Tin trong nước
Dự án giải mã 600 giống lúa Việt Nam: Mới chỉ là bước khởi đầu
(sokhcn.cantho.gov.vn - 06/06/2019):

Việccó một cơ sở dữ liệu quý hệ gene các giống lúa bản địa không chỉ đem lại chocác nhà nghiên cứu Việt Nam những hiểu biết sâu sắc hơn về loại cây lương thựcquan trọng này mà còn mở ra cơ hội chọn tạo những giống lúa mới có thể đáp ứngđược nhu cầu dinh dưỡng hay phù hợp với điều kiện môi trường ngày càng khắcnghiệt.

Tuynhiên, để có được điều đó, cần có những chiến lược đầu tư dài hạn và bài bản vềcả nhân lực lẫn kinh phí.

Xuhướng giải mã hệ gene các loài cây lương thực trên thế giới bắt đầu xuất hiệnsau sự thành công của Dự án Giải mã hệ gene người (The Human Genome Project),một dự án nghiên cứu quốc tế bắt đầu từ năm 1990 và thành công vào năm 2003.Cùng với sự ra đời của các thiết bị giải trình tự gene thế hệ mới (NGS) và cáchệ thống tính toán hiệu năng cao (HPC) – yếu tố giúp rút ngắn việc thực hiệngiải mã hệ gene cũng như giảm kinh phí đầu tư, các dự án giải mã hệ gene câylương thực đã phổ biến trên thế giới, từ lúa gạo đến lúa mì và gần đây nhất làcây lạc.

Cũngtrong xu hướng đó, Viện Di truyền nông nghiệp VN (Viện Khoa học nông nghiệpViệt Nam) và Trung tâm Phân tích genome Anh (The Genome Analysis Centre TGAC)thực hiện dự án hợp tác “Giải mã và khai thác đa dạng di truyền nguồn gene lúabản địa của Việt Nam phục vụ các chương trình nghiên cứu và chọn tạo giống lúa”qua hai pha, pha 1 giải mã 36 giống lúa (2011-2013) và pha 2 là 600 giống lúa(2014-2018). “Đây là dự án có ý nghĩa rất lớn đối với Việt Nam, một quốc gia cónền văn minh trồng lúa nước lâu đời và gạo là mặt hàng quan trọng với cả thịtrường trong nước cũng như xuất khẩu”, PGS. TS Khuất Hữu Trung, Phó Viện trưởngViện Di truyền nông nghiệp Việt Nam (AGI) và là một trong những thành viên thựchiện dự án, đánh giá.

“Đọchiểu” mã di truyền các giống lúa quý

Việcthực hiện thành công pha 1 vào năm 2013 với 36 giống lúa đầu tiên đã đem lại cơhội để AGI tiếp tục đề xuất thực hiện pha 2 với quy mô lớn hơn, gồm nhữngdòng/giống lúa bản địa có đặc điểm sinh học như kháng sâu bệnh, kháng bạc lá,chống chịu được những điều kiện bất lợi của môi trường như chịu hạn chịu mặnhay vượt trội về năng suất, chất lượng… “Những kinh nghiệm rút ra từ pha 1 chothấy, các nhà nghiên cứu của Viện có thể tiếp tục học hỏi và hợp tác với đốitác Anh”, PGS. TS Khuất Hữu Trung nhấn mạnh đến một trong những điểm xuất phátcủa pha 2 dự án.

Trongcả hai pha của dự án, TGAC – một trong những cơ sở nghiên cứu về khoa học sựsống hàng đầu thế giới, chịu trách nhiệm toàn bộ phần giải mã hệ gene các giốnglúa Việt Nam “vì mình không có đầy đủ thiết bị và chuyên gia tin sinh học(bioinformatics)”, anh giải thích. Tuy nhiên, có sự khác biệt đáng kể giữa haipha, “nếu pha 1 phải mang hạt giống sang gieo trồng và tách chiết DNA từ cây mạdưới sự hướng dẫn của chuyên gia Anh thì sang pha 2, chúng tôi đã có thể tựtách chiết DNA, mang sang bên đó, dùng sóng âm để cắt thành từng đoạn dài rồicùng với họ làm giàu và tinh sạch để đưa vào máy giải trình tự gene”.

Việchợp tác với các chuyên gia hàng đầu thế giới đã giúp các nhà nghiên cứu ViệtNam không chỉ tiếp xúc với các thiết bị giải trình tự gene thế hệ mới mà cònđược nâng cao “tay nghề” chuyên môn của mình, ví dụ như kỹ thuật tách chiếtDNA, tưởng từng đã quen thuộc với các nhà di truyền học nhưng “có nhiều ngưỡngyêu cầu khác nhau, trước đây mình chưa làm được đúng theo yêu cầu của họ đâu vìmình mới quen làm trên các đoạn ngắn ”, ThS. Đặng Thị Thanh Hà – một thành viêncủa nhóm nghiên cứu, cho biết. PGS. TS Khuất Hữu Trung giải thích thêm về nhữngđiều cơ bản mà anh và các thành viên trong nhóm nghiên cứu kỹ thuật di truyềnAGI học hỏi được: “Tách chiết DNA đạt yêu cầu của họ không dễ vì yêu cầu của họlà chất lượng phải rất tốt, ví dụ cái sợi nhiễm sắc thể rất dài, nếu biết cáchtách thì nó liền mạch và chỉ bị đứt ở vài điểm thôi, còn nếu không biết cáchtách chiết thì nó bị sẽ đứt đoạn. Do đó, chúng tôi phải làm rất cẩn thận vàthường thì chỉ cần một lúc là xong nhưng với yêu cầu của họ thì mất hai ngàymới được một mẻ”. Việc trực tiếp sang TGAC và được các chuyên gia ở đó hướngdẫn đã đem lại cho PGS. TS Khuất Hữu Trung cơ hội biết thêm một phương pháptách chiết DNA hiện đại và trở về hướng dẫn tại ARI. Kết quả là “khi học đượcrồi, mình có thể tự tách chiết ở đây hơn 600 mẫu rồi tự gửi sang Anh giải trìnhtự gene”, ThS Đặng Thị Thanh Hà kể.

Vớimột dự án giải mã hệ gene, sau khi có được mẫu chuẩn để đưa vào máy giải trìnhtự gene và để có được dữ liệu mới chỉ hoàn thành một phần công việc. “Phần côngviệc quan trọng còn lại là phân tích, chú giải hệ gene để qua đó, lập được bảnđồ gene và xác định được chức năng gene”, PGS. TS Khuất Hữu Trung nói.

Đócũng là cách làm của các nhà nghiên cứu thế giới. TS. Curtis Pozniak, ĐHSaskatchewan (Canada) – mới công bố kết quả giải mã thành công hệ gene lúa mìcứng vào tháng 4/2019,trả lời trên eurekalert.org: “Chúng tôi có thể kiểm tracác gene, bộ Lúa, cấu trúc của chúng để tập hợp thành một bản chi tiết về lúamì cứng, qua đó đem lại cách hiểu về các gene hoạt động và liên kết với nhaunhư thế nào. Bây giờ có thể thấy được các ký tự DNA khác biệt đóng vai trò quantrọng với quá trình tiến hóa và nhân giống, cho phép chúng ta hiểu được sự kếthợp của các gene đang tạo ra một ký tự nucleaobase riêng lẻ một cách đặc hiệuvà duy trì các vùng đích của hệ gene để cải thiện giống trong tương lai”.

Vớicác nhà nghiên cứu AGI, trình tự hệ gene các dòng/giống lúa bản địa mà họ cótrong tay sẽ là nền tảng cho các phân tích và chú giải như xác định từng gene,tìm hiểu cấu trúc gene, phân loại các gene chức năng quy định tính trạng củatừng giống lúa và sự tương tác giữa các gene với nhau cũng như tương tác vớicác điều kiện môi trường, canh tác… “Đơn giản như việc tìm được các gene chức nănggì cũng là một thành công và mở ra cơ hội tạo ra giống lúa kháng bạc lá, khángrầy nâu, chịu hạn…”, PGS. TS Khuất Hữu Trung cho biết.

Mặcdù chỉ là nghiên cứu cơ bản nhưng theo đánh giá của anh, “dự án này đem lạinhiều cơ hội nghiên cứu tiếp trong tương lai, không chỉ về cấu trúc, chức nănggene, lập bản đồ các gene qui định các tính trạng nông học quí để tích hợp mộtcách chính xác những gene có ích vào cùng một giống tạo ra các giống kháng đayếu tố mà còn nghiên cứu về quá trình tiến hóa, tiến tới bảo tồn các gene quý,những gene đã bị mất đi ở hầu hết các giống sản xuất trong suốt quá trình nhângiống nhiều thế kỷ”. Hơn hết, với Việt Nam – một trong những quốc gia đang bịảnh hưởng biến đổi khí hậu và lúa gạo là cây lương thực chính thì việc chọn tạođược những giống lúa kháng đa yếu tố với các đặc điểm sinh học kháng sâu bệnhnhư rầy nâu, đục thân, khô vằn hay phi sinh học như kháng hạn, mặn, ngập úng…mang ý nghĩa rất lớn bởi nó đưa ra “một cách thức tìm ra giống mới, có thể rútngắn được thời gian chọn tạo và có chính xác ưu điểm mình cần bên cạnh nhữngcách chọn tạo cổ điển dựa trên hình thái, biểu hiện bên ngoài’, anh nói.

Mớibước qua vạch xuất phát

Khôngphải là những người tiên phong trong giải mã thành công một hệ gene hoàn chỉnhở Việt Nam nhưng các nhà nghiên cứu AGI lại vượt trội ở ưu điểm: có trong taymột dữ liệu gene khổng lồ của gần 650 giống/dòng lúa bản địa. “Vấn đề còn lạilà chúng ta có thể xử lý chúng như thế nào và làm gì với nó”, PGS. TS Khuất HữuTrung nhấn mạnh đến tình trạng “hậu dự án”. Đó cũng là cái nhìn chung của cácthành viên tham gia thực hiện dự án, “Việc thực hiện dự án thực ra không có gìquá khó với các nhà nghiên cứu Việt Nam nhưng khai thác được các dữ liệu mớikhó”, ThS. Đặng Thị Thanh Hà bổ sung.

Đểcó thể khai thác được cơ sở dữ liệu quý như thế này, cần phải có các chuyên giatin sinh học giỏi. GS. TS Trương Nam Hải, Viện Công nghệ sinh học (Viện Hàn lâmKH&CN Việt Nam), người đã có nhiều kinh nghiệm thực hiện những dự án nghiêncứu về tin sinh học, cho biết, hiệu quả khai thác dữ liệu thường phụ thuộc vàosự hợp tác giữa các chuyên gia di truyền và tin sinh học, trong đó, người làmdi truyền thường nêu bài toán và yêu cầu cần giải quyết để những người làm tinsinh phân tích và chú giải bằng các công cụ chuyên biệt.

Điềukhó lúc này, đối với AGI chính là việc tuyển dụng các chuyên gia tin sinh thựcthụ, không chỉ cho dự án gene lúa mà còn những kế hoạch khác của Viện liên quanđến hệ gene, “mặc dù cũng mời nhiều chuyên gia Việt Nam giỏi tin sinh học ởnước ngoài về hoặc ở đơn vị khác về viện nhưng khó đáp ứng được yêu cầu vềlương của họ”, PGS. TS Khuất Hữu Trung đề cập đến khó khăn của AGI.

Hiệntại, “kho vàng” dữ liệu mà các nhà nghiên cứu AGI có mới chỉ khai thác một cáchnhỏ giọt và dè dặt với một số công bố quốc tế và một vài dự án nhỏ. “Mình cóthể giải quyết được vấn đề về sinh học di truyền, có dữ liệu, máy móc nhưngkhông tìm được chuyên gia tin sinh để thực hiện những nghiên cứu tiếp theo.Không chỉ viện này mà còn rất nhiều dự án khác và nơi khác đều trong tình trạngđó”, anh Trung cảm thấy day dứt về những điều ngoài tầm với của mình. Viễn cảnh“chỉ cần có một người giỏi về tin sinh cùng làm việc chẳng hạn, chúng tôi cóthể công bố được nhiều bài báo trên tạp chí IF cao” thông qua con đường hợp táccũng không dễ bởi theo anh, “họ sẽ không dành thời gian nhiều cho mình để cùnglàm nghiên cứu ra bài báo được. Rút cục phòng máy hiện đại với thiết bị như thếnhưng chưa có người sử dụng hiệu quả”.

Cáchđây một vài năm, GS. Trương Nam Hải đã từng nêu hiện trạng thiếu nhà nghiên cứutin sinh ở Việt Nam… Vậy có cách nào giải quyết được tình trạng đó? PGS. TSKhuất Hữu Trung cho rằng, “có lẽ cách tốt nhất là phải cử người có chuyên môndi truyền đi học tin sinh học, dù như vậy thì rất chậm nhưng nếu mình bắt đầu thìnó còn có chứ nếu không bắt đầu thì không bao giờ có cả”.

Vớiquan điểm như vậy, khi dự án bắt đầu, anh đã lựa chọn ra một số gương mặt cókhả năng phát triển theo hướng tin sinh học để nhờ các đối tác Anh đào tạo.“Ban đầu, tôi tìm hiểu về tin sinh trên những phần mềm đơn giản, lắp ráp gene,tìm một số trình tự gene kháng mà thế giới họ đã công bố trong các giống lúabản địa của mình, sau đó bắt đầu có khả năng so sánh tham chiếu với các giốnglúa đã được giải trình tự rồi để phân loại và tìm ra những gene đặc thù nhưgene kháng bạc lá, kháng rầy nâu…”, Nguyễn Trường Khoa – một kỹ sư trẻ của AGI,kể lại quá trình học hỏi về tin sinh học dưới sự hướng dẫn của các nhà nghiêncứu Anh.

Quátrình học hỏi diễn ra một cách dần dần, tuy chậm chạp nhưng chắc chắn, “qua pha1 đến pha 2, chúng tôi đã có thể lắp ráp hệ gene từ trình tự thô mà đối tácgiao lại hoặc tìm các gene ứng viên có tính trạng kháng bạc lá, đạo ôn, rầy nâuhay chịu hạn chịu mặn… để tầm soát, thiết kế mồi, nhận dạng các gene đó trongcây giống bản địa, sau đó phục vụ lai tạo cho các giống lúa có đặc tính tốt củacác giống bản địa để có được các giống lúa ưu tú”, NCS. Nguyễn Thị Điệp – ngườiđang hoàn thành luận án tiến sỹ qua dự án, kể về những điều mới mẻ mà chị vàđồng ngiệp đã học hỏi được.

Tuynhiên, tất cả mới chỉ là ở giai đoạn bắt đầu, Nguyễn Trường Khoa nhắc đi nhắclại như vậy khi đề cập đến quá trình học hỏi này. ThS. Đặng Thanh Hà cũng lưuý:“Bây giờ mọi người mới chỉ tìm được ở trong dữ liệu của mình những gene ứngviên hoặc tự so sánh các đoạn gene ngắn của mình có cái gì mới so với các genemà quốc tế đã công bố hay không. Mình vẫn còn làm ở mức cơ bản thôi, chưa thểnâng cao tìm ra cái gì đó mới, hoặc nếu tìm ra cái mới thì mình cũng chưa thểchắc chắn là mới vì không biết cách xử lý của mình có chính xác hay không. Dođó, mình vẫn chưa thể khai thác hết được cơ sở dữ liệu của mình”.

Rấtmay cho Khoa và với cả các nhà nghiên cứu trẻ của AGI là họ có thể áp dụng điềumới học hỏi này vào một dự án nhỏ, “Phát triển phương pháp chọn giống phân tửkết hợp với lai trở lại (MABC) để quy tụ các gene chịu ngập yếm khí ở giai đoạnnảy mầm, nhằm tăng năng suất lúa trong hệ thống canh tác gieo sạ” – dự án nằmtrong hạng mục nâng cao năng lực của các tổ chức khoa học do Dự án FIRST (BộKH&CN) tài trợ cho AGI, giai đoạn năm 2017 - 2019.

Vớidự án do FIRST tài trợ, các nhà nghiên cứu đã bắt đầu ứng dụng tìm ra nhiềugene mới để tự tích hợp nhiều gene vào một giống lúa. “Trước đây chưa từng ápdụng việc tích hợp nhiều gene vì mình không biết chắc là trong giống bản địacủa mình có gene đó. Bây giờ do đã giải mã hệ gene thì mới biết là giống lúanày có gene đó tồn tại”, chị Hà giải thích.

Domới khảo nghiệm được một vụ nên cả nhóm nghiên cứu đều cảm thấy chưa chắc chắnvới kết quả công việc. “Cái chính là mình đã bắt đầu tận dụng các cơ hội có thểđể ứng dụng những gì học hỏi được từ dự án. Nhưng để khai thác một cách hiệuquả và lâu dài những điều mình có, cần phải có những dự án dài hơi, đi kèm vớinhững đầu tư tiếp theo về cả kinh phí lẫn nguồn nhân lực”, PGS. TS Khuất HữuTrung nhận định.

Với các nhà nghiên cứu AGI, trình tự hệ gene các dòng/giống lúa bản địa sẽ là nền tảng cho các phân tích và chú giải như xác định từng gene, tìm hiểu cấu trúc gene, phân loại các gene chức năng quy định tính trạng của từng giống lúa và sự tương tác giữa các gene với nhau cũng như tương tác với các điều kiện môi trường, canh tác…và mở ra cơ hội tạo ra giống lúa kháng bạc lá, kháng rầy nâu, chịu hạn…, theo PGS. TS Khuất Hữu Trung.

 

 

 
Tin tức khác
ÁP DỤNG MÔ HÌNH MOORA VÀ COPRAS ĐỂ CHỌN NGUYÊN LIỆU CHO TRỒNG NẤM
Hợp chất chè xanh hỗ trợ thuốc kháng sinh tiêu diệt vi khuẩn kháng thuốc
Khảo sát các yếu tố dinh dưỡng ảnh hưởng đến tăng sinh khối nấm nhộng trùng thảo (cordyceps militaris) nuôi cấy trên môi trường lỏng
Xác định nấm ARCOPILUS AUREUS và CHAETOMIUM GLOBOSUM bằng giải trình tự vùng gen β- TUBULIN
Xác định nấm ARCOPILUS AUREUS và CHAETOMIUM GLOBOSUM bằng giải trình tự vùng gen β- TUBULIN
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: 227
Tổng số lượt truy cập: 1216431
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