Biến đổi tương lai bằng công nghệ sinh học ngô dễ tiếp cận hơn

 Biến đổi tương lai bằng công nghệ sinh học ngô dễ tiếp cận hơn

Bùi Anh Xuân theo Viện Boyce Thompson

Ngô là một phần không thể thiếu trong cuộc sống hàng ngày - xuất hiện trong thực phẩm, mỹ phẩm, thuốc men, thức ăn cho thú cưng, và thậm chí cả nhiên liệu xe hơi. Là một trong những cây trồng quan trọng nhất tại Hoa Kỳ, nhu cầu về ngô ngày càng tăng, nhưng sản lượng lại chịu ảnh hưởng lớn từ các điều kiện môi trường ngày càng khó dự đoán.

Trong suốt hàng nghìn năm, con người đã lai tạo cây trồng để đáp ứng nhu cầu xã hội. Ngày nay, với sự tiến bộ của khoa học và công nghệ, chúng ta có thể biến đổi gene cây trồng nhằm tối ưu hóa đặc tính như khả năng chịu hạn, năng suất cao và giá trị dinh dưỡng vượt trội.

Rào cản trong ứng dụng công nghệ sinh học cho ngô

Không phải tất cả cây trồng đều dễ dàng ứng dụng công nghệ sinh học. Riêng với ngô, quá trình này đòi hỏi kỹ thuật phức tạp và nguồn lực lớn mà nhiều viện nghiên cứu chưa thể đáp ứng. Theo tiến sỹ Joyce Van Eck, giáo sư tại Viện Boyce Thompson (BTI), hầu hết các nghiên cứu học thuật thiếu cơ sở hạ tầng để nuôi trồng ngô chất lượng cao phục vụ quá trình biến đổi gene, dẫn đến tình trạng phương pháp này chủ yếu chỉ phổ biến trong ngành công nghiệp thương mại.

Hơn nữa, tỷ lệ thành công của quá trình biến đổi gene phụ thuộc vào giống ngô, bởi mỗi giống có cấu trúc di truyền riêng và đặc điểm khác biệt. Theo tiến sỹ Ritesh Kumar, nghiên cứu sinh sau tiến sỹ tại phòng thí nghiệm Van Eck, giống B73 - một giống thường dùng trong nghiên cứu - đặc biệt khó biến đổi, khiến việc nghiên cứu chức năng gene trở nên thách thức hơn.

Giải pháp công nghệ giúp mở rộng khả năng tiếp cận

Nhằm giải quyết những rào cản này, các nhà khoa học từ BTI, Đại học Bang Iowa (ISU), và Corteva Agriscience đã phát triển một phương pháp đơn giản hơn giúp cải tiến công nghệ sinh học ngô.

Thay vì sử dụng phôi non từ hạt ngô trưởng thành, phương pháp mới tận dụng búp lá non (leaf whorls) từ cây mầm non, giúp giảm thời gian nuôi trồng xuống còn hai tuần và loại bỏ nhu cầu về cơ sở trồng tiên tiến.

Ban đầu, phương pháp này sử dụng plasmid hỗ trợ độc quyền từ Corteva Agriscience, nhưng trong nghiên cứu hiện tại, nhóm khoa học đã thử nghiệm một plasmid thay thế do nhóm của tiến sỹ Kan Wang tại ISU phát triển - một lựa chọn có sẵn công khai, giúp mở rộng khả năng tiếp cận cho các phòng thí nghiệm.

Thành công mở đường cho nghiên cứu sâu hơn

Thử nghiệm cho thấy phương pháp hoạt động hiệu quả với cả hai giống ngô - PHR03 và B73, dù B73 vốn nổi tiếng là khó biến đổi gene. Với tỷ lệ thành công cao, phương pháp này không chỉ giúp các phòng thí nghiệm không có nhà kính tiếp cận công nghệ biến đổi ngô, mà còn thúc đẩy toàn bộ lĩnh vực nghiên cứu ngô tiến xa hơn.

Tầm quan trọng của tài trợ nghiên cứu

Một yếu tố then chốt cho sự thành công của nghiên cứu này chính là nguồn tài trợ từ Quỹ Khoa học Quốc gia Hoa Kỳ (NSF) thông qua CROPPS. Tiến sỹ Van Eck khẳng định: "Nếu không có sự hỗ trợ từ NSF, nghiên cứu này sẽ không thể thực hiện. Quỹ không chỉ tài trợ cho nghiên cứu mà còn đào tạo thế hệ các nhà khoa học tương lai".

Trong số những nhà khoa học trẻ này có tiến sỹ Ritesh Kumar, người nhận định rằng các kỹ năng anh phát triển trong dự án sẽ giúp anh có nhiều cơ hội hơn trong học thuật hoặc ngành công nghiệp, đặc biệt khi lĩnh vực công nghệ sinh học thực vật đang thiếu nhân lực chuyên môn.

Hướng đi trong tương lai

Nhóm nghiên cứu hiện đang mở rộng phương pháp này sang các giống ngô khác có đặc tính mong muốn, chẳng hạn như khả năng chống chịu với điều kiện sinh học và phi sinh học. Dù quá trình này sẽ đòi hỏi sự điều chỉnh riêng cho từng giống, nhưng chắc chắn đây sẽ là bước tiến quan trọng, thúc đẩy nghiên cứu di truyền học trên ngô trong tương lai.

Những nỗ lực hợp tác này không chỉ mở ra hướng đi mới cho công nghệ sinh học ngô, mà còn giúp tạo ra giống cây trồng vượt trội, mang lại lợi ích cho cả nông dân và xã hội.