Bệnh đạo ôn lúa do nấm ảnh hưởng đến cây trong mọi giai đoạn tăng trưởng, là mối đe dọa có ý nghĩa lớn đối với an ninh lương thức toàn cầu. Phát triển giống lúa kháng bệnh là phương pháp thực tiễn trong kiểm soát bệnh này. Nhìn chung, ban đồ “association” với một tập đoàn giống lúa đa dạng phân lập được nguồn alen mới rất tiềm năng về tính kháng bệnh. Mặt khác, sử dụng tập đoàn bố mẹ lai có thuận lợi là áp dụng được trực tiếp cho chương trình cải tiến giống lúa. Người ta tiến hành phân tích GWAS (genome-wide association study) về tính kháng đạo ôn thông qua 296 giống lúa thương mại với kiến trúc quần thể thấp nhưng đa dạng kiểu hình rất lớn. Người ta cố gắng trả lời được cơ sở di truyền gì bên cạnh tính kháng bệnh đạo ôn lúa trong các giống lúa ngắn ngày thông quan chia nhỏ quần thể dựa trên chức năng gen Heading date 1 (Hd1). GWAS có tính chất đặc thù “subpopulation” như vậy với thuật toán MLM (mixed linear model: mô phỏng tuyến tính kết hợp) được quan sát trên nương mạ đạo ôn suốt 3 năm liền với tổng số 26 tín hiệu có ý nghĩa, bao gồm ba hệ gen nucleotide-binding site leucine-rich repeat (NBS-LRR) (Os06g0286500, Os06g0286700, và Os06g0287500) định vị trên locus củaPiz nằm trong nhiễm sắc thể 6, và một gen trên locus củaPi-ta (Os12g0281300) tại nhiễm sắc thể 12. Phân tích haplotype cho thấy tính kháng đạo ôn gằn liền với locusPiz đặc trưng cho Type 14 hd1trong giống lúa japonica. Kết quả cung cấp hiểu biết sâu sắc về tính kháng bệnh đạo ôn cây lúa, nêu bật khả năng ứng dụng của các giống lúa ưu việt để phát hiện alen kháng kết hợp với những tính trạng nông học quan trọng.
Hình: Giản đồ Manhattan & quantile-quantile (Q-Q) plots từ kết quả GWAS đối với tính kháng đạo ôn của giống lúa trồng Korean thông qua MLM. (A) Tập đoàn giống lúa có 296 mẫu giống. (B) NHóm gen Hd1 có chức năng (n=183). (C) NHóm gen hd1 không chức năng (n=113). Trục X biểu thị SNPs trên mỗi nhiễm sắc thể; trục Y là −log10 (P). Vị trí chỉ thị SNP màu đỏ là tín hiệu có ý nghĩa được chú thích bản chất mô típ di truyền NBS-LRR.
Kết quả tóm lược nguồn vật liệu bố mẹ có giá trị trong lai tạo giống lúa, chứng minh khả năng làm tăng cường dạng hạt lúa, tẳng tính chống chịu nóng, chống chịu kiềm thông qua thao tác Gγ protein.
Năng suất giống lúa japonica ôn đới kiểu hình Geng (GJ) đã và đang được cải tiến rất đáng kể, đáp ứng yêu cầu an ninh lương thực toàn cầu. Tuy nhiên, chọn giống lúa GJ mong muốn đang đối diện với thách thức, đó là làm sao tăng cường được phẩm chất hạt, đảm bảo năng suất lúa ổn định trong khi nhiệt độ ấm lên, trồng được trên đất kiềm. Nghiên cứu chỉ ra rằng người ta tiến hành chỉnh sửa gen qua hệ thống CRISPR/Cas9 để knock out locus GS3trong 7 giống lúa GJ ưu việt với năng suất cao. Xem xét thành phần cấu thành năng suất cho thấy dòng lúa đột biến có gen GS3 bị knockout biểu thị chiều hạt hạt tăng, chiều cao cây thấp trong nền tảng di truyền đa dạng. Tác động của GS3 đối với số hạt trên bông và mật độ đóng hạt tùy thuộc vào nền tảng di truyền (genetic background). GS3 knockout không ảnh hưởng đến phẩm chất xay chà và protein bị thay đổi thấp nhất, hàm lượng amylose thay đổi thấp nhất, nhưng ảnh hưởng đáng kể đến các tính trạng liên quan bạc bụng. Dòng lúa GS3 knockout cải thiện một cách không chính thống (indiscriminately) tính chống chịu nóng và tính chống chịu kiềm trong giống lúa GJ. Phân tích transcriptome cho thấy biểu hiện gen khác nhau giữa dòngGS3 mutants và giống nguyên thủy của nó, làm phong phú thêm tiến trình sinh học liên quan đến quang tổng hợp, ổn định hệ thống photosystem II, và các lộ trình này gắn liền với quang hợp và sinh tổng hợp cutin, suberine, sáp. Kết quả cho thấyGS3 là nguồn vật liệu lai tạo giống phục vụ cùng một lúc tính trạng dạng hạt gạo, chịu nóng, chịu kiềm thông qua thao tác của protein Gγ trong cây lúa.
Một phương pháp quan trọng nhằm tối đa hóa sự hữu hiệu của GWAS trong cải tiến giống cây trồng là xác định cũng như minh chứng được những gen ứng cử viên theo kiểu phân tích di truyền “associations”. Điều này đặc biệt quan trọng trong cải tiến tính kháng bệnh, ở đó, các biến thể của alen trong những gen kháng thường liên quan đên đến tính kháng kiểu “distinct populations” (quần thể khác nhau), hoặc nòi địa lý của một pathogen nào đó. Ở đây, người ta chứng minh GWAS đối với gen kháng bệnh đạo ôn lúa của một tập đoàn giống lúa hơn 500 mẫu giống khác nhau. Để làm dễ dàng trong phân lập gen ứng cử viên, người ta tạo ra “de-novo genome assemblies” của mười mẫu giống lúa có mức độ kháng đạo ôn khác nhau. Những “genome assemblies” như vậy làm dễ dàng hơn cho việc xác định và minh chứng chức năng của những alen mới trong gen kháng đạo ôn Ptr và Pia. Người ta phát hiện ra một chuỗi alen đối với gen Ptr không hữu dụng, và các alen mang tính chất bổ sung (additional alleles) của gen Pia:RGA4 và RGA5. Liên kết các thành phân mang tính chất di truyền “associations” này lại với nhau, có ba nghìn hệ gen cây lúa được xem là công cụ hữu ích phục vụ mội nỗ lực cải tiến giống lúa trong tương lai. Kết quả cho thấy GWAS khi được kết hợp với whole-genome sequencing sẽ là công cụ rất mạnh mẽ phục vụ dòng hóa gen đích và làm dễ dàng việc sàng lọc các alen kháng chuyên biệt.
Giống gạo màu do nhóm tác giả Viện Khoa học Kỹ thuật nông nghiệp miền Nam chọn tạo, phù hợp với thị hiếu người tiêu dùng, có thể triển khai sản xuất đại trà tại khu vực Đông Nam Bộ.
Gạo màu (đen, đỏ, tím) được ghi nhận chứa chất chống oxy hóa anthocyanin nhiều hơn gạo trắng. Chất này có vai trò hỗ trợ tốt cho sức khỏe người tiêu dùng như làm hạn chế nguy cơ béo phì, giảm phản ứng viêm, chống lão hoá và tác dụng kháng virus,…
Trong khi nhiều quốc gia như Trung Quốc, Nhật Bản, Hàn Quốc, Thái Lan,… rất chú trọng việc chọn tạo các giống lúa màu cải tiến phù hợp với hệ canh tác hiện đại, Việt Nam mới chỉ có một số ít công trình nghiên cứu về giống lúa màu cho các tỉnh phía Bắc. Giống lúa màu cải tiến trồng ở các tỉnh phía Nam chủ yếu do các doanh nghiệp tuyển chọn từ nguồn nhập khẩu, hầu hết thiếu tính pháp lý về nguồn gốc giống nên chưa được khuyến cáo áp dụng. Ngay cả hai giống lúa màu được công nhận lưu hành cho vùng đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL) từ nhiều năm trước là ST đỏ và Cẩm Cai Lậy cũng rất ít được sử dụng.
Thử nghiệm trồng giống lúa màu tại đồng ruộng. Ảnh: SKH.
Để bổ sung giống lúa màu mới cho sản xuất, nhóm tác giả ở Viện Khoa học kỹ thuật nông nghiệp miền Nam đã thực hiện đề tài “Chọn tạo giống lúa màu đặc sản và xây dựng mô hình sản xuất tại Thành phố Hồ Chí Minh và một số tỉnh vùng Đông Nam Bộ”.
Vật liệu tổ hợp trong nghiên cứu gồm các dòng giống lúa thu thập như Tím TL, Tím TL1 (hai dòng lúa tím đen du nhập từ Thái Lan), LĐ2 (dòng lúa tím đen của Công ty Nông Tín), VND26 (dòng lúa đỏ đột biến), giống Ngọc đỏ hương dứa (NĐHD) ở Đồng Tháp,…
Nhóm áp dụng phương pháp chọn lọc phả hệ cho đến khi có được dòng thuần, chọn lọc so sánh dòng thuần để xác định giống khảo nghiệm giá trị canh tác. Nguồn gen nhập nội còn phân ly được theo dõi, chọn cá thể qua nhiều thế hệ để có dòng thuần tham gia thí nghiệm theo mục tiêu nghiên cứu.
Cụ thể, nhóm đã triển khai lai 20 tổ hợp và chọn lọc các thể lai để trồng khảo nghiệm và đánh giá chất lượng một số dòng chọn lọc có triển vọng. Từ thí nghiệm chọn lọc so sánh dựa trên các tiêu chí đánh giá về nguồn gốc, đặc tính nông sinh học, tính chống chịu sâu, bệnh, năng suất và chất lượng, nhóm nghiên cứu xác định được sáu dòng thuần lúa màu triển vọng từ thí nghiệm, gồm: SR20, SR22, SR21, SR202, SR161, SR16.
Kết quả trồng khảo nghiệm trong ba vụ (Đông Xuân, Hè Thu 2021, Đông Xuân 2021 – 2022), tại TPHCM, Đồng Nai, Tây Ninh cho thấy, các giống khảo nghiệm có thời gian sinh trưởng từ 94 - 113 ngày, cao 95 - 114 cm, ít đổ ngã, chống chịu được rầy nâu và bệnh hại chính (đạo ôn, bạc lá, vàng lá). So với giống đối chứng (ST đỏ), các giống khảo nghiệm có độ thuần cao, thời gian sinh trưởng ngắn và chống chịu sâu, bệnh tốt hơn gồm: SR20, SR22 và SR21. Ba giống này cũng đều có năng suất bình quân cao hơn so với ST đỏ (5,08 tấn/ha). Nghiên cứu còn cho thấy, SR20, SR22 và SR21ST chứa hàm lượng anthocyanin tương đương ST đỏ (50mg/kg) hoặc cao hơn hẳn, như giống gạo màu tím đen SR22 chứa lượng anthocyanine 167mg/kg. Điều này cho thấy, hàm lượng anthocyanin liên quan rõ rệt đến màu hạt gạo lứt, màu càng đậm thì lượng anthocyanin càng cao và ngược lại.
Các giống lúa màu triển vọng. Ảnh: SKH.
Đánh giá chỉ tiêu chuyển hóa đường cho thấy, cả sáu giống lúa thuần đều có chỉ số GI (chỉ số đường huyết)ở mức thấp (46,6 - 54,8), so với mức trung bình của ST đỏ (55,9) và mức cao của gạo xát trắng giống phổ biến (71,9).
Sáu giống này còn thể hiện ưu thế vượt trội về chỉ tiêu hàm lượng vitamin B1 so với ST đỏ (1.082mg/kg), nhất là giống gạo tím đen SR22 (4.031mg/kg), SR 20 (2.014mg/kg), SR 21 (1,076mg/kg).
Căn cứ kết quả khảo nghiệm, giống SR20 và SR22 đạt yêu cầu về giá trị sử dụng để công nhận lưu hành theo TCVN13381-1:2023. Nhóm tác giả cũng đã hoàn thiện quy trình kỹ thuật canh tác giống lúa màu đặc sản hướng hữu cơ ở vùng Đông Nam bộ, có thể áp dụng vào thực tiễn sản xuất.
An ninh lương thực: Các nhà nghiên cứu phát hiện gen kháng lại một loại bệnh tàn phá cây lúa và lúa mì
Loại nấm cực nhỏ Magnaporthe oryzae gây bệnh đạo ôn ở lúa và các loại ngũ cốc khác. Vết bệnh hoại tử hình thành trên các bộ phận trên bề mặt của thân thân hoặc lá (ảnh bên trái). Các gen kháng bệnh như Ptr, bảo vệ cây lúa chống lại bệnh đạo ôn bằng cách ngăn chặn nấm lây nhiễm vào cây lúa (ảnh bên phải). Nguồn: INRAE—Stella Cesari.
Bệnh đạo ôn do nấm Magnaporthe oryzae gây ra, là một loại bệnh nghiêm trọng phá hoại cây trồng nông nghiệp. Ngoài việc tàn phá cây lúa - lương thực chính của 60% dân số thế giới - nó còn bắt đầu tấn công lúa mì vào những năm 1980, trên một khu vực ngày càng tăng và có nguy cơ xuất hiện nghiêm trọng ở châu Âu.
Trong bối cảnh này, các nhà nghiên cứu từ INRAE, CIRAD và Đại học Montpellier, cùng với các nhà khoa học từ Trung Quốc và Philippines, đã phân tích các cơ chế phân tử đằng sau khả năng kháng bệnh đạo ôn tự nhiên được tìm thấy ở cây lúa. Họ đã xác định được Ptr, một loại gen kháng bệnh mới ở thực vật. Sự hiện diện của gen Ptr này làm cho cây lúa miễn dịch với các chủng M. oryzae tiết ra yếu tố độc lực AVR-Pita, một loại protein mà khi không có gen này sẽ giúp nấm gây bệnh xâm nhập vào cây trồng.
Nghiên cứu được công bố trên tạp chí Nature Plants.
Phần lớn các gen kháng ở thực vật mã hóa cho các thụ thể dạng ăng-ten (protein) nhận biết các tín hiệu hóa học do mầm bệnh phát ra.
Tuy nhiên, Ptr lại mã hóa một loại protein mới mà trước đây chưa được biết là có hoạt tính trong hệ thống miễn dịch thực vật. Các nhà khoa học vẫn chưa hiểu được protein này hoạt động như thế nào. Thật bất ngờ, nghiên cứu này đã vô hiệu hóa các nghiên cứu tham khảo trước đó, được xuất bản năm 2000, báo cáo cho rằng một gen khác có tên Pi-ta và mã hóa cho một loại thụ thể miễn dịch thông thường chịu trách nhiệm phát hiện AVR-Pita.
Hình ảnh bông lúa bị nhiễm bệnh chụp tại miền Bắc Việt Nam.
Nguồn: INRAE - Bertrand Nicolas.
Công trình này mở đường cho việc nghiên cứu các cơ chế kháng bệnh mới ở thực vật dựa trên protein Ptr và các thành phần mới khác, với mục đích hiểu rõ hơn về khả năng kháng bệnh tự nhiên và sử dụng nó hiệu quả hơn để bảo vệ cây trồng.
Lúa là loài mễ cốc quan trọng trên thế giới, lúa bị ảnh hưởng bởi nấm gây bệnh đạo ôn Magnaporthe oryzae. Khi biến đổi khí hậy diễn ra, sự đa dạng của pathogens cũng tăng, gen kháng bệnh (R genes) trong cây phải được xác định. Gen kháng chủ lực bệnh đạo ôn của cây lúa phần lớn được xác định trong loại hình cây lúa indica; do đó, loại hình cây lúa japonica có R genes hiện nay cần được phân lập rõ ràng. Bởi vì, protein có domain leucine-rich repeat (LRR) biểu thị các đặc điểm của gen R, người ta đã vận dụng cả phương pháp tin sinh học để xác định được những protein đón vai trò thụ thể (receptor-like) với LRR domain ứng cử viên của cây lúa (OsLRR-RLPs). GenOsLRR-RLP2, có 6 LRR domains, cho thấy sự khác biệt trong chuỗi trình tự DNA, bao gồm 43 single-nucleotide polymorphisms (SNPs) trong quần thể phụ indica và japonica. Kết quả phân tích chủng nấm M. oryzae cho thấy giống lúa thuộc loại hình indica với mất đoạn từng phần của gen OsLRR-RLP2 biểu hiện nhiễm bệnh, trong khi, giống lúa loại hình japonica với gen nguyên vẹn OsLRR-RLP2 biểu hiện kháng bệnh. Đột biếnoslrr-rlp2, được phát sinh thông qua chỉnh sửa gen bằng hệ thống CRISPR-Cas9, biểu hiện sự nhiễm bệnh tăng lên, trong khi đó, cây lúa nào có biểu hiện mạnh mẽ gen này biểu hiện tính kháng pathogen. Kết quả cho thấy genOsLRR-RLP2 có ảnh hưởng đến tính kháng bệnh của cây lúa, vàOsLRR-RLP2 có thể rất hữu ích cho cải tiến giống lúa cao sản kháng đạo ôn.
Gặp tác giả giống đang được gieo trồng trên 40% diện tích lúa ĐBSCL
Trong ngày đầu năm 2024, chúng tôi gặp gỡ PGS.TS Trần Thị Cúc Hòa, tác giả của các giống lúa đang được gieo trồng lên đến hơn 40% diện tích lúa ở ĐBSCL trao đổi về xu hướng nghiên cứu lúa chất lượng cao, đặc biệt có khả năng sinh trưởng tốt trong điều kiện sinh thái đa dạng.
PGS.TS Trần Thị Cúc Hòa là tác giả chính của 3 giống lúa OM5451, OM18 và OM380 được gieo trồng phổ biến hiện nay ở đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL). Theo số liệu của Cục Trồng trọt, trong năm 2023 diện tích giống OM18 lên đến 881.525 ha, OM5451 đạt 645.213 ha và OM380 với 72.028 ha.
Tổng cộng diện tích của 3 giống này là 1,6 triệu ha tức chiếm hơn 40% diện tích gieo trồng lúa ở ĐBSCL. Các giống lúa trên đã góp phần thay đổi cơ cấu giống lúa ở ĐBSCL theo hướng chất lượng cao, năng suất cao, ngắn ngày, thích nghi rộng, và nâng cao vị thế gạo xuất khẩu Việt Nam. Thông tin ghi nhận hiện nay giống OM5451 đã được trồng ở Campuchia (hạt giống xuất khẩu từ Việt Nam) và tin không chính thức giống cũng được trồng nhiều ở Thái Lan.
Tốt nghiệp đại học, PGS.TS Trần Thị Cúc Hòa nhận công tác ở Viện Lúa ĐBSCL vào năm 1980, từ đây năm 1988 bà được học bổng ITEC (chính phủ Ấn Độ) đi học Thạc sĩ và Tiến sĩ tại Ấn Độ. Tiếp theo, bà nhận được học bổng của Quỹ Rockefeller làm nghiên cứu sau Tiến sĩ tại Đại học Purdue (Mỹ) và Viện công nghệ liên bang Thụy Sĩ (ETH). Trở về Viện Lúa ĐBSCL bà tham gia nghiên cứu, giảng dạy, đào tạo nghiên cứu cứu sinh.
Báo Nông nghiệp Việt Nam có cuộc trao đổi với tác giả các giống lúa OM nổi tiếng để nhìn lại chặng đường phát triển lúa gạo Việt Nam của thập kỷ trước.
Thưa bà, các giống lúa do bà chọn tạo nhiều năm đạt trên dưới 1 triệu ha tại ĐBSCL và còn vươn tới các nước trong khu vực. Bà có thể chia sẻ quá trình nghiên cứu, chọn tạo những giống lúa đặc biệt này?
PGS.TS Trần Thị Cúc Hòa: Ở Viện Lúa ĐBSCL, tôi được giao nhiệm vụ Trưởng bộ môn Công nghệ sinh học, bộ môn có nhiệm vụ nghiên cứu về công nghệ gen (lúa và cây đậu tương) và chọn tạo giống lúa theo hướng chất lượng cao từ sự kế thừa kết quả của đề tài quốc tế nghiên cứu chọn tạo giống lúa giàu dinh dưỡng do Ngân hàng phát triển Châu Á (ADB) tài trợ và Viện nghiên cứu Chính sách lương thực thế giới (IFPRI) điều phối.
Từ năm 2002, công tác chọn tạo giống lúa giàu dinh dưỡng là đề tài nghiên cứu cấp Bộ, kết quả là sự ra đời của hai giống lúa giàu sắt là OM6976 và OM5451 được chính thức công nhận năm 2011, qua thời gian nghiên cứu và khảo nghiệm 10 năm. Từ 2011 đến nay, giống lúa OM5451 được trồng rất rộng trong sản xuất.
Sự thành công của chọn tạo giống lúa, từ kinh nghiệm tạo giống OM5451 tôi thấy đòi hỏi quá trình nghiên cứu liên tục, dài hạn. Như việc chọn các giống bố mẹ để lai từ kết quả nghiên cứu giai đoạn trước các giống lúa giàu sắt. Trường hợp OM5451 có bố mẹ là giống giàu sắt (chọn từ nghiên cứu 400 giống lúa) và giống Jasmine 85 là giống lúa thơm, cơm mềm. Nhóm nghiên cứu chúng tôi có các cán bộ say mê công việc, tậm tâm và gắn bó với đồng ruộng, đặc biệt hợp tác rất tốt với các địa phương để khảo nghiệm các dòng giống lúa mới ở nhiều vùng sinh thái, liên tục trong nhiều vụ.
Giống OM5451 được biết có tính kháng ngang sâu bệnh rất tốt, đặc biệt trong vụ hè thu, lý do khi đại dịch rầy nâu, vàng lùn và lùn xoắn lá xảy ra ở ĐBSCL năm 2005-2006, trong điều kiện đồng ruộng bị dịch, dòng 5451 vẫn kháng tốt, từ đó đã được chọn, cũng có thể là một sự may mắn. Thật ra, chúng tôi đã đeo đuổi và kiên trì với mục tiêu chọn giống là chất lượng cao, ngắn ngày, năng suất cao và có tính thích nghi rộng.
Thưa bà, tiếp theo giống OM5451 bà là tác giả chính của giống lúa OM18 hiện đang là giống lúa chủ lực trong sản xuất và xuất khẩu ở ĐBSCL, bà có chia sẻ gì về giống lúa này?
PGS.TS Trần Thị Cúc Hòa: Giống OM18 bổ sung cho giống OM5451 như có chất lượng tốt hơn, mùi thơm nhẹ, chịu mặn tốt hơn và đặc biệt có năng suất rất cao, tuy thời gian sinh trưởng dài hơn OM5451 khoảng 3 ngày. OM18 là điển hình kết hợp nhiều đặc tính ưu việt vào trong một giống, nhờ vậy đang được nông dân ưu chuộng cũng như phục vụ cho xuất khẩu.
Được biết, công tác nghiên cứu giống lúa thích ứng biến đổi ở ĐBSCL khá phức tạp. Có giống lúa chịu mặn tốt, nhưng không sinh trưởng tốt ở vùng nước nhiễm phèn và ngược lại. Xin bà chia sẻ thêm về một số khó khăn khi còn đi làm?
PGS.TS Trần Thị Cúc Hòa: Các nhà khoa học lúa gạo, đặc biệt là nhóm nghiên cứu tôi hướng dẫn, rất tận tâm, đam mê, chọn ra những giống lúa có chất lượng cao, đáp ứng được nhu cầu thị trường và đồng thời có khả năng sinh trưởng tốt trong nhiều điều kiện đất đai và khí hậu.
Ngoài phân tích chất lượng hạt, tính chống chịu sâu bệnh trong phòng thí nghiệm, chúng tôi còn đồng chọn tạo giống. Trong giai đoạn khó khăn như dịch rầy nâu và vàng lùn - lùn xoắn lá nổi lên ở ĐBSCL giai đoạn 2005-2006, chúng tôi đã chọn được dòng giống có khả năng chống chịu mạnh mẽ nhất, và đó chính là OM5451. Điều này là minh chứng cho khả năng chống chịu sâu bệnh của các giống OM, đặc biệt trong vụ hè-thu.
Kinh nghiệm chúng tôi thấy, việc chọn giống lúa chống chịu cao điều kiện ngoại cảnh bất lợi như mặn, hạn, phèn là việc khó vì đặc điểm di truyền phức tạp của các tính trạng này. Kết quả nghiên cứu công bố có tính chống chịu cao nhưng trên thực tế ở đồng ruộng không như vậy. Nhóm nghiên cứu của chúng tôi chú ý nhiều đến tính thích nghi rộng, trong khi chưa đạt được tính kháng cao mong muốn, có lẽ nhờ vậy các giống OM5451, OM18 có diện tích rất lớn trong sản xuất, nay còn vượt qua biên giới sang các nước bạn.
Qua những câu chuyện thành công OM5451, OM18, bà nhận xét gì về ý tưởng đem kết quả nghiên cứu đến với thị trường và đón đầu thị trường?
PGS.TS Trần Thị Cúc Hòa: Tôi muốn nhấn mạnh lại rằng, quá trình chọn tạo giống lúa đòi hỏi sự liên tục và kiên trì trong nghiên cứu. Vừa định vị xu hướng sản xuất, thị trường, chúng tôi vừa xác định giống bố mẹ thích hợp, đảm bảo giống mới đáp ứng đúng nhu cầu đặt ra.
Từ năm 2008, chúng tôi đã tập trung nghiên cứu chọn tạo giống lúa chất lượng cao để phục vụ nhu cầu xuất khẩu. Tuy nhiên, thời điểm đó còn ít nghiên cứu giống lúa theo hướng cải thiện phẩm chất dinh dưỡng, khiến gạo trên thế giới giàu năng lượng nhưng nghèo các vi chất dinh dưỡng thiết yếu.
Theo đó, Viện Lúa ĐBSCL triển khai đề tài ‘Nghiên cứu chọn tạo giống lúa giàu vi chất dinh dưỡng có năng suất, chất lượng cao’. Mục tiêu của đề tài là tạo ra các giống lúa mới có hàm lượng sắt cao, giải quyết tình trạng thiếu dinh dưỡng ở Việt Nam và trong khu vực. Đồng thời đảm bảo năng suất cao, kháng sâu bệnh hại, từ đó tăng thu nhập cho người nông dân.
Để giống lúa đến với thị trường, sự liên kết và hợp tác giữa Viện và doanh nghiệp là rất quan trọng. Trường hợp hai giống lúa trên, đã có sự hợp tác giữa Viện Lúa ĐBSCL và Tập đoàn Lộc Trời. Có thể nói, chính doanh nghiệp đầu tư vào giống đã tiếp sức cho các nhà khoa học đạt được ước mơ của mình. Việc sản xuất hạt giống quy mô lớn, đảm bảo chất lượng nếu không có doanh nghiệp thì Viện hay nhà khoa học không thể làm được. Doanh nghiệp cũng báo tín hiệu thị trường cho Viện để hợp tác nghiên cứu như Viện Lúa ĐBSCL đang làm.
Đề án 1 triệu ha lúa chuyên canh chất lượng cao, phát thải thấp vùng ĐBSCL đặt ra nhiều mục tiêu lớn, cần có những giống lúa ngắn ngày, năng suất cao, gạo ngon. Vậy các nhà khoa học lúa gạo ở Viện Lúa ĐBSCL đang tiếp nhận mục tiêu này như thế nào, thưa bà?
PGS.TS Trần Thị Cúc Hòa: Mục đích nghiên cứu phục vụ cho sự phát triển kinh tế - xã hội là nhiệm vụ xuyên suốt trong chọn tạo giống lúa của Viện, được thực hiện và kế thừa qua nhiều thế hệ cán bộ. Nhờ vậy đã đem lại kết quả, như chúng ta đã thấy, các giống lúa do Viện Lúa ĐBSCL mang tên OM đã và đang chiếm diện tích rất lớn trong sản xuất, phục vụ xuất khẩu.
Hiện nay, vựa lúa vùng ĐBSCL đứng trước nhiều thách thức chồng chéo về biến đổi khí hậu. Tính bền vững của sản xuất lúa ở ĐBSCL đang đối mặt với tình trạng nhiễm mặn ngày càng nghiêm trọng trong những năm gần đây, mà cao điểm là vụ đông-xuân 2015-2016 với hàng trăm nghìn ha lúa bị thiệt hại do mặn xâm nhập sâu vào đất.
Mặt khác, xu hướng của thị trường gạo xuất khẩu mở ra cơ hội mới khi thế giới ngày càng ưa chuộng gạo thơm, mềm, hạt trong, gạo giàu dinh dưỡng kể cả ngừa bệnh, gần đây là gạo cacbon thấp.
Do đó, việc phát triển các giống lúa thơm, ngắn ngày, năng suất cao, chất lượng tốt, có tính kháng sâu bệnh và thích nghi rộng là cấp thiết hơn bao giờ hết. Kết hợp nhiều đặc tính ưu việt vào một giống cần đến ứng dụng các tiến bộ mới nhất về công nghệ sinh học.
Từ góc độ khoa học, bà đánh giá thế nào về năng lực chọn tạo giống lúa của Việt Nam?
PGS.TS Trần Thị Cúc Hòa: Trình độ chọn tạo giống lúa của Việt Nam có thể đánh giá chung là đạt trình độ tiên tiến trong khu vực và quốc tế. Các giống lúa do các nhà khoa học Việt Nam tạo ra đều có đặc tính nổi trội là rất ngắn ngày, chất lượng cao và năng suất cao, gần đây có sự tiến bộ rất lớn về chất lượng như giống ST25 đoạt giải nhất gạo ngon thế giới hay giống Đài Thơm 8 và OM18.
Quan sát từ góc nghiên cứu khoa học, chúng ta thấy sự đa dạng trong cơ cấu và mô hình hoạt động. Từ Viện Lúa ĐBSCL - đơn vị sự nghiệp khoa học của Nhà nước, đến các doanh nghiệp tư nhân như Tập đoàn Lộc Trời, Tập đoàn Giống cây trồng Việt Nam (Vinaseed), Tập đoàn giống cây trồng Thái Bình (Thai Binh Seed) và đến thương hiệu đặc sản như Gạo ông Cua ST25, tất cả đều hướng tới một mục tiêu chung. Đó là sự phát triển và đóng góp tích cực vào sự thịnh vượng của đất nước.
Chất lượng của giống lúa không chỉ thể hiện qua những thành tựu khoa học mà còn được chứng minh bằng chất lượng gạo Việt Nam trên thị trường thế giới. Những dấu hiệu này đều rất rõ ràng, đặc biệt khi lượng gạo xuất khẩu từ Việt vượt qua Thái Lan, Ấn Độ, và Pakistan - những quốc gia xuất khẩu gạo hàng đầu thế giới.
Đây là những tín hiệu đáng mừng. Tôi tin tưởng rằng, nền tảng nghiên cứu giống lúa của Việt Nam đã cơ bản vững chắc, tạo động lực cho những bước phát triển kế tiếp.
Là chuyên gia hàng đầu trong lĩnh vực nghiên cứu lúa gạo của thế hệ trước, bà có những kỳ vọng gì về ngành khoa học lúa gạo Việt Nam trong tương lai?
PGS.TS Trần Thị Cúc Hòa: Ngành khoa học lúa gạo Việt Nam sẽ đạt được những bước tiến lớn khi triển khai đồng thời đa mục tiêu, hợp tác sâu rộng.
Đầu tiên, tôi cho rằng, để phát triển ngành hàng lúa gạo bền vững, chúng ta cần có thêm những nghiên cứu mang tính dài hạn, ý tưởng đột phá, ứng dụng các kỹ thuật tiên tiến. Điều này sẽ tạo động lực cho giới khoa học trong nước tiếp tục cống hiến cho Nhà nước, đưa giá trị hạt gạo Việt Nam lên tầm cao mới.
Theo đó, Nhà nước cần tăng cường đầu tư cho nghiên cứu lúa gạo, bằng cách tạo cơ chế phối hợp với doanh nghiệp tư nhân trong và ngoài nước. Nguồn lực dồi dào sẽ hỗ trợ các dự án nghiên cứu chất lượng cao, cho ra đời nhiều giống lúa mới, cải thiện quy trình sản xuất.
Khi hai khối công - tư cùng hỗ trợ nhà khoa học, cần có thêm cơ chế làm việc linh hoạt, đổi mới, khuyến khích các nhà nghiên cứu đưa ra ý tưởng độc đáo và phối hợp liên ngành. Đồng thời, nâng cao thu nhập cho nhà khoa học cũng sẽ là động lực quan trọng, giữ chân những người tài năng tiếp tục theo đuổi nông nghiệp.
Đầu tư vào đào tạo cán bộ nghiên cứu là chìa khóa để duy trì, phát triển nguồn lực nhân sự tại các Viện, Trường. Các chuyên gia có trình độ cao sẽ định hình tương lai của ngành, làm khoa học bền vững.
Hợp tác quốc tế cũng đóng vai trò quan trọng không kém để nông dân, địa phương các cấp và chính nhà khoa học của chúng ta được tiếp cận công nghệ mới nhất. Mặt khác, trao đổi kinh nghiệm chuyên môn không chỉ giúp nâng cao trình độ khoa học đất nước, mà còn xây dựng hình ảnh cởi mở với cộng đồng quốc tế.
Những bước tiến này, khi được thực hiện một cách đồng bộ và hiệu quả, sẽ đưa ngành khoa học lúa gạo Việt Nam lên một tầm cao mới, đáp ứng được những thách thức và cơ hội trong thời kỳ phát triển toàn diện của đất nước.
.png "Tuần tin khoa học 898 (01-07/07/2024)")
Bệnh đạo ôn lúa do nấm ảnh hưởng đến cây trong mọi giai đoạn tăng trưởng, là mối đe dọa có ý nghĩa lớn đối với an ninh lương thức toàn cầu. Phát triển giống lúa kháng bệnh là phương pháp thực tiễn trong kiểm soát bệnh này. Nhìn chung, ban đồ “association” với một tập đoàn giống lúa đa dạng phân lập được nguồn alen mới rất tiềm năng về tính kháng bệnh. Mặt khác, sử dụng tập đoàn bố mẹ lai có thuận lợi là áp dụng được trực tiếp cho chương trình cải tiến giống lúa. Người ta tiến hành phân tích GWAS (genome-wide association study) về tính kháng đạo ôn thông qua 296 giống lúa thương mại với kiến trúc quần thể thấp nhưng đa dạng kiểu hình rất lớn. Người ta cố gắng trả lời được cơ sở di truyền gì bên cạnh tính kháng bệnh đạo ôn lúa trong các giống lúa ngắn ngày thông quan chia nhỏ quần thể dựa trên chức năng gen Heading date 1 (Hd1). GWAS có tính chất đặc thù “subpopulation” như vậy với thuật toán MLM (mixed linear model: mô phỏng tuyến tính kết hợp) được quan sát trên nương mạ đạo ôn suốt 3 năm liền với tổng số 26 tín hiệu có ý nghĩa, bao gồm ba hệ gen nucleotide-binding site leucine-rich repeat (NBS-LRR) (Os06g0286500, Os06g0286700, và Os06g0287500) định vị trên locus của Piz nằm trong nhiễm sắc thể 6, và một gen trên locus của Pi-ta (Os12g0281300) tại nhiễm sắc thể 12. Phân tích haplotype cho thấy tính kháng đạo ôn gằn liền với locus Piz đặc trưng cho Type 14 hd1 trong giống lúa japonica. Kết quả cung cấp hiểu biết sâu sắc về tính kháng bệnh đạo ôn cây lúa, nêu bật khả năng ứng dụng của các giống lúa ưu việt để phát hiện alen kháng kết hợp với những tính trạng nông học quan trọng..png "Tuần tin khoa học 898 (01-07/07/2024)")
.png "Tuần tin khoa học 898 (01-07/07/2024)")
(105).png "Tuần tin khoa học 897(24-30/06/2024)")
(293).png "An ninh lương thực: Các nhà nghiên cứu phát hiện gen kháng lại một loại bệnh tàn phá cây lúa và lúa mì")
(285).png "An ninh lương thực: Các nhà nghiên cứu phát hiện gen kháng lại một loại bệnh tàn phá cây lúa và lúa mì")
.png "Tuần tin khoa học 900 (15-21/07/2024)")
