Giải pháp truyền 99% gien ở thực vật

An ninh lương thực từ lâu đã là thách thức đa chiều. Vấn đề càng thêm trầm trọng vì cỏ dại cùng khủng hoảng môi trường gây ra bởi thực vật xâm lấn. Theo nhóm nghiên cứu Trung Quốc, can thiệp di truyền quần thể thực vật hoang dã có thể là chiến lược mạnh mẽ đem lại biến đổi lớn. Tuy nhiên phương pháp nhân giống truyền thống tạo ra gien lý tưởng khá rắc rối, đặc biệt với thực vật tuân thủ đúng quy luật Mendel cũng như thuyết chọn lọc tự nhiên Darwin.

Để giải quyết khó khăn trên, nhóm xây dựng hệ thống dựa trên CRISPR (về bản chất là chuỗi DNA tìm thấy trên bộ gien của sinh vật nhân nguyên thủy chẳng hạn như vi khuẩn, thường được dùng cho kỹ thuật can thiệp di truyền) mang tên CAIN tác động đến tế bào mầm giống đực. Trước tiên ezyme CAS9 hoạt động như “kéo phân tử” cắt gien NPG1 gốc ức chế nảy mầm, sau đó một bản sao NPG1 mang gien mong muốn được ghép vào.

Nhóm cho biết: “Tỷ lệ truyền gien cao hơn tỷ lệ di truyền Mendel của tế bào dị hợp tử (50%) đáng kể, đạt 88 - 99% trong hai thế hệ kế tiếp. CAIN là công cụ tiên tiến giúp thay đổi toàn bộ quần thể thực vật”. Giải pháp này cân bằng giữa bảo vệ cây trồng lẫn bảo vệ môi trường, giảm thiểu mất mát đa dạng sinh học đồng thời tối ưu hóa sản lượng lương thực.