Cải tiến cây lúa Việt Nam

GS Raphaël Mercier hi vọng việc tham gia VinFutute 2025 sẽ giúp kết nối các đối tác, các nhà khoa học Việt, từ đó có thể lựa chọn một giống lúa phù hợp để nhân bản tạo ra hạt giống vô tính, áp dụng trong sản xuất nông nghiệp tại Việt Nam.

Trao đổi bên lề tọa đàm “Đổi mới trong Nông nghiệp và Thực phẩm” trong khuôn khổ Tuần lễ Khoa học Công nghệ VinFuture 2025, GS Raphaël Mercier - nhà di truyền học phân tử, Giám đốc Khoa sinh học Nhiễm sắc thể tại Viện Nghiên cứu Di truyền Cây trồng Max Planck, Đức đã chia sẻ góc nhìn đối với việc tăng sản lượng thực phẩm bền vững và có khả năng chống chịu trong tương lai gần.

Công nghệ giúp tăng 20-30% năng suất

Nghiên cứu của GS Raphaël Mercier đang tập trung vào các cơ chế phân tử của quá trình giảm phân, đặc biệt là sự điều hòa hình thành và phân bổ quá trình trao đổi chéo, cũng như cách các quá trình này định hình đa dạng di truyền ở thực vật. Ông đã xác định được gen chính như FANCM, RECQ4, và FIGL1, đóng vai trò như các yếu tố chống qus trình trao đổi chéo, từ đó cung cấp các chiến lược mới để điều chỉnh quá trình tái tổ hợp và thúc đẩy cải tiến giống cây trồng.

Ông cũng tiên phong trong việc phát triển hệ thống MiMe (nguyên phân thay vì giảm phân), biến quá trình giảm phân thành một phân bào giống nguyên phân, cho phép sản xuất hạt giống vô tính, một bước đột phá có ý nghĩa lớn trong việc duy trì sự mạnh mẽ của giống lai ở các cây trồng như lúa.

GS Raphaël Mercier, Giám đốc Khoa Sinh học Nhiễm sắc thể tại Viện Nghiên cứu Di truyền Cây trồng Max Panck, Đức.

Chia sẻ cụ thể về giải pháp tạo hạt giống vô tính để cải thiện năng suất cây trồng, GS Raphaël Mercier cho biết: Trong tự nhiên, một số loại thực vật không cần thụ tinh hoặc thụ phấn vẫn tạo ra hạt như bồ công anh. Cánh hoa của nó giúp phát tán hạt giống, cơ chế này có thể hữu ích cho nông nghiệp.

Sinh sản vô tính dựa trên quá trình nguyên phân, không bao gồm giảm phân và thụ tinh như truyền thống mà "chuyển quá trình phân chia giảm phân thành quá trình đơn giản hơn" để tạo ra 2 bản gen. Cây lai F1 khoẻ, không cần kiểm soát chất lượng cây bố mẹ mà chỉ cần kiểm soát chất lượng giống lai.

Hình thức sinh sản vô tính cho phép bảo tồn các đặc tính mong muốn và tạo ra dòng thuần nhanh chóng, sử dụng cho nhiều loại cây trồng, hỗ trợ người nông dân. Đặc biệt, việc tạo ra hạt giống vô tính giúp duy trì sức mạnh giống lai mà không cần lai tạo lại qua nhiều thế hệ. Khi áp dụng vào nông nghiệp, có thể tăng năng suất lên khoảng 20-30%.

Ứng dụng với cây lúa Việt Nam

Việt Nam là một trong những số ít quốc gia xuất khẩu gạo hàng đầu thế giới. GS Raphaël Mercier cho rằng nên tiếp tục tận dụng mọi công nghệ hiện có để nâng cao chất lượng, tăng năng suất, đồng thời áp dụng các mô hình nông nghiệp mới.

“Tôi cho rằng những công nghệ mới nên được nghiên cứu, tiếp nhận và điều chỉnh phù hợp với nông nghiệp Việt Nam để cải thiện sản lượng và chất lượng” – GS Raphaël Mercier nói.

Trong phòng thí nghiệm, GS Raphaël Mercier và các cộng sự đang chủ yếu làm việc với một loài cây nhỏ gọi là Arabidopsis (chi thuộc họ cải). Nhóm cũng đã có công nghệ áp dụng cho lúa, và đang tiến hành một số thử nghiệm ngoài đồng để đánh giá hiệu quả thực tế. Đây là bước cuối cùng trước khi đưa công nghệ vào ứng dụng thực tiễn.

Đã có 15 năm nghiên cứu từ giống cây tự nhiên sang đến giống cây vô tính, GS Raphaël Mercier nhìn nhận xu hướng tận dụng hiệu quả hơn các giống lai. Cây trồng sẽ tự sinh trưởng mạnh mẽ, cho năng suất cao hơn. Nhờ vậy, để sản xuất cùng một lượng thực phẩm, người nông dân có thể sử dụng ít đất hơn hoặc ít phân bón hơn. Nói cách khác, nhờ năng suất cao được quyết định bởi gen của cây, tác động đến môi trường có thể giảm đi mà vẫn giữ nguyên sản lượng.

Bên cạnh đó, các giống lai cũng chịu được những biến động tốt hơn, như dao động về nhiệt độ hay lượng nước sẵn có. Chúng bền vững hơn, nhờ đó vẫn có thể duy trì năng suất cao ngay cả khi điều kiện không lý tưởng.

So với giống thuần, giống lai cho năng suất cao hơn khoảng 30%. Tức là chỉ cần chuyển sang giống lai, năng suất đã tăng ngay khoảng 30% so với giống thuần. Và tác động môi trường của sản xuất sẽ giảm đi một cách gián tiếp do năng suất cao hơn, người có thể tạo ra cùng một sản lượng nhưng với diện tích đất ít hơn và lượng phân bón thấp hơn.

Dù vậy, chuyên gia này cũng khẳng định đây chỉ là một công nghệ trong ‘bộ công cụ’ lớn mà chúng ta cần kết hợp để giải quyết những thách thức phía trước. Cần sử dụng tất cả các công nghệ có thể phục vụ cho khoa học để đạt được mục tiêu, chẳng hạn mức tăng năng suất 70%. Như AI giúp nông dân giảm công sức đồng thời đưa ra các quyết định chính xác hơn.

Để công nghệ này được ứng dụng tại Việt Nam, GS Raphaël Mercier cho rằng sẽ rất tuyệt nếu có sự hợp tác giữa các nhà khoa học làm việc ngay tại đây, với những nhu cầu và điều kiện cụ thể, từ đó nâng cao hiệu quả công nghệ.

Thu Hương

Nguồn: https://daidoanket.vn/cai-tien-cay-lua-viet-nam.html