Phát minh của Trung Quốc làm rung chuyển ngành nông nghiệp: tạo siêu giống lúa lai, năng suất gấp 4 lần giống thường nhưng chi phí thấp

Các nhà khoa học Trung Quốc vừa công bố một bước đột phá quan trọng trong lĩnh vực nông nghiệp khi phát triển thành công một giống lúa lai có khả năng tự nhân giống thông qua hạt “bản sao”, qua đó giữ nguyên các đặc tính năng suất cao qua nhiều thế hệ mà không cần tái lai tạo. Phát hiện này được đánh giá có tiềm năng làm thay đổi căn bản mô hình sản xuất lúa lai toàn cầu, đặc biệt trong bối cảnh an ninh lương thực đang chịu nhiều áp lực.

Theo nhóm nghiên cứu, giống lúa mới có khả năng sinh sản vô tính thông qua hạt – một cơ chế trong đó phôi phát triển mà không cần thụ tinh. Điều này cho phép các đặc tính ưu việt của lúa lai, vốn thường bị suy giảm ở thế hệ sau, được bảo toàn gần như tuyệt đối. Nếu được thương mại hóa, công nghệ này có thể giúp loại bỏ rào cản lớn nhất của lúa lai hiện nay: chi phí hạt giống cao và việc nông dân buộc phải mua giống mới mỗi mùa vụ.

Lúa lai từ lâu được xem là giải pháp quan trọng nhằm tăng năng suất cây trồng, đặc biệt tại các khu vực đang thiếu lương thực. Một số nghiên cứu cho thấy, tại một số vùng châu Phi, lúa lai có thể cho năng suất cao gấp gần 4 lần so với các giống lúa truyền thống. Thậm chí, theo ước tính trong ngành, nếu toàn bộ diện tích trồng lúa trên thế giới sử dụng lúa lai, sản lượng lúa gạo toàn cầu có thể tăng gấp đôi.

Tuy nhiên, chi phí hạt giống vẫn là rào cản lớn. Tại Trung Quốc, giá hạt giống lúa lai có thể lên tới 200 nhân dân tệ (khoảng 28 USD) mỗi kg, cao gấp hàng chục, thậm chí hàng trăm lần so với giống lúa thường. Quan trọng hơn, các thế hệ tiếp theo của hạt giống lai thường mất đi “ưu thế lai”, buộc nông dân phải mua giống mới hàng năm, làm tăng chi phí sản xuất.

Nhóm nghiên cứu do ông Wang Kejian, thuộc Viện Nghiên cứu Lúa gạo Quốc gia Trung Quốc (thuộc Học viện Khoa học Nông nghiệp Trung Quốc), dẫn đầu đã tập trung giải quyết vấn đề này. Trong công trình mới nhất, được công bố dưới dạng bản thảo trên nền tảng bioRxiv ngày 17/10 với tiêu đề “Khắc phục vấn đề lúa lai: Hiệu quả sinh sản vô tính >99% với tỷ lệ đậu hạt gần như bình thường”, nhóm cho biết đã đạt được hiệu quả sinh sản vô tính vượt 99%.

Theo nghiên cứu, nhóm đã xác định một gen then chốt có tên Huaxu, lấy cảm hứng từ thần thoại Trung Quốc, biểu trưng cho “sự sinh ra không cần cha”. Khi gen này được đưa vào noãn của cây lúa, phôi có thể phát triển mà không cần thụ tinh. Kết hợp với kỹ thuật “giao tử vô tính”, hệ thống mới cho phép tạo ra hạt giống lúa lai có tính ổn định di truyền rất cao.

Dòng lúa Fix8 do nhóm phát triển đạt hiệu quả nhân giống trên 99,7%, trong khi tỷ lệ đậu hạt dao động từ 50% đến hơn 74%. Đáng chú ý, một số dòng có tỷ lệ đậu hạt tương đương lúa lai thông thường, giải quyết được bài toán “nhân giống hiệu quả nhưng năng suất thấp” vốn tồn tại trước đây.

Ông Wang Kejian cho biết, đây là lần đầu tiên đặc tính sinh sản vô tính được tích hợp thành công vào lúa lai ở mức độ có thể đáp ứng yêu cầu thương mại. Khi được ứng dụng rộng rãi, giá hạt giống lúa lai có thể giảm mạnh, từ mức 20–100 NDT cho 500 gram xuống chỉ còn 2–5 NDT, tương đương giá giống lúa thường.

Trung Quốc hiện là quốc gia tiên phong và cũng là thị trường lớn nhất thế giới về lúa lai. Thành tựu mới này được kỳ vọng sẽ mở ra một giai đoạn phát triển mới cho ngành lúa gạo, không chỉ tại Trung Quốc mà còn trên phạm vi toàn cầu, đặc biệt tại các khu vực đang chịu áp lực lớn về an ninh lương thực.

Theo SCMP