Trong hai thập kỷ qua, theo Chỉ số Rủi ro Khí hậu Toàn cầu, nhiều quốc gia đã và đang bị ảnh hưởng nặng nề bởi biến đổi khí hậu, đặc biệt là các quốc gia ven biển như Somalia, Bangladesh với đồng bằng sông trũng thấp. Hai phần ba diện tích đất của các quốc gia này nằm dưới mực nước biển và rất dễ xảy ra lũ lụt, lốc xoáy, bão, hạn hán và sạt lở đất. Theo Tổ chức Lao động Quốc tế, khi sự nóng lên toàn cầu trở nên rõ rệt, sẽ khiến cây trồng dễ bị hư hại dưới thời tiết khắc nghiệt và gây ra mối đe dọa ngày càng tăng đối với an ninh lương thực và dinh dưỡng, như Bangladesh có gần 40% người dân làm việc trong lĩnh vực nông nghiệp.
Nhờ giống lúa mới từ công nghệ hạt nhân, nông dân Bangladesh hiện thu hoạch gần 7 tấn gạo/ha – cao hơn 75% so với năng suất trung bình của thế giới trên mỗi ha. (Ảnh: N. Jawerth/IAEA)
Khoa học và công nghệ hạt nhân hiện đã không còn xa lạ với nhiều quốc gia khi ngày càng giữ vai trò quan trọng trong nông nghiệp như gây giống đột biến hay thủy văn đồng vị để kiếm tìm nguồn cung nước tưới tiêu, cung cấp các phương tiện cải thiện năng suất cây trồng, chăn nuôi đồng thời tăng khả năng chống chịu với biến đổi khí hậu. Thông qua kỹ thuật hạt nhân, được gọi là nhân giống đột biến cây trồng, các chuyên gia đã phát triển các giống cây cải tiến, bao gồm lúa, đậu xanh, đậu xanh, đậu lăng và đậu tương.
Mohammad Abul Kalam Azad từ Viện Nông nghiệp Hạt nhân Bangladesh (BINA) cho biết: “Các mối nguy hiểm tự nhiên đến từ lượng mưa, mực nước biển dâng cao và bão nhiệt đới sẽ tăng khi khí hậu thay đổi, ảnh hưởng nghiêm trọng đến nông nghiệp, nước và an ninh lương thực”. Sử dụng nhân giống đột biến cây trồng, các nhà khoa học có thể tạo ra các giống cây trồng có khả năng chống hạn hán, nhiễm mặn, nhiệt độ cao và thấp, dịch bệnh và sâu bệnh, đồng thời mang lại năng suất cao hơn với thời gian sinh trưởng ngắn hơn. BINA đã sản xuất thành công tổng cộng 85 loại cây trồng khác nhau, bao gồm cả giống lúa cải tiến có tên Binadhan-14, được phát triển trong thời gian kỷ lục. Trong khi thông thường phải mất từ 8 đến 12 năm để tạo ra một giống mới, các chuyên gia Bangladesh đã hoàn thành nhiệm vụ này chỉ trong vòng 4 năm. Binadhan-14 được phát triển thông qua một kỹ thuật cải tiến, trong đó các chuyên gia sử dụng chùm ion thay vì tia gamma hoặc tia X như thường lệ. Nhờ giống lúa mới này, nông dân hiện thu hoạch gần 7 tấn gạo/ha – cao hơn 75% so với năng suất trung bình của thế giới/ha. Trong khi cây lúa thường mất từ 100 đến 160 ngày để phát triển, thì Binadhan-14 nằm ở phần dưới của phổ này; nó được thu hoạch chỉ trong vòng 105 đến 115 ngày sau khi gieo. Trong khi nhiệt độ tối ưu để trồng lúa là từ 25 đến 35oC, Binadhan-14 chịu được nhiệt độ cao tới 38oC. Theo báo cáo năm 2022 của Tổ chức Lương thực và Nông nghiệp Liên hợp quốc (FAO), Bangladesh là nước sản xuất và tiêu thụ gạo lớn thứ tư thế giới và các giống lúa mới thích nghi với biến đổi khí hậu sẽ giúp nuôi sống 165 triệu người của quốc gia này, gần một phần ba trong số đó bị mất an ninh lương thực ở mức độ trung bình hoặc nghiêm trọng. Nhờ nhân giống đột biến cây trồng, sản lượng lúa gạo ở Bangladesh đã tăng gấp ba lần trong những năm gần đây.
Không ở mức chịu ảnh hưởng nghiêm trọng do biến đổi khí hậu như Bangladesh, nhưng Việt Nam đã áp dụng thành công kỹ thuật hạt nhân trong tạo giống đột biến cây trông và đạt nhiều thành tựu quốc tế. Trong hơn 30 năm, Viện di truyền nông nghiệp Việt Nam đã cho ra 46 giống gạo mới phù hợp với đặc điểm của từng vùng sản xuất nông nghiệp Việt Nam. Dưới sự giúp đỡ của Cơ quan Năng lượng Nguyên tử Quốc tế (IAEA) và FAO, Việt Nam đã có được những giống gạo có năng suất cao hơn, thời gian trưởng thành ngắn hơn và khả năng chống chọi với điều kiện thời tiết bất ổn cao hơn.
Hay như Ấn Độ là nhà xuất khẩu gạo lớn nhất thế giới, nhưng những người nông dân của quốc gia này phải đối mặt với những trở ngại nông nghiệp lớn trong sản xuất lúa gạo. Những trở ngại này bao gồm sự nhiễm mặn, biến đổi khi hậu, bệnh tật. Vì vậy, những chuyên gia đã sản xuất hàng loạt những giống lúa mới, bao gồm giống CSR-30, được tạo ra vào những năm 2000. Giống lúa này có khả năng chịu mặn tốt hơn nên rất phù hợp với những miền ven biển. Không chỉ sự dụng máy chiếu tia bức xạ gamma, các chuyên gia tại Trung tâm nghiên cứu nguyên tử Bhabha còn đang xem xét sử dụng công nghệ tia electron và tia ion để có thể tạo ra những giống lúa đột biến mới.
Giống CSR-30 của Ấn Độ
Ông Totti Tjiptosumirat, Giám đốc Trung tâm Ứng dụng Đồng vị và Bức xạ tại Cơ quan Nghiên cứu và Đổi mới Quốc gia Indonesia (BRIN) cho biết: “Các kỹ thuật dựa trên hạt nhân đưa ra giải pháp nhanh chóng, hiệu quả, thân thiện với môi trường và tiết kiệm chi phí mở rộng đa dạng di truyền trong cây trồng”. Bằng cách cho hạt giống hoặc các mầm thực vật khác như chồi, mầm hoặc bào tử tiếp xúc với bức xạ, các nhà khoa học tạo ra các biến thể di truyền ngẫu nhiên và mới lạ tự phát có thể tạo ra nhiều loại giống cây trồng mới với các đặc điểm mới. Những biến thể mới này có thể lựa chọn được các đặc điểm mong muốn. Việc áp dụng kỹ thuật hạt nhân giúp đẩy nhanh quá trình nhân giống tự nhiên một cách đáng kể và được đánh giá là an toàn.
Shoba Sivasankar, Trưởng bộ phận Di truyền và Nhân giống cây trồng tại Trung tâm kỹ thuật hạt nhân trong lương thực và nông nghiệp chung của FAO/IAEA cho biết: “Biến thể di truyền cảm ứng là yếu tố phân biệt nhân giống đột biến với các phương thức nhân giống cây trồng khác. Bà giải thích rằng một số công nghệ sinh học tiên tiến được sử dụng trong quy trình nhân giống đột biến để cải thiện độ chính xác của việc lựa chọn các mục tiêu và đẩy nhanh quá trình phát triển giống cây trồng. Theo các ước tính khác nhau, sản lượng nông nghiệp dựa vào nước mưa được dự đoán sẽ giảm từ 10 đến 50% ở khu vực châu Á vào năm 2030 do biến đổi khí hậu. Kỹ thuật hạt nhân sẽ càng trở nên quan trọng trong việc hỗ trợ cải thiện số lượng và chất lượng sản phẩm nông nghiệp trước tình trạng nhiệt độ toàn cầu gia tăng.
Xem thêm về Kỹ thuật nhân giống đột biến bằng công nghệ bức xạ tại đây
Từ khóa: Nhân giống đột biến; kỹ thuật đồng vị; hạt nhân;
– CMD&DND –
