“Tiêm vắcxin” cho cây để chống sâu bệnh

Thay vì diệt trừ sâu bằng hóa chất độc hại, các nhà khoa học thuộc Đại học Queensland (Australia) đã tìm ra một phương pháp mới vừa hiệu quả vừa an toàn có tên gọi BioClay - có khả năng kích hoạt một cơ chế tự vệ của cây để chống lại loại mầm bệnh.

Tấn công mầm bệnh có định hướng

Sâu bệnh đe dọa cây trồng khắp thế giới, ảnh hưởng lớn đến an ninh lương thực của nhiều quốc gia. Giải pháp thông thường đang được đa số nhà nông sử dụng là phun thuốc bảo vệ thực vật - thực chất là các hóa chất - lên cây trồng để tiêu diệt các loại sâu bệnh. Cách này hiệu quả nhưng tốn kém và đặc biệt là gây quan ngại về vấn đề môi trường. Hóa chất có thể thâm nhập nguồn cung cấp nước, gây độc và có thể khiến các mầm bệnh dần thích ứng, dẫn đến tình trạng kháng thuốc trừ sâu.

Một nhóm nghiên cứu tại Đại học Queensland ở Australia đang phát triển giải pháp thay thế thuốc trừ sâu hóa chất bằng kỹ thuật điều chỉnh biểu hiện gene BioClay. Theo họ, phương pháp này vừa hiệu quả vừa bền vững về môi trường.

Theo nghiên cứu được đăng tải chi tiết trên tạp chí Nature Plants vào đầu năm 2017, BioClay là một loại đất sét nano không độc có chứa RNA (loại axít nucleic, là cơ sở di truyền ở cấp độ phân tử) sợi đôi (dsRNA), có thể được sử dụng để bảo vệ thực vật khỏi các tác nhân gây bệnh cụ thể.

Loading...

“Khi BioClay được phun vào cây trồng, dsRNA đặc biệt với từng loại mầm bệnh sẽ được giải phóng từ đất sét và đi vào cây trồng. Điều này kích hoạt một cơ chế tự vệ của cây để chống lại loại mầm bệnh đó" - nhà khoa học Neena, thành viên nhóm nghiên cứu - cho biết trên Digital Trends. Nói cách khác, cây trồng phản ứng như thể nó đang bị tấn công và xây dựng hệ thống phòng thủ, giống như cách con người tạo ra các phản ứng phòng vệ cho cơ thể khi tiêm vắcxin.

Các nhà khoa học đã thử nghiệm BioClay trên lá cây thuốc lá và cây Arabidopsis - một loài thực vật có hoa trong họ cải. Kết quả, các dsRNA được phát hiện vẫn tồn tại trong BioClay ở môi trường và trên lá cây 30 ngày sau khi phun. Trong thời gian đó, chúng được các tế bào thực vật hấp thụ để thầm lặng tiêu diệt mục tiêu là các mầm bệnh.

“Tiêm vắcxin” cho cây để chống sâu bệnh
Nhóm nghiên cứu thuộc Đại học Queensland và thiết bị xịt BioClay. (Ảnh: Twitter).

Trong một thử nghiệm khác, để kiểm tra tiềm năng của công nghệ này, nhóm nghiên cứu đã thử nghiệm BioClay có chứa các dsRNA được thiết kế chống lại hai loại virus thực vật - virus nấm mốc hạt tiêu (PMMoV) và virus khảm dưa chuột (CMV) trên cây đậu đũa.

Họ cũng sử dụng đối chứng thuốc xịt RNA thương mại đang được sử dụng trên thị trường để diệt côn trùng nhằm so sánh hiệu quả. Sau 5 ngày, BioClay cho kết quả tốt hơn khi làm giảm đáng kể tình trạng tổn thương hoặc hoại tử đặc trưng của bệnh CMV.

Chưa hết, trong một thí nghiệm khác, cây thuốc lá được phun BioClay và chất bảo vệ thực vật thông thường rồi cho thử thách với mầm bệnh trong 20 ngày. Kết quả là chỉ có cây được phun BioClay có mức kháng bệnh cao. Ngoài ra, các nhà khoa học cũng tìm thấy bằng chứng về sự bảo vệ chống lại mầm bệnh trong những lá non mới nở, xuất hiện sau vài tuần điều trị bằng BioClay.

Không gây độc cho người và môi trường

Theo nhóm nghiên cứu, hiện nay ngay cả khi sử dụng thuốc trừ sâu, con người vẫn mất tới 40% năng suất vì sâu bệnh. Thuốc trừ sâu hóa học diệt côn trùng gây hại nhưng đồng thời cũng ảnh hưởng đến hàng loạt côn trùng có lợi. Trong khi đó, theo nhóm nghiên cứu, BioClay có mục tiêu cụ thể, chỉ giết các mầm bệnh được nhằm tới. Thân thiện với môi trường và con người là một trong những ưu điểm vượt trội của phương pháp này.

“Đất sét trong BioClay hoàn toàn có thể phân hủy khi có sự hiện diện của hơi nước và carbon dioxide. RNA cũng tồn tại trong thời gian ngắn trong cây trồng và đặc biệt là chỉ tiêu diệt các mầm bệnh mà chúng ta nhằm tới. Trong khi đó, các thuốc trừ sâu hóa học thông thường có thể làm nhiễm độc nước, tác động tiêu cực đến sức khỏe con người và giết cả những côn trùng thực sự có lợi cho cây trồng. Các dsRNA được cắt thành nhiều phần nhỏ của RNA bởi các enzyme của cây. Những mảnh nhỏ này cahỉ tấn công mầm bệnh khi nó lây nhiễm vào cây mà không làm thay đổi hệ gene cây trồng” - ông Mitter cho biết thêm.

Các thử nghiệm trên ruộng đồng của BioClay có thể bắt đầu ở Australia vào cuối năm nay. Ông Mitter nói với SciDev.Net rằng thử nghiệm đầu tiên sẽ được tiến hành đối với loại virus gây hại cho các cây trồng như ớt, cà chua.

Các nhà khoa học tại Đại học Queensland hy vọng BioClay sẽ được thương mại hóa trong vòng 5 năm tới và mức giá có thể sẽ rất hợp lý.

Loading...
TIN CŨ HƠN
Hoa trong suốt khi gặp mưa

Hoa trong suốt khi gặp mưa

Khi tiếp xúc với nước, những bông hoa có màu trắng như ngọc trai bắt đầu chuyển sang dạng trong suốt như thủy tinh.

Đăng ngày: 09/07/2018
99% vi khuẩn trong cơ thể người chưa được biết đến

99% vi khuẩn trong cơ thể người chưa được biết đến

Phát hiện này được thực hiện một cách tình cờ khi nhóm nghiên cứu đang khảo sát các biện pháp ít xâm lấn hơn để dự đoán cơ thể bệnh nhân có từ chối cơ quan cấy ghép hay không.

Đăng ngày: 28/08/2017
Vi khuẩn này sẽ là nguồn năng lượng mới của thế giới

Vi khuẩn này sẽ là nguồn năng lượng mới của thế giới

Vi khuẩn cyborg được huấn luyện để che phủ các tấm pin năng lượng mặt trời hiệu quả hơn chlorophyll.

Đăng ngày: 24/08/2017
Giải mã vì sao loài rết khổng lồ tự ăn chính lớp xác của mình

Giải mã vì sao loài rết khổng lồ tự ăn chính lớp xác của mình

Lột xác là quá trình đánh dấu 1 mốc lớn trong cuộc đời của rết khổng lồ, tất nhiên chúng sẽ tốn không ít năng lượng vào công việc này.

Đăng ngày: 19/08/2017
Nấm trứng nặng hơn 10kg ở Scotland

Nấm trứng nặng hơn 10kg ở Scotland

Một kiểm lâm viên người Scotland tìm thấy cây nấm trứng nặng 10,6kg trong khi đi tuần.

Đăng ngày: 19/08/2017
“Tận mục” vẻ đẹp của một trong những loài hoa hiếm bậc nhất thế giới

“Tận mục” vẻ đẹp của một trong những loài hoa hiếm bậc nhất thế giới

Hoa mỏ vẹt là loài hoa cực kỳ hiếm trên thế giới. Hiện nay, loài hoa này gần như đã tuyệt chủng ở môi trường tự nhiên.

Đăng ngày: 16/08/2017
Nhóm kiến có nhiệm vụ đẻ trứng nuôi đồng loại

Nhóm kiến có nhiệm vụ đẻ trứng nuôi đồng loại

Hai nhà nghiên cứu tại Mỹ trong nghiên cứu mới chỉ ra khả năng một nhóm kiến lười ở loài Temnothorax rugatulus có nhiệm vụ đẻ trứng làm thức ăn cho cá thể làm việc vất vả hơn trong đàn.

Đăng ngày: 14/08/2017
Tiêu điểm
Khoa Học News
Trang web của chúng tôi có thể được thực hiện và duy trì bằng cách hiển thị quảng cáo trực tuyến cho khách truy cập của chúng tôi.
Vui lòng xem xét hỗ trợ chúng tôi bằng cách vô hiệu trình chặn quảng cáo của bạn.