Nghiên cứu về lúa mì GMO đang diễn ra như thế nào?

Lúa mì là một trong những lương thực quan trọng bậc nhất thế giới. Thống kê cho thấy sản lượng ngô, lúa gạo và lúa mì chiếm tới 87% tổng sản lượng lương thực thế giới. Trước sự gia tăng dân số nhanh chóng thì nhiều nghiên cứu về lúa mì GMO ra đời với hy vọng tăng năng suất, đảm bảo an ninh lương thực.

Thực trạng sản xuất lúa mì trên thế giới

lua-mi-gmo-1

Lúa mì là loại ngũ cốc quan trọng trên thế giới

Lúa mì (tên khoa học Triticum aestivum L) là một loại ngũ cốc có tầm quan trọng lớn trên toàn thế giới. Với sản lượng hàng năm đạt khoảng 715,5 triệu tấn, lúa mì là cây lương thực lớn thứ hai. Ước tính 17% diện tích đất canh tác toàn cầu đang được sử dụng để sản xuất lúa mì.

Tuy nhiên, do dân số thế giới ngày càng tăng nên tổng sản lượng lương thực cần phải tăng ít nhất 70% trong 35 năm tới để đáp ứng nhu cầu lương thực của con người. Các ứng suất môi trường khác nhau, cả sinh học và phi sinh học đều đã được áp dụng nhưng chúng tồn tại những hạn chế lớn trong việc gia tăng năng suất lúa mì.

Hơn nữa, trong những năm gần đây, khí hậu toàn cầu đang thay đổi rõ rệt. Sự biến đổi theo hướng tiêu cực này đang tàn phá ngành sản xuất nông nghiệp và lúa mì cũng bị ảnh hưởng bất lợi. Theo thống kê sản lượng ngũ cốc thế giới năm 2012 thì sản xuất lúa mì đã giảm tới 5,7% bất chấp việc lai tạo các giống mới và nâng cao kỹ thuật trong nông nghiệp.

lua-mi-gmo-2

Khí hậu toàn cầu thay đổi, đặc biệt là việc nóng lên đã ảnh hưởng đến năng suất lúa mì

Đặc biệt, sản xuất lúa mì ở Ấn Độ luôn bị ảnh hưởng bởi sự biến đổi nhiệt độ. Những năm gần đây, nước này đã chịu nhiều thiệt hại vì nhiệt độ không khí không ngừng tăng. Hơn nữa, các chuyên gia dự đoán nhiệt độ sẽ tiếp tục tăng 2,5 – 4,3 độ C vào cuối thế kỷ với những ảnh hưởng đáng kể đến sản xuất lương thực. Không ngững vậy, nhiệt độ cao cũng làm hạt lúa mì thiếu dinh dưỡng hơn. Ước tính, trong giai đoạn làm hạt, nhiệt độ cứ tăng 1 độ C thì năng suất hạt dự kiến ​​sẽ giảm 5,4%.

Lý giải về điều này, các nhà nghiên cứu cho rằng nhiệt độ tăng trong thời gian làm hạt sẽ làm giảm kích thước, dẫn đến kéo tụt sản lượng tổng thể. Sự suy giảm năng suất và chất lượng lúa mì do nhiệt độ cao đang là một vấn đề đáng lo ngại cần được giải quyết. Và các nghiên cứu về lúa mì GMO với gen chịu nhiệt đã ra đời.

Nghiên cứu về lúa mì GMO

Qua nhiều thế kỷ, các hiệu ứng kết hợp giữa chọn lọc tự nhiên và con người đã dẫn đến sự tiến triển gen của động thực vật với các đặc điểm khác nhau. Ví dụ như các giống cây trồng bắt đầu chịu được sự tăng trưởng nhiệt độ, hạn hán, thay đổi mô hình sinh trưởng, rút ngắn thời gian trưởng thành, thời gian kết hạt và các đặc điểm chất lượng.

lua-mi-gmo-3

Các nghiên cứu về lúa mì GMO được thực hiện với hy vọng tạo ra một loại lúa mì có thể chống nóng

Kết quả của tình trạng này là những cánh đồng lúa mì trở thành quần thể phức tạp, không ổn định, năng động về mặt di truyền. Nó cũng đa dạng, cân bằng với cả ứng suất sinh học và phi sinh học hiện diện trong môi trường. Những đặc điểm này được giữ lại thông qua lựa chọn, cách ly, giảm di cư và hạn chế về việc vượt qua và tái tổ hợp di truyền.

Tuy nhiên, trước áp lực dân số thế giới, nhiều người cho rằng con người không thể tiếp tục chờ đợi cây trồng tự biến đổi. Thay vào đó, cần có các nghiên cứu xác định gen có thể chống lại các tác động sinh học tiêu cực (ở trường hợp lúa mì GMO là nắng nóng). Sau khi xác định thành công thì có thể phát triển lúa mì GMO thông qua phương pháp tiếp cận công nghệ DNA tái tổ hợp.

Trong vài thập kỷ qua, các thực phẩm GMO đã đạt được những thành tựu nhất định trong việc kết hợp các đặc điểm mong muốn như khả năng chịu thuốc diệt cỏ, kháng bệnh và cải thiện chất lượng thực phẩm. Do đó, một số người kỳ vọng phương pháp chuyển DNA sẽ giúp các giống lúa mì GMO ra đời để cây lương thực này thích nghi với nắng nóng và tăng năng suất trong điều kiện biến đổi khí hậu.

Nhiều phương pháp chuyển DNA đã được thử nghiệm trong lúa mì với các mức độ thành công khác nhau bao gồm electroporation, micro-injection, silicon carbide, polyethylene glycol và laser qua trung gian. Nhưng Agrobacterium – trung gian chuyển đổi và vi hạt bắn phá là các phương pháp thu được nhiều thành công nhất.

Một trong số các nghiên cứu đã đem lại giống lúa mì GMO Roundup Ready bằng cách biến đổi gen kháng thuốc diệt cỏ. Giống lúa mì GMO này khi hoàn thành có khả năng kháng thuốc diệt cỏ hoàn toàn. Cũng trong năm đó, một nhóm nghiên cứu đã báo cáo về giống lúa mì GMO kháng glyphosate Bobwhite IE C58 bằng cách sử dụng gen CP4-EPSPS đã sửa đổi.

Cho đến nay, dù đã tiến hành nhiều thử nghiệm trên thực địa nhưng không có giống lúa mì GMO nào được trồng thương mại. Có nhiều vấn đề đặt ra với lúa mì GMO như cần chuẩn hóa một giao thức chuyển đổi có hiệu quả, cần tìm nguồn chi phí để phát triển các giống lúa mì GMO có thể chống lại biến đổi khí hậu, tăng lợi nhuận cho nông dân và các quốc gia trên thế giới.

Đặc biệt, vấn đề cốt lõi trong việc phát triển lúa mì GMO nói riêng và thực phẩm biến đổi gen nói chung là “sự an toàn cho sức khỏe”. Dù nhiều người đã và đang vẽ ra “tương lai màu hồng” với các giống lúa mì GMO nhưng điều quan trọng là chúng có an toàn không, có tốt cho sức khỏe không, các nghiên cứu độc lập đánh giá thế nào về lúa mì GMO? Chúng ta sẽ cùng tìm hiểu thêm trong các bài viết sau nhé!