Chủng kháng là một phương pháp bảo vệ cây trồng chống lại virus gây bệnh đã được các nhà khoa học ứng dụng thành công trên cây đu đủ, bước đầu mở ra nghiên cứu giống cây kháng sâu.
Cây trồng tự chống lại virus gây bệnh
Hiện nay, các vùng trồng đu đủ ở nước ta đều bị thiệt hại nghiêm trọng do sự gây hại của virus đốm vòng (Papaya ringspot virus – PRSV). Phương thức lan truyền của PRSV là từ nguồn giống, qua tiếp xúc cơ học và đặc biệt các vector truyền bệnh.
Khi bị nhiễm virus, với các triệu chứng đặc trưng như lùn cây, lá bị khảm và biến dạng, xuất hiện các đốm có dạng vòng màu xanh mờ trên quả. Sản lượng, chất lượng trái và lượng đường trong quả có thể bị giảm đến hơn 50%.
Những phương pháp thường được sử dụng để ngăn chặn PRSV bao gồm chặt bỏ cây ký chủ mang mầm bệnh, cách ly vùng bị bệnh, sử dụng thuốc bảo vệ thực vật để kiểm soát các môi giới truyền bệnh.
Tuy nhiên, các phương pháp này không thể ngăn chặn hiệu quả sự lan truyền, của các môi giới truyền bệnh, cũng như việc sử dụng thuốc bảo vệ thực vật đem lại các tác động tiêu cực đến môi trường, sức khỏe người trồng và tiêu dùng.
Trong khi đó, chủng kháng là một phương pháp bảo vệ cây trồng chống lại virus gây bệnh. Cơ chế của công nghệ này dựa trên việc tạo ra một virus dòng nhẹ, hay còn được gọi là vắc-xin từ chính virus gây bệnh và chủng dòng nhẹ lên cây trồng, nhằm kích hoạt cơ chế kháng bệnh vốn có trong cây.
Theo TS Nguyễn Châu Niên, Trường Đại học Nông lâm TPHCM, tính ưu việt của công nghệ này chính là tránh việc sử dụng cây trồng chuyển gen (GMO), vốn còn nhiều hoài nghi về tính an toàn của sản phẩm từ các loại cây trồng GMO này.
Trong những năm gần đây, kỹ thuật di truyền đang được xem là một công cụ quan trọng, một sự lựa chọn mới trong công cuộc chọn tạo giống cây trồng mang tính trạng mong muốn như: Màu sắc mới, chất lượng tốt hơn, đặc biệt kháng lại các tác nhân gây bệnh do virus và côn trùng.
Một số virus đã có thể kiểm soát được thông qua biện pháp tạo cây trồng chuyển gen mang các gen hoặc đoạn gen có nguồn gốc từ chính các virus gây bệnh (pathogen-derived resistance, PDR).
Các cấu trúc gen có nguồn gốc từ virus gây bệnh được sử dụng chuyển vào cây trồng để tạo tính kháng có thể là các loại khác nhau như: Các cấu trúc của virus theo chiều xuôi (sense) hay chiều ngược (antisense), các cấu trúc dạng kẹp tóc (inverted repeats/hairpin) và các miRNA nhân tạo có đích là các trình tự gen của virus gây bệnh, hay kỹ thuật RNAi “RNA interference”, đang được quan tâm nhiều và ứng dụng rộng rãi.
Không ảnh hưởng đến các chỉ số sinh trưởng
Đu đủ là loại quả có hương vị thơm ngon, giá trị dinh dưỡng cao, đồng thời là phương thuốc quý trong chữa bệnh. Ngoài ra, đây là nguyên liệu quan trọng sản xuất dược phẩm và mỹ phẩm.
Để kiểm soát bệnh đốm vòng đu đủ ở Việt Nam, các nhà khoa học Trường Đại học Đài Trung (Đài Loan) đã phân lập virus gây bệnh đốm vòng thu thập từ tỉnh Tiền Giang. Dựa trên virus này, nhóm nghiên cứu đã tạo ra hai dòng nhẹ TG-d5I7 (ký hiệu M1) và TG-d5L206 (ký hiệu M2), bằng cách gây đột biến điểm trên HC-Pro (đoạn gen quyết định khả năng gây bệnh của virus PRSV).
Hiệu quả bảo vệ của hai dòng nhẹ M1, M2 thử nghiệm tại Đài Loan trong điều kiện nhà màng. Kết quả cho thấy, hai dòng virus nhẹ M1, M2 cho hiệu quả bảo vệ rất cao (97 – 100%) trước chủng virus gây bệnh PRSV được phân lập tại Tiền Giang (TG5).
Trong khuôn khổ dự án “Đánh giá hiệu quả bảo vệ chéo của dòng nhẹ trong kiểm soát bệnh đốm vòng trên đu đủ tại Việt Nam”, hợp tác giữa Trường Đại học Nông Lâm TPHCM và Trường Đại học Đài Trung.
Thử nghiệm hiệu quả của hai dòng nhẹ M1 và M2 tại Việt Nam được tiến hành tại Dĩ An, Bình Dương trên giống đu đủ Tainung No. 2 trái dài (ký hiệu V1) và giống đu đủ địa phương Long An trái tròn (ký hiệu V2).
Cây đu đủ con trước khi đem đi trồng được chủng dòng nhẹ bằng phương pháp tạo vết thương trên lá và bôi dung dịch đã được bổ sung dòng nhẹ. Sau khi cây con được trồng tra ruộng 3 tuần, tiến hành chủ virus gây bệnh PRSV TG5 để đánh giá hiệu quả của công nghệ chủng kháng.
Theo TS Nguyễn Châu Niên, kết quả thử nghiệm bước đầu cho thấy việc chủng dòng nhẹ M1, M2 không ảnh hưởng đến sự sinh trưởng, phát triển cây và phẩm chất quả gồm các chỉ tiêu chiều cao cây, đường kính thân, số lá, chỉ số diệp lục tố và thời gian sinh trưởng, phát dục, tỷ lệ phần ăn được, độ Brix và độ cứng của quả.
Ngoài ra, cây đu đủ được chủng dòng nhẹ M1 và M2 đã làm chậm tỷ lệ nhiễm và lây lan virus gây bệnh đốm vòng PRSV trên cây và quả so với cây không được chủng dòng nhẹ. Đồng thời, kết quả chủng dòng nhẹ M1 và M2 đã hạn chế sự giảm trọng lượng quả của cây đu đủ nhiễm bệnh virus gây đốm vòng.
Các phương pháp truyền thống như sử dụng hóa chất hay phóng xạ có thể áp dụng để tạo và chọn lọc các dòng đu đủ đột biến kháng bệnh, song khả năng thành công thấp và quá trình chọn tạo tốn nhiều thời gian, công sức.
Các đột biến tạo được với phương pháp truyền thống mang tính ngẫu nhiên và không kiểm soát nên có thể dẫn tới tác động không tốt đối với sinh trưởng và phát triển của cây. Trong khi các kết quả nghiên cứu thử nghiệm cho thấy đây là phương pháp an toàn, không ảnh hưởng đến sinh trưởng và phát triển của cây.
