Công nghệ nhân giống đột biến không gian

Ngành nông nghiệp cực kỳ dễ bị tổn thương trước tác động của điều kiện khí hậu thay đổi, đặc biệt biến đổi khí hậu đặt ra những thách thức lớn. Các nhà khoa học đang chuyển sang không gian rộng lớn để tìm giải pháp khắc phục những thách thức này.

Nhân giống trong không gian.

Nhân giống trong không gian sử dụng bức xạ vũ trụ để biến đổi gene của hạt giống được gửi vào không gian, nhằm tạo ra loài mới đa dạng hơn. Theo Cơ quan Năng lượng Nguyên tử Quốc tế (IAEA), công nghệ nhân giống đột biến không gian là một kỹ thuật trong đó hạt giống được đưa vào không gian, nơi chúng tiếp xúc với tia vũ trụ mạnh, các hạt năng lượng cao di chuyển gần với tốc độ ánh sáng cũng như các điều kiện khác như chân không, vi trọng lực và mức độ nhiễu địa từ thấp.

“Phương pháp này không liên quan đến việc chuyển gen từ sinh vật này sang sinh vật khác, giống như trường hợp thực phẩm biến đổi gen. Thay vào đó, nó tạo ra các đặc điểm ngẫu nhiên đem lại lợi ích bằng cách sử dụng vật liệu di truyền của thực vật, bắt chước quá trình tự nhiên của đột biến tự phát”, IAEA cho hay.

IAEA, Tổ chức Lương nông Liên hợp quốc (FAO) cũng như Tổ chức Y tế Thế giới (WHO) đã coi các sản phẩm cây trồng này là an toàn để tiêu thụ sau khi chúng vượt qua các quy trình kiểm tra và phê duyệt nghiêm ngặt.

Năm 2022, các phòng thí nghiệm chung của IAEA và FAO đã gửi hạt giống đến Trạm Vũ trụ Quốc tế (ISS). Mục tiêu là tạo ra các đột biến gien trong hạt giống thông qua việc tiếp xúc với bức xạ vũ trụ và vi trọng lực, hy vọng giúp cây trồng có khả năng phát triển mạnh khi đối mặt với khủng hoảng khí hậu.

Cụ thể, hạt của một loại lúa miến và một loại cải xoong có tên là Arabidopsis, đã trải qua vài tháng trên ISS trước khi chúng được đưa trở lại Trái đất tháng 4/2023 để phân tích. Quá trình sàng lọc được tiến hành nhằm xác định các đặc điểm thuận lợi trong những hạt giống đột biến.

Bà Shoba Sivasankar - người đứng đầu bộ phận Di truyền và Nhân giống Thực vật thuộc Trung tâm Kỹ thuật Hạt nhân trong Thực phẩm và Nông nghiệp chung của FAO và IAEA.

Bà Shoba Sivasankar là người đứng đầu bộ phận Di truyền và Nhân giống Thực vật thuộc Trung tâm Kỹ thuật Hạt nhân trong Thực phẩm và Nông nghiệp chung của FAO và IAEA. Bằng cách nhân giống có chọn lọc các loại cây được trồng từ hạt đột biến, Sivasankar và nhóm của bà hy vọng sẽ tạo ra các giống cây trồng mới.

Bà Sivasankar chia sẻ: "Tôi thực sự cảm thấy hy vọng về tương lai của an ninh lương thực bởi vì công nghệ đang được ưu tiên hàng đầu. Đầu tiên, chúng tôi nghiên cứu cải thiện sản lượng và năng suất của các loại cây như ngũ cốc, cây họ đậu và củ, sau đó là khả năng ứng phó biến đổi khí hậu của chúng như kháng bệnh, chịu được hạn hán hoặc nhiệt độ cao, đất nhiễm mặn...”.

Nỗ lực của các nước

Trong nhiều thập kỷ, các nhà khoa học đã gửi hạt giống lên vũ trụ. Từ những năm 1960, Mỹ và Liên Xô đã tiến hành nhân giống đột biến vũ trụ nhằm nghiên cứu khoa học và để các phi hành gia thám hiểm vũ trụ thuận lợi hơn.

Đồ họa mô tả tham vọng đưa thêm nhiều giống cây trồng vào không gian nhằm cho năng suất vượt trội.

Trung Quốc đã sử dụng bức xạ không gian để gây đột biến gen ở cây trồng từ những năm 1980. Nước này cho phơi hạt giống trước bức xạ vũ trụ thông qua vệ tinh và khinh khí cầu tầm cao, tạo điều kiện thuận lợi cho việc sản xuất ớt ngọt khổng lồ và cải thiện chất lượng lúa mì và gạo.

Nhân giống trong không gian của Trung Quốc tạo ra bước đột phá, đóng góp cho công nghệ nông nghiệp và an ninh lương thực. Gần 1.000 loài mới đã được tạo ra ở Trung Quốc thông qua nhân giống trong không gian, trong đó 200 loài có hiệu quả xuất sắc.

Các phương tiện truyền thông đưa tin, diện tích canh tác ngũ cốc, rau, trái cây và các loại cây trồng khác ở Trung Quốc được phát triển bằng cách nhân giống trong không gian đã đạt trên 4 triệu ha và tạo ra lợi ích kinh tế hơn 200 tỷ nhân dân tệ (30,51 tỷ USD).

Ở Mỹ, các nhà khoa học tại Đại học Bang Michigan đang khám phá tác động của môi trường ngoài Trái đất đối với axit amin (yếu tố cấu thành prôtêin) thực vật cũng như sự tăng trưởng và phát triển của nó. Nghiên cứu có thể giúp chúng ta hiểu rõ hơn về khả năng thích ứng của thực vật trong môi trường khắc nghiệt và biết làm thế nào để trồng cây trên vũ trụ cho các sứ mệnh không gian dài hạn.

StarLab Oasis đặt mục tiêu trồng trọt trên trạm vũ trụ.

Khu vực tư nhân cũng quan tâm đến tác động của môi trường trong không gian đối với hạt giống. Tại Các Tiểu vương quốc Arab Thống nhất (UAE), StarLab Oasis - một công ty khởi nghiệp ở Abu Dhabi - đã công bố kế hoạch gửi hạt diêm mạch vào không gian với hy vọng tạo ra một giống cây trồng nhiều dinh dưỡng và khả năng cao thích ứng với những vùng khô hạn.

Ông Allen Herbert, đồng sáng lập StarLab Oasis, cho rằng gửi hạt giống lên vũ trụ sẽ giúp ích cho “sự bền vững, biến đổi khí hậu và an ninh lương thực trên Trái đất”. Từ việc phát triển các loại cây trồng có khả năng chống lại biến đổi khí hậu đến giúp chúng đối phó với tình trạng nhiễm mặn, tất cả đều có thể có tầm quan trọng đặc biệt đối với nông nghiệp ở vùng Vịnh.

Lee Seung-gi, hạt giống số 1 của quân đội Hàn Quốc TĐO - Nam diễn viên kiêm ca sĩ Lee Seung - gi vừa mới được bình chọn là ngôi sao quân nhân trong thập kỷ có đủ năng lực vào hàng ngũ hạt giống số 1 của quân đội Hàn Quốc.

Mẹ hai con đam mê làm vườn và sở thích sưu tầm các loại hạt giống Đã rất nhiều lần thất bại khi trồng thử các giống cây mới nhưng điều đó lại là động lực tuyệt vời để người mẹ hai con này có thể tạo nên khu vườn thật đẹp dành riêng cho gia đình mình.