Các loại ngũ cốc có thể cung cấp nguồn nguyên liệu chính cho bữaăn sáng của bạn như bột yến mạch, bột ngô, bột mì cho bánh mì, sandwich… cũngnhư bánh quy cho tráng miệng. Không thứ đồ ăn vừa liệt kê này lại có thể thiếuđi những thứ nguyên liệu cần thiết, đó là các hạt giống.
Các loại hạt như hạt lúa mì, lúa gạo hay ngô là nguồn cung cấptrực tiếp 70% calo mà con người ăn hàng ngày. Và cuối cùng chúng cũng ảnh hưởngtới gần như toàn bộ đồ ăn khác của con người thông qua việc trở thành thức ăncho vật nuôi hoặc bón cho rau cỏ và cây ăn quả. Không nói quá khi nói rằng nếuthiếu các loại hạt, không thể diễn ra quá trình văn minh hóa của con người.
Nhưng sự thật là các hạt giống cũng cần sự hỗ trợ của chúng ta.Chúng đang chịu sức ép của biến đổi khí hậu cũng như sự gia tăng của dân số thếgiới đang không ngừng tăng lên.
Nhiều nhà khoa học đã dành sự nghiệp của mình vào việc cải thiệnnăng suất và chất lượng các hạt giống. Họ đã sử dụng những tiên tiến khoa họcbậc nhất để khiến cho các hạt giống gia tăng kích thước, nhiều chất dinh dưỡnghơn và tăng khả năng chống chịu với ngoại cảnh.
Rodomiro Ortiz, làm việc tại Khoa Lai tạo giống cây trồng,trường đại học Khoa học Nông nghiệp Thụy Điển ở Alnarp, nghiên cứu về cách nhângiống cây trồng có thể giúp con người đạt được những mục tiêu này như thế nào.Nghiên cứu của anh mới được xuất bản trên Crop Science, một tạp chí của HộiKhoa học cây trồng Mỹ với tiêu đề “First the seed: Genomic advances in seedscience for improved crop productivity and food security” (Hạt giống đầu tiên:Những tiên tiến hệ gene trong khoa học hạt giống để cải thiện thu hoạch mùa vụvà an ninh lương thực).
Vì khoa học là yếu tố quyết định đằng sau những cải thiện hạtgiống, việc nhân giống cây trồng là nền tảng để đảm bảo cho ngành nôngnghiệp đáp ứng được nhu cầu của con người. “Hạt giống được tạo ra từ sự nhângiống cây trồng có những đặc tính mong chờ, cho phép gia tăng sản lượng thuhoạch, giảm thiểu sự suy dinh dưỡng của con người, cải thiện sự đa dạng ditruyền trong các hệ sinh thái, và đảm bảo việc tạo ra lương thực bền vững dướinỗi ám ảnh biến đổi khí hậu”, Ortiz nói.
Cách lai tạo giống cây trồng cổ điển không có các kỹ thuật ditruyền. Thay vào đó, các nhà làm giống cây trồng còn lai tạo các cây trồng laicác loại cây có đặc điểm mạnh riêng biệt để lai một cây mới với một số đặc điểmcó lợi. Quy trình tương tự đã được nông dân và các nhà khoa học sử dụng tronghàng trăm năm nay để tạo ra những vụ mùa tốt hơn. Nhưng ngày nay, các nhà tạogiống cây trồng đã có được nhiều thông tin hơn và nhiều công cụ tốt hơn trướcđây, ví dụ việc sử dụng một cách rộng rãi trình dự gene DNA giúp cho các nhàtạo giống một số lượng lớn dữ liệu về các loại gene hữu dụng, liên quan đến cácđặc tính của cây trồng. Bằng việc xác định được những gene nào có thể giúp làmgia tăng những đặc tính mong muốn, các nhà lai tạo giống cây trồng có thể pháttriển được nhiều loại biến dị cây trồng mới nhanh hơn nhiều so với trước đây.
“Hiểu biết từ hệ gene củahạt giống có thể làm nâng cao năng suất cây trồng, cải thiện chuỗi cung cấp dindưỡng và thực phẩm thông qua lai tạo giống”, Ortiznói.
Nhưng các gene mới chỉ là một phần của bài toán này. Các nhàkhoa học như Ortiz cần biết cách cây trồng tăng trưởng như thế nào và nó trôngnhư thế nào. Trong quá khứ, các nhà khoa học có thể có khả năng nhìn thấy vànói một cách dễ dàng về một loại cây, ví dụ có hạt giống lớn hơn. Tuy nhiênngày nay, việc cải thiện các hạt giống còn đòi hỏi chi tiết cụ thể hơn.
Họ cần biết thêm về kiểu hình, khoa học của đo lường. Kiểu hìnhcủa một cây trồng là toàn bộ biểu hiện của kiểu gene của nó trong môi trườngcủa nó. Chiều cao, màu sắc của cây trồng, khối lượng và hình dạng của hạtgiống, xu hướng chống chịu hoặc khả năng kháng cự với bệnh tật – tất cả nhữngđiều đó là kiểu hình.
Việc nắm bắt thông tin này đòi hỏi mất nhiều thời gian. Conngười thậm chí còn không thể thấy được một số tính trạng này, và các hạt giốnglại quá nhỏ, không thể đo đạc chúng bằng tay. Lúc này chúng ta cần đến côngnghệ.
“Việc xác định kiểu hìnhcác tính trạng của hạt giống là một nút thắt lớn trong việc phân tích các biếndị hạt một cách có hệ thống”, Ortiz nói. “Những tiên tiến trong công nghệ hìnhảnh số có thể đo đạc một cách tự động những biến dị của các tham số hình dángbằng việc sử dụng các hình ảnh có độ phân giải cao về hạt giống”.
Với những công cụ này trong tay, các nhà lai tạo giống có thểcải thiện hạt giống và phát triển những biến dị cây trồng mới một cách nhanhhơn trước đây. Ortiz cũng hình dung ra việc làm cho các hạt giống to hơn, vìthế mỗi loại hạt sẽ có thể đem lại nhiều calo hơn để nuôi dưỡng con người. Cáchạt giống lớn hơn có thể giúp cho thế hệ cây trồng mới nhanh chóng lớn hơn trêncác vùng trồng trọt, sẵn sàng đem lại mùa thu hoạch với số lượng cao hơn. Vàcác nhà lai tạo giống đang cố găng khiến cho các protein của hạt đem lại nhiềudưỡng chất hơn hoặc chất béo trong các hạt giống đủ ổn định để lưu trữ trongcác kho chứa lâu hơn.
Mỗi cải thiện như vậy cũng có nghĩa là khiến hạt giống mạnh hơn,trở thành nguồn nguyên liệu tốt hơn và nuôi dưỡng được nhiều người hơn. Vì vậyvới mỗi chiếc thìa đầy ắp hạt yến mạch thơm ngon, bạn hãy nên xem xét đằng saumỗi hạt giống nhỏ bé đó là những tiên tiến công nghệ và cả know-how mà các nhàkhoa học đã khổ công nghiên cứu và áp dụng.