PHƯƠNG HƯỚNG CẢI TIẾN GIỐNG LÚA ĐẾN 2010
Ở ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG
Bùi chí Bửu
Viện lúa đồng bằng sông Cửu Long
CƠ SỞ
LƯ LUẬN
-
Quá tŕnh hội
nhập quốc tế và phát triển kinh tế nước nhà theo hướng công
nghiệp hóa, hiện đại hóa, và chúng ta phải trở thành nước công
nghiệp vào năm 2020, năng lực cạnh tranh trên thị trường trong
và ng̣ai nước với các giống lúa chất lượng cao là mục tiêu hàng
đầu
-
Đa dạng hóa nguồn
di truyền, giảm sức ép chọn lọc do sâu bệnh hại chính gây nên
-
Nhu cầu nước tưới
ngày càng lớn, nhưng khả năng đáp ứng ngày càng bị giới hạn
-
Sức ép dân số cao
và vấn đề an ninh lương thực, yêu cầu phát triển và đất trồng
lúa có khả năng bị thu hẹp
-
Giống lúa đáp ứng
với yêu cầu cơ khí hóa
MỤC TIÊU CHUNG
MỤC TIÊU CỤ THỂ
-
Phát triển giống lúa có năng suất cao và ổn định, hướng lâu dài
đột phá ngưỡng trần (>8-10 tấn /ha/vụ)
-
Phát triển giống lúa có phẩm chất gạo ngon, đáp ứng thị hiếu thị
trường nội địa và xuất khẩu
HOẠT ĐỘNG NGHIÊN CỨU
Hoạt động 1: Chiến lược tạo giống lúa hạt dài, hàm lượng amylose
#20%, ít bạc bụng là ưu tiên số 1, kế đến là mùi thơm. Phương pháp
chọn tạo giống truyền thống vẫn c̣n nguyên giá trị của nó trong cải
tiến giống lúa theo mục tiêu chiến lược này. Tuy nhiên nó cần được
kết hợp với các phương pháp hiện đại để thúc đẩy hiệu qủa tốt hơn.
Để có những đột phá trong bộ giống phẩm chất chất cao, chúng ta cần
quan tâm đến phẩm chất dinh dưỡng (protein, vi chất dinh dưỡng như
Fe, Zn,.., những vi chất giúp tế bào chống lại oxid hóa, chống lại
sự lăo hóa), phẩm chất gạo phục vụ cho bệnh nhân ăn kiêng (suy thận,
tiểu đường,...). Chúng ta có thể khó khăn trong cạnh tranh gạo có
phẩm chất cơm ngon như Thái Lan, Ấn Độ, Pakistan, nhưng chúng ta
ḥan ṭan có thể cạnh tranh về phẩm chất dinh dưỡng nếu chúng ta có
đầu tư nghiên cứu.
Hoạt động 2: Chiến lược nghiên cứu cây lúa có thời gian sinh trưởng
ngắn 90-100 ngày ở ĐBSCL, đă góp phần thúc đẩy gia tăng diện tích
gieo trồng, và gia tăng mô h́nh luân canh lúa + màu. Chiến lược này
sẽ được tiếp tục thực hiện với mọi nổ lực khắc phục tính trạng rạ
yếu liên kết với tính chín sớm.
Hoạt động 3: Chiến lược nghiên cứu lúa chống chịu ổn định với stress
do sinh học như rầy nâu, bệnh đạo ôn, bệnh bạc lá đă góp phần tích
cực trong việc nâng cao hiệu qủa IPM trong cả nước. Chiến lược này
sẽ được tiếp tục với sự hỗ trợ tích cực của phương pháp ứng dụng
marker phân tử trong chọn giống (MAS). Nghiên cứu sử dụng vật liệu
cho nguồn gen kháng (donor) đa dạng hơn về di truyền. Thí dụ hiện
nay, gen kháng đạo ôn ở ĐBSCL chủ yếu từ 2 nguồn IR64 (có 4 gen
kháng) và IR48 (2-3? gen kháng), đó là lư do tại sao giống lúa ở đây
rất dễ bị đổ vỡ tính kháng sau 1-2 vụ lúa, cần bổ sung nguồn gen
Pi-kp, Pi-1(t), Pi-7(t)
Ngoài ra, giống lúa chuyển nạp gen cry (kiểm soát sâu
đục thân, sâu cuốn lá), GNA (kiểm soát rầy nâu, rầy xanh), chitinase
(kiểm soát nấm gây bệnh đốm vằn), Xa-21 (kiểm soát bệnh bạc lá) cũng
sẽ tạo điều kiện để chúng ta ổn định được năng suất, với những kỹ
thuật ngày càng được cải tiến hoàn thiện hơn, an toàn hơn về mặt
sinh học. Điều rất khó để cho giống lúa này phát triển ra sản xúât
ví lư do nhạy cảm về chính trị nhiều hơn là sinh học. Chúng ta có
thể sử dụng chúng làm vật liệu lai, và tiến hành chương tŕnh lai
backcross dể du nhập gen mục tiêu bằng con đường truyền thống.
Hoạt động 4: Chiến lược sử dụng đúng nguồn vật liệu bản địa và nguồn
bên ngoài (exotic) trong qui mô quần thể hồi giao cải tiến (advanced
backcross) đang được khuyến khích đối với cây trồng, đặc biệt là
những tính trạng số lượng có tương tác với môi trường vô cùng phức
tạp (như tính chống chịu khô hạn, chống chịu mặn, chống chịu thiếu
lân,…). Chọn tạo giống lúa thích nghi với kỹ thuật canh tác tiết
kiệm nước (dạng h́nh aerobic), hoặc thật sự chống chịu khô hạn. Bên
cạnh đó, các vật liệu làm nhiệm vụ bắc cầu với khả năng tiếp hợp
(compatibility) cao cần được xác định trong trường hợp lai xa, lai
khác loài, khác sub-species (dưới loài), hoặc khai thác tính trạng
thơm ngon từ cây cổ truyền, năng suất thấp, vào cây trồng cao sản.
Hoạt động 5: Chiến
lược tạo đột phá về năng suất thông qua khai thác ưu thế lai của cây
lúa, hoặc tạo giống lúa có dạng h́nh mới đang mở ra nhiều triển
vọng, nhưng cũng gặp phải nhiều thách thức. Hiện nay, c̣n qúa sớm để
chúng ta kết luận hiệu qủa của chiến lược khai thác ưu thế lai.
Nhưng nó đang trở thành hiệu qủa thực sự ở các khu vực đông dân, qui
mô đồng ruộng thấp / nông hộ (ĐBSH của Việt Nam, châu thổ sông Ganga
ở Bangladesh và Ấn Độ). Sản xuất hạt lai trong nước tiến đến tự túc
ḥan ṭan ḍng bố mẹ là mục tiêu mà chúng ta phải đạt. ĐBSCL có khả
năng sản xuất hạt lai F1 rất tốt do lợi thế của điều kiện tự nhiên.
Lúa lai chỉ thành công trọn vẹn khi bên cạnh Viện nghiên cứu là một
hệ thống các công ty hạt giống họat động tích cực, nếu không chúng
ta vẫn tiếp tục bị lệ thuộc nguồn hạt giống từ bên ng̣ai.
ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ
SINH HỌC TRONG CHỌN TẠO GIỐNG LÚA
-
Phát triển công
nghệ tạo các "microarray" hay "gene chips" trong nghiên cứu
genome về chức năng, phục vụ cho công việc t́m kiếm nguồn vật
liệu cho gen mục tiêu.
-
Thiết lập những
quần thể khác nhau được đánh dấu bởi transposon hoặc T-DNA để
phục vụ cho nghiên cứu genome cây lúa. Những quần thể như vậy
c̣n được gọi với thuật ngữ là “gene machines”. Những máy gen này
với h́nh thức di truyền bị đảo ngược sẽ giúp chúng ta xác định
bất cứ một gen nào đó rất cần cho mục tiêu nghiên cứu, trên cơ
sở gen bị đột biến xen đoạn, hoặc gen nhảy. Những ḍng trong
quần thể “knockout” co thể được nghiên cứu theo một kiểu h́nh có
quan hệ với chức năng của gen mục tiêu.
-
Phát triển nội
dung ứng dụng dấu chuẩn phân tử trong chọn giống (MAS), bởi v́
nó tương đối rẻ tiền, khả năng ứng dụng cao, hiệu quả cao