Báo cáo: Công nghệ sinh học & bảo vệ thực vật - Nghiên cứu tình huống trên cây lúa (Oryza sativa L.)

Báo cáo: Công nghệ sinh học & bảo vệ thực vật - Nghiên cứu tình huống trên cây lúa (Oryza sativa L.) nhằm nghiên cứu ứng dụng công nghệ sinh học kết hợp với phương pháp truyền thống, tập trung vào hai đối tượng chính là rầy nâu và bệnh đạo ôn trên cây lúa. Mời bạn đọc cùng tham khảo.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Báo cáo: Công nghệ sinh học & bảo vệ thực vật - Nghiên cứu tình huống trên cây lúa (Oryza sativa L.) CÔNG NGHỆ SINH HỌC & BẢO VỆ THỰC VẬT Nghiên cứu tình huống trên cây lúa (Oryza sativa L.) GS TS Bùi chí Bửu Viện trưởng Viện KHKTNN Miền Nam. Những thách thức cho an ninh lương thực toàn thế giới và Việt Nam tập trung vàocác sự kiện như sau: (i) sự thay đổi khí hậu tòan cầu làm ấm lên khí quyển trái đất, (ii)thiếu nước tưới cho cây trồng, (iii) nguy cơ thiếu hụt lương thực trước tình trạng đất nôngnghiệp giảm và dân số tăng, (iv) stress phi sinh học ngày càng biểu hiện nghiêm trọng,đặc biệt khô hạn. Bên cạnh đó, sâu bệnh hại ngày càng phát triển do cách thức ứng xửcủa con người trong nông nghiệp thâm canh theo xu hướng kém bền vững, cân bằng sinhhọc trên đồng ruộng bị phá vở. Có nơi tính hệ thống trong nông nghiệp không còn nữa.Ứng dụng công nghệ sinh học kết hợp với phương pháp truyền thống đang là giải phápđược khuyến khích. Trong bài này, chúng tôi chỉ tập trung vào hai đối tượng chính là rầynâu và bệnh đạo ôn trên cây lúa.I. THÀNH TỰU CỦA KHOA HỌC CÂY TRỒNG Trong Đại Hội Quốc tế về Khoa học Cây trồng lần thứ năm tại Hàn Quốc, Giáosư Jerry Nelson (2008) thuộc ĐH Missouri, Hoa Kỳ đã bắt đầu với bài phát biểu quantrọng về “Khoa học cây trồng và sự đáp ứng nhu cầu cho tương lai”. Sự phát triển củaTrung Quốc và Ấn Độ như quốc gia đầy tiềm năng về kinh tế đã làm thay đổi quan điểmtòan cầu, từ “giúp đỡ” sang “cạnh tranh”. Nông nghiệp và khoa học cây trồng tuy đạtnhiều thành tựu rực rở, với sự đầu tư ngày càng nhiều của tổ chức tư nhân tại các nướcđang phát triển; nhưng nông dân có thể sẽ đối diện gay gắt với quyền sở hữu trí tuệ,quyền tác giả. Khoa học cây trồng không thể đứng riêng một mình mà đang xem xét cẩnthận các yếu tố kinh tế, xã hội, môi trường, chính trị, trong đó bao gồm thị trường nănglượng sinh học, thương mại hóa tòan cầu, chúng ta sẽ phải nhấn mạnh đặc biệt về chấtlượng và sự an tòan lương thực, thực phẩm nhiều hơn so với yếu tố môi trường và xã hội.Sản xuất lương thực sẽ không đáp ứng nhu cầu trong tương lai; như vậy chúng ta phảixem xét lại “môi trường” một cách cởi mở hơn, nhấn mạnh đến phân tích các tính trạngcó tính chất tăng thêm giá trị (added-value traits) đối với chất lượng sống của con người(Nelson 2008). Lúa nước trời chiếm hơn 50% diện tích canh tác trên thế giới, nhưng sản lượngthóc chỉ đóng góp khỏang 25%; đây là vùng sản xuất lúa của những người nghèo nhất thếgiới, đầy rủi ro do lũ lụt, hạn hán, xâm nhập mặn. Tiềm năng về năng suất ở đây còn cóthể khai thác thêm so với năng suất đã đội trần ở vùng lúa nước tưới. Giải pháp về cây lúaC4 đang là phương hướng đang được thực hiện trong chiến lược lâu dài kết hợp với thanhtựu trong khai thác ưu thế lai F1. Người ta đang phát triển cây lúa C3 sang cây C4 theo môhình GECROS do Yin và Struik đề xuất từ năm 2008 (Zeigler 2008). Hiện nay, Bill andMelinda Gate Foundation đã tài trợ cho IRRI thực hiện tạo ra giống lúa C4, giai đoạn2009-2012. Gíao Sư Ronald Phillips thuộc ĐH Minnesota, Hoa Kỳ, người vừa đựơc giảithưởng International Food Prize 2007, đã có một tổng quan rất đáng chú ý về công nghệsinh học trong cây trồng. Trước tình hình dân số tăng bình quân 1 tỷ người trong 14 năm, 1và diện tích nông nghiệp chỉ còn 1,5 tỉ ha trong năm 2050; sản lượng lương thực tòan cầusẽ phải tăng gấp đôi so với hiện nay. Giải pháp nào? Việc giải mã bộ gen cây mô hình cóthể giúp ích gì cho cải tiến giống cây trồng (bao gồm cây lúa)? Cây mô hình Arabidopsisthaliana đã được sử dụng cho nhiều lòai cây khác tham khảo. Tương tự, cây mô hìnhBrachydopium được ứng dụng cho mễ cốc vùng ôn đới, cây Lotus japonicus là mô hìnhcố định đạm, Medicargo truncatula là mô hình cho cây họ Đậu, lúa Oryza sativa là môhình sinh học cho mễ cốc, cây Populus được ứng dụng để nghiên cứu sinh học và ditruyền của giống cây rừng. Nhiều ý tưởng mới đã thực sự trở thành hiện thực nhờ thínghiệm trên cây mô hình. Thí dụ: tính kháng tuyến trùng gây bệnh sưng rễ nhờ phân tửRNA can thiệp ứng dụng trên cây Arabidopsis, sản xuất vaccine dịch tả trên cây lúa, vàcây bắp có gen “colicinogenic”. Bộ gen vô cùng phức tạp của cây bắp đã gần như đượcgiải mã hòan tòan, do đó, bây giờ người ta có thể xem nó như cây mô hình vào cuối năm2009 (Phillip 2008). Ở Trung Quốc, Giáo Sư QiFa Zhang thuộc ĐH Nông Nghiệp Huazhong, cùng vớicác đồng nghiệp đang thực hiện chương trình quốc gia khá nổi tiếng, đó là phát triểngiống lúa “Green Super Rice”. Thách thức tòan cầu trước sự kiện thâm canh lúa là (i) sựphát triển sâu bệnh hại quyết liệt hơn + sử dụng thuốc không đúng, (ii) áp lực tăng năngsuất + bón phân không đú ...