Bộ Gene trong cây lúa và triển vọng (tt)

Nguyễn Văn Tuấn Đối với người Việt chúng ta, hay phần lớn dân Á châu nói chung, cây lúa (tên khoa học là Oryza sativa) và hạt gạo là một loại thực phẩm hết sức gần gũi và đóng một vai trò cực kỳ quan trọng trong dinh dưỡng. Ngay từ khi còn trong lòng mẹ, chúng ta đã làm quen với cơm gạo, và lớn lên theo cây lúa cùng hạt gạo. Với bản sắc văn hóa nông nghiệp, cây lúa và hạt gạo còn là một biểu tượng của cuộc sống. Ca dao, khẩu ngữ chúng ta...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bộ Gene trong cây lúa và triển vọng (tt)Bộ Gene trong cây lúa và triển vọngNguyễn Văn TuấnĐối với người Việt chúng ta, hayphần lớn dân Á châu nói chung,cây lúa (tên khoa học là Oryzasativa) và hạt gạo là một loại thựcphẩm hết sức gần gũi và đóng mộtvai trò cực kỳ quan trọng trongdinh dưỡng. Ngay từ khi còn tronglòng mẹ, chúng ta đã làm quen vớicơm gạo, và lớn lên theo cây lúacùng hạt gạo. Với bản sắc văn hóanông nghiệp, cây lúa và hạt gạocòn là một biểu tượng của cuộcsống. Ca dao, khẩu ngữ chúng tacó câu “Người sống về gạo, cá bạovề nước”, hay “Em xinh là xinh nhưcây lúa”, v.v.. Đối với ngườiTrung Quốc, vật quí nhất khôngphải là ngọc trai hay đá quí, mà làhạt gạo.Quê hương của cây lúa, không nhưnhiều người tưởng là ở Trung Quốchay Ấn Độ, mà là ở vùng ĐôngNam Á, vì vùng này khí hậu ẩm vàlà điều kiện lí tưởng cho phát triểnnghề trồng lúa. Theo kết quả khảocổ học trong vài thập niên qua, quêhương đầu tiên của cây lúa là vùngĐông Nam Á và Đông Dương,những nơi mà dấu ấn của cây lúađã được ghi nhận là khoảng 10.000năm trước Công Nguyên [1]. Cònở Trung Quốc, bằng chứng về câylúa lâu đời nhất chỉ 5.900 đến7.000 năm về trước, thường thấy ởcác vùng xung quanh sông DươngTử [2]. Từ Đông Nam Á, nghềtrồng lúa được du nhập vào TrungQuốc, rồi lan sang Nhật Bản, HànQuốc, những nơi mà cư dân chỉquen với nghề trồng lúa mạch. ỞTrung Quốc và Nhật Bản ngày xưa,chỉ có giai cấp quí tộc hay võ sĩmới có gạo ăn thường xuyên. ỞHàn Quốc, người ta có danh từ“annam mi” để chỉ loại gạo nhậpcảng từ Việt Nam và các nướcĐông Nam Á.Á châu là một trung tâm sản xuấtlúa gạo lớn nhất thế giới. Theothống kê của Cơ quan Thực phẩmLiên hiệp quốc, trên thế giới cókhoảng 147,5 triệu ha đất dùng choviệc trồng lúa, và 90% diện tíchnày là thuộc các nước Á châu[3]. Các nước Á châu cũng sảnxuất khoảng 92% tổng sản lượnglúa gạo trên thế giới. Ngày nay,Thái Lan và Việt Nam là hai nướcxuất cảng gạo hàng đầu trong thịtrường lúa gạo thế giới.Lúa gạo còn là nguồn lương thựcquan trọng cho khoảng 3 tỷ người[hay khoảng 2 phần 3 cư dân] trênthế giới. Trong khi dân số thế giớitiếp tục gia tăng thì diện tích đấtdùng cho trồng lúa lại không tăng,nếu không muốn nói là giảm theothời gian. Do đó, vấn đề lươngthực từng được đặt ra như là mộtmối đe dọa đến sự an ninh và ổnđịnh của thế giới trong tươnglai. Theo dự đoán của các chuyêngia về dân số học, nếu dân số thếgiới tiếp tục gia tăng trong vòng 20năm tới, thì sản lượng lúa gạo phảităng 80% mới đáp ứng cho nhu cầusống còn của cư dân mới. Trongđiều kiện eo hẹp đó, người ta phảisuy nghĩ đến một chiến lược đểtăng sản lượng lúa gạo. Một trongnhững chiến lược quan trọng là ứngdụng công nghệ sinh học vào việcgây giống mới và qua đó, hi vọngsẽ đem lại cho thế giới một nguồnthực phẩm mới, an toàn hơn, và cógiá trị dinh dưỡng cao.Nhưng muốn gây giống mới mộtcách an toàn, người ta cần phải biếtcấu trúc sinh học của câylúa. Ngày nay, qua tiến bộ củakhoa học sinh học phân tử, người tađã biết được rằng, cũng giống nhưcon người, cái đơn vị sinh học cơbản nhất trong mỗi cây lúa là tếbào (cells). Mỗi cây lúa được cấutạo bằng hàng tỷ tế bào. Tất cả cáctế bào đều có cấu trúc giống nhau:trong mỗi tế bào đều có mộtcái nhân (nucleus) nằm chínhgiữa. Cái nhân này có chứa nhữngchất liệu di truyền mà ta thường gọilà DNA (viết tắc từ chữdeoxyribonucleic acid). Mỗi nhânthường có hàng triệu DNA. DNAgồm có bốn yếu tố hóa học: A(adeline), C (cytosine), G(guanine), và T (thymine). Mộtmảng DNA tạo thành mộtgene. Và nhiều gene tạo thành mộtbộ di truyền, còn gọilà chromosome. Có thể nói mộtcách ví von bằng cách dùng quyểnsách như là một ví dụ: (a) trongsách có 23 chương (chromosome);(b) mỗi chương có nhiều câuchuyện (genes); (c) mỗi câu chuyệncó nhiều đoạn văn (exons); (d) mỗiđoạn văn có nhiều chữ (codons); và(e) mỗi chữ được viết bằng cácmẫu tự (bases).Do đó, cũng như con người, geneđóng một vai trò cực kỳ quan trọngtrong việc điều hành sự sinhtrưởng, tồn tại, và bảo vệ thực vật,kể cả cây lúa, chống lại các mối đedọa từ thiên nhiên. Gene có chứcnăng gửi các tín hiệu hóa học điđến tất cả các nơi trong câylúa. Những tín hiệu này có chứađầy đủ các thông tin, các chỉ thị cụthể cho các cơ quan trong cây lúaphải hoạt động ra sao. Việc tìmhiểu số lượng gene cũng như cơcấu tổ chức của gene trong cây lúalà một điều tất yếu để mang lạinhững tiến bộ mới và quan trọngcủa bộ môn sinh học.Tuần vừa qua, hai nhóm nghiêncứu (Viện Nghiên cứu Di truyềnBắc Kinh (Beijing GenomicInstitute, viết tắt là BGI) và Côngty sinh học Syngenta (San Diego,Mỹ)), công bố rằng họ đã gần hoàntất công trình tìm hiểu cơ cấu tổchức của hệ thống di truyền trongcây lúa [4]. Nhóm Bắc Kinh cộngtác cùng một nhóm gồm các nhàkhoa học thuộc Trung tâm Nghiêncứu Di truyền thuộc Trường Đạihọc Washington (Seattle) nghiêncứu giống lúa có tên là indica,trong khi Công ty Syngen ...