Công trình này bắt nguồn từ nhà khoa học Maria Ermakova thuộc Đại học Quốc gia Úc nghiên cứu về cải thiện quang hợp. Ông đã chỉnh sửa gen của 3 loại thực vật gồm cây thuộc họ cải (mù tạt), thuốc lá và lúa.

Lúa biến đổi gen tăng khả năng chịu nhiệt và năng suất đến 20%

Ông nhận thấy khi tiếp xúc với ánh sáng, một phức hợp protein gọi là photosystem II (PSII) sẽ cung cấp năng lượng cho các electron, thúc đẩy quá trình quang hợp. Nhưng nhiệt độ hoặc ánh sáng mạnh có thể phá vỡ cấu trúc của một protein quan trọng, được gọi là D1. PSII chỉ hoạt động khi được chèn một đơn vị protein D1 mới. Do đó nếu tăng tốc độ sản xuất thêm protein D1, quá trình quang hợp sẽ diễn ra thuận lợi. 
Thường việc tạo thêm D1 được thực hiện ở lục lạp, các bào quan làm nhiêm vụ quang hợp. Tuy nhiên, bộ gen của lục lạp khó điều chỉnh hơn nhiều so với gen trong nhân tế bào thực vật. Thế nên, một nhóm nghiên cứu do nhà sinh vật học phân tử thực vật Fang-Qing Guo thuộc Viện Khoa học Trung Quốc dẫn đầu đã biến đổi gen trong tế bào chất của lúa thay vì lục lạp, giúp cây có khả năng chịu nhiệt tốt, nâng cao năng suất đến 20%. 

Kết quả thử nghiệm ở lúa khiến các nhà khoa học ngạc nhiên, như "bắt được con cá lớn"

Nhà khoa học Fang-Qing Guo và các đồng nghiệp đã thử nghiệm trên cây họ cải Arabidopsis thaliana, kết quả cho thấy cây biến đổi gen có thể tồn tại ở nhiệt độ cao 41 độ C khoảng 8,5 giờ, trong khi các cây bình thường đã héo rũ. Khi ứng dụng với lúa, thử nghiệm có kết quả ngoài mong đợi: Lúa biến đổi gen cho năng suất hạt cao hơn tới 20%. Điều này khiến nhóm nghiên cứu ngạc nhiên, như “bắt được một con cá lớn”.
Donald Ort, nhà nghiên cứu quang hợp kỳ cựu của Đại học Illinois tại Urbana-Champaign (Mỹ) cho biết đây là công trình thiết thực, nhưng ông chưa tin rằng D1 được tạo ra bởi gen trong nhân tế bào có thể điều chỉnh PSII trong lục lạp. Và, các nhà khoa học cần làm tiếp nhiều thí nghiệm để chứng minh điều này.

Tuy nhiên, nghiên cứu của Viện Khoa học Trung Quốc là bước đột phá để tăng hiệu quả quang hợp và năng suất cây trồng, đặc biệt là cây lương thực quan trọng như lúa.
 

(Theo Sciencemag)

Tag: biến đổi gen lúa biến đổi gen tăng năng suất lúa biến đổi gen ứng dụng khoa học vào nông nghiệp