Hạt giống cây trồng trở về từ vũ trụ trong Dự án của IAEA/FAO giúp nuôi sống một thế giới đang nóng lên | Tin tức

Hạt giống cây trồng trở về từ vũ trụ trong Dự án của IAEA/FAO giúp nuôi sống một thế giới đang nóng lên

10:10 24/05/2023: Hạt giống được gửi vào vũ trụ năm ngoái đã quay trở lại Trái đất hôm nay như một cột mốc mới cho những nỗ lực chung của Cơ quan Năng lượng Nguyên tử Quốc tế (IAEA) và Tổ chức Lương thực và Nông nghiệp của Liên Hợp Quốc (FAO) nhằm phát triển các loại cây trồng ưu việt có thể giúp cung cấp đủ lương thực khi hành tinh đang nóng lên.

Thực vật tiến hóa một cách tự nhiên để phát triển mạnh trong môi trường xung quanh, nhưng cây trồng đang phải vật lộn để theo kịp tốc độ biến đổi khí hậu hiện nay. Thế giới ấm lên và dân số toàn cầu ngày càng tăng khiến nông dân trên khắp thế giới phải vật lộn để đáp ứng nhu cầu lương thực. Để hỗ trợ những người nông dân này và cải thiện an ninh lương thực toàn cầu, IAEA và FAO, thông qua Trung tâm kỹ thuật hạt nhân trong lương thực và nông nghiệp chung của FAO/IAEA, đã gửi hạt giống vào không gian để khám phá tác động của bức xạ vũ trụ đối với việc tăng tốc độ thích nghi tự nhiên, di truyền của nhiều cây trồng cần thiết. Đưa các hạt giống quay trở lại Trái đất mở đường cho các nhà khoa học bắt đầu phân tích kết quả.
Được phóng từ Cơ sở bay Wallops của NASA ở Virginia, Hoa Kỳ vào ngày 7 tháng 11 năm 2022 và trải qua khoảng 5 tháng tại Trạm vũ trụ quốc tế (ISS), hạt giống cây cải dầu (Arabidopsis) và lúa miến (Sorghum) — được chọn vì có sẵn một ngân hàng dữ liệu khoa học lớn để so sánh — được phóng từ ISS trong tàu SpaceX CRS-27 lúc 17:05 CEST ngày 15 tháng 4. Giờ đây, chúng sẽ bắt đầu hành trình quay trở lại phòng thí nghiệm của Trung tâm liên hợp FAO/IAEA ở Seibersdorf, Áo, nơi sẽ được sàng lọc và phân tích các đặc điểm mong muốn.
“Dự án cây trồng vũ trụ là một dự án rất đặc biệt. Đây là khoa học có thể có tác động thực sự đến cuộc sống của con người trong một tương lai không xa, bằng cách giúp chúng ta trồng trọt tốt hơn và nuôi sống nhiều người hơn,” Tổng Giám đốc IAEA Rafael Mariano Grossi cho biết. “Các nhà khoa học của IAEA và FAO đã tạo giống đột biến bằng phóng xạ trong 60 năm qua và tạo ra hàng nghìn loại cây trồng khỏe mạnh hơn cho thế giới sử dụng, nhưng đây là lần đầu tiên chúng tôi thử nghiệm một lĩnh vực thú vị như sinh vật học vũ trụ.”
“Bây giờ các hạt giống đã quay trở lại Trái đất, chúng ta có thể thấy tác động của bức xạ vũ trụ, vi trọng lực và nhiệt độ khắc nghiệt và so sánh với những tác động gây ra trong phòng thí nghiệm. Thử nghiệm đột phá này có thể giúp phát triển các loại cây trồng có khả năng thích ứng với biến đổi khí hậu và tăng cường an ninh lương thực toàn cầu”, Tổng Giám đốc FAO Qu Dongyu cho biết.
Hạt giống sẽ trải qua quy trình kiểm dịch thực vật nhập khẩu, đây là yêu cầu tiêu chuẩn đối với việc vận chuyển nguyên liệu thực vật qua biên giới quốc gia để giảm thiểu nguy cơ xâm nhập các loài gây hại mới, trước khi đến các phòng thí nghiệm.
Bức xạ trong phòng thí nghiệm thường xảy ra trong thiết bị sử dụng tia gamma hoặc tia X, làm tăng tốc quá trình biến đổi gen tự phát. Các nhà khoa học làm việc để xác định những đặc điểm tích cực trong hạt giống được chiếu xạ và đưa đặc điểm đó cho các thế hệ tương lai. Bằng cách này, thực vật tiến hóa nhanh hơn với những chất lượng mong muốn, bao gồm khả năng kháng bệnh và chịu hạn. Phạm vi rộng và bức xạ nặng hơn trong không gian kết hợp với các điều kiện khắc nghiệt khác như vi trọng lực và nhiệt độ có thể gây ra những thay đổi gen thường không gặp phải với các nguồn bức xạ trên Trái đất.
“Đây là nghiên cứu khả thi đầu tiên của FAO và IAEA nhằm xác định tác động của bức xạ vũ trụ, vi trọng lực và nhiệt độ khắc nghiệt đối với bộ gen và sinh vật học, hướng tới tạo ra đủ biến thể gen để tăng cường khả năng thích ứng với biến đổi khí hậu” Shoba Sivasankar, Trưởng bộ phận Nhân giống và gen thực vật tại Trung tâm Liên hợp FAO/IAEA cho biết.
Arabidopsis, một loại cải xoong dễ trồng, giá rẻ và cho nhiều hạt, sẽ được kiểm tra khả năng chịu hạn, mặn và nóng. Cao lương, một loại ngũ cốc chứa nhiều chất dinh dưỡng có thể phát triển trên vùng đất khô cằn và có khả năng phục hồi trước những thay đổi của khí hậu, sẽ được thử nghiệm để tìm ra những đặc điểm mong muốn đối với khả năng phục hồi trước biến đổi khí hậu. Cả hai hạt giống sẽ được phát triển thành thế hệ tiếp theo trước khi chọn lọc tính trạng và với cây Arabidopsis phát triển nhanh hơn, tùy thuộc vào thời điểm về đến phòng thí nghiệm ở Seibersdorf, kết quả ban đầu có thể có vào tháng 10 năm 2023.
Ở cả hai loài cây trồng, DNA sẽ được chiết xuất và giải trình tự, để so sánh sự thay đổi giữa các hạt được chiếu xạ trong phòng thí nghiệm, những hạt được đặt bên trong ISS và những hạt được đặt bên ngoài ISS và được tiếp xúc hoàn toàn với bức xạ vũ trụ , vi trọng lực và nhiệt độ khắc nghiệt. Những so sánh này, cùng với phân tích so sánh về sinh vật học, sẽ giúp hiểu được liệu các điều kiện không gian khắc nghiệt có tác động có giá trị đối với việc cải thiện cây trồng và có khả năng mang lại lợi ích cho con người trên Trái đất hay không.
Trung tâm Liên hợp FAO/IAEA, có trụ sở tại Vienna, Áo, đã tăng tốc nghiên cứu nhân giống cây trồng sử dụng bức xạ để phát triển các giống cây trồng nông nghiệp mới trong gần 60 năm qua. Trong lịch sử nông nghiệp, chọn lọc tự nhiên hoặc nhân giống tiến hóa, còn được gọi là đột biến giống, là động lực của thuần hóa cây trồng và nhân giống cây trồng. Cho đến nay, hơn 3400 giống mới của hơn 210 loài thực vật đã được phát triển bằng cách sử dụng biến thể di truyền do bức xạ gây ra và nhân giống đột biến — bao gồm nhiều loại cây lương thực, cây cảnh và cây thân gỗ được nông dân ở 70 quốc gia sử dụng.

TTĐT, theo IAEA