có thể chỉnh sửa chính xác DNA của các sinh vật sống.

Xem thêm: Giá trị thị trường 1 tỉ USD và những sự thật về Nấm mối.

Chỉnh sửa bộ gen CRISPR-Cas là gì

CRISPR-Cas là viết tắt của Cụm lặp lại Palindromic ngắn xen kẽ thường xuyên theo cụm và các protein liên quan đến CRISPR. Đó là một hệ thống tự nhiên mà vi khuẩn sử dụng để tự vệ chống lại virus bằng cách cắt DNA của chúng. Các nhà khoa học đã điều chỉnh hệ thống này để chỉnh sửa bộ gen của thực vật, động vật và con người bằng cách đưa ra những thay đổi cụ thể trong trình tự DNA của chúng.

Bệnh đạo ôn trên lúa
Hệ thống CRISPR Cas9 đã được khai thác thành công để chỉnh sửa bộ gen của động vật có vú. Ảnh: Elena I Leonova

Chỉnh sửa bộ gen CRISPR-Cas có nhiều ứng dụng trong nông nghiệp, y học và công nghệ sinh học. Ví dụ, nó có thể được sử dụng để tạo ra các loại cây trồng với các đặc tính được cải thiện, chẳng hạn như khả năng chịu hạn, kháng sâu bệnh hoặc chất lượng dinh dưỡng.

Nó cũng có thể được sử dụng để điều chỉnh các bệnh di truyền, chẳng hạn như xơ nang hoặc thiếu máu hồng cầu hình liềm. Hơn nữa, nó có thể được sử dụng để thiết kế các sinh vật mới, chẳng hạn như ổ gen hoặc các dạng sống tổng hợp.

Chỉnh sửa bộ gen CRISPR-Cas hoạt động như thế nào trên cây lúa?

Các nhà khoa học từ Đại học California, Davis và một nhóm quốc tế đã sử dụng công nghệ chỉnh sửa bộ gen CRISPR-Cas để phát triển cây lúa kháng bệnh. Họ đã nhắm mục tiêu vào hai gen trong cây lúa có liên quan đến việc nhận dạng nấm đạo ôn. Bằng cách biến đổi những gen này, họ đã tạo ra những cây lúa ít bị nhiễm bệnh hơn.

Các nhà nghiên cứu đã thử nghiệm giống lúa mới trong các thử nghiệm nhà kính và đồng ruộng và nhận thấy rằng nó cho năng suất cao và khả năng kháng bệnh đạo ôn. Họ cũng xác nhận rằng thực vật được chỉnh sửa bộ gen không chứa bất kỳ DNA hoặc gen ngoại lai nào từ các sinh vật khác, không giống như cây trồng biến đổi gen (GM) thường bị chỉ trích vì những nguy cơ tiềm ẩn đối với môi trường và sức khỏe.

Các nhà nghiên cứu đã công bố phát hiện của họ trên tạp chí Nature Biotechnology vào tháng 6 năm 2021. Họ hy vọng rằng công trình của họ sẽ mở đường cho nhiều ứng dụng hơn của chỉnh sửa bộ gen CRISPR-Cas trong cải tiến cây trồng và quản lý dịch bệnh.

Tại sao nghiên cứu này lại quan trọng?

Nghiên cứu này chứng minh tiềm năng của việc chỉnh sửa bộ gen CRISPR-Cas để tạo ra các loại cây trồng kháng bệnh có thể giúp đảm bảo an ninh lương thực và giảm sử dụng thuốc trừ sâu.

Bệnh đạo ôn là một trong những bệnh nguy hiểm nhất ảnh hưởng đến sản xuất lúa gạo trên toàn thế giới, đặc biệt là ở châu Á và châu Phi, nơi hàng triệu người phụ thuộc vào cây lúa để kiếm sống. Bằng cách phát triển một giống lúa mới có thể chống lại căn bệnh này, các nhà nghiên cứu đã đóng góp đáng kể cho sự bền vững và an ninh lương thực toàn cầu.

Hơn nữa, nghiên cứu này cho thấy rằng chỉnh sửa bộ gen CRISPR-Cas có thể được sử dụng để tạo ra các loại cây trồng không được coi là biến đổi gen bởi một số cơ quan quản lý, chẳng hạn như Liên minh Châu Âu hoặc Nhật Bản.

Điều này có thể tạo điều kiện cho nông dân và người tiêu dùng quan tâm đến sự an toàn và đạo đức của công nghệ GM áp dụng và chấp nhận các loại cây trồng này.

Là một trong những đồng tác giả của nghiên cứu, Tiến sĩ Bing Yang từ UC Davis cho biết: “Điều này thật thú vị vì nó mở ra những cơ hội mới để cải thiện cây lúa bằng cách chỉnh sửa bộ gen mà không đưa bất kỳ gen ngoại lai nào vào cây.”

Nghiên cứu được đăng trên: University of California – Davis

Share.
Theo dõi
Thông báo của
guest
0 Góp ý
Phản hồi nội tuyến
Xem tất cả bình luận