Khi thu hoạch mùa màng, người nông dân thời cổ đại trữ hạt giống của những cây có năng suất tốt nhất để gieo vào năm sau. Dần dần, sự chọn lọc này ngày càng làm năng suất canh tác được cải thiện, chẳng hạn như tăng kích thước và số hạt ở ngô.
=> Xem thêm: Cá koi Nhật Bản và những điều cần biết
Ảnh 1. Giải mã kỹ thuật tăng năng suất ngô và lúa của người nông dân thời cổ đại
Nhưng năng suất ngũ cốc thường được kiểm soát bởi một tập hợp phức tạp gồm nhiều gen, và không rõ đâu mới là nguyên nhân làm tăng năng suất năm này qua năm khác. Cho đến gần đây, một nhóm các nhà nghiên cứu ở Trung Quốc mới xác định được một gen là nguyên nhân đằng sau cơ chế tăng năng suất ở ngô và gạo, hai loại thực phẩm quan trọng.
Năm 2004, nhà di truyền học về ngô Li Jiangsheng tại Đại học Nông nghiệp Trung Quốc (CAU) bắt đầu khám phá di truyền của teosinte, tổ tiên hoang dã của ngô ngày nay. Những người nông dân xưa kia đã thuần hóa và lai tạo teosinte để tạo ra ngô ăn được. Khác biệt lớn giữa teosinte và ngô hiện đại là số hàng hạt: teosinte chỉ có hai hàng hạt, còn ngô hiện đại có hơn một chục hàng. Để hiểu những gì đã thay đổi về mặt di truyền, Li và các đồng nghiệp đã dành nhiều năm để tạo ra một loại ngô trung gian có sáu hàng hạt.
Bằng cách lập bản đồ các dấu hiệu di truyền, Li và các đồng nghiệp đã xác định được gen ảnh hưởng đến số hàng hạt của loại ngô thí nghiệm này. Họ gọi đây là gen KRN2, viết tắt cho "kernel row number" (số hàng hạt). Hai thí nghiệm đã chứng minh tác động của KRN2. Khi tăng cường hoạt động của gen này, cây tạo ra lõi ngô có ít hàng hạt hơn. Ngược lại, khi loại bỏ gen này, thực vật tạo ra lõi ngô với nhiều hàng hạt hơn. Trong các thử nghiệm thực địa, loại bỏ gen KRN2 làm tăng 10% sản lượng ngô mà không có tác dụng phụ nào, nhóm nghiên cứu báo cáo trên tạp chí Science.
Các nhà nghiên cứu cho biết, khi chọn giống, những người nông dân cổ đại trồng ngô đã thực hiện quá trình thay đổi di truyền trong một vùng DNA ngăn cản hoạt động của KRN2; những thay đổi này dần dần giảm bớt hoạt động của KRN2, do đó làm tăng số hàng hạt ở ngô. Những người nông dân cổ đại trồng lúa có thể cũng khai thác một cơ chế di truyền tương tự. Yang Xiaohong, nhà sinh học phân tử tại CAU, chỉ ra rằng, một gen ở lúa có chức năng rất giống KRN2. Ở lúa, gen OsKRN2 ảnh hưởng đến số bông. Các thử nghiệm thực địa cho thấy việc loại bỏ OsKRN2 làm tăng 8% năng suất lúa.
Ảnh 2. Giải mã kỹ thuật tăng năng suất ngô và lúa của người nông dân thời cổ đại
Các nhà nghiên cứu vẫn đang tìm hiểu cơ chế hoạt động của KRN2 và OsKRN2, tuy nhiên hướng nghiên cứu này chủ yếu thực hiện trên các loại ngô và lúa thí nghiệm. Về mặt ứng dụng, nhóm Li đã thay đổi KRN2 ở một trong những giống ngô trồng phổ biến nhất ở Trung Quốc, có tên là Zhengdan958 và kết quả ban đầu cho thấy ngô có thêm một hàng hạt. Đây là thời điểm kết quả nghiên cứu bắt đầu có giá trị công nghiệp hóa, theo các nhà nghiên cứu.
Các nhà nghiên cứu tại CAU cũng đang tiếp tục thử sửa đổi KRN2 ở các loại ngũ cốc khác để xem có làm tăng sản lượng của chúng hay không. Thay đổi KRN2 ở các loại thực vật hoang dã để đạt được sản lượng như cây trồng nông nghiệp có thể là chìa khóa để tạo ra các loại cây trồng mới, vừa có năng suất cao vừa chống chịu điều kiện môi trường khắc nghiệt như hạn hán hoặc nắng nóng.
Ngoài KRN2, có thể còn nhiều gen mà những người nông dân cổ đại đã vô tình can thiệp để tạo ra các đặc điểm mong muốn, chẳng hạn như tạo ra nhiều tinh bột hơn. Nếu tiếp tục tìm ra được những gen đó, các nhà nghiên cứu có thể cải tiến các loại cây trồng một cách hiệu quả hơn.
=> Xem thêm: "Top những sự kiện thiên văn" thú vị hàng đầu trong năm 2022
Phòng Tổng hợp Kinh tế Xã hội – Công ty Luật TNHH TLK.
Theo Báo Khoa học.
Kính thưa Quý bạn đọc, Công ty Luật TNHH TLK ngoài việc cung cấp tới Quý bạn đọc những thông tin tri thức hữu ích về đời sống kinh tế, văn hóa xã hội, Chúng tôi còn là tổ chức cung cấp các dịch vụ Pháp lý; Kế toán - thuế và Xúc tiến thương mại chuyên nghiệp với nhiều năm kinh nghiệm.
Với mong muốn thực hiện trách nhiệm xã hội, theo đó trường hợp Quý bạn đọc cần tư vấn các vấn đề liên quan tới Pháp luật xin vui lòng liên hệ với Chúng tôi theo theo số tổng đài: 0972 118 764 để được Luật sư tư vấn trực tiếp (tư vấn hoàn toàn miễn phí).
