'Tiêm vắc-xin' cho cây trồng

Kích thích miễn dịch cây giống như việc tiêm vắc-xin cho cây trồng.

Thuốc trừ sâu đóng vai trò quan trọng trong việc cho phép canh tác quy mô lớn, nhưng kèm theo đó là những tác dụng phụ có hại cho con người và động vật hoang dã, chưa kể sâu bệnh ngày càng phát triển khả năng kháng thuốc.

Để giải quyết những thách thức này và mở đường cho nền nông nghiệp bền vững, một nghiên cứu đã khám phá khả năng “tiêm vắc-xin” và kích hoạt hệ thống miễn dịch cho cây trồng.

Tăng đề kháng

Trong một thế giới đang phát triển và thay đổi nhanh chóng, nhu cầu sản xuất đủ lương thực cho mọi người đã trở nên cấp thiết hơn bao giờ hết. Nghiên cứu được công bố trên tạp chí Frontiers in Science đã khám phá tiềm năng kích thích đề kháng cho cây trồng để tăng năng suất.

Kỹ thuật này giống như tiêm vắc-xin cho cây trồng, kích hoạt hệ thống miễn dịch của cây để chúng có thể sử dụng phản ứng phòng vệ tự nhiên của mình đối phó hiệu quả hơn với những nguy cơ xâm hại.

Mặc dù đã được nghiên cứu trong nhiều thập kỷ, song việc kích thích đề kháng cho cây mới bắt đầu được chú ý như một phương pháp bảo vệ cây trồng hiệu quả, an toàn. “Chúng tôi ủng hộ phương pháp tiếp cận toàn diện đối với bảo vệ cây trồng, kết hợp nhiều chiến lược để đưa ra các giải pháp phù hợp. Khả năng kích thích đề kháng của cây nằm ở trung tâm của phương pháp tiếp cận tích hợp như vậy”, tác giả chính của nghiên cứu, bà Brigitte Mauch-Mani - nhà sinh vật học tại Đại học Neuchâtel (Thụy Sĩ), cho biết.

Hiện nay, hầu hết các loại cây trồng đều được bảo vệ bằng thuốc trừ sâu hoặc được lai tạo để có gen đề kháng. Tuy nhiên, theo thời gian, sâu bệnh có thể tiến hóa vượt trội hơn các giải pháp này. Trong khi đó, kích thích đề kháng là tăng cường khả năng phòng vệ tự nhiên của cây, mang lại khả năng bảo vệ bền vững và lâu dài hơn, có thể nhắm mục tiêu vào nhiều loại sâu bệnh và mầm bệnh cùng một lúc.

Kích thích đề kháng cho cây có nhiều dạng, trong đó có việc kích thích cây giải phóng các hợp chất thu hút động vật đến tiêu diệt con vật có hại cho cây. Dạng được biết đến và nghiên cứu nhiều nhất là mồi phòng vệ.

Trong mồi phòng vệ, khi một phần của cây tiếp xúc với nguy cơ, nó sẽ kích hoạt một phần cơ chế phòng vệ của mình. Khi cây bị tấn công lần nữa, các cơ chế phòng vệ này sẽ được kích hoạt hoàn toàn. Dạng đề kháng này có thể được truyền sang thế hệ tiếp theo, có khả năng thông qua các cơ chế biểu sinh, mang lại lợi ích lâu dài.

Tuy nhiên, việc kích thích đề kháng cho cây không tự nó cung cấp khả năng bảo vệ hoàn toàn và phải được sử dụng cùng với các biện pháp canh tác khác, đồng thời quy trình này đòi hỏi phải quản lý cẩn thận để đảm bảo sự phát triển của cây không bị ảnh hưởng do quá nhiều tài nguyên bị chuyển hướng sang phòng thủ.

Cây trồng được kích thích đề kháng sẽ có khả năng chống chọi tốt hơn với bệnh dịch.

Thực phẩm lành mạnh hơn

Tác dụng của việc “tiêm vắc-xin” trong việc kích thích đề kháng cho cây trồng có thể mang lại nhiều lợi ích vượt xa việc bảo vệ cây trồng khỏi sâu bệnh. Một số hợp chất mà cây trồng tạo ra cũng có liên quan đến lợi ích sức khỏe, cải thiện chất lượng dinh dưỡng và có thể dẫn đến thực phẩm lành mạnh hơn.

Ngoài ra, cây được kích thích đề kháng có thể thích nghi nhanh hơn với các điều kiện môi trường thay đổi so với các phương pháp lai tạo truyền thống, khiến sâu bệnh khó phát triển khả năng kháng thuốc hơn.

Khi kết hợp với quản lý dịch hại tổng hợp, sử dụng thiên địch trong biện pháp bảo vệ cây trồng, việc kích thích đề kháng có khả năng giảm đáng kể sự phụ thuộc của cây vào thuốc trừ sâu. Điều này có thể dẫn đến các hoạt động nông nghiệp bền vững hơn và bảo vệ cây trồng lâu dài hơn.

Để khả năng kích thích đề kháng cho cây thành một lựa chọn khả thi đối với nông dân và các nhà khoa học thực phẩm, cần có thêm nhiều nghiên cứu hơn nữa. Nghiên cứu này tập trung tìm hiểu cách kích thích đề kháng cho cây hoạt động ra sao trong các điều kiện thực tế, bên ngoài môi trường được kiểm soát và phát triển các phương pháp có thể mở rộng để sử dụng trong các thử nghiệm thực địa và nông nghiệp quy mô lớn.

Các nhà nghiên cứu cũng kêu gọi sự hỗ trợ của cơ quan lập pháp để thiết lập các tiêu chuẩn chất lượng nhằm bảo vệ người sản xuất và tiêu dùng. Bà Mauch-Mani cho biết: “Chúng tôi tin tưởng mạnh mẽ rằng nghiên cứu cơ bản về khả năng kích thích đề kháng cho cây sẽ rất quan trọng đối với quá trình chuyển đổi sang nguồn cung cấp thực phẩm thực sự bền vững”.

Tuy nhiên, bà nhấn mạnh đến nhu cầu cải thiện giao tiếp giữa các nhà nghiên cứu, nhà hoạch định chính sách và các bên liên quan trong ngành để biến những khám phá khoa học thành các giải pháp thực tế. Các chính phủ cần tạo ra một môi trường nghiên cứu và tài trợ cho phép trao đổi kiến thức hiệu quả hơn giữa các nhà khoa học, nhà hoạch định chính sách và ngành công nghiệp.

Bà Mauch-Mani khẳng định, giống như nền tảng sinh học đằng sau nó, khai thác thành công việc kích thích đề kháng cho cây phụ thuộc vào nỗ lực đa chiều.

Theo Earth

Cẩm Bình