Tiến sĩ Việt phân lập gene chống bệnh gỉ sắt ở lúa mạch

Hoan Dinh, con trai một nông dân Việt Nam, nhận học bổng Australia và tốt nghiệp tiến sĩ Đại học Sydney, đã phát hiện và xác định trình tự của gene bảo vệ các loại cây trồng như lúa mì và lúa mạch chống lại bệnh gỉ sắt do nấm.

“Lần đầu tìm thấy gene này, tôi rất lo mình đã làm sai bước nào đó, vì nó quá bất thường. Phần lớn các gene kháng bệnh thuộc một họ gene khác”, Dinh nói trong cuộc phỏng vấn đăng trên tờ Guardian của Anh hôm 7/6.

Tiến sĩ Dinh, người đang làm nghiên cứu sinh sau tiến sĩ tại Nhật Bản, cho biết đã phân lập được gene này từ bộ gene gồm 5 triệu cặp base. Phát hiện được công bố trên tạp chí Nature Communications tháng trước.

Dinh cho hay lý do thôi thúc anh theo học ngành nông nghiệp là chứng kiến nỗi vất vả của người nông dân trên đồng ruộng thời thơ ấu. Anh nói khác biệt lớn nhất giữa nông nghiệp Việt Nam và Australia là tại Việt Nam, đa số công việc đồng áng được làm bằng sức người, còn ở Australia, nông dân chủ yếu làm việc bằng máy móc.

Giáo sư Robert Park, người hướng dẫn Dinh, chủ tịch quỹ Judith & David Coffey về nông nghiệp bền vững kiêm Giám đốc nghiên cứu bệnh gỉ sắt tại Đại học Sydney, cho hay công sức của học trò đã được đền đáp xứng đáng.

Tuy nhiên, phân lập gene mới chỉ là bước đầu. Tiến sĩ người Việt sau đó đặt mục tiêu “tìm hiểu cách thức hoạt động của gene để giúp cây khỏe hơn. Đó là lúc câu chuyện bắt đầu thú vị”.

Theo giáo sư Park, giới khoa học đã xác định được 28 gene kháng bệnh gỉ sắt ở lúa mạch, nhưng mới chỉ 4 gene được phân lập, trong đó ba gene do Viện giống cây trồng thuộc Đại học Sydney thực hiện.

“Tôi rất ngạc nhiên trước phát hiện này. Nó cho thấy vốn hiểu biết hạn chế của chúng ta về các loại gene kháng bệnh và loại nào thực sự bền vững trước các mầm bệnh gỉ sắt”, Lee Hickey, phó giáo sư, nghiên cứu viên cao cấp tại Trung tâm Khoa học Cây trồng thuộc Đại học Queensland, bày tỏ.

Loại gene này từng được biết đến và sử dụng ở Australia để bảo vệ cây lúa mạch chống lại bệnh gỉ sắt lá, nhưng bị một mầm bệnh mới lấn át năm 2009. Mầm bệnh này được giáo sư Park ví như khả năng kháng vaccine Covid-19 khi các biến chủng mới liên tục xuất hiện.

“Nấm gỉ sắt đánh bại gene kháng bệnh, nhưng chúng tôi vẫn muốn tìm hiểu cách thức hoạt động của gene để xem có thể triển khai được với các loại gene khác hay không, hoặc có thể thay đổi trình tự gene của nó để kích hoạt khả năng kháng bệnh hiệu quả hay không”, Park nói.

Ông cho hay nghiên cứu này giúp chúng ta hiểu biết sâu sắc hơn về cách thức cây trồng tự bảo vệ khỏi mầm bệnh. Những kiến thức này “thực sự rất quan trọng vì mầm bệnh làm suy giảm đáng kể sản lượng lương thực toàn cầu. Ước tính hàng năm chúng ta thiệt hại 20-25% sản lượng lượng thực do mầm bệnh và sâu bệnh”, giáo sư Park nói.

Brett Hosking, nông dân trồng lúa mạch kiêm chủ tịch Grain Growers Australia, cho hay bệnh gỉ sắt thường xuất hiện ở lúa mạch khi mùa đông sắp qua và mùa xuân đang tới. Bệnh gỉ sắt ở lúa mì và lúa mạch khiến nông dân Australia thiệt hại 250 triệu USD mỗi năm do hao hụt sản lượng và mua thuốc diệt nấm.

Khoảng 70% lượng lúa mạch trên thế giới được dùng làm thức ăn chăn nuôi gia súc, phần còn lại dùng trong sản xuất bia và thực phẩm. Hóa chất xử lý bệnh gỉ sắt có nguy cơ xâm nhập chuỗi thức ăn.

Giáo sư Park cho hay di truyền học là phương pháp sạch hơn, xanh hơn, giúp kiểm soát mầm bệnh và công việc của nhà khoa học có thể phát huy tác dụng nhờ liên kết với các ngành nghề.

Ông nhận định xung đột Ukraine đang làm gián đoạn chuỗi cung ứng, ảnh hưởng tới hoạt động sản xuất lúa mì và có thể gây tác động rất lớn tới thế giới. Trong khi đó, phó giáo sư Hickey cho rằng hiểu biết thêm về gene kháng bệnh giúp tăng năng suất cây trồng và cải thiện tính bền vững của hệ thống nông nghiệp.