Nguồn: hình ảnh minh họa từ bài báo của Tomohiro Nomura và cộng sự đăng trên tạp chí Scientific Reports, 11:15780. https://doi.org/10.1038/s41598-021-95268-0.

     Trong cuộc cách mạng xanh vào những năm 1960, giống lúa thấp cây (semi-dwarf 1-sd1) chứa gen sd1 được chọn tạo có khả năng chống chịu đổ ngã và gia tăng năng suất lúa ở hầu hết các nước Châu Á. Allen lặn sd1 tạo ra cây lúa ngắn hơn với khả năng chống chịu đổ ngã tốt hơn, chỉ số thu hoạch và hiệu quả sử dụng phân đạm cao hơn. Gen sd-1 được nhận dạng đầu tiên trong giống lúa Trung Quốc Dee-geo-woo-gen (DGWG). Giống này lai tạo với giống lúa cao cây Peta để tạo ra giống lúa IR8 với năng suất vượt trội được ghi nhận ở hầu hết các nước Châu Á ở thời điểm đó và tạo nền tảng cho việc chọn tạo giống lúa thấp cây, năng suất cao. Từ năm 1960, sd-1 vẫn còn đóng góp quan trọng trong chương trình chọn tạo giống lúa mới. Tuy nhiên, mức độ chống chịu được tạo ra bởi sd1 trong giống lúa cải tiến thì không đủ để có thể chống chịu đổ ngã từ những cơn bảo typhoon mạnh và xảy ra ở tần suất ngày càng gia tăng ở các nước Đông và Đông Nam Á. Nhà khoa học ở trường Đại học Tokyo trong sự cộng tác với Đại học Nagoya và Trung Tâm RIKEN, Nhật Bản đã nhận dạng ra giống lúa địa phương với độ cứng cây cao có thể được sử dụng như nguồn nguyên vật liệu di truyền cho chọn tạo ra giống chống chịu đổ ngã với cơn bão typhoon. Vị trí gen/QTLs quy định tính chống chịu đổ ngã cũng được xác định thông qua phân tích GWAS. Công trình được công bố trên tạp chí uy tín Scientific Reports thuộc tạp chí Nature. Trong báo cáo, đã nhận dạng giống địa phương Houmanshindenine có khả năng chống chịu đổ ngã tốt với ODMI 6,25 mm và BM 4.000 gf/cm. Vị trí QTL ở nhiễm sắc thể số 2 của kiểu gen Houmanshindenine là một vị trí mới được phát hiện. Từ khám phá trong nghiên cứu cho thấy, những alen có ích để gia tăng tính chống chịu đổ ngã ở cây lúa từ giống lúa địa phương đã không được khai thác trong chương trình chọn tạo giống lúa cải tiến, cao sản trong nhiều năm qua. Để gia tăng năng suất lúa trong cuộc “Cách Mạng Xanh lần 2” nhằm đảm bảo an ninh lương thực, một trong những chiến lược chủ yếu là chọn tạo ra giống lúa có độ cứng cây cao có khả năng chống chịu với cơn bãn mạnh typhoon xảy ra với tần suất thường xuyên hơn. Cải thiện tính chống chịu đổ ngã từ việc gia tăng độ cứng cây có thể tạo ra lúa có hình dạng cây mới với sinh khối và bông lúa lớn hơn. Việc sử dụng alen có ích từ giống lúa địa phương có thể đạt được mục tiêu tạo ra cây lúa chống chịu với typhoon trong tương lai.

Nguồn:

https://doi.org/10.1038/s41598-021-95268-0.

https://doi.org/10.1073/pnas.132266399

Tài liệu tham khảo:

1. Tomohiro Nomura, Yoshiaki Seki, Makoto Matsuoka, KenjiYano, Koki Chigira, Shunsuke Adachi , Francisco J. Piñera‑Chavez, Matthew Reynolds, Satoshi Ohkubo & Taiichiro Ookawa. Potential of rice landraces with strong culms as genetic resources for improving lodging resistance against super typhoons. Scientific Reports 11, 15780 (2021). https://doi.org/10.1038/s41598-021-95268-0.

2. Wolfgang Spielmeyer, Marc H. Ellis, and Peter M. Chandler. 2002. Semidwarf (sd-1), “green revolution” rice, contains a defective gibberellin 20-oxidase gene. PNAS 99(13), 9043-9048 (2002). https://doi.org/10.1073/pnas.132266399