Khám phá kho gen khoai tây tại Đức
Dự án Pomorrow – “Khoai tây cho tương lai” đã được khởi động với sự tài trợ từ Bộ Giáo dục và Nghiên cứu Liên bang Đức. Dự án đặt mục tiêu phân tích kiểu gen toàn diện của toàn bộ 6.357 mẫu giống khoai tây tại ngân hàng gen Đức.
Năm viện nghiên cứu và ba công ty nhân giống cây trồng cùng tham gia, nhằm xác định những giống có khả năng kháng sâu bệnh, chịu hạn hoặc cần ít phân bón hơn – những đặc điểm quan trọng trong bối cảnh biến đổi khí hậu và yêu cầu canh tác bền vững.
Giải mã gen và thử nghiệm thực địa
Trong khuôn khổ dự án, các đoạn DNA từ tất cả các mẫu sẽ được giải trình tự và so sánh, qua đó lựa chọn ra bộ sưu tập cốt lõi đại diện cho sự đa dạng di truyền. Đặc biệt, mười giống khoai tây sẽ được giải mã bộ gen hoàn chỉnh, làm nền tảng cho việc phát triển mô hình dự đoán, giúp suy ra đặc tính của cây từ dữ liệu di truyền. Điều này được kỳ vọng sẽ rút ngắn quá trình lai tạo các giống khoai tây khỏe mạnh, thích nghi tốt hơn với điều kiện khắc nghiệt.
Viện Sinh lý Thực vật Phân tử Max Planck (MPI MP) ở Potsdam đảm nhận nghiên cứu khả năng chịu hạn của 240 giống khoai tây. Đồng thời, dự án cũng tập trung vào mối quan hệ giữa khoai tây và nấm rễ cộng sinh, vốn được cho là có thể thúc đẩy khả năng phục hồi của cây, tương tự như vai trò của hệ vi sinh vật đường ruột đối với con người.
Giáo sư Tiến sĩ Caroline Gutjahr, Giám đốc MPI MP, cho biết: “Các thử nghiệm thực địa cho thấy nấm rễ cộng sinh có thể giúp cây khoai tây hấp thụ dinh dưỡng hiệu quả hơn và chịu đựng tốt hơn trong điều kiện khắc nghiệt. Chúng tôi đang thử nghiệm trên một nhóm cây có sự đa dạng di truyền nhằm tìm ra các giống cha mẹ cho các giống khoai tây trong tương lai”. Bà nhấn mạnh, nghiên cứu này không chỉ phục vụ phát triển giống cây chất lượng mà còn góp phần cho nông nghiệp bền vững.
Ứng dụng công nghệ để chọn giống tương lai
Trong quá trình nghiên cứu, các dòng khoai tây được chọn lọc sẽ được cho tiếp xúc với nấm rễ cộng sinh (mycorrhizae) – một loại nấm cũng được ứng dụng trong nghề làm vườn. Sau đó, nhóm nghiên cứu đánh giá phản ứng của từng dòng và sử dụng công nghệ hiện đại như máy quét laser để theo dõi sự phát triển của cây trong các điều kiện tưới tiêu khác nhau. Nhờ vậy, họ có thể phân tích chính xác khả năng sinh trưởng và chọn ra giống thích nghi tốt nhất.
Dự án Pomorrow không chỉ hướng tới phát triển các giống khoai tây chịu hạn, duy trì năng suất ngay cả khi thiếu nước, mà còn giúp nông dân ứng phó tốt hơn với biến đổi khí hậu. Đồng thời, dự án góp phần bảo tồn nguồn gen quý giá, thúc đẩy canh tác bền vững, tiết kiệm tài nguyên và bảo đảm khoai tây tiếp tục là nguồn lương thực chủ lực cho thế giới trong tương lai.
