Kỹ thuật CRISPR có thể là “cứu tinh” giúp cây lúa chống lại biến đổi khí hậu

Theo một bài đánh giá trên Tạp chí CABI Reviews chuyên nghiên cứu về nông nghiệp, vật nuôi và cây trồng cho biết: con người đang gặp khó khăn trong việc cải thiện chất lượng cũng như sản lượng gạo và ngũ cốc – nguồn lương thực của 3 tỷ người vì “mưa không thuận, gió không hòa”. Bên cạnh đó, cây lúa cũng bị tấn công bởi các loài sâu bệnh như sâu cuốn lá, bệnh đạo ôn, bệnh vàng lùn hay bệnh thối rễ và các yếu tố môi trường như nhiệt độ cao, thiếu nước, ...

Nhóm nghiên cứu của Tiến sĩ Antonio Costa de Oliveira từ Đại học Liên bang Pelotas, Brazil đã phát hiện ra rằng kỹ thuật CRISPR/Cas làm tăng hiệu quả quá trình sửa gen cây lúa. Họ đã áp dụng CRISPR/Cas cho các nghiên cứu về cây lúa bao gồm năng suất, khả năng chống sâu bệnh và chất lượng hạt gạo trong điều kiện biến đổi khí hậu.

Bài đánh giá đã giới thiệu các kỹ thuật sửa gen và cách áp dụng chúng để nhân giống cây lúa, đồng thời nhấn mạnh rằng hiệu quả của kỹ thuật CRISPR/Cas phải được kiểm chứng bằng cách trồng các cây đã biến đổi gen trên cánh đồng có quy mô lớn.

Theo tiến sĩ Oliveira, để đảm bảo an ninh lương thực trên toàn thế giới, chúng ta phải tìm ra những loại cây trồng mới có khả năng sinh trưởng và cho năng suất cao hơn. Những kỹ thuật gen như chuyển gen hay chỉnh sửa gen có thể là những công cụ hữu ích để hỗ trợ quá trình lai tạo truyền thống.

Ông đề xuất áp dụng kỹ thuật CRISPR/Cas vì công nghệ này dễ ứng dụng và mang lại hiệu quả cao hơn. Theo đó, các cây trồng được chỉnh sửa gen bằng kỹ thuật CRISPR/Cas thường được các nhà quản lý an toàn thực phẩm và các nhà tiêu dùng chấp nhận nhiều hơn vì không có nguy cơ gây ra các tác dụng phụ không mong muốn như các cây trồng được chuyển gen.*

Theo dự báo, lượng gạo cần thiết cho con người sẽ tăng lên 1.125 tỷ tấn vào năm 2050 – tương đương với mức tăng 50% so với hiện nay. Tuy nhiên, sản xuất lúa gạo phải đối mặt với nhiều khó khăn do các yếu tố sinh học (các loại bệnh và sâu bọ) và phi sinh học (thiên tai và ô nhiễm) gây ra.

Lúa gạo phải chịu nhiều “áp lực” do thời tiết thay đổi thường xuyên và khắc nghiệt trong thời gian dài. Đồng thời thực trạng thiếu hụt đất trồng lúa buộc các nhà khoa học phải nghiên cứu những giống lúa mới bền bỉ hơn và cho nhiều gạo hơn.

Tiến sĩ Costa de Oliveira nói thêm: “Trên thực tế, công nghệ CRISPR/Cas9 giúp tạo ra những loại lúa kháng được các bệnh do vi khuẩn, nấm và vi-rút gây ra bằng cách ngừng hoạt động các gen yếu và bổ sung các gen kháng bệnh”.

“Nhờ công nghệ này, chúng tôi đã có thể thay đổi ba gen SWEET quan trọng để tạo ra những giống lúa chống được vi khuẩn Xanthomonas oryzae pv. Oryzae. được biết đến là một loại vi khuẩn gây bệnh “vàng lá lúa”, một trong những bệnh nguy hiểm nhất của cây lúa.

Các nhà nghiên cứu kết luận rằng mặc dù đến nay lai tạo lúa vẫn là phương pháp quan trọng nhất, nhưng vẫn cần nỗ lực hơn nữa để đáp ứng nhu cầu tiêu thụ lúa gạo trong tương lai và giải quyết những khó khăn của việc trồng lúa.

Tiến sĩ Costa de Oliveira cho biết: “Cây trồng áp dụng kỹ thuật CRISPR/Cas9 và cây lai tạo thông thường đều có mức độ ảnh hưởng đến môi trường và con người tương đương nhau”. Vì vậy, ông và đội ngũ các nhà khoa học mong rằng người tiêu dùng sẽ cởi mở hơn và đón nhận những loại giống lúa mới được cải tiến bởi công nghệ sinh học này.