Mới đây, IAEA đã hợp tác với Tổ chức Nông Lương Liên hợp quốc (FAO) kêu gọi các viện nghiên cứu tham gia Dự án Nghiên cứu Phối hợp (CRP) mới về khả năng chống lại bệnh héo rũ Fusarium (Foc TR4) trên chuối. Chuối (nhóm Musa) là loại cây ăn quả đóng vai trò rất quan trọng trong an ninh lương thực và thu nhập cho khoảng 400 triệu người ở hơn 135 quốc gia trên thế giới. Chuối nằm trong số 10 nguồn cung cấp carbohydrate hàng đầu ở các vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới với hơn 86% sản lượng toàn cầu được sử dụng bản địa. Cải thiện di truyền cây trồng sẽ góp phần đáp ứng các Mục tiêu Phát triển Bền vững của Liên hợp quốc (SDGs) liên quan đến giảm đói nghèo.
Bệnh héo rũ do nấm Fusarium oxysporum f. sp. cubense nhiệt đới chủng 4 (Foc TR4) được coi là loại bệnh gây hại chính trên chuối, thiệt hại hàng năm hàng triệu đô la Mỹ và dự đoán lên đến khoảng 10 tỷ đô la Mỹ năm 2040. Bệnh Foc TR4 lan rộng khắp thế giới, đe dọa sản lượng chuối ở hầu hết các giống chuối. Do đó, việc nhân giống đề kháng Foc TR4 đóng vai trò quan trọng và cần được duy trì sản xuất kèm với các chiến lược tổng hợp ngăn chặn/giảm sự phát tán mầm bệnh. Cho đến nay, phương pháp tiềm năng nhất để kiểm soát Foc TR4 là sử dụng các vi sinh vật có lợi để ngăn chặn bệnh trên đất bị nhiễm bệnh và sử dụng các giống kháng Foc TR4.
Kỹ thuật hạt nhân được áp dụng từ trước đến nay đều là tạo đột biến chuối (D22005), tập trung vào việc phát triển các kỹ thuật sàng lọc hiệu quả để xác định các giống mới có khả năng kháng bệnh. Các quy trình sàng lọc được công bố gần đây góp phần vào việc lựa chọn các giống chuối kháng Foc TR4. Các nhà khoa học của IAEA hiện đang nghiên cứu nhằm phát triển các công cụ và phương pháp hiện đại để quản lý dịch bệnh bằng cách phát triển các giống kháng bệnh, phát triển các công cụ phát hiện mầm bệnh cải tiến và sử dụng các vi khuẩn có lợi để ngăn chặn dịch bệnh. Cảm ứng đột biến để tạo ra biến dị di truyền đã được sử dụng cải thiện nhiều loại cây trồng cho các tính trạng khác nhau trong vài thập kỷ qua, bao gồm cả cây trồng nhân giống thực vật. Do đó, kỹ thuật hạt nhân có nhiều hứa hẹn sẽ đa dạng hóa hơn nữa cơ sở di truyền về khả năng kháng bệnh của chuối. Các dòng chuối đột biến kháng Foc TR4 được phát triển từ trước đây đều sử dụng đột biến hóa học và vật lý.
Cây chuối nuôi cấy in vitro được sử dụng để gây đột biến tại Phòng thí nghiệm Di truyền và Giống cây trồng của Trung tâm Kỹ thuật Hạt nhân FAO/IAEA (Ảnh: D.Calma / IAEA)
Việc cảm ứng các đặc điểm mới ở vi sinh vật có ích bằng cách gây đột biến là cách tiếp cận mới có thể nâng cao hoạt tính sinh học của chúng, hiệu quả xâm nhập vào cây ký chủ và khả năng ngăn chặn Foc TR4. Việc sử dụng các đột biến ngẫu nhiên như đột biến hóa học hoặc vật lý để sửa đổi các chủng vi sinh vật tự nhiên sẽ góp phần cải thiện khả năng kiểm soát sinh học và thúc đẩy tăng trưởng thực vật bằng cách thúc đẩy tổng hợp các enzym kháng nấm và các chất chuyển hóa khác. Các vi sinh vật có ích đột biến có thể được sử dụng cho cây chuối kháng mồi sinh học không chỉ để quản lý các bệnh nguy hiểm trên chuối mà còn để ngăn ngừa nguy cơ suy yếu sức đề kháng do mầm bệnh hoặc trong quá trình canh tác liên tục.
Công nghệ gen thiết lập chức năng liên kết di truyền phát hiện ra gen ứng viên là cần thiết để hiểu các cơ chế liên quan đến tính kháng Foc TR4 ở chuối. Việc lập các hiệp hội di truyền sẽ thúc đẩy sự phát triển các mầm kháng thuốc bằng cách sử dụng các chất đánh dấu và chỉnh sửa gen để nâng cao hiệu quả nhân giống. Do đó, cần có các phương pháp phát hiện nhanh chóng, đáng tin cậy và giá cả phải chăng như dựa trên DNA và/hoặc viễn thám cho phép phát hiện và giám sát Foc TR4 sớm. Những tiến bộ đáng kể đã đạt được trong những năm gần đây về việc phát hiện từ xa cây bị bệnh trên đồng ruộng cũng có thể được sử dụng để phát triển công nghệ phát hiện bệnh héo Fusarium trên chuối.
Từ khóa: Nhân giống đột biến; kỹ thuật hạt nhân; bệnh héo Fusarium; chuối;
– CMD&DND –
