Thí sinh đọc Bài đọc và trả lời các câu hỏi 1 - 9.

1. Ở Việt Nam, sản xuất nông nghiệp nói chung và sản xuất lúa nói riêng đang phải đối đầu với những khó khăn do biến đổi khí hậu gây ra như: xâm nhập mặn, hạn hán, lũ lụt, nóng - lạnh bất thường và những diễn biến phức tạp của sâu bệnh hại. Mặt khác, chính việc sản xuất lúa cũng là nguyên nhân dẫn đến biến đổi khí hậu do tạo phát thải chất gây hiệu ứng nhà kính như CO2, do đốt rơm rạ trên đồng ruộng sau khi thu hoạch. Trong điều kiện đó, cần tạo giống lúa cho năng suất, chất lượng tốt trong điều kiện mặn, hạn, ngập, nóng - lạnh, chống chịu tốt với sâu bệnh hại và rơm rạ có khả năng chuyển hóa đường cao, hàm lượng silic thấp dễ dàng sử dụng cho chế biến nhiên liệu sinh học, thức ăn chăn nuôi... thay vì đem đốt.

2. Trước khi nghiên cứu này được thực hiện, các nhà khoa học thế giới và Việt Nam đã công bố hàng chục loại gene liên quan đến khả năng chịu ngập úng, mặn, lạnh, nóng và sâu bệnh. Nhưng việc nghiên cứu nguồn gene kiểm soát khả năng phân hủy (khả năng chuyển hóa đường) và hàm lượng silic trong rơm rạ vẫn còn mới, chưa có công bố chính thức nào.

3. Trước yêu cầu thực tế cần đến những giống lúa kết hợp được cả 2 yếu tố: vừa có khả năng chống chịu các hình thái khí hậu, môi trường vừa cho năng suất chất lượng tốt, có gene kiểm soát được khả năng phân hủy rơm rạ, chúng tôi đã tiến hành “Nghiên cứu phát triển các nguồn gene lúa thích ứng với biến đổi khí hậu”, mã Số HNQT/SPDP/05.16, theo Chương trình hợp tác nghiên cứu song phương và đa phương về khoa học công nghệ đến năm 2020 do Bộ Khoa học và Công nghệ quản lý.

4. Để thực hiện nhiệm vụ này, chúng tôi thu thập 170 mẫu giống lúa của Việt Nam làm vật liệu nghiên cứu để phân lập các mẫu giống lúa (nguồn gene lúa) thích ứng vớibiến đổi khí hậu ở khả năng chịu hạn, rơm rạ phân hủy tốt và có hàm lượng silic thấp,từ kết quả đánh giá về khả năng chịu hạn, khả năng chuyển hóa đường từ rơm rạ vàhàm lượng silic trong rơm rạ kết hợp với giải trình tự GBS (đã thu được 334.000 SNP trong bộ vật liệu 100 mẫu giống lúa).

5. Nhờ vậy, nhóm nghiên cứu xác định được các mẫu giống lúa mang nguồn gene kiểm soát khả năng chịu hạn; Các mẫu giống lúa mang nguồn gene kiểm soát khả năng chuyển hóa đường trong rơm rạ cao; Các mẫu giống lúa có mang nguồn gene kiểm lượng silic thấp trong rơm rạ. Các gene này được tìm ra trên toàn hệ gene của cây lúa.

6. Cụ thể hơn, các nguồn gene lúa này được xây dựng cơ sở dữ liệu kiểu hình (khả năng chịu hạn, khả năng đường hóa từ rơm rạ và hàm lượng silic trong rơm rạ) và kiến gene (trình tự, vị trí các gene ứng viên kiểm soát tính trạng này, mồi cho phản ứng PCR để nhận diện các gene ứng viên này).

7. Đến thời điểm hiện tại, nhóm nghiên cứu đã tìm ra được 3 gene ứng viên (candi date genes) cho khả năng chuyển hóa đường cao từ rơm rạ, 2 gene ứng viên hàm lượng) silic thấp trong rơm rạ của cây lúa. Kết quả nghiên cứu được đăng tải trên các tạp chí: Biotechnology for Biofuels; Khoa học và Công nghệ Nông nghiệp Việt Nam (của Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam); Tạp chí Khoa học và Công nghệ Việt Nam (của Bộ KH&CN).

8. Kết quả nghiên cứu của nhiệm vụ có giá trị rất lớn cho những nghiên cứu di truyền và chọn giống lúa trong thời gian tới. Chúng tôi dự kiến sẽ tiếp tục dựa trên nền tảng này để thực hiện hai nghiên cứu tiếp theo.

9. Một là, kế thừa bộ vật liệu 100 mẫu giống lúa đã được giải GPS trong nhiệm vụ này để GWAS xác định các QTL/gene kiểm soát các tính trạng khác ở cây lúa nhật khả năng chịu mặn, chịu nóng, ngắn ngày, kháng bệnh bạc lá, kháng bệnh đạo ôn, kháng rầy nâu... phục vụ cho chọn tạo giống lúa thích ứng với biến đổi khí hậu.

10. Hai là, sử dụng nguồn gene lúa của nhiệm vụ này làm vật liệu lai tạo giống lúa mới có năng suất cao, khả năng chịu hạn tốt đồng thời cho rơm rạ có chất lượng tốt phù hợp cho chế biến thức ăn chăn nuôi trâu, bò) thích ứng với biến đổi khí hậu.

(Theo Bộ Khoa học và Công nghệ, Nghiên cứu phát triển các nguồn gene lúa thích ứng với biến đổi khí hậu, Cổng thông tin của Văn phòng các chương trình Khoa học và Công nghệ Quốc gia, ngày 01/12/2020)

Cụm từ “gene ứng viên” được dùng để chỉ: