Nuôi cấy mô phân sinh để tẩy sạch virus ở khoai tây

Cây khoai tây nuôi cấy mô KT2 trong ống nghiệm

Khoai tây giống nhập từ Hà Lan, Hàn Quốc, được bà con nông dân trồng vào vụ Đông, từ khoảng cuối tháng 10 đến tháng 12. Sau khoảng 70– 80 ngày có thể thu hoạch, bà con lại chọn những củ “khoai tây đẹp” cất trên nền nhà để làm giống cho vụ sau. Đây là phương pháp thủ công truyền thống từ xưa vốn dĩ khá phù hợp với điều kiện nhà nông: đơn giản, không tốn kém và tiện lợi. Nhưng từ vụ nọ sang vụ kia, các giống khoai tây các thế hệ F1, F2, F3… đem trồng phát triển kém, hay bị bệnh dẫn đến năng suất giảm đáng kể, mà nguyên nhân chính là giống bị thoái hóa, nhiễm virus và già củ do bảo quản thô sơ không đảm bảo. Là nước nhiệt đới, nên chỉ cần từ 5 – 10% khoai tây bị nhiễm virus là bắt buộc phải thay giống mới. Nhập giống khoai tây mới “sạch bệnh” của nước ngoài thì quá tốn kém, nằm ngoài khả năng tài chính của bà con nông dân nên dường như cánh cửa sản xuất đang khép lại dần vì không tìm được lối thoát. Trước những băn khoăn ấy, Viện trưởng Viện Sinh học Nông nghiệp Nguyễn Quang Thạch và đồng nghiệp cùng nghiên cứu, thực hiện đề tài Tẩy sạch virus giống khoai tây KT2 bằng phương pháp nuôi cấy mô phân sinh (meristem), mở ra cánh cửa cho bà con nông dân trong sản xuất và thu hoạch khoai tây.
“Khoai tây bị bệnh là do nhiều nguyên nhân. Có nguyên nhân do môi giới truyền bệnh như những loại côn trùng chích hút, do nguồn nước, do đất trồng bị ô nhiễm. Nguyên nhân này có thể cải tạo được. Còn nếu do virus trong củ khoai tây thì chỉ còn cách là thay thế giống nhập nội”, GS Thạch tâm sự. Ông cũng cho biết thêm: “Khoai tây thoái hóa là do bà con chọn giống và để trong thời gian dài từ vụ nọ sang vụ kia với điều kiện bảo quản không đạt yêu cầu. Củ khoai tây chứa 90% nước, giống như một túi nước đựng chất dinh dưỡng, nên dẫn đến việc trao đổi chất mạnh và càng làm giảm chất dinh dưỡng nhanh. Bảo quản không tốt củ sẽ teo lại, lá kém thành già củ sinh lý. Xây dựng phòng lạnh để bảo quản thì rất tốn kém”. Từ mẫu giống khoai tây KT2 của trung tâm cây có củ (viện Khoa học Kỹ thuật Nông nghiệp) chọn tạo thu thập từ vùng trồng ở Bắc Ninh, qua điều tra ngoài sản xuất kết hợp phương pháp test Elisa, kết quả cho thấy, 100% giống KT2 bị nhiễm virus PVX, PVY khiến năng suất khoai tây giảm hơn 50%.
Khoai tây bị bệnh là tình trạng chung không tránh khỏi. Việc tẩy sạch virus bằng kỹ thuật nuôi cấy meristem đã được áp dụng thành công trên thế giới qua các nghiên cứu của Morel G. và Martin C. từ những năm 1952 – 1955, Norris D.O. (1954), Kasanis B. (1957). Tuy nhiên ở Việt Nam chưa có nhiều nghiên cứu chi tiết quy trình tẩy sạch virus cho khoai tây bằng công nghệ này. Áp dụng thành tựu của thế giới, GS. Thạch và cộng sự đã nghiên cứu thành công quy trình tẩy sạch virus cho khoai tây KT2. GS. Thạch giải thích: “Thân thực vật, trong đó có khoai tây KT2, có nhiều meristem với kích thước từ 0.1-0.3mm. Đây là những bộ phận rất sạch, không có mạch dẫn nên virus không xâm nhập vào được”. Trong phòng thí nghiệm của Viện Sinh học Nông nghiệp, các nhà khoa học đã tách cắt meristem của khoai tây KT2 dưới kính hiển vi, sau đó tiến hành nuôi cấy mô để phát triển thành cây khoai tây trong ống nghiệm. “Vì meristem không có virus và môi trường nuôi cấy hoàn toàn sạch bệnh nên cây khoai tây KT2 sạch virus 100% và có được những tính trạng ưu việt ban đầu của nó”, GS Thạch cho biết.
Những cây khoai tây nuôi cấy mô này, sau một thời gian sinh trưởng, sẽ được ươm trong môi trường sạch, an toàn của nhà màn. Các nhà khoa học ngoài phương pháp nuôi cây trong ống nghiệm, cũng có thể nhân giống bằng cách tạo củ trong ống nghiệm, từ đó có thể đem trồng trên đồng ruộng. GS.Thạch cho biết thêm, lợi thế của củ mini là có thể sản xuất quanh năm trong môi trường tự nhiên, giá thành hạ, năng suất cao và dễ bảo quản củ giống. Đến bây giờ Viện sinh học Nông nghiệp đã hoàn thiện hệ thống sản xuất giống sạch bệnh.
Bài toán cho việc tẩy sạch virus, nhân giống khoai tây KT2 sạch bệnh đã được giải quyết, nhưng vẫn còn vấn đề về chuyển giao công nghệ sản xuất, tiến hành sản xuất giống để đáp ứng nhu cầu của bà con nông dân. GS.Thạch hồ hởi: “Chất lượng giống KT2 của ta tương đương với giống nhập nội nhưng giá thành giảm hơn một nửa”. Do nhu cầu của bà con khá lớn nên để giải quyết được khâu số lượng giống thì vẫn còn là quá trình dài. “Yêu cầu cho 400ha diện tích trồng thì cần khoảng 800 tấn giống. Hiện tại, chúng tôi mới nhân giống sạch bệnh được 2 vạn củ, vụ tới sẽ nhân lên 20 vạn củ thì cũng mới chỉ đủ dùng cho 3 ha. Giải pháp duy nhất là triển khai việc nhân giống sạch bệnh trên diện tích rộng đồng bộ ở các tỉnh mới mong khắc phục được bài toán nan giải ấy” – Viện trưởng nói.
Viện Sinh học Nông nghiệp đã đi tiên phong trong việc sản xuất giống khoai tây sạch bệnh nên việc chuyển giao công nghệ cho các tỉnh là giải pháp hiệu quả và thiết thực nhất. Một số địa phương đã nhận chuyển giao công nghệ như Công ty giống cây trồng TW, Trung tâm khuyến nông Thái Bình. Ngoài ra Viện cũng đã cải tiến phương tiện vận chuyển cây giống: giao cây giống gốc cho các địa phương, sản xuất củ mini trong nhà màn cách ly để nhân ra một lượng lớn cây đồng đều trong thời gian ngắn. Đồng thời xây dựng hệ thống sản xuất khoai tây liên hoàn từ phòng thí nghiệm đến cơ sở sản xuất đã được chấp nhận ở quy mô tỉnh để có thể nhân giống đồng loạt số lượng lớn cây giống trong thời gian ngắn và trái vụ, củ giống đạt tiêu chuẩn quốc tế nhưng giá thành hạ. GS. Thạch tin tưởng, “Chỉ trong vài năm tới, chúng tôi hoàn toàn có thể đáp ứng được yêu cầu về giống của bà con nông dân trong cả nước”. Không chỉ dừng ở cây khoai tây, Viện Sinh học Nông nghiệp sẽ mở rộng và hoàn thiện sản xuất giống cho nhiều đối tượng khác.
Ảnh trên cùng: Sản xuất củ giống siêu bi sạch bệnh trong nhà màn.