Khoa học nông nghiệp

Các hệ gene lúa mì và lúa mạch mới có thể giúp nuôi dưỡng thế giới (27/11/2020)

Một nhóm hợp tác nghiên cứu quốc tế, bao gồm các nhà khoa học ở Viện nghiên cứu Waite, Adelaide đã khám phá một biến thể gene mới trong lúa mì và lúa mạch - một thúc đẩy quan trọng cho nỗ lực gây những biến dị di truyền gene lúa mì năng suất cao trên toàn cầu.

Phó giáo sư Ken Chalmers đang kiểm tra các hạt lúa mì trồng trong nhà kính.

Các nhà nghiên cứu của dự án Các hệ gene lúa mì 10+ (10+ Wheat Genomes Project) do giáo sư Curtis Pozniak (trường đại học Saskatchewan, Canada) và Nhóm hợp tác trình tự gene lúa mạch quốc tế (the International Barley Pan Genome Sequencing Consortium) do giáo sư Nils Stein (Viện nghiên cứu di truyền cây trồng và cây nông nghiệp Leibniz, Đức) đã giải trình tự một bộ các hệ gene của cả hai loại ngũ cốc này và xuất bản bài báo "The barley pan-genome reveals the hidden legacy of mutation breeding" trên Nature.

Các nhà khoa học cho biết, bài báo sẽ giúp mở ra những cánh cửa đến với những biến dị di truyền lúa mì và lúa mạch thế hệ mới.

“Lúa mì và lúa mạch là những loại cây lương thực chủ yếu trên khắp thế giới, Sản lượng thu hoạch của chúng cần phải tăng lên rất rất nhiều mới có thể đáp ứng được nhu cầu lương thực trong tương lai’, phó giáo sư Ken Chalmers của trường đại học Adelaide, người cung với giáo sư hồi hưu Peter Langridge của trường Nông nghiệp, thực phẩm và đồ uống Adelaide dẫn dắt nhóm nghiên cứu ở Adelaide, nói. “Có ước tính là vào năm 2050, chỉ riêng sản lượng lúa mì phải tăng lên tới hơn 50% mức hiện nay mới có thể nuôi sống lượng dân số thế giới đang không ngừng tăng lên”, giáo sư Chengdao Li tại trường đại học Murdoch và là người đóng vai trò chính về giải trình tự lúa mì ở Australia, nói.

Công bố của họ đã đưa các nhà khoa học tới gần hơn với việc khám phá toàn bộ tập hợp gene - hoặc các hệ gene pan - của lúa mì và lúa mạch. Thông qua việc hiểu về đầy đủ biến dị di truyền của cả hai loại ngũ cốc này, các nhà khoa học và các nhà làm giống cây trồng sẽ có thể có những công cụ cần thiết để đáp ứng được nhu cầu ngày một gia tăng về sản lượng lương thực toàn cầu.

“Những tiên tiến trong hệ gene học đã góp phần làm tăng tốc việc làm ra giống mới và cải thiện được chất lượng cũng như sản lượng mùa vụ, bao gồm lúa gạo và ngô nhưng ngặt một nỗi, những nỗ lực như vậy với lúa mì và lúa mạch vẫn còn là thách thức”, giáo sư Langridge cho biết. “Nguyên nhân là do độ lớn và độ phức tạp của hệ gene của chúng, hiểu biết có giới hạn của chúng ta về những gene chính có chức năng kiểm soát năng suất và thiếu hụt dữ liệu tổng thể hệ gene của những dòng mà các nhà làm giống quan tâm.

“Những người trồng trọt lúa mì và lúa mạch hiện đại đã mang một phạm vi rất rộng các biến dị di truyền và cấu trúc hệ gene rất đa dạng có liên kết với những đặc điểm quan trọng như năng suất cao, khả năng chống chịu hạn hán và kháng bệnh.

Người ta không thể bắt được biến dị này với một trình tự hệ gene đơn lẻ. Chỉ bằng việc giải trình tự đa hệ gene và nhiều loại hệ gene khác nhau thì chúng ta mới có thể bắt đầu hiểu được đầy đủ về biến dị di truyền này, hệ gene pan”.

Hai dự án quốc tế đã giải trình tự các biến dị lúa mì và lúa mạch có trên khắp thế giới. Nhóm ở Adelaide có được tài trợ của Grains Research and Development Corporation (GRDC).

“Thông tin có được qua các dự án hợp tác cho thấy động lực của cấu trúc hệ gene và biến thể gene còn ẩn trước đây của các giống quan trọng, và chứng tỏ các nhà làm giống đã cải thiện được năng suất cây trồng này như thế nào. Nghiên cứu này sẽ hỗ trợ việc tạo ra những biến dị hiện đại thế hệ mới của nó”, phó giáo sư Chalmers nói.

Trường đại học Adelaide đã giải trình tự ba biến thể lúa mạch với những đặc tính mong muốn như năng suất cao và có tiềm năng chống nhiệt, sương giá, xâm nhập mặn, hạn hán và khả năng kháng bệnh mới.

“Những tập hợp hệ gene này sẽ giúp khám phá gene chức năng và trang bị cho các nhà nghiên cứu và làm giống các công cụ cần thiết để đem đến những cây lúa mì, lúa mạch thế hệ mới, qua đó có thể giúp chúng ta đạt được mức yêu cầu lương thực trong tương lai”, phó giáo sư Ken Chalmers nói.

Nguồn: Thanh Phương/tiasang.com.vn

Ngày cập nhật: 27/11/2020

https://tiasang.com.vn/-doi-moi-sang-tao/Cac-he-gene-lua-mi-va-lua-mach-moi-co-the-giup-nuoi-duong-the-gioi-26675