Dùng kỹ thuật hạt nhân kiểm soát sâu bệnh và bệnh sốt rét
Tại Nam Phi, nhiều sáng kiến sử dụng kỹ thuật hạt nhân kiểm soát dịch bệnh đang bước vào giai đoạn nghiên cứu nâng cao nhằm đưa ra một giải pháp hiệu quả góp phần kiểm soát bệnh sốt rét cũng như sâu đục thân mía.
Biểu đồ hiển thị khu vực trồng mía đường và khu vực bị ảnh hưởng bởi bệnh sốt rét
Với sự hỗ trợ của IAEA và Tổ chức Lương thực – Nông nghiệp (FAO) của Liên hợp quốc, nhiều dự án áp dụng kỹ thuật hạt nhân đã kiểm soát thành công sự phát triển của loài bướm cam châu Phi, một loại côn trùng chuyên phá hoại cam và các cây thuộc chi cam chanh khác.
“Do đã tận mắt thấy những hiệu quả vô cùng ấn tượng của kỹ thuật triệt sản côn trùng (sterile insect technique SIT) trên cây chanh, chúng tôi đang nỗ lực phát triển một giải pháp tương tự để giải quyết loài bướm Eldana”, Des Conlong, nhà côn trùng học tại Viện nghiên cứu Mía Nam Phi (SASRI), và quản lý dự án, cho biết.
Bướm Eldana đẻ trứng trên cây mía và khi ấu trùng nở, nó đục lỗ trên thân mía để hút dịch, do đó làm ảnh hưởng đến vụ mùa. Từ những năm 1970, bướm Eldana đã ảnh hưởng trực tiếp đến sản lượng mía đường Nam Phi, còn hiện tại, mỗi năm nó làm mất đi khoảng 750 triệu rand (48 triệu đô la), tương đương với 10% tổng thu nhập của ngành mía đường, bao gồm gần 22.000 nông dân, từ các nông dân sản xuất quy mô nhỏ đến quy mô trang trại.
Kỹ thuật SIT là một hình thức kiểm soát côn trùng bằng việc sử dụng chiếu xạ ion hóa để triệt sản côn trùng với liều lượng thích hợp tại các cơ sở chuyên biệt. Côn trùng bị chiếu xạ được thả vào các khu vực bị sâu hại tàn phá và giao phối với côn trùng tự nhiên, sau đó con cái vẫn đẻ trứng nhưng trứng sẽ không nở do ảnh hưởng của tia gamma. Theo cách này, kỹ thuật SIT có thể trừ khử được côn trùng và trong nhiều trường hợp thường diệt trừ được cả quần thể côn trùng. Là một trong những phương pháp thân thiện với môi trường, SIT thường được áp dụng trên những diện tích cây trồng lớn như một phần không thể thiếu trong các chiến dịch kiểm soát các loại côn trùng gây hại mùa màng. Hiện nhóm hợp tác về sử dụng kỹ thuật hạt nhân trong lĩnh vực Lương thực và nông nghiệp FAO/IAEA (Joint FAO/IAEA Division of Nuclear Techniques in Food and Agriculture) nỗ lực đi đầu trong nghiên cứu về SIT.
Kiểm soát Eldana
SASRI đã giới thiệu nhiều phương pháp để kiểm soát sự sinh sản của loài bướm Eldana trong nhiều thập kỷ qua nhưng không có giải pháp nào đem lại kết quả như mong muốn. Dẫu cho nhiều giống mía có khả năng kháng sâu bệnh đã được tìm ra nhưng lại ít được nông dân chọn bởi họ thường thích giống ít kháng bệnh nhưng năng suất cao hơn. Người ta cũng có thể dùng thuốc trừ sâu để diệt sâu bệnh trên những diện tích lớn nhưng giá thuốc lại quá đắt với các hộ tiểu nông. Việc sử dụng một biện pháp sinh học khá phổ biến như đưa các loài ký sinh vào tấn công vòng đời của bướm cũng không có tác dụng bởi vì các loài ký sinh không coi cây mía như môi trường sống chung của nó với bướm Eldana nên không quay sang tấn công bướm, Conlong giải thích.
Nhộng của loài bướm Eldana phá hoại cây mía đường
Conlong và cộng sự đã chứng tỏ rằng bướm Eldana có thể bị triệt sản bằng phóng xạ tia gamma mà không ảnh hưởng đến bản năng giao phối của chúng. “Tất cả các nghiên cứu của chúng tôi đều chỉ ra rằng SIT là một giải pháp hoàn hảo”, Conlong cho biết. Họ đã xây dựng một hệ thống xử lý và nuôi dưỡng côn trùng để thực hiện các kỹ thuật chiếu xạ. Bước tiếp theo, họ chờ đợi một cuộc thử nghiệm trên một khu vực riêng biệt trồng mía rộng 5 ha bị loài Eldana tàn phá ở tỉnh KwaZulu-Natal. Với dự án này, cần mua một chiếc máy chiếu bức xạ trị giá khoảng 8 triệu rand (500.000 đô la). “Vài năm qua ngành mía đường đã bị khốn đốn bởi hạn hán kéo dài, dẫn đến việc thiếu kinh phí thực hiện dự án’, ông kể và cho biết thêm, hiện chính quyền Nam Phi cũng đang chuẩn bị cấp một phần kinh phí để mua máy chiếu xạ cho dự án.
Diệt trừ bệnh sốt rét
SASRI còn chờ đợi được tham gia cùng Viện nghiên cứu bệnh truyền nhiễm quốc gia (NICD), nơi đang hy vọng dùng kỹ thuật SIT để diệt trừ những tác nhân của bệnh sốt rét – các con muỗi mang mầm bệnh ở vùng đông bắc đất nước, nơi có khoảng 10% cư dân Nam Phi sinh sống.
Nhờ những biện pháp kiểm soát bệnh sốt rét khác, số lượng các ca mắc bệnh sốt rét đã giảm từ 60.000 ca từ năm 2000 xuống còn 9.000, nhưng cũng khó có thể giảm hơn được nữa số ca mắc bệnh cũng như số lượng các loài côn trùng mang ký sinh trùng gây bệnh nếu chỉ sử dụng phương pháp truyền thống là phun thuốc trong nhà, Lizette Koekemoer, người đang điều hành dự án về bệnh sốt rét tại NICD, cho biết. Vấn đề là ở chỗ muỗi Anopheles, vật trung gian mang ký sinh trùng và là tác nhân chính làm lây bệnh ở người, trú ngụ cả ở trong và ngoài nhà. Vì vậy, dẫu cho bị diệt hết trong nhà thì muỗi vẫn còn nhiều cơ hội sống sót và lây lan bệnh sốt rét.
Với sự hỗ trợ của IAEA và FAO trong vòng 5 năm, NICD đã nghiên cứu cách ứng dụng kỹ thuật SIT để kiểm soát loài muỗi Anopheles. IAEA cung cấp các thiết bị phục vụ chiếu xạ và nuôi dưỡng côn trùng và cùng với FAO, tập huấn các nhà nghiên cứu của NICD trong các phòng thí nghiệm của IAEA ở Áo về việc cung cấp chất dinh dưỡng, nuôi dưỡng và triệt sản bằng tia gamma, Lizette Koekemoer cho biết. Việc tham gia mạng lưới các nhà nghiên cứu về SIT quốc tế đã giúp cho các thành viên của NICD học hỏi rất nhiều kinh nghiệm về kỹ thuật SIT. “Thay vì tự lần mò thử nghiệm, việc trao đổi với các đồng nghiệp quốc tế giúp chúng tôi rút ngắn được thời gian nghiên cứu hơn”, bà đánh giá.
NICD đã có khả năng xác định được liều lượng phóng xạ phù hợp với việc bất dục muỗi mà không làm chúng chết hoặc ảnh hưởng đến bản năng giao phối của chúng, nhà nghiên cứu Givemore Munhenga cho biết. Họ hiện đang tập trung vào việc kiểm soát muỗi đực bị bất dục cũng như tìm kỹ thuật thích hợp để phân loại con đực khỏi đàn. Việc phân loại này là vấn đề chính trong trường hợp loài muỗi: chỉ muỗi cái mới là vật truyền dịch bệnh và vì vậy việc loại muỗi đực không chỉ làm giảm nguy cơ tăng lượng muỗi trong tự nhiên mà còn làm giảm khả năng lây lan bệnh sốt rét.
Thông qua việc hợp tác với Sáng kiến Kỹ thuật hạt nhân trong y tế và khoa học sinh học (NTeMBI), NICD đã có thêm kinh phí để xây dựng một cơ sở xử lý côn trùng ở gần Johannesburg, qua đó thực hiện một dự án thử nghiệm về bất dục muỗi tại một ngôi làng ở phía bắc KwaZulu-Natal. Kinh phí còn được bổ sung từ Tổng công ty phát triển công nghiệp Nam Phi bởi ngoài việc giải quyết điểm nóng bệnh sốt rét, chương trình còn có thể giúp xử lý cả loài bướm Eldana. “Với việc gia nhập dự án của SASRI, chúng tôi có thể đánh bại được cả hai loài côn trùng gây hại bằng một phương pháp”, Koekemoer nói.
Ông Michel Warnau, phụ trách Ủy ban hợp tác kỹ thuật khu vực châu Phi của IAEA cho biết, IAEA ủng hộ sự hợp tác này và đang tìm cách tốt nhất để thiết lập cơ sở chiếu xạ. “Nam Phi đã áp dụng thành công kỹ thuật SIT trong việc kiểm soát một số loài côn trùng và thông qua các chương trình hỗ trợ kỹ thuật, IAEA sẵn sàng hỗ trợ họ nhiều hơn nữa để thực hiện những giải pháp ở tầm quốc gia”.
