VIỆN NGHIÊN CỨU HẠT NHÂN:

Ứng dụng công nghệ bức xạ trong tạo giống cây trồng

(LĐ online) - Trong thời gian qua, nhờ các nghiên cứu công nghệ bức xạ trong việc chọn giống cây trồng đã tạo ra nhiều dòng đột biến có giá trị, góp phần phát triển nông nghiệp, đưa Việt Nam trở thành một trong 8 nước đứng đầu thế giới về chọn tạo giống đột biến.

Công nghệ bức xạ kết hợp với công nghệ sinh học nuôi cấy mô tế bào đã tạo ra nhiều giống mới hội đủ những tính trạng ưu việt

Theo đó, đã có 88 giống cây trồng đã được chọn tạo và đưa vào sản xuất bao gồm 55 giống lúa, 15 giống đậu tương, 3 giống hoa, 2 giống ngô, còn lại là giống cây ăn quả. Một loạt các đặc điểm của cây trồng như: năng suất, thời gian ra hoa và trưởng thành, cấu trúc, chất lượng, khả năng chống chịu với các áp lực sinh học và điều kiện môi trường thiên nhiên đã được cải thiện.

Tại Viện Nghiên cứu hạt nhân (Đà Lạt), việc ứng dụng công nghệ bức xạ trong chọn tạo giống cây trồng được thực hiện từ cách đây 40 năm (1984) chủ yếu trên các đối tượng khoai tây, dâu tây, hoa cúc, cây cảnh, cây ăn trái… Điển hình, trên đối tượng cây hoa cúc cắt cành như tiger vàng, đỏ caraven, viking, kim vàng, nút hồng, nút trắng được xử lý đột biến với tia gamma với liều chiếu thích hợp, bức xạ nhanh. Kết quả cho thấy các loại biến dị về màu sắc và cấu trúc xuất hiện với tần suất lên đến 14,7%, đã tạo ra một số biến dị làm thay đổi màu sắc hoa so với giống mẫu gốc như trắng nhiều cành, tiger xanh, tím huế, cà rốt… và vẫn thể hiện một cách bền vững đến các thế hệ xa hơn, cho thấy những biến dị do công nghệ bức xạ tạo ra là đột biến bền vững. Một số nghiên cứu trên cây hoa Foget me not (Đừng quên tôi), hoa Torenia, hoa lan giả hạc cũng mang lại nhiều kết quả khả quan.

Đặc biệt, Viện Nghiên cứu hạt nhân đã kết hợp với Trung tâm Nghiên cứu cây ăn quả miền Đông Nam Bộ sử dụng công nghệ bức xạ nghiên cứu tạo giống không hạt trên cây bưởi đường lá cam. Kết quả đã tạo ra được nhiều dòng đột biến không hạt, trong đó có giống bưởi đường lá cam LĐ4 không hạt được Cục Trồng trọt công nhận và được trồng nhân rộng trong thực tiễn sản xuất. 

Sự tác động của bức xạ của tia gamma sẽ làm thay đổi hình thái, sinh hóa, sinh lý hay cả cấp độ di truyền ở mức độ phân tử ADN. Sự đột biến này có thể mang lại các tính chất mới cho cây trồng, đó là tiềm năng để lựa chọn, phát triển thành giống cây trồng hội tụ những tính trạng ưu việt so với giống gốc như chất lượng tốt, năng suất cao và ổn định, sức chống chịu, chịu bệnh, thích ứng với biến đổi khí hậu tốt hơn.

Theo ThS. Lê Văn Thức - Phó Giám đốc Trung tâm Công nghệ bức xạ và Công nghệ sinh học - Viện Nghiên cứu hạt nhân: Với thực trạng biến đổi khí hậu đã và đang đe dọa chuỗi cung ứng lương thực toàn cầu, dẫn đến mất đa dạng sinh học nhanh chóng đối với nông nghiệp và lương thực. Việc phát triển các giống cây trồng mới cho năng suất cao, kháng bệnh, khả năng chống chịu tốt là rất quan trọng. Do vậy việc ứng dụng kỹ thuật hạt nhân trong nông nghiệp kết hợp với các kỹ thuật sinh học hiện đại ngày càng có ý nghĩa to lớn đối với sự phát triển ngành Nông nghiệp của Việt Nam nói chung và Lâm Đồng nói riêng. 

Cùng với các kỹ thuật sinh học phân tử hiện đại sẽ là những công cụ hữu hiệu hỗ trợ đẩy nhanh lộ trình nhân giống tích hợp giữa các phương pháp đột biến với lai tạo thông thường, tạo nên sự tích hợp kiểu hình và gen với các tính trạng mong muốn. Việc kết hợp các phương pháp nhân giống thông thường đã được sử dụng rộng rãi với phương pháp chuyển đổi, chỉnh sửa gen và chọn lọc hỗ trợ đánh dấu, cùng với việc lựa chọn các vật liệu bố mẹ phù hợp có các đặc điểm mong muốn ở các loài cây trồng khác nhau là cơ bản cho bất kỳ chương trình nhân giống thành công nào. 

Hiện nay, Viện Nghiên cứu hạt nhân đang tích cực thúc đẩy ứng dụng kỹ thuật hạt nhân trong nông nghiệp để cải tạo giống cây trồng ở liều kích thích hoặc đột biến để tạo giống có năng suất, chất lượng cao, kháng bệnh và thích ứng với môi trường khắc nghiệt. Viện sẽ tiếp tục hợp tác với các viện nghiên cứu của Bộ Nông nghiệp - Phát triển nông thôn, các dự án hợp tác nghiên cứu với Cơ quan Năng lượng quốc tế (IAEA) để tiếp tục phát triển định hướng chọn giống đa mục tiêu theo hướng bền vững. Cụ thể các hướng nghiên cứu có thể kể: Tạo giống trên cây lương thực, thực phẩm, cây công nghiệp (tăng năng suất, chất lượng, thích ứng biến đổi khí hậu); Tạo giống mới trên cây hoa cắt cành và cây trang trí (thay đổi hình dạng, cấu trúc, màu sắc); Tạo giống kháng thích nghi với biến đổi khí hậu (kháng nhiệt, kháng mặn, kháng bệnh); Tạo giống tăng hoạt chất sinh học trên cây dược liệu; Tạo giống không hạt trên cây ăn trái, cây có múi; Tạo giống cây đa bội, cây đơn bội…

Tuy nhiên, các đơn vị quản lý khoa học chưa đánh giá hết tiềm năng ứng dụng kỹ thuật hạt nhân trong nông nghiệp, nên lĩnh vực ứng dụng công nghệ bức xạ trong chọn tạo giống đột biến chưa thực sự được quan tâm xứng đáng, chưa được đầu tư thích đáng, còn mang tính tự phát, thiếu định hướng. Theo PGS.TS. Nguyễn Xuân Hải - Viện phó Viện Nghiên cứu hạt nhân: Trong thời gian tới, cần đưa nhiệm vụ nghiên cứu chọn giống đột biến vào một số chương trình khoa học công nghệ để từng bước phát triển hệ thống nghiên cứu ứng dụng bức xạ trong chọn giống cây trồng phục vụ sản xuất nông nghiệp, tiến tới xây dựng mạng lưới nghiên cứu chuyên ngành về ứng dụng kỹ thuật hạt nhân trong nông nghiệp. Lâm Đồng cần chú trọng công tác bảo tồn nguồn gen, thành lập ngân hàng gen các giống cây trồng đặc hữu, giống quý của địa phương để phục vụ công tác nghiên cứu, chọn tạo giống mới chất lượng. Cần có sự liên kết, phối hợp giữa các đơn vị nghiên cứu để cùng đặt hàng, đề xuất một nhiệm vụ, một chiến lược dài hạn trong công tác chọn tạo giống; từ đó tránh việc mỗi đơn vị nghiên cứu làm theo cách của mình thiếu thông tin trao đổi cần thiết, dẫn đến những nghiên cứu trùng nhau, gây lãng phí.