Bộ gien khoai tây được giải mã thành công
Hơn 20 năm sau lần sắp xếp đầu tiên của bộ gien người, các nhà khoa học tại Đại học Ludwig-Maximilians-Universität München (Đức) và Viện Max Planck về Nghiên cứu Giống cây trồng ở Cologne, lần đầu tiên đã giải mã được bộ gien rất phức tạp của khoai tây. Nghiên cứu đòi hỏi kỹ thuật này đặt nền tảng công nghệ sinh học để đẩy nhanh việc lai tạo các giống mạnh mẽ hơn - một bước quan trọng đối với an ninh lương thực toàn cầu.
Ở chợ có thể bán một loại khoai tây đã có từ hơn 100 năm trước và các giống khoai tây truyền thống được nhiều người ưa chuộng. Điều này cho thấy sự thiếu đa dạng giữa các giống khoai tây chiếm ưu thế. Đặc biệt tính đa dạng thấp khiến cây khoai tây dễ bị nhiễm bệnh, có thể gây ra những hậu quả nghiêm trọng, nghiêm trọng nhất là nạn đói ở Ailen những năm 1840, nơi mà gần như toàn bộ cây khoai tây bị thối rữa trên mặt đất trong vài năm liền, và hàng triệu người ở châu Âu phải chịu cảnh chết đói chỉ vì một giống khoai tây duy nhất được trồng không có khả năng chống chịu bệnh bạc lá.
Trong cuộc Cách mạng Xanh những năm 1950 và 1960, các nhà khoa học và nhà lai tạo cây trồng đã thành công trong việc đạt được sự gia tăng lớn về sản lượng của nhiều loại cây trồng chủ lực như gạo hoặc lúa mì. Tuy nhiên, khoai tây không có sự thúc đẩy nào so sánh được và nỗ lực lai tạo các giống mới với năng suất cao hơn hầu như không thành công cho đến nay.
Lý do cho điều này rất đơn giản nhưng đã được chứng minh là khó giải quyết - thay vì thừa hưởng một bản sao của mỗi nhiễm sắc thể từ cả bố và từ mẹ (như ở người) thì khoai tây lại thừa hưởng hai bản sao của mỗi nhiễm sắc thể từ giống bố mẹ, khiến chúng trở thành một loài với bốn bản sao của mỗi nhiễm sắc thể (tứ bội). Bốn bản sao của mỗi nhiễm sắc thể cũng có nghĩa là bốn bản sao của mỗi gien và điều này làm cho việc tạo ra các giống mới mang lại sự kết hợp mong muốn các đặc tính riêng lẻ rất khó khăn và tốn thời gian. Hơn nữa, nhiều bản sao của mỗi nhiễm sắc thể cũng làm cho việc tái tạo lại bộ gien khoai tây là một thách thức kỹ thuật lớn hơn nhiều so với trường hợp của bộ gien người.
Các nhà nghiên cứu đã vượt qua rào cản lâu đời này bằng một thủ thuật đơn giản. Thay vì cố gắng phân biệt 4 bản sao nhiễm sắc thể thường rất giống nhau với nhau, tác giả nghiên cứu chính Korbinian Schneeberger cùng với đồng nghiệp đã giải quyết vấn đề này bằng cách giải trình tự ADN của một số lượng lớn các tế bào phấn hoa riêng lẻ. Trái ngược với tất cả các tế bào khác, mỗi tế bào phấn hoa chỉ chứa hai bản sao ngẫu nhiên của mỗi nhiễm sắc thể, điều này đã tạo điều kiện thuận lợi cho việc tái tạo trình tự của toàn bộ bộ gien.
Tổng quan về trình tự ADN hoàn chỉnh của khoai tây có tiềm năng tạo điều kiện thuận lợi cho việc nhân giống và là tham vọng của các nhà khoa học cũng như các nhà chọn giống cây trồng trong nhiều năm. Với thông tin này trong tay, các nhà khoa học giờ đây có thể dễ dàng xác định các biến thể gien chịu trách nhiệm cho đặc tính mong muốn hoặc không mong muốn./.
https://www.mard.gov.vn/
