Trung tâm công nghệ sinh học Thành Phố Hồ Chí Minh

Theo một nghiên cứu mới được công bố trên tạp chí Nature ngày 14 tháng 6, các nhà nghiên cứu từ Đại học California, Davis và một nhóm các nhà khoa học quốc tế đã sử dụng công nghệ chỉnh sửa gen CRISPR-Cas để tạo ra cây lúa kháng bệnh.

Các thử nghiệm đồng ruộng quy mô nhỏ ở Trung Quốc cho thấy giống lúa mới, được phát triển thông qua việc chỉnh sửa một gen mới được phát hiện, thể hiện cả năng suất cao và khả năng kháng nấm gây bệnh đạo ôn.

Guotian Li, đồng tác giả chính của nghiên cứu, ban đầu đã phát hiện ra một đột biến được gọi là đột biến bắt chước tổn thương khi đang nghiên cứu sau tiến sĩ trong phòng thí nghiệm của Pamela Ronald tại UC Davis. Ronald là đồng tác giả chính và là Giáo sư xuất sắc tại Khoa Bệnh học Thực vật và Trung tâm Bộ gen. Ronald cho rằng: "Đây là một bước tiến khá lớn khi nhóm của ông có thể cải thiện gen này, khiến nó có khả năng hữu ích cho nông dân. Điều đó làm cho nó trở nên quan trọng".

Khởi nguồn của phát hiện này bắt đầu từ phòng thí nghiệm của Ronald, nơi họ đã tạo ra và giải trình tự 3.200 giống lúa riêng biệt, mỗi giống sở hữu các đột biến đa dạng. Trong số các giống này, Guotian đã xác định được một giống có các mảng sẫm màu trên lá.

Ronald cho biết: “Ông nhận thấy rằng giống này cũng có khả năng kháng nhiễm khuẩn, nhưng nó cực kỳ nhỏ và năng suất thấp. "Những loại đột biến 'bắt chước tổn thương' này đã được tìm thấy trước đây nhưng chúng chỉ có ích cho nông dân trong một số trường hợp vì có năng suất thấp."

Guotian tiếp tục nghiên cứu khi gia nhập Đại học Nông nghiệp Huazhong ở Vũ Hán, Trung Quốc. Ông đã phân lập gen liên quan đến đột biến và sử dụng CRISPR-Cas9 để chỉnh sửa gen tái tạo tính trạng kháng, cuối cùng xác định được một dòng có năng suất tốt và kháng ba loại mầm bệnh khác nhau, bao gồm cả nấm gây bệnh đạo ôn lúa.

“Các thử nghiệm đồng ruộng quy mô nhỏ trên những mảnh đất nhiễm bệnh nặng cho thấy cây lúa mới cho năng suất cao gấp 5 lần so với cây lúa đối chứng,” Ronald cho biết.

Các nhà nghiên cứu hy vọng có thể tái tạo đột biến này ở các giống lúa được trồng phổ biến. Hiện tại họ mới chỉ tối ưu hóa gen này trong một giống mô hình có tên là "Kitaake" không được trồng rộng rãi. Họ cũng hy vọng sẽ chỉnh sửa gen tương tự trong lúa mì để tạo ra lúa mì kháng bệnh.

"Nhiều đột biến bắt chước tổn thương này đã được phát hiện và bị loại bỏ vì chúng có năng suất thấp. Chúng tôi hy vọng rằng mọi người có thể xem xét một số trong số chúng và xem liệu họ có thể chỉnh sửa chúng để có được sự cân bằng tốt giữa tính kháng và năng suất cao," Ronald nói.

Nguồn: Sciencedaily.com