Khoa học Nigeria giải quyết thách thức của cây sắn
Một dự án do Chính phủ Anh và Quỹ Bill & Melinda Gates tài trợ đang thắp lên hi vọng về việc tạo ra những giống sắn mới có năng suất cao và khả năng miễn nhiễm bệnh khảm lá sắn để cung cấp cho những người dân châu Á và châu Mỹ.
Dự án Chọn tạo giống sắn thế hệ mới (Next-Gen) có thể giúp nông dân ở giải quyết những thách thức với cây sắn, không chỉ cho châu Phi mà còn ở châu Mỹ và châu Á.
Với người dân ở ba châu lục (châu Á, châu Phi và châu Mỹ), sắn là cây trồng chủ lực tạo sinh kế vì chúng có khả năng phát triển ở những vùng đất bạc màu, chịu hạn tốt và có thể thu hoạch củ ở bất cứ thời điểm nào trong năm. Tuy nhiên, sản lượng sắn giữa các nơi có sự khác biệt đáng kể. Các giống sắn ở châu Phi có sản lượng trung bình là 8,8 tấn/ha, trong khi đó ở châu Mỹ là 13 tấn/ha và ở châu Á là 22 tấn/ha. Các giống sắn ở châu Phi – nơi tiêu thụ sắn cao nhất thế giới, thường nhỏ hơn các giống sắn khác ở châu Á và Nam Mỹ nhưng chúng lại có khả năng chống chịu nhiều loại bệnh hơn, chẳng hạn như căn bệnh khảm lá sắn hiện đang lan rộng khắp châu Á và gây thiệt hại nặng nề.
Từ lâu, các nhà nghiên cứu đã nỗ lực cải thiện năng suất sắn ở châu Phi bằng cách nhập khẩu các giống sắn ở châu Á và Nam Mỹ. Tuy nhiên các giống sắn ngoại nhập không có khả năng kháng lại các mầm bệnh ở châu Phi nên sinh trưởng kém. Do vậy, các nhà nghiên cứu phải mất khoảng năm năm để lai tạo một giống sắn đáp ứng yêu cầu. Sau đó, họ sẽ trồng thử các giống này trong vòng một năm để đánh giá chất lượng củ – trải qua quy trình thu hoạch, ngâm, cắt nhỏ và phơi khô, sau đó cân lượng tinh bột còn lại. Mặc dù vậy, một giống sắn năng suất cao vẫn có thể thất bại khi tiếp xúc với môi trường khắc nghiệt.
Giữa bối cảnh đó, Dự án Chọn tạo giống sắn thế hệ mới (Next-Gen) do TS. Chiedozie Egesi, nhà khoa học hàng đầu trong nhân giống sắn vàng giàu vitamin A, và Ismail Rabbi, một nhà chọn tạo giống sắn ở Viện Nông nghiệp nhiệt đới quốc tế (IITA) thực hiện có thể giúp nông dân ở giải quyết những thách thức với cây sắn, không chỉ cho châu Phi mà còn ở châu Mỹ và châu Á. Dự án nhằm mục đích đẩy nhanh quá trình chọn tạo giống sắn có khả năng kháng bệnh tốt hơn, có khả năng chống chịu với điều kiện môi trường không thuận lợi tốt hơn và cải thiện năng suất bằng cách giải trình tự gene để xác định các giống lai đáp ứng yêu cầu. Nhiều người mong chờ tin vui này bởi bệnh khảm lá sắn đang hoành hành ở Thái Lan, Nam Mỹ và các quần đảo ở khu vực Thái Bình Dương. Nông dân nơi đây đang hy vọng phương pháp nhân giống truyền thống có thể tạo ra những giống sắn kết hợp gene kháng bệnh từ châu Phi. Một giống sắn được lai tạo giữa giống sắn Colombia và Nigeria đã được các nhà nghiên cứu trong dự án công nhận và đang khảo nghiệm ở gần IITA (Ibadan, Nigeria).
Ros Gleadow, một nhà khoa học thực vật ở Đại học Monash, Melbourne, Australia cho rằng điều này lẽ ra phải được thực hiện từ lâu bởi sắn cung cấp thực phẩm và thu nhập cho hơn 800 triệu người trên toàn thế giới. “Điều tuyệt vời là cuối cùng cây sắn cũng được công nhận”, cô nói. “Chúng ta cần mang nó trở lại thế kỷ này”.
Tham vọng gia tăng
Vào tháng 11/2018, Rabbi đã chuyển 5 giống sắn châu Phi kháng bệnh khảm lá sắn đến Thái Lan – quốc gia xuất khẩu sắn lớn nhất thế giới. Ông và đồng nghiệp đã tạo ra các giống trên nhờ khoản tài trợ 62 triệu USD từ dự án Chọn tạo giống sắn thế hệ mới do Chính phủ Anh và Quỹ Bill & Melinda Gates tài trợ từ năm 2011. Các nhà khoa học thuộc dự án đã sử dụng dữ liệu gene để xác định các đặc tính hữu ích để nhân giống sắn đáp ứng nhu cầu của thế giới – đảm bảo an ninh lương thực trong bối cảnh khí hậu nóng lên, dân số gia tăng và các loại virus lan rộng.
Các chỉ thị di truyền cho thấy khoảng 60% các giống có khả năng kháng bệnh khảm lá sắn.
Khi các giống sắn châu Phi tới Thái Lan, các nhà khoa học sẽ lai tạo với các giống sắn thích hợp với châu Á. Sau đó, họ sẽ tuyển chọn các giống đã lai tạo theo các chỉ thị di truyền mà Rabbi và đồng nghiệp sử dụng để dự đoán khả năng kháng virus gây bệnh khảm lá sắn, cùng với 12 đặc tính khác – như màu lá và hàm lượng tinh bột.
Những chỉ thị di truyền này đã giúp các nhà nghiên cứu ở Nigeria chọn tạo 8 giống sắn đang được khảo nghiệm trên khắp đất nước. Các nhà khoa học và nông dân sẽ đối chiếu các giống sắn này với các giống sắn tốt nhất hiện có đang được trồng rộng rãi.
Tám giống sắn đang được khảo nghiệm là sản phẩm ở vòng đầu tiên trong quá trình chọn tạo giống của nhóm nghiên cứu ở IITA. Các nhà nghiên cứu đã phân tích DNA của 2500 cây con được ươm tạo năm 2013 và xác định các giống triển vọng dựa trên trình tự di truyền có liên quan đến các đặc tính cụ thể. Dữ liệu phân tích vào tháng 10/2018 cho thấy tỉ lệ cây con mang dấu vân tay di truyền liên quan đến nồng độ β-carotene cao (tiền chất của vitamin A đang rất thiếu trong chế độ ăn uống của nhiều người dân châu Phi) đạt khoảng 83%, theo Rabbi. Và các chỉ thị di truyền cho thấy khoảng 60% các giống có khả năng kháng bệnh khảm lá sắn.
“Việc chọn lọc gene không phải là phương pháp hoàn hảo”, Rabbi cho biết. “Tuy nhiên, ít nhất cũng giúp giảm chi phí khảo nghiệm đắt đỏ”. Các nhà chọn tạo giống sắn trên khắp thế giới đã sử dụng dữ liệu ở IITA để kiểm tra khả năng kháng bệnh khảm lá sắn của cây sắn mà họ lai tạo. Virus khảm lá sắn do bọ phấn trắng gây ra, ảnh hưởng đến sinh trưởng và phát triển củ ở cây sắn. Virus đã hoành hành ở khắp châu Phi, gây ra nạn đói trong những năm 1920 và 1990. Năm 2015, dịch khảm lá sắn nghiêm trọng đã xuất hiện ở Campuchia.
Vào năm 2020, các nhà khoa học sẽ chọn các giống từ 8 giống hàng đầu đã lai tạo và đưa vào sản xuất ở Nigeria. Họ cũng thảo luận với các đồng nghiệp ở Thái Lan, Lào, Brazil, Uganda và Tanzania về việc chuyển các giống sắn mới tới các quốc gia này. Nhóm nghiên cứu cũng đang cố gắng giải quyết các vấn đề cản trở nông dân áp dụng các giống sắn mới.
Tìm kiếm giải pháp
Năm 2005, Quỹ Bill & Melinda Gates tài trợ 12 triệu USD cho sáng kiến BioCassava Plus trị giá 12 triệu USD để tạo ra một giống sắn biến đổi gene chứa sắt, kẽm và các chất dinh dưỡng. Mặc dù giống sắn mới nhận được sự quan tâm của giới truyền thông, các nhà khoa học và các tổ chức viện trợ song Egesi không mấy hứng thú với kết quả này. Ông biết rằng rất ít nông dân ở châu Phi đủ khả năng chi trả các loại phí, bao gồm cả thuốc diệt cỏ để trồng loại sắn này. “Tôi là người nhút nhát, nhưng tôi đủ khả năng để nhận định điều này”, Egesi nói. “Chúng ta cần xem xét mọi mặt, chứ không chỉ tập trung vào vấn đề công nghệ”.
Khi hỏi những người nông dân Nigeria rằng tại sao họ không phát triển các giống sắn được ưa chuộng nhiều hơn, họ thường đáp rằng do không đủ cây giống. Sắn được nhân giống bằng cách gieo ươm các đoạn cành lấy từ cây trưởng thành thay vì gieo hạt. Mỗi cây mới là một bản sao (dòng vô tính) của cây bố mẹ, bởi vậy việc mở rộng diện tích trồng một giống sắn có thể mất nhiều năm. Đồng thời cách trồng này khiến chất lượng giống bị thoái hóa theo thời gian, bởi cây con sẽ thừa hưởng mầm bệnh từ giống cha mẹ và bị đột biến, có thể dẫn đến thoái hóa do đột biến gene (mutational meltdown).
Dự án sẽ kết nối những hộ nông dân và doanh nghiệp.
Năm 2016, nhà di truyền học Elohor Mercy Diebiru-Ojo ở IITA và cộng sự đã phát triển một giải pháp: hệ thống bán thủy canh đầu tiên dành cho cây sắn. Trong phòng thí nghiệm của cô, những cành sắn nhỏ sinh trưởng dưới ánh đèn huỳnh quang trong những hộp nhựa trong suốt chứa đầy đất ẩm. Cứ hai tuần một lần, nhóm nghiên cứu cắt những nhánh con mới mọc ra và đặt vào một hộp khác. Trong vòng 2 tháng, từ 1 cây bố mẹ, họ có thể tạo ra 100 cây mới sẵn sàng trồng ngoài trời.
Diebiru-Ojo cho biết một số người nông dân quen biết với cô nói rằng họ sẵn sàng mua các giống cây này. Cô hy vọng điều này sẽ thúc đẩy sự phát triển của các doanh nghiệp bán cây giống chất lượng cao cho nông dân, để các giống sắn không bị nhân giống vô tính qua nhiều thế hệ. “Khi dự án này kết thúc, tôi mong hệ thống này sẽ tiếp tục phát triển”, cô bày tỏ. Nếu các giống mới không được phát triển, virus sẽ sinh sôi. Quan sát cánh đồng sắn, Egesi cho biết: “Tôi thực sự vui mừng khi thấy không có bất cứ dấu hiệu bệnh nào. Ngay khi chính phủ phê duyệt các giống này, chúng ta phải đưa ra với tất cả mọi người”.
Các nhà nghiên cứu tham gia dự án cũng tìm cách thúc đẩy việc đầu tư thị trường thông qua các cuộc thảo luận với các doanh nghiệp Nigeria – những người muốn thu mua và chế biến sắn củ từ các hộ nông dân trồng ở quy mô nhỏ. Đó là một trong những giải pháp để giống sắn mới có thị trường, mặt khác tạo sự phát triển bền vững cho cây sắn, điều mà không phải dự án nghiên cứu nào cũng làm được.□
Thanh An dịch
Nguồn bài và ảnh: https://guardian.ng/features/agro-care/nigerian-scientists-tackle-cassava-challenges-for-asia-america/
