Cuộc cách mạng tiếp theo trên cây lúa: Bài phỏng vấn với tiến sĩ Robert Zeigler của IRRI

In Asia 12/08/2015

Năm 1966, Viện nghiên cứu lúa quốc tế (IRRI) đã đạt được một trong những bước đột phá then chốt trong cuộc Cách mạng Xanh, giống lúa “thần kỳ” IR8, với thân thấp hơn, cứng hơn, đủ khỏe để đạt được năng suất cao hơn đã được tạo ra cùng với phân hóa học và thuốc trừ sâu hiện hành. 50 năm sau, lúa gạo vẫn giữ vai trò thiết yếu với không chỉ châu Á mà thực tế là cả thế giới.  Tuy nhiên, với những nguy cơ ngày càng tăng của biến đổi khí hậu, và sự suy giảm nguồn đất và nước trong nông nghiệp, sản xuất lúa gạo một lần nữa chịu nhiều áp lực. Tiến sĩ Robert Zeigler, tổng giám đốc của IRRI, gần đây đã trao đổi với In Asia. Ông nói rằng thế giới cần một cuộc Cách mạng Xanh 2.0, và trên thực tế nó đang được tiến hành.

Thưa tiến sĩ Zeigler lúa gạo quan trọng như thế nào với Châu Á ?

Ở Châu Á, lúa gạo đóng vai trò quan trọng thiết yếu. Hơn một nửa nguồn năng lượng thực phẩm hàng ngày cho người dân Châu Á nói chung đến từ gạo. Gạo cũng chiếm tới 70% lượng thực phẩm cho những người nghèo nhất trong những người nghèo, mà hầu hết người nghèo của thế giới là ở châu Á.

Nếu bạn nhìn vào Châu Á và tự hỏi “Người Châu Á có điểm gì chung?” thì đó không phải là ngôn ngữ, không phải là tôn giáo, cũng không phải là hệ thống chính trị. Một điểm chung mà tất cả các nước Châu Á đều có chính là lúa gạo. Vì vậy, ngoài việc là một thực phẩm quan trong hàng đầu, lúa gạo còn là một trong những trụ cột văn hóa quan trọng nhất của khu vực.

Bik an intern at TAF walks through a rice field outside Vientiane, Laos.
Bik an intern at TAF walks through a rice field outside Vientiane, Laos.

IRRI đã là nơi khởi xướng cuộc Cách mạng Xanh trên cây lúa. Chúng ta có cần một cuộc Cách mạng Xanh 2.0?

Vâng, tôi không nghĩ có bất cứ nghi ngờ nào về điều này. Khi chúng ta nhìn vào những vấn đề mà Châu Á sẽ phải đối mặt trong tương lai – biến đổi khí hậu, sự suy giảm nguồn đất và nước cho nông nghiệp – những điều này chuyển thành thách thức cho việc nuôi sống dân số vốn vẫn tiếp tục tăng lên, mà không tàn phá môi trường.

Nếu chúng ta muốn có một Châu Á xanh và khỏe mạnh trong 20 tới 30 năm tới, với hệ sinh thái đất ngập nước và nhiều cánh rừng tái sinh, mà vẫn có thể nuôi sống dân số của chúng ta, chúng ta cần gấp đôi hay gấp ba sức sản xuất của đất nông nghiệp hiện có của chúng ta. Điều này, một cách thiết yếu, chính là một cuộc Cách mạng Xanh, và tôi hoàn toàn chắc chắn rằng nó có thể xảy ra.

Nó có vẻ là một thách thức khổng lồ. Cách mạng Xanh lần 2 sẽ sử dụng những công cụ khác so với lần đầu tiên?

Vâng, đây là một trong những điều khiến tôi rất lạc quan. Những công cụ mà chúng ta có hiện nay để thúc đẩy năng suất cao hơn trên cây lúa của chúng ta, trên hệ sinh thái nông nghiệp của chúng ta, là kỳ diệu khi so với những công cụ mà chúng ta đã có 20 và 30 năm trước.

Sự hiểu biết của chúng ta về di truyền thực vật, về cách mà các sinh vật tương tác với đất, là phức tạp hơn rất nhiều. Chúng ta có những công cụ để bước đầu kiểm soát cách thức cây tương tác với môi trường của chúng. Chúng ta cũng có những công cụ giúp truyền thông tới nông dân, thậm chí với những người có khả năng ngôn ngữ tối thiểu, làm sao để quản lý cây trồng của họ để cho năng suất cao nhất trên một đơn vị đầu tư.

Tất cả những điều nói trên kết hợp với nhau nhằm tăng năng suất sẽ trở lên thân thiện với môi trường hơn rất nhiều. Những tác động tiêu cực của các tiến bộ nông nghiệp trong quá khứ – sự lạm dụng sử dụng phân bón, lạm dụng sử dụng thuốc trừ sâu – sẽ lùi xa khỏi ký ức. Chúng ta sẽ trở lên thông minh hơn nhiều trong cách mà chúng ta quản lý cây trồng của mình.

Sản xuất lúa ở Châu Á bị đe dọa như thế nào bởi ảnh hưởng của biến đổi khí hậu ?

Vâng, biến đổi khí hậu sẽ tác động rất mạnh tới việc sản xuất lúa. Lúa được canh tác ở những khu vực thấp-bằng phẳng, những vùng ven biển, đồng bằng. Trong trường hợp có sự bất thường về chu kỳ mưa, những khu vực đó là đối tượng bị ngập; đối tượng bị hạn; và thậm chí là đối tượng của cả ngập và hạn trong cùng một năm. Những khu vực đồng bằng cũng rất nhạy cảm với các cơn giông bão mang nước chứa muối từ biển vào. Do đó sản xuất lúa rất dễ tổn thương trước những khía cạnh liên quan tới thời tiết của biến đổi khí hậu.

Tin tốt là trong những bộ sưu tập lúa, trong những họ hàng với cây lúa, và những giống cổ không còn được canh tác của chúng ta, có các tính trạng chống hạn, chống ngập, và khả năng chịu mức mặn cao hơn. Chỉ còn tùy thuộc vào chúng ta trong việc chuyển các tính trạng này vào cây lúa để nó có thể chịu được sự tấn công mạnh mẽ của biến đổi khí hậu. Và trên thực tế, chúng ta có bằng chứng để tin rằng chúng ta có thể làm được điều này.

Vì vậy tôi rất lạc quan rằng, cho dù biến đổi khí hậu sẽ tạo ra những thách thức khổng lồ lên xã hội nói chung, nếu chúng ta tiếp tục đi theo con đường của nghiên cứu và sự phát triển mà chúng ta đã tiến hành, thì chúng ta không phải lo lắng về việc không sản xuất đủ lúa gạo trong 50 năm tiếp theo.

Cùng với việc nghiên cứu khoa học của mình, ông đã cộng tác với những nước sản xuất lúa ở Châu Á. Ông có thể chia sẻ với tôi về điều này?

Một điều mà chúng tôi đã được học – và là bài học khó khăn cho một người thuần túy khoa học như tôi – đó là các chính sách có thể tạo ra hoặc phá hỏng sự thay đổi các trong hệ thống nông nghiệp. Các chính sách về giá, chính sách thương mại, các chính sách xác định việc giống được bán như thế nào – những chính sách này được định hình bởi các chính phủ và bởi các cơ quan hành chính và bởi các chính trị gia, và chúng trở thành khuôn mẫu, của đối thoại chính sách như nó đã như vậy.

Ở viện nghiên cứu của chúng tôi, chúng tôi nhận ra rằng những công nghệ của chúng ta sẽ không trở lên hiệu quả nếu không có môi trường chính sách phù hợp. Vì thế những thành viên cấp cao của chúng tôi đang dành sự cố gắng đáng kể tương tác với các Bộ nông nghiệp, Bộ tài chính, Bộ kế hoạch ở các nước Châu Á then chốt, để họ hiểu được sự tác động mà các chính sách khác nhau có thể có lên những thửa ruộng, và làm sao để họ có thể cải thiện các chính sách của mình nhằm giúp các công nghệ mới trở lên hiệu quả hơn trong tương lai.

Ông đã đề cập trên thực tế sự bắt đầu của cuộc Cách mạng Xanh lần thứ 2 từ ngày 31 tháng 7 năm 2008. Nó thực sự đã được bắt đầu! Hãy kể cho tôi nghe câu chuyện của Swarna Sub1.

Swarna Sub1 là một câu chuyện tuyệt vời.

Lúa bị ảnh hưởng bởi ngập trên khắp Châu Á, và trong khi nó phát triển rất phù hợp ở mức nước 10, 15 hay 20 cm, nếu bị ngập hoàn toàn dưới nước nó sẽ chết, giống như bất cứ cây trồng nào khác. Các nhà khoa học của chúng tôi đã khám phá ra một gen giúp cây lúa sống sót trong điều kiện ngập bất thường: hai tuần dưới dưới nước, ba tuần dưới nước. Lúa Sub1 hay là Submergence1 (lúa Ngập1) của chúng tôi – một số người gọi là lúa Submarine (lúa Tàu ngầm), lúa Snorkel (lúa Ống thông hơi) – sẽ cầm cự và duy trì sự sống trong nước, và khi nước rút đi, cây lúa sinh trưởng trở lại.

Gen này tới từ đâu vậy ?

Nó tới từ phía Nam Ấn Độ, từ một giống truyền thống có năng suất cực kỳ thấp, hạt rất nhỏ. Không một ai muốn giống lúa này. Khi bạn ăn gạo này, nó chẳng khác gì bìa các-tông cả. Nhưng nó lại chịu được ngập, đã sống sót, và sống sót, và tiếp tục sống sót, và trong một chương trình nhằm tập hợp tất cả các giống lúa trên thế giới, chúng tôi đã thu thập nó.

Chúng tôi đã lấy được gen từ giống lúa đó, chuyển nó vào các giống lúa tốt, năng suất cao của chúng tôi, và vào năm 2008, chúng tôi đã chuyển giao cho các nông dân ở một vùng có nguy cơ ngập cao ở Ấn Độ và đề nghị họ trồng các giống lúa này.

Các nông dân dã trồng Swarna Sub1 trên những ô ruộng nhỏ của họ, và một trường hợp một người nông dân cụ thể, anh Pal, đã bị tấn công bởi hai lần ngập. Ruộng của anh trông thật tồi tệ sau lần ngập thứ hai. Và chúng tôi đã cử các nhà khoa học của mình tới đó; họ đã chụp 1 bức ảnh: anh nông dân đang đứng trên ruộng của mình. Những người hàng xóm của anh ấy thì đang nói với anh rằng “Hãy cày lại ruộng đi thôi; anh sẽ chẳng thu được gì từ mảnh ruộng này đâu.” Và chúng tôi đề nghị anh đừng cày lại ruộng

Ngày 31 tháng 7, 2008, là ngày chúng tôi chụp bức ảnh, khi anh đã dũng cảm nói rằng “Tôi sẽ không cày trên cây trồng của mình; Tôi sẽ chờ xem điều gì xảy ra.” Anh nông dân đã tin tưởng chúng tôi, chờ đợi những cây lúa đó phục hồi, và anh đã có một vụ thu hoạch mĩ mãn. Và tất cả những điều còn lại chỉ là quá khứ. Ngày nay có trên 5 triệu nông dân ở miền Đông Ấn Độ đang trồng giống lúa Swarna Sub1 và những giống chịu ngập khác.

Nhìn vào tương lai và cuộc Cách mạng Xanh 3.0 có thể xảy ra, những sự thay đổi nào đang được xem xét để cải thiện cây lúa?

Chúng tôi đang hướng tới những sự thay đổi rất căn bản trên cây lúa.Chọn lọc và tiến hóa tự nhiên là một loại cam kết cẩu thả. Thành công nghĩa là bạn sống sót tốt hơn người bên cạnh một chút nhưng không có khái niệm hoàn hảo trong chọn lọc tự nhiên.

Hiện tại, quang hợp, cách mà thực vật hấp thụ ánh sáng, hoạt động rất hiệu quả. Nhưng hóa ra một số loài thực vật, cách đây khoảng 50 triệu năm trước, đã phát triển một dạng quang hợp hiệu quả hơn trong khi các loài khác thì không. Những loài thực vật rất hiệu quả chẳng hạn như ngô và mía. Những loài thực vật không hiệu quả chẳng hạn như lúa gạo và lúa mì. Trong cùng một điều kiện ánh sáng mặt trời, những thực vật có khả năng quang hợp tốt hơn chỉ sử dụng môt nửa lượng nước và 1/3 lượng đạm mà có thể cho năng suất gấp đôi.

Vì vậy một số nhà khoa học của chúng tôi đã nghĩ rằng, nếu chúng ta phải đáp ứng nhu cầu thực phẩm trong tương lai, với ít đất hơn, với không gian môi trường hạn chế hơn nhiều, tại sao chúng ta không cố gắng chuyển đổi khả năng hấp thụ ánh sáng của cây lúa thành loại hiệu quả cao như ngô và mía?

Bây giờ chúng ta đang trong quá trình mổ xẻ và tìm hiểu về những nguyên lý cơ bản của quang hợp trên lúa và ngô để rồi chắp ghép lại vào cây lúa, làm cho nó có được hiệu quả cao hơn. Tôi chắc rằng hoàn toàn có thể –  việc mà chúng ta tạo ra một giống lúa sử dụng ánh sáng mặt trời, nước và đạm hiệu quả hơn 50%, để chúng ta có thể sản xuất đủ lương thực mà hành tinh cần trên diện tích đất ít hơn nhiều. Đó sẽ là một cuộc Cách mạng Xanh lần thứ 3.

Tiến sĩ, ông có vẻ rất yêu thích công việc của mình.

Đúng như bạn nói.

Tiến sĩ Robert Zeigler là tổng giám đốc của Viện Nghiên Cứu Lúa Quốc Tế (IRRI), ở Los Baños, Laguna, Philippines. Bạn đọc có thể liên hệ với ông qua website của Viện. Các quan điểm và đánh giá ở đây là của người được phỏng vấn, không phải của The Asia Foundation.

Dịch bởi Công Điển, sinh viên Thạc sĩ Nông nghiệp, Đại học Kyushu, Nhật Bản.

I

Link bài phỏng vấn tiếng Anh trên CVD: https://cvdvn.net/2015/08/26/the-next-revolution-in-rice-an-interview-with-dr-robert-zeigler-of-irri/

9 thoughts on “Cuộc cách mạng tiếp theo trên cây lúa: Bài phỏng vấn với tiến sĩ Robert Zeigler của IRRI

    1. Cảm ơn chị Thu Hương.

      Đúng là ở đây có kỹ thuật chuyển gien, cụ thể hơn là chuyển 1 gien hữu ích (gien chịu ngập) từ 1 giống lúa bản địa (em nghĩ giống này gần với lúa dại thì đúng hơn) vào các giống lúa mục tiêu (ở đây là các giống có năng suất cao, vốn đã được sử dụng trong canh tác nhưng chưa có tính chịu ngập) để bổ sung tính trạng chịu ngập vào giống mục tiêu. Lý do là tuy cùng loài lúa, nhưng lại chia ra nhiều loài phụ, các loài phụ được hình thành cùng với khoảng cách về địa lý, thời gian, đặc điểm môi trường… nên nhiều khi tạo ra khoảng cách di truyền, gây khó khăn cho việc lai tạo thông thường vì khó giao phấn, thụ phấn với nhau, hoặc có thụ phấn được thì tạo ra các hạt bất dục…. Nhất là giữa các loài dại với loài hiện đại thì lại càng khó. Đó là không kể tới sự tốn kém về thời gian vì phải lai đi lai lại nhiều lần… Kỹ thuật di truyền giúp chúng ta giải quyết các vấn đề đó. Các kỹ thuật này hiện nay rất phổ biến, Việt Nam mình cũng đã và đang sử dụng gien Sub1 trong chọn tạo giống chịu ngập. Nhưng ở đây vẫn là giữa các giống cùng loài lúa với nhau. Em không cho rằng đây là GMO chị Hương ạ.

      GMO chúng ta hay nói tới thường mang ý là sự chuyển gien giữa các loài hoàn toàn xa lạ. Ví dụ ngô GMO được chuyển gien từ 1 loài vi khuẩn Bt. Chúng ta không biết khi 1 gien xa lạ được chuyển vào 1 hệ gien đã ổn định thì nó tương tác thế nào, không chỉ là việc hình thành 1 tính trạng cụ thể, mà còn là sự tương tác phức tạp với tất cả, đó có thể là 1 lý do mà ngay trong giới khoa học cũng còn tranh cãi nhiều. Ở lúa có lúa golden rice được coi là luá GMO khi nó được chuyển gien quy định màu hạt từ 1 loài hoa, và golden rice bị phê phán nhiều, IRRI phải mất rất nhiều công để bảo vệ golden rice nhưng có vẻ chưa thành công, hi.

      E. Điển

      Số lượt thích

      1. Cám ơn Điển nhiều.

        Đúng là khi chuyển gen giữa các loài hoàn toàn xa lạ với nhau thì sẽ gọi sản phẩm đó là GMO. Và ngô được chuyển gen từ 1 loài vi khuẩn Bt thì gọi là ngô GMO.

        VN đã trồng đại trà 3 giống ngô GMO là giống NK66 Bt, NK 66 GT và Nk66 Bt/GT. Chữ “Bt” trong tên giống liên quan tới gen Bt từ vi khuẩn Bt. Còn chữ “GT” liên quan tới gen GA, và thật thú vị, gen này đến từ ngô dại. (Điển có thể đọc Báo cáo về gen GA trên ngô GMO ở VN ở đây)

        Vậy ngô GMO có thể là ngô được chuyển gen giữa hai loài hoàn toàn xa lạ với nhau (vd như ngô và vi khuẩn) hoặc giữa các giống cùng loài ngô với nhau. Cả 3 giống ngô GMO ở VN đều thuộc 2 dạng này.

        *** Lại nói thêm về ngô được chuyển gen từ ngô dại có phải là ngô GMO hay không.

        Ở đây tạm thời chấp nhận rằng – việc chuyển gen giữa các giống cùng loài ngô với nhau thì không phải là GMO. Mà chuyển gien giữa các loài hoàn toàn xa lạ, vd như ngô và vi khuẩn, thì mới gọi là ngô GMO.

        Trong kỹ thuật chuyển gen, để chuyển gen mong muốn vào vật mục tiêu (vd ở đây là chuyển gen GA từ ngô dại vào ngô mục tiêu) thì chúng ta đều phải sử dụng vật chuyển gen (thuật ngữ chuyên ngành gọi là vector).

        Có hai loại vector được sử dụng phổ biến nhất trong kỹ thuật chuyển gen là plasmid vector và bacteriophage vector. Một loại có nguồn gốc từ plasmid của vi khuẩn và một loại có nguồn gốc từ virus xâm nhiễm vào vi khuẩn.

        Dù dùng loại vector nào thì ngô mục tiêu cũng nhận đồng thời cả gen GA từ ngô dại và cả gen vector nữa. Có nghĩa là ngô mục tiêu vừa nhận gen từ ngô dại và vừa nhận gen từ vi khuẩn hoặc virus.

        Vì có nhận thêm gen từ vi khuẩn hoặc virus nên ngô mục tiêu sẽ trở thành ngô GMO, dù mục đích ban đầu là chỉ nhận gen từ ngô dại đi nữa.

        Vậy ngô được chuyển gen từ ngô dại là ngô GMO. 🙂

        Liked by 1 person

      2. Cảm ơn chị Hương nhé, thực sự chị đã động tới những vấn đề khá sâu của công nghệ GMO,hi.

        Phần trả lời đầu tiên của em không rõ, dễ gây hiểu nhầm, chúng ta không nên nhấn mạnh vào việc cùng loài hay khác loài, mà chúng ta nên tập trung hơn vào phương pháp.

        Ở đây, tuy cùng mang nghĩa là chuyển gien từ giống này sang giống khác, nhưng em muốn nói là công cụ, phương pháp để tạo ra các giống lúa Sub1 khác với cách làm ra các giống ngô GMO mà chị lấy làm ví dụ. Cách tạo ra GMO thì chị đã đề cập rồi, còn để tạo ra các giống lúa mang gien chịu ngập Sub1 (hay các gien chịu mặn, chịu hạn khác) là kết hợp giữa các phép lai và chọn lọc bằng chỉ thị phân tử. Trước tiên là lai giữa 2 giống với nhau, sau đó sử dụng chỉ thị phân tử để xác định và chọn lọc chính xác các cá thể mang gien mong muốn. Sử dụng chỉ thị phân tử giúp đẩy nhanh tốc độ và sự chinh xác của quá trình, hơn rất nhiều so với phương pháp lai truyền thống. Và kỹ thuật này được áp dụng rất nhiều hiện nay.

        Em đính kèm 1 bài review về kỹ thuật chọn lọc sử dụng chỉ thị phân tử để chị tham khảo nếu cần ạ. Trong phần reference số 12 có bài báo nói về việc chọn lọc Swarna Sub1 đấy ạ. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4433898/

        e.Điển

        Số lượt thích

      3. Có nhiều phương pháp và kỹ thuật khác nhau trong chọn tạo giống. Với lúa mà nói thì các phương pháp truyền thống vẫn giữ vai trò rất quan trọng, ngày nay có thêm các kỹ thuật di truyền thì thúc đẩy công việc nhanh hơn, hiệu quả hơn rất nhiều.

        Liked by 1 person

      4. Cám ơn Điển đã nói rõ hơn.

        Phương pháp chọn giống hiện đại này – chọn giống bằng chỉ thị phân tử – là một phương pháp rất hay. Đây là cầu nối giữa công nghệ sinh học và phương pháp chọn giống truyền thống, giúp chọn giống nhanh hơn và hiệu quả hơn rất nhiều.

        Cám ơn Điển đã giúp mình hiểu thêm về cuộc cách mạng tiếp theo trên cây lúa. 🙂

        Số lượt thích

Trả lời

Mời bạn điền thông tin vào ô dưới đây hoặc kích vào một biểu tượng để đăng nhập:

WordPress.com Logo

Bạn đang bình luận bằng tài khoản WordPress.com Đăng xuất /  Thay đổi )

Google photo

Bạn đang bình luận bằng tài khoản Google Đăng xuất /  Thay đổi )

Twitter picture

Bạn đang bình luận bằng tài khoản Twitter Đăng xuất /  Thay đổi )

Facebook photo

Bạn đang bình luận bằng tài khoản Facebook Đăng xuất /  Thay đổi )

Connecting to %s