Thiết lập cách cải thiện sản lượng sắn

Đối với gần một tỷ người trên thế giới, thì sắn là cây trồng chủ lực và là nguồn calo chính. Loại cây này dễ trồng và chịu hạn tốt. Đối với Bộ Năng lượng Hoa Kỳ, thì những tính trạng này và tính chất tinh bột của sắn khiến nó rất được quan tâm do có tiềm năng làm nguyên liệu cho sản xuất nhiên liệu sinh học.

Cây sắn. (Ảnh lấy từ Internet)

Mặc dù sắn dễ trồng, nhưng nó đặc biệt dễ bị các mầm bệnh ở thực vật, nên có thể giảm đáng kể năng suất cây trồng. Để giúp cải thiện các phương pháp lai giống cho cây trồng lấy củ này, một nhóm nghiên cứu do các nhà nghiên cứu từ Đại học California, Berkeley và các nhà nghiên cứu từ Viện Genome thuộc Bộ Năng Lượng Mỹ, đã mô tả sự đa dạng di truyền của sắn trên ấn bản online của tạp chí Nature Biotechnology. Do rễ sắn chứa 20-40% tinh bột, tốn chi phí ít hơn 15-30% để sản xuất ra trên 1 ha so với tinh bột từ bắp, nên ở nhiều nơi trên thế giới, đặc biệt là Châu Phi và Đông Nam Á, nó được xem là một nguồn chiến lược năng lượng tái tạo - là sinh khối mà từ đây ethanol được sản xuất ra cho nhiên liệu giao thông. Với sự giúp đỡ từ ngành bộ gen học, các nhà nghiên cứu hy vọng sẽ áp dụng các phương thức chăn nuôi tiên tiến có thể cải thiện khả năng đề kháng bệnh của sắn và cải thiện năng suất cây trồng.

Bộ gen sắn được giải trình tự. Kể từ khi bản giải trình tự dự thảo được công bố trong năm 2009, các nhà nghiên cứu dần cải thiện nó bằng dữ liệu bổ sung để phát triển một chuỗi trình tự ở cấp độ nhiễm sắc thể, một phần là để áp dụng thông tin này trong việc cải thiện các phương pháp lai giống.

Trong nghiên cứu này, nhóm nghiên cứu đã so sánh bộ gen tham chiếu của sắn với các bộ gen của họ hàng của chúng là đậu thầu dầu (Ricinis communis), cây cao su (Hevea brasiliensis), cao su Ceara (Manihot glaziovii), và 53 giống sắn được trồng và hoang dã từ khắp nơi trên thế giới. Họ phát hiện ra rằng sự đa dạng di truyền của cây sắn đã giảm đáng kể ở Châu Phi, nơi mà các loại virus như bệnh khảm sắn và bệnh sọc nâu hại sắn đã ảnh hưởng đến năng suất cây trồng ở nhiều quốc gia. Họ đã phát hiện ra dấu hiệu di truyền của các chương trình cải thiện sắn trong quá khứ từ những năm 1930, trong đó lai giống sắn và cao su Ceara; và sự tồn tại của những vùng cao su Ceara này trong các giống sắn ưu việt cho thấy rằng, chúng mang lại những tính trạng mong muốn. Họ cũng làm sáng tỏ mối liên hệ giữa nhiều giống sắn canh tác, có thể giúp các nhà lai giống tối đa hóa sự đa dạng di truyền trong cá  chương trình cải tiến.