Lưu giữ 'tổ tiên' của cây lúa

CẦN THƠ Giữa vùng đất ngập nước Lung Ngọc Hoàng, quần thể lúa hoang đang âm thầm sinh trưởng, lưu giữ nguồn gen quý cho nghiên cứu, bảo tồn và lai tạo giống lúa.

Vật liệu di truyền quý cho lúa trồng

Lần dở lại các ghi chép, tài liệu nghiên cứu về lúa hoang, TS Nguyễn Thế Cường – Trưởng Bộ môn Nông học (Viện Lúa ĐBSCL) cho biết, lúa hoang chính là “tổ tiên” của lúa trồng và xuất hiện trong quá trình tiến hóa cách đây khoảng 14 - 15 triệu năm.

Đến nay, các nhà khoa học trên thế giới đã phát hiện khoảng 22 loài lúa hoang, trong đó Việt Nam có 4 loài. Đáng chú ý, 2 loài trong số đó được tìm thấy ở khu vực ĐBSCL là Oryza rufipogon và Oryza officinalis.

Tại ĐBSCL đã tìm thấy 2 loài lúa hoang có nguồn gen quý, nếu được khai thác hiệu quả có thể tạo ra đột phá trong công tác chọn tạo giống lúa. Ảnh: Kim Anh.

Theo TS Cường, lúa hoang Oryza officinalis cho nguồn gen rất quý và đã được sử dụng làm vật liệu lai để đưa vào giống lúa trồng các gen mang tính trạng kháng rầy nâu. Còn loài lúa hoang Oryza rufipogon được xem là đặc biệt quý bởi khả năng chịu mặn, ngập và thích ứng tốt với điều kiện nhiệt độ nóng lên trong bối cảnh biến đổi khí hậu cũng như trong môi trường đất thiếu lân. Đây là những tính trạng rất cần thiết trong chọn tạo giống lúa mới.

Tuy nhiên thời gian qua, việc sử dụng lúa hoang để khai thác gen mang tính trạng quý cho công tác chọn tạo giống vẫn còn khá hạn chế, mặc dù đã có các phương pháp đưa các gen quý của lúa hoang (gene cloning) vào lúa trồng và lập bản đồ QTL (Quantitative trait loci) xác định vị trí các gen hoặc vùng nhiễm sắc thể liên quan đến những tính trạng phức tạp.

Nếu khai thác hiệu quả các gen quý từ lúa hoang, có thể tạo ra sự đột phá trong công tác chọn tạo giống lúa bền vững, thích ứng tốt hơn với môi trường và khí hậu thay đổi nhanh, khắc nghiệt.

Khác với lúa trồng, lúa hoang có những đặc điểm sinh thái và sinh học riêng: thân có thể ngã rạp khi ở trên cạn hoặc trôi nổi trong điều kiện nước; hạt lúa nhỏ, dễ rụng, vỏ hạt sậm màu; độ ngủ nghỉ cao làm chậm quá trình nảy mầm. Nhiều loài lúa hoang nhạy cảm với độ dài ngày, kích thước hạt nhỏ hơn lúa trồng, năng suất hạt biến thiên lớn. Chính những đặc điểm “bất thường” đó giúp lúa hoang tồn tại, thích nghi và tiến hóa trong tự nhiên liên tục suốt hàng triệu năm qua.

Lúa hoang có những đặc điểm sinh thái và sinh học rất có giá trị trong chọn tạo giống lúa mới. Ảnh: Kim Anh.

Một đặc tính đáng chú ý khác là bộ gen (genome) của lúa hoang ổn định hơn lúa trồng trong quá trình tiến hóa do không có sự can thiệp của con người qua thuần hóa, do đó có khả năng bảo tồn bộ gen tự nhiên hơn, giúp bổ sung vật liệu di truyền quý cho lúa trồng. Ngoài ra, khi ở môi trường tự nhiên, nó sẽ tiếp tục tiến hoá và tính đa dạng di truyền sẽ ngày càng tăng lên.

Tại Việt Nam, việc bảo tồn lúa hoang tuy được quan tâm nhưng chưa có các chương trình quy mô lớn. Một số mô hình bảo tồn lúa hoang đã được triển khai tại Vườn Quốc gia Tràm Chim (tỉnh Đồng Tháp) thông qua việc lưu giữ ngân hàng gen hạt giống trong điều kiện nhiệt độ thấp (ở âm 70 độ C hoặc từ âm 10 đến âm 20 độ C. Điều này giúp bảo quản được lúa hoang trong nhiều năm mà không bị mất tính đa dạng di truyền.

Do đó, phương pháp bảo tồn “động” trong tự nhiên là hình thức tối ưu. Lúa hoang được sinh trưởng trong môi trường tự nhiên, tiếp tục tiến hóa và duy trì sự đa dạng di truyền.

Ngày nay, nhiều quốc gia xem lúa hoang như tài nguyên quốc gia đặc biệt quý hiếm. Trung Quốc đã phát hiện hơn 10 loài lúa hoang, được bảo vệ nghiêm ngặt trong các khu dự trữ sinh học. Thậm chí có nơi cấm hoàn toàn con người xâm nhập để tránh ảnh hưởng đến quá trình sinh trưởng tự nhiên.

Tại Thái Lan, Chính phủ nước này cũng duy trì vùng bảo tồn gen lúa hoang như một phần trong chiến lược an ninh lương thực quốc gia.

Lưu giữ "ngân hàng gen sống"

Khu Bảo tồn thiên nhiên Lung Ngọc Hoàng (xã Phương Bình, TP Cần Thơ) là địa chỉ hiếm hoi vẫn còn lưu giữ nhiều quần thể lúa hoang mang giá trị khoa học và kinh tế lớn.

Ông Lê Thanh Sơn - Phó Giám đốc phụ trách Khu Bảo tồn cho hay, lúa hoang phân bố rải rác dưới tán rừng hoặc theo các tuyến kênh, mọc thành từng đám nhỏ nhưng rộng khắp nên chưa thể xác định chính xác diện tích.

Ở những nơi có sự trao đổi nước tốt, cây lúa hoang phát triển xanh, khỏe. Dọc các tuyến kênh có thủy triều và phù sa bồi đắp, lúa phát triển mạnh hơn do ít bị cạnh tranh sinh học.

Cán bộ Phòng Khoa học và Bảo tồn đất ngập nước (Khu Bảo tồn thiên nhiên Lung Ngọc Hoàng) kiểm tra sinh trưởng của cây lúa hoang. Ảnh: Kim Anh.

Xác định lúa hoang là nguồn gen quý góp phần duy trì cân bằng sinh thái, Ban Quản lý Khu Bảo tồn thiên nhiên Lung Ngọc Hoàng đã đề xuất UBND TP Cần Thơ có kế hoạch phối hợp với các nhà khoa học xác định vùng phân bố, đánh giá tình trạng sinh trưởng của các giống lúa này. Đồng thời nghiên cứu điều kiện sinh thái phù hợp, xây dựng và thử nghiệm mô hình phục hồi, phát triển bền vững cũng như có giải pháp quản lý và bảo tồn lúa hoang trong dài hạn.

Ông Trần Bé Em - Trưởng phòng Khoa học và Bảo tồn đất ngập nước (Khu Bảo tồn thiên nhiên Lung Ngọc Hoàng) cho biết, từ năm 2015 đến nay, Khu Bảo tồn đã bổ sung 981 loài thực vật vào danh lục, xây dựng cơ sở dữ liệu đa dạng sinh học. Trong đó, lúa hoang được xác định là đối tượng nghiên cứu trọng điểm.

Hiện đơn vị đang tập trung điều tra phân bố, khảo sát thực địa, lập bản đồ phân bố lúa hoang. Trọng tâm là lựa chọn 1 - 2 ha tại phân khu phục hồi sinh thái để tiến hành phục hồi và bảo tồn dài hạn. Các bước thực hiện bao gồm dọn cỏ, vệ sinh khu vực, trồng bổ sung, theo dõi sinh trưởng, thu thập số liệu nhằm xây dựng cơ sở khoa học cho công tác bảo tồn lâu dài.

Cũng theo ông Bé Em, vòng đời của lúa hoang bắt đầu vào tháng 4 hằng năm khi mùa mưa đến. Hạt lúa hoang nảy mầm, thân mọc cao, lá to, rễ có khả năng khử chất gây chua và hút dinh dưỡng trong đất.

Từ tháng 8 - 12, cây lúa vươn dài, trổ bông. Bông lúa to, thẳng nhưng hạt nhỏ, thưa. Khi chín hạt tự rụng, trôi theo dòng nước và mọc thành cây mới.

“Lúa hoang chỉ chín một lần trong năm, có nguồn gen kháng rầy nâu, rầy lưng trắng tốt. Lúa trổ bông vào tháng 10 và chín rải rác từ tháng 11 - 12, không chín rộ như lúa trồng”, ông Bé Em cho biết.

Việc bảo tồn lúa hoang góp phần giữ gìn những giá trị nguyên sơ của tự nhiên. Ảnh: Kim Anh.

Từ góc độ cơ quan nghiên cứu, TS Nguyễn Thúy Kiều Tiên - Phó Viện trưởng Viện Lúa ĐBSCL đánh giá, Lung Ngọc Hoàng có lịch sử lâu đời về sự tồn tại và phát triển của lúa hoang với nguồn gen phong phú, đa dạng. Tuy nhiên, diện tích lúa hoang đang ngày càng bị thu hẹp do tác động của canh tác nông nghiệp và nuôi trồng thủy sản, làm mất dần nguồn gen quý.

Bên cạnh công tác nghiên cứu, Ban Quản lý Khu Bảo tồn thiên nhiên Lung Ngọc Hoàng đã xây dựng cơ sở dữ liệu đa dạng sinh học phục vụ lưu trữ thông tin, nghiên cứu và lai tạo giống. Đồng thời chú trọng bảo tồn sinh cảnh bản địa, bảo tồn loài quý hiếm, giám sát các loài ngoại lai xâm hại. Công tác này giúp bảo vệ sự nguyên vẹn của hệ sinh thái, tránh nguy cơ xâm lấn làm suy giảm quần thể lúa hoang.

Những nỗ lực này sẽ góp phần duy trì sự cân bằng sinh thái, bảo tồn nguồn gen quý trong tự nhiên và tạo tiền đề cho các nghiên cứu lai tạo giống lúa chất lượng cao, thích ứng biến đổi khí hậu. Hơn hết, việc bảo tồn lúa hoang còn mang ý nghĩa nhân văn sâu sắc, giữ gìn những giá trị nguyên sơ của tự nhiên, là cầu nối giữa tri thức khoa học và hệ sinh thái bản địa.

“Lúa hoang là nguồn gen quan trọng cho chương trình lai tạo giống mới. Không chỉ khai thác biến dị đa dạng từ lai xa giữa lúa hoang và lúa cao sản, các nhà khoa học còn có thể tận dụng các đặc tính quý để tạo ra giống lúa thích ứng tốt. Vì thế, bảo tồn lúa hoang tại Lung Ngọc Hoàng là việc cấp thiết và mang tính chiến lược”, TS Kiều Tiên nhấn mạnh.

Nguồn: https://nongnghiepmoitruong.vn/luu-giu-to-tien-cua-cay-lua-d780375.html