Bổ sung một gen duy nhất làm cho lúa gạo thân thiện với môi trường hơn

Mặt khác, kiểm soát khí nhà kính là một ưu tiên lớn và sản xuất lúa gạo tạo ra rất nhiều khí metan. Một nhóm do phòng thí nghiệm quốc gia Tây Bắc Thái Bình Dương (PNNL) của Bộ năng lượng Hoa Kỳ dẫn đầu vừa tạo ra được một chủng lúa biến đổi gen không chỉ hầu như không sinh khí metan mà còn cho nhiều hạt hơn.

SUSIBA2 (bên phải) so với một chủng đối chứng (Đại học khoa học nông nghiệp Thụy Điển)

Lúa gạo nuôi sống hơn một nửa số người trên trái đất và theo FAO, lúa là cây lương thực giá trị lớn thứ 2 và diện tích đứng thứ 3 trên thế giới. Vấn đề là các ruộng lúa có đất ướt, ấm là nơi cư ngụ các quần thể vi khuẩn ăn cacbon dioxit hòa tan trong bùn và chuyển đổi khí này thành metan. Những cánh đồng lúa này là một trong những nguồn metan khí quyển chính yếu, chiếm đến 17% khí thải toàn cầu. Con số này đáng chú ý vì dù không phải là khí nhà kính phổ biến nhất nhưng metan giữ nhiệt gấp 20 lần CO2.

 

Giải pháp ở đầy là hạn chế cung cấp cacbon dioxit cho vi khuẩn bằng cách hướng nó ra khỏi đất ruộng và đi vào cây lúa.

 

Thông thường, trong quá trình quang hợp, CO2 được chuyển đổi thành đường và tinh bột. Chuyển hướng nhiều CO2 đến hạt lúa sẽ làm cho hạt mẫy hơn và nhiều dinh dưỡng hơn và dẫn nó vào thân và lá tạo thêm nhiều sinh khối hơn để làm nhiên liệu và thức ăn cho gia súc. Nhóm PNNL lập luận rằng nếu kích thích lúa hoạt động giống hơn với các loài cây ngũ cốc khác, nó sẽ không chỉ tăng sản lượng mà còn giúp giảm khí thải metan.

 

SUSIBA2 làm một chủng lúa biến đổi gen mới, là kết quả của hơn 10 năm nghiên cứu của các nghiên cứu từ Mỹ, Thụy Điển và Trung Quốc cùng với 3 năm nghiên cứu thực tế ở Trung Quốc. Theo nhóm, đây là một mũi tên trúng 2 đích, do đó, đồng lúa sẽ hầu như không phát thải khí metan trong quá trình sinh trưởng trong khi sản sinh nhiều tinh bột và sinh khối có thể sử dụng để làm nhiên liệu hoặc thức ăn chăn nuôi.

 

Chủng lúa này được tạo ra bằng cách đưa 1 gen duy nhất từ lúa mạch vào giống lúa gạo phổ biến. Gen quy định chính này kích hoạt một số gen khác và khiến cây lúa chuyển nhiều cacbon hơn sang hạt, lá và thân cây giống như lúa mạch. Điều này làm đói vi khuẩn trong đất ruộng quanh gốc cây lúa, bộ phận thường sinh metan trong khi tăng sản lượng.

 

Nhóm có kế hoạch tiếp tục nghiên cứu SUSIBA2 và cơ chế nó sử dụng để cung cấp lại cacbon cũng như tìm hiểu thêm về cách gốc lúa tương tác với vi khuẩn tại chỗ.

 

Christer Jansson, giám đốc khoa học cây trồng tại PNNL cho biết: “Nhu cầu tăng hàm lượng tinh bột và giảm khí thải metan từ số lượng lúa gạo đã được nhận thức rộng rãi nhưng khả năng để làm cả hai việc cùng lúc vẫn đang lẩn tránh các nhà nghiên cứu. Khi dân số thế giới tăng lên, sản xuất lúa gạo cũng tăng. Và khi trái đất ấm lên, những cánh đồng lúa cũng ấm lên, dẫn đến sinh nhiều khí metan hơn. Đó là vấn đề cần phải giải quyết”.