Cà chua biến đổi gene cho ra quả chùm như nho để rút ngắn thời gian thu hoạch, tăng năng suất

Các nhà khoa học Mỹ mới đây đã tìm ra phương pháp chỉnh sửa gene của cà chua, giúp loại quả này có thể phát triển thành những chùm quả xum xuê giống như nho, thay vì phát triển thành dây leo như trước kia.

Ý tưởng một ngày nào đó, các phi hành gia có thể thưởng thức trái cây tươi đang tới rất gần. Tuy nhiên những loại quả như cà chua với đặc điểm dây leo chắc chắn sẽ chiếm rất nhiều không gian trên trạm vũ trụ. Chưa kể đây cũng là một giống cây khó chiều.

Tuy nhiên giờ đây các nhà khoa học đã phát triển thành công một giống cà chua biến đổi gene, giúp chúng có thể phát triển thành chùm và chiếm ít diện tích hơn. Thành tựu này hứa hẹn sẽ thúc đẩy sự phát triển các giống cây mới, cho năng suất cao hơn trong khi không tốn quá nhiều không gian.

Theo Dailymail, để có được giống cà chua biến đổi gene và mọc thành chùm như nho, các nhà khoa học đến từ Phòng thí nghiệm Cold Spring Harbor, Mỹ đã phải chỉnh sửa một cách vô cùng tỉ mỉ, chính xác gene của cây cà chua bằng công nghệ CRISPR.

Trong cây cà chua có hai gene là Self Pruning và SP5G. Đây là hai gene có vai trò kiểm soát quá trình tăng trưởng và ra hoa, đậu quả của cây cà chua. Tuy nhiên còn có một gene thứ ba là Sier, đóng vai trò kiểm soát chiều dài của thân cây. Nếu như chỉnh sửa hai gene đầu tiên, cà chua sẽ ít ra trái và có vị rất tệ. Đó là lý do các nhà khoa học đã quyết định chỉnh sửa gene thứ ba với mong muốn tạo ra một cây cà chua có kích thước hoàn hảo nhất.

Sau khi chỉnh sửa gene thứ ba, cây cà chua không chỉ có kích thước nhỏ gọn hơn mà còn mất ít thời gian tăng trưởng, cụ thể chỉ mất khoảng 40 ngày. Đặc điểm của giống cà chua mới này là quả nhỏ, mọc thành chùm và có độ chín đều. Nhóm tác giả cho biết: "Chúng có hình dạng và kích thước nhỏ, tất nhiên là chúng có vị ngon nhưng còn tùy vào sở thích của mỗi người".

Cà chua sau khi chỉnh sửa gene có kích thước nhỏ hơn và số trái cũng nhiều hơn.

Hoa của cây cà chua thông thường (bên trái) và hoa của cà chua chỉnh sửa gene (bên phải) hoàn toàn khác

Tác giả kiêm nhà nghiên cứu sinh học Zach Lippman đến từ phòng thí nghiệm Cold Spring Harbor cho biết: "Phương pháp chỉnh sửa gene này cho thấy chúng ta hoàn toàn có thể sản xuất cây trồng theo những cách mới mà không cần phải cày xới đất hay bổ sung quá nhiều phân bón. Đây là một cách tiếp cận thú bị giúp nuôi sống con người và giảm bớt lượng khí thải CO2".

Biến đổi khí hậu sẽ làm thay đổi điều kiện phát triển trên Trái Đất và tác động lớn tới cây trồng. Đó là chưa kể nếu con người muốn chinh phục vũ trụ, chúng ta sẽ phải học cách sản xuất lương thực, thực phẩm. Với điều kiện khắc nghiệt ở bên ngoài Trái Đất, rõ ràng việc tạo ra những giống cây mới cho năng suất cao, tiết kiệm diện tích trồng sẽ là ưu tiên hàng đầu.

Nhóm nghiên cứu hy vọng, kỹ thuật gene của họ sẽ mở đường cho các thí nghiệm biến đổi gene trên các cây ăn quả khác như kiwi. Giáo sư Lippman tin rằng, nếu thời gian thu hoạch nông sản có thể rút ngắn hơn nữa trong khi vẫn đạt được năng suất cao, nó sẽ mở ra một nền nông nghiệp sạch và vươn lên tầm cao mới.

NASA từ lâu đã nghiên cứu cách trồng cây trên vũ trụ. Nhiều thí nghiệm trên trạm ISS đã được thực hiện để tìm hiểu cách sinh trưởng của thực vật trong môi trường không trọng lực. Tuy nhiên khó khăn không dừng lại ở điều kiện khí hậu mà còn nằm ở cả vấn đề thổ nhưỡng.

Bởi lẽ đất trên Sao Hỏa nhiều khả năng sẽ rất khó trồng cây vì chúng chứa các hợp chất gây hại cho con người như perchlorate. Do đó cho đến khi con người có thể sinh sống và định cư ngoài Trái Đất, chúng ta sẽ phải giải quyết khá nhiều vấn đề phức tạp khác liên quan đến cây trồng.

Nghiên cứu về giống cà chua biến đổi gen đã được đăng tải trên tạp chí Nature Biotech mới đây.

• Phát triển giống cà chua tím biến đổi gene giàu anthocyanin
• Cách phân biệt cà chua thường và cà chua biến đổi gene

Từ khóa liên quan:

cà chua biến đổi gene

cà chua mọc thành chùm như nho

công nghệ CRISPR

công nghệ chỉnh sửa gene

Zach Lippman