Làm cỏ dễ dàng hơn nhờ màu sắc của cây trồng

STNN - Các nhà nghiên cứu đề xuất kết hợp kỹ thuật gen với công nghệ trí tuệ nhân tạo (AI) để tạo ra những loại cây ngay từ đầu có đặc điểm ngoại hình đặc biệt để các robot diệt cỏ dễ dàng phân biệt chúng với cỏ dại.

• Từ chỉnh sửa gen cây trồng đến phát triển nông nghiệp bền vững
• Hệ thống robot kiểm soát cỏ dại và theo dõi cây trồng

Trong suốt hàng ngàn năm, con người đã thuần hóa các loại cây trồng thông qua việc lựa chọn và lai tạo giống tỉ mỉ. Nhờ di truyền học, chúng ta hiện nay đã biết nhiều gen chịu trách nhiệm cho những đặc điểm mong muốn, điều này có nghĩa là các loại cây mới hoặc "de novo" - những loại cây được tạo ra hoàn toàn mới thông qua kỹ thuật sinh học và di truyền học - có thể được thuần hóa nhanh hơn nhiều bằng cách sử dụng kỹ thuật sinh học như chỉnh sửa gen để thay đổi hoặc “cập nhật” những đặc điểm này vào cây hoang dã, vì nhiều loại cây hoang dã chịu đựng được môi trường khắc nghiệt hơn các loài cây trồng hiện có, điều này cũng có thể giúp tạo ra những loại cây chống lại biến đổi khí hậu tốt hơn.

Mục tiêu của các nhà khoa học là tạo ra một loạt cây trồng mới mà bền vững với môi trường, có năng suất cao và thích hợp cho các phương pháp nông nghiệp thân thiện với sinh thái. Tuy nhiên, các loại cây mới có thể rất giống với những loại cây hoang dã, điều này khiến việc tiêu diệt cỏ dại trở nên khó khăn. Có một lựa chọn là đưa gen kháng thuốc diệt cỏ vào cây từ đầu, sau đó sử dụng thuốc diệt cỏ để tiêu diệt cỏ dại, song, các nhà nghiên cứu đề xuất kết hợp kỹ thuật gen với công nghệ trí tuệ nhân tạo (AI) để tạo ra những loại cây ngay từ đầu có đặc điểm ngoại hình đặc biệt để các robot diệt cỏ dễ dàng phân biệt chúng với cỏ dại.

Thay vì "đưa" các gene không phải là của thực vật (transgenesis) vào các loại cây mới tạo (de novo crops), các nhà nghiên cứu đề xuất thay đổi gen của cây sao cho chúng biểu hiện những chất, như: anthocyanin, chịu trách nhiệm cho màu đỏ, tím và xanh của nhiều loại cây bao gồm quả mâm xôi và cải tím, hay carotenoids chịu trách nhiệm cho sắc vàng, cam và đỏ của nhiều phần của cây bao gồm cà rốt, ớt và lá...

Các nhà nghiên cứu cho biết, việc điều khiển các gen quan trọng này sẽ nâng cao đáng kể độ chính xác của việc phân biệt giữa các loại cây trồng mới được thuần hóa và các cây trồng hoang dã của chúng.

Ngoài khả năng phân biệt hình ảnh, những chất màu này còn có lợi ích đối với sức khỏe của con người và ứng dụng thực tế trong nông nghiệp. Sự tích tụ anthocyanin trong cây liên quan đến khả năng chống lại sự tấn công của côn trùng, bệnh nấm, nhiễm khuẩn, độc tố kim loại nặng và những áp lực môi trường khác và carotenoids là nguồn cung cấp tiền vitamin A trong chế độ ăn của con người.

Một lựa chọn thay thế (hoặc bổ sung) khác là thay đổi cấu trúc lá của các loại cây từ đầu để làm cho chúng phức tạp hơn hoặc đơn giản hơn so với cây hoang dã - ví dụ bằng cách tạo ra đột biến ở các gen bổ sung hoặc loại bỏ các thùy lá. Và để tạo điều kiện cho việc phân loại hạt sau thu hoạch, cây “mới” được tạo ra có màu sắc hoặc hình dạng hạt khác biệt.

Tuy nhiên, cần nghiên cứu thêm để xem những thay đổi này có ảnh hưởng đến sức sống của cây không, ví dụ như kiểm tra xem các sắc tố này có cản trở quá trình quang hợp hay khả năng chống chịu của cây không. Cần thực hiện thêm các nghiên cứu để cải thiện kỹ thuật cảm biến từ xa và có phương pháp tốt nhất để huấn luyện robot diệt cỏ nhận biết các đặc điểm mới của các loại cây tạo mới.

Minh Dịu (theo sciencedaily)