Phát hiện quan trọng
Các nhà nghiên cứu cho biết, phát hiện này có thể giúp đảm bảo nguồn cung cấp lương thực, khi sẽ giúp các loại cây trồng quan trọng có thể chống chịu được nhiệt độ tăng cao và các hiện tượng thời tiết khắc nghiệt do biến đổi khí hậu. Nghiên cứu của các nhà khoa học Trung Quốc đã được đăng trong một bài báo trên tạp chí Science vào hôm thứ Năm tuần trước.
Nhiệt độ tăng do biến đổi khí hậu sẽ làm giảm năng suất các loại cây trồng quan trọng như lúa, qua đó đe dọa an ninh lương thực toàn cầu. Ảnh: Handout.
Nghiên cứu đã xác định sự tương tác giữa hai gen trong tế bào lúa, mà các nhà khoa học nhận thấy có thể nâng cao khả năng chịu nhiệt của cây trồng này và tăng năng suất lên 20% trong một đợt nắng nóng. Họ nói rằng các gen tương tự có thể được thay đổi trong các cây trồng khác, chẳng hạn như ngô và lúa mì, để cải thiện khả năng chịu nhiệt của chúng.
“Các gen là nguồn tài nguyên quý giá để lai tạo các loại cây trồng chịu được stress nhiệt cao, nhằm giải quyết các mối lo ngại về an ninh lương thực do hiện tượng nóng lên toàn cầu”, theo một tuyên bố của các tác giả từ Học viện Khoa học Trung Quốc ( CAS) và Đại học Giao thông Thượng Hải.
Khi nhiệt độ toàn cầu tăng lên, căng thẳng nhiệt đã trở thành một trong những yếu tố quan trọng nhất ảnh hưởng đến an ninh lương thực toàn cầu. Theo một nghiên cứu năm 2017 được công bố trên Kỷ yếu của Viện Hàn lâm Khoa học Quốc gia của Mỹ, cứ mỗi 1 độ C tăng thêm sẽ làm giảm sản lượng lúa mì toàn cầu 6%, gạo 3,2% và ngô 7,4%.
Với tốc độ hiện tại, nhiệt độ trung bình toàn cầu có thể sẽ tăng hơn 1,5 độ C so với mức thời kỳ tiền công nghiệp vào năm 2040, theo báo cáo của Ủy ban liên chính phủ về biến đổi khí hậu thuộc Liên Hợp Quốc vào năm ngoái.
Để đáp ứng nhu cầu toàn cầu, nông nghiệp sẽ cần sản xuất thêm khoảng 50% lương thực vào năm 2050, nhưng năng suất cây trồng có thể giảm 30% nếu không có các biện pháp giảm phát thải mạnh mẽ - viện nghiên cứu Chatham House cho biết trong một báo cáo vào tháng 9 năm ngoái.
Bởi vậy, các nhà nghiên cứu cho biết mối đe dọa của biến đổi khí hậu khiến việc tìm kiếm các gen chịu nhiệt, hiểu cơ chế hoạt động của chúng và lai tạo ra các giống cây trồng chịu nhiệt tốt là vô cùng quan trọng.
Tăng năng suất và chịu nhiệt tốt
Tác giả Lin Hongxuan, đồng thời là giáo sư tại Phòng thí nghiệm Trọng điểm Quốc gia về Di truyền Phân tử Thực vật tại CAS, cho biết: “Trong vòng đời của mình, lúa dễ bị ảnh hưởng bởi stress nhiệt và thậm chí còn dễ bị tổn thương hơn khi trái đất nóng lên”.
Dù rất đông dân, song Trung Quốc vẫn là nước xuất khẩu gạo ròng, tức xuất khẩu nhiều hơn nhập khẩu. Ảnh: Tân Hoa xã
Ông nói: “Cải thiện khả năng chịu nhiệt của cây lúa đóng vai trò quan trọng trong việc duy trì và tăng năng suất cây lúa trong điều kiện nhiệt độ cao, đảm bảo cung cấp cho nhu cầu lương thực của người dân thế giới”.
Trong một loạt các thí nghiệm với các giống lúa châu Phi và châu Á, Lin và các đồng nghiệp của ông đã phát hiện ra một mô-đun di truyền ở các giống lúa châu Phi có khả năng chịu nhiệt tốt hơn so với lúa châu Á.
Họ phát hiện thêm rằng mô-đun di truyền TT3 chứa hai gen tương tác với nhau để tăng cường khả năng chịu nhiệt của cây lúa. Sau đó, các nhà nghiên cứu đã trồng một giống lúa mới với dòng TT3 vô tính từ lúa châu Phi sang lúa châu Á. Họ phát hiện ra rằng năng suất của giống mới gần như tăng gấp đôi so với nhóm đối chứng và năng suất tăng 20% trên một cánh đồng trong đợt nắng nóng.
Lin cho biết: “Sau 7 năm nỗ lực, chúng tôi đã lập bản đồ và nhân bản thành công được một mô-đun làm mát nhiệt mới trên cây lúa, bao gồm hai gen, cũng như tiết lộ một cơ chế làm mát thực vật mới".
“Nghiên cứu này chứng minh rằng sự tương tác di truyền có thể tăng cường khả năng chịu nhiệt của cây lúa, giảm đáng kể sự mất mát năng suất do stress nhiệt và duy trì năng suất ổn định của cây lúa”, ông chia sẻ thêm.
Hoàng Hải (theo SCMP)
