Tin quốc tế
Các tác nhân gây bệnh tấn công thực vật như các loại tin tặc máy tính - bảo vệ cây trồng có thể như an ninh mạng
(iasvn.org - 07/08/2018):

Cây trồng nuôi sốngchúng ta. Nếu không có chúng, chúng ta không thể tồn tại. Qua hàng nghìn nămvới những biến đổi di truyền và lai tạo chọn lọc, con người đã phát triển cácloại cây trồng và điều đó giúp chúng ta tồn tại. Chúng ta có một lượng lớn cácloại hạt ngũ cốc, trái cây và các loại rau xanh bổ dưỡng, không độc tố. Cácloại này không bao giờ được tìm thấy trong tự nhiên, chúng được lai tạo và chọnlọc bởi con người nhằm duy trì sự khỏe mạnh và niềm hạnh phúc của chúng ta.

Thật không may, cácvi sinh vật cũng rất ưa thích các sản phẩm cây trồng. Những mầm bệnh từ vi sinhvật gây ra trên thực vật đã làm thay đổi lịch sử thế giới và hiện nay vẫn ảnhhưởng đến chúng ta.

Những tác nhân gâybệnh này là các tin tặc thực vật. Cũng giống như tin tặc máy tính, chúng lànhững tác nhân xâm nhập chuyên biệt, chuyên nghiệp tàng hình và gián đoạn. Cácphương pháp tương tự nhau: tắt các hệ thống phòng thủ và thâm nhập vào nguồncủa mục tiêu. Một khi đã vào bên trong, các các tác nhân gây bệnh ăn tất cảnhững gì có thể và sinh sản dữ dội. Tin tặc máy tính khao khát nhiều thông tin,nhưng các tin tặc thực vật thì ưa thích thức ăn của chúng ta. Có tới 25% sảnlượng cây trồng toàn cầu bị thất thu do bệnh trước khi chúng tiếp cận thị trường.

Oomycetestrong cuộc tấn công

Tin tặc thực sự khéttiếng và tinh quái nhất là vi nấm thuộc lớp Oomycetes. Nạn đói khoai tây Ailentrong những năm 40 thế kỷ 19 gây ra bởi các loài Phytophthora thuộc lớpOomycete. Thảm họa sinh học này đã dẫn đến sự di cư của hàng triệu người đếnHoa Kỳ, và đã thay đổi vĩnh viễn lịch sử của cả hai quốc gia này. Thậm chí ngàynay, các vi nấm nằm trong lớp Oomycetes và các mầm bệnh thực vật khác vẫn làmột rào cản đối với an ninh lương thực toàn cầu, góp phần tạo nạn đói và gâythiệt hại hàng tỷ đô la mỗi năm.

Oomycetes là kết quảkỳ lạ của sự tiến hóa. Chúng có hình dạng và hoạt động như nấm; do đó tên HyLạp của chúng là  “nấm-trứng”. Theo hệ thống phân loại mới dựa vào chuỗigen thì Oomycetes được xem như một loài tảo hơn là nấm. Oomycetes khởi đầu dướidạng một vi bào tử thâm nhập vào lá hoặc rễ của cây một cách âm thầm. Một khiđã vào bên trong, chúng thiết lập một kết nối khác với các tế bào của cây chủ.Các tin tặc truy cập và có thể gây rối với bất cứ thứ gì chúng muốn - như tắthệ thống an ninh của cây chủ và đột nhập vào các bộ phận chứa chất dinh dưỡngcủa cây.

Sự tiến hóa làm chooomycetes tiết ra một loạt các độc tố và protein tập trung trên các trung tâmhệ miễn dịch thực vật để vô hiệu hóa nó. Thực vật có thể chống lại các cuộc tấncông này nếu chúng nhận ra các chất đặc thù hoặc các độc tố của tin tặc. Nhưngviệc phát hiện này rất khó khăn và chỉ lướt qua. Các tin tặc Oomycetes có nhiềugen được hình thành cho sự tiến hóa. Các gen chủ yếu của sự trao đổi chất vàtăng trưởng chỉ đột biến và thay đổi ở tốc độ bình thường. Tuy nhiên, gen sinhđộc tố, và những gen điều khiển sự xâm nhiễm thay đổi rất nhanh, chúng đượcđịnh vị để sắp xếp lại, hoặc kết hợp hoặc bị tắt chỉ sau một thế hệ. Những hìnhthái mới này tiến triển nhanh đến mức chúng cản trở hệ thống miễn dịch chậmchạp của cây. “Bộ gen hai tốc độ” này có nghĩa là các oomycetes luôn luôn chạytrước hệ thống chuẩn đoán miễn dịch thực vật. Khi nông dân sử dụng các loại câytrồng giống nhau về mặt di truyền từ năm này sang năm khác, Oomycetes không mấtnhiều thời gian để phát triển và thích ứng với hệ thống phòng thủ của câytrồng.

Vậy làm thế nào đểcác nhà nghiên cứu và nhà nông ngăn chặn tin tặc thực vật, bảo vệ cây trồng?Mặc dù tốn kém và nhiều hạn chế, nhưng thuốc trừ sâu vẫn là một công cụ quantrọng để kiểm soát bệnh trên cây trồng.

 

Nông dân cố gắng sửdụng một lượng tối thiểu thuốc để diệt nấm hiệu quả, điều này làm giảm nguy cơkhiến Oomycetes phát triển kháng thuốc. Ví dụ, Trung tâm dịch vụ dự báo bệnhđốm lá trên họ bầu bí (Cucurbit Downy Mildew) ở Georgia kết hợp các báo cáo vềdịch bệnh và dự báo thời tiết để dự đoán con đường lây lan của bệnh. Điều nàycho phép người trồng giảm thiểu việc phun thuốc bằng việc theo dõi sát các giaiđoạn nguy cơ cao. Nhưng điều đó thật tuyệt khi có những vũ khí khác trong khovũ khí để chống lại những tin tặc thực vật này.

Loạibỏ các lỗ hổng bị khai thác

Trong phòng thínghiệm McDowell, ở Virginia Tech, các nhà khoa học tìm kiếm những cách mới đểchống lại các bệnh do Oomycete gây ra.

Tin tặc máy tính dựavào nguyên lý khai thác lỗ hổng mật mã để truy cập vào hệ thống và lấy những gìchúng muốn. Oomycetes làm việc theo cùng một cách, sử dụng cây chủ của chính nóđể đạt được mục đích cuối cùng. Ví dụ, các loại bệnh trên thực vật kích hoạtcác máy bơm tự nhiên của cây để cung cấp đường cho sự tăng trưởng của chính tácnhân gây bệnh. Một số nấm Oomycetes mất khả năng tạo ra các chất dinh dưỡngquan trọng, có nghĩa là chúng phải dựa vào cây chủ để thực hiện điều đó chochúng. Nếu không có sự chấp thuận của cây chủ, mầm bệnh sẽ chết đói trước khicây bị bệnh.

Các nhà khoa học đãnghiên cứu bệnh do Oomycete gây ra trên cây mô hình Arabidopsis. Cỏ dại này chỉđược trồng trong phòng thí nghiệm, giống như những con chuột trong phòng thínghiệm, chúng cung cấp một công cụ để chúng ta hiểu những gì diễn ra ngoài đồngvà vườn cây của chúng ta.

Các nhà nghiên cứu tậptrung vào các mối quan hệ giữa thực vật và các tác nhân gây bệnh, tìm hiểu cáccách khác nhau mà Oomycetes khám phá cây chủ của chúng. Nếu chúng ta có thể xácđịnh các cơ chế của các tế bào bộ phận phản ứng với tác nhân gây bệnh, chúng tacó thể lai tạo hoặc can thiệp để thay đổi, tắt hoặc loại bỏ các lỗ hổng đó.

Các nhà khoa học kiểmtra các cây đã được can thiệp di truyền để tắt các gen riêng lẻ liên quan đếnsự hấp thụ chất dinh dưỡng, vận chuyển, lưu trữ và điều hòa. Họ gây nhiễm chonhững cây này và tìm hiểu liệu chúng có khả năng chống chịu tốt hơn so vớinhững cây bình thường hay không.

Thông thường việcloại bỏ một gen bất lợi cho cây trồng cũng sẽ gây nên bệnh cho cây. Nhưng đôikhi có thể tìm thấy một cá thể cây, với gen bất hoạt của nó và ít nhạy cảm vớibệnh. Có khả năng, những cây này thiếu một thành phần quan trọng mà mầm bệnhcần để tồn tại và phát triển. Tìm ra những gen nhạy cảm và đóng những lỗ hổngđang bị khai thác trong hệ thống phòng vệ thực vật là mục tiêu của nghiên cứu.

Nhìn xa hơn, hy vọngrằng nghiên cứu có thể làm giảm tác hại của bệnh trên thực vật. Giống như mộtmáy tính, không có hệ thống phòng vệ thực vật nào là hoàn hảo. Tuy nhiên, nếusơ hở có thể được đóng lại, tin tặc sẽ có một thời gian khó khăn hơn để truycập vào những gì chúng đang theo dõi. Cả hai kỹ thuật nhân giống và di truyềnđều dẫn đường để đóng những lỗi sơ hở đang tồn tại trong các loại cây trồng bịảnh hưởng nhiều nhất bởi sự tấn công của tin tặc thật vật.

Ngay cả khi mọi ngườitrên trái đất có đủ thức ăn, dân số ngày càng tăng, nhu cầu về bữa ăn tăng thêmvà nhu cầu về những sản phẩm tươi hơn đòi hỏi phải tăng cường trồng trọt. Điềunày chỉ có thể đến từ nhiều nông trại hoặc nhiều trang trại hiệu quả. Các chiếnlược hạn chế sử dụng thuốc bảo vệ thực vật cùng với các cây trồng có khả năngthích ứng với các tác nhân tin tặc gây bệnh có thể làm cho các trang trại sảnxuất hiệu quả hơn.

 

 
Tin tức khác
NGHIÊN CỨU CHO THẤY HOẠT ĐỘNG CỦA GEN VÀO BUỔI SÁNG HÀNG NGÀY HƯỚNG ĐẾN SỰ RA HOA
CÁC NHÀ KHOA HỌC TẠO RA NGÔ NĂNG SUẤT CAO HƠN ĐỂ ỨNG PHÓ VỚI KHÍ HẬU TRONG TƯƠNG LAI
HỘI ĐỒNG NGŨ CỐC QUỐC TẾ DỰ BÁO SẢN LƯỢNG NGŨ CỐC CỦA TÂY BAN NHA SẼ TĂNG TRONG NĂM 2018-2019
ĐẬU TƯƠNG CHỈNH SỬA GEN ĐÃ ĐƯỢC THU HOẠCH TẠI MỸ
KHẢO SÁT: HẦU HẾT NGƯỜI MỸ CÒN NHẦM LẪN VỀ CÁC SẢN PHẨM BIẾN ĐỔI GEN
Thông báo
Thông báo chuẩn bị hồ sơ đăng ký giao trực tiếp thực hiện từ năm 2019 thuộc Chương trình CNSH
Thông báo số 1: Hội nghị Công nghệ sinh học toàn quốc – Khu vực phía Nam lần thứ II năm 2011
Quyết định 490/QĐ-BNN-KHCN điều chỉnh cá nhân chủ trì đề tài thuộc “chương trình trọng điểm phát triển và ứng dụng công nghệ sinh học trong lĩnh vực nông nghiệp và ptnt đến năm 2020”.
THÔNG BÁO TUYỂN CHỌN TỔ CHỨC VÀ CÁ NHÂN CHỦ TRÌ NHIỆM VỤ KH&CN
Kết quả khảo nghiệm đánh giá an toàn sinh học đối với đa dạng sinh học và môi trường
Văn bản mới
Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn thông báo giao trực tiếp tổ chức, cá nhân thực hiện nhiệm vụ KHCN...
Quyết định 490/QĐ-BNN-KHCN điều chỉnh cá nhân chủ trì đề tài thuộc “chương trình trọng điểm phát triển...
Quyết định phê duyệt danh mục nhiệm vụ khoa học và công nghệ đưa vào tuyển chọn, giao trực tiếp bắt đầu...
Về việc cấp bằng bảo hộ giống cây trồng mới (kèm danh mục)
Bổ sung 71 chỉ tiêu tuyển sinh đào tạo thạc sĩ năm 2011 cho Trường Đại học Lâm nghiệp
Về việc giao dự toán NSNN năm 2011(Kinh phí bổ sung sự nghiệp khoa học Công nghệ năm 2011- nhiệm vụ cấp...
Giao dự toán ngân sách nhà nước năm 2011 (đợt 4) Kinh phí xử lý sự cố đê điều năm 2011 (Phụ lục kèm theo)
Tài Liệu mới
Rút ngằn thời gian vi nhân giống lan hồ điệp
Công nghệ sinh học trong nông nghiệp
Ảnh hưởng của các yếu tố sinh học lên sự nảy mầm
Kỹ thuật trồng hoa lan Mokara
Liên kết Website
Vụ khoa học công nghệ và môi trường bộ NN và PTNT
Viện công nghệ sinh học
Bộ nông nghiệp vf phát triển nông thôn
Agbiotech Việt Nam
Báo Nhân Dân
Trung tâm Khuyến nông Quốc gia
Thống kê truy cập
Số người đang online: 128
Tổng số lượt truy cập: 672454
Ngân hàng Nông nghiệp và phát triển nông thôn
Copyright © 2011 Văn phòng Công nghệ sinh học - Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn
Địa chỉ : Số 02 Ngọc Hà, Ba Đình, Hà Nội. Điện thoại : (024) 38436817 - Fax: (024) 38433637
Email: webmaster@agrobitotech.gov.vn. Web site: www.agrobiotech.gov.vn