Tháng 04, 2019
Thứ ba
Thứ Năm, ngày 12/11/2015 18:00 PM (GMT+7)

Gen thần kỳ giúp cây phát triển trong không gian

Loại gen này chính là mấu chốt giúp cây trồng phát triển được trên sao Hỏa.

Các nhà khoa học ở Úc đã khám phá ra một loại gen giúp các cây thuốc lá trồng ở bản địa có khả năng phát triển và ra hoa kết quả trong một khoảng thời gian cực ngắn cũng như điều kiện môi trường rất cằn cỗi khô hạn.

Nếu được cấy ghép vào những loại cây trồng khác, loại gen này có thể chính là mấu chốt giúp các cây lương thực có thể sống sót và sinh trưởng nhanh trong môi trường khắc nghiệt của không gian vũ trụ. Các loại cây này sẽ được trồng ở những nơi như Trạm Không Gian Vũ Trụ Quốc Tế (ISS), hoặc trong các khu vực dân cư sinh sống khép kín ở sao Hỏa đang được dự kiến xây dựng trong tương lai.  

Gen thần kỳ giúp cây phát triển trong không gian - 1

Nhà khoa học đến từ Đại học Công Nghệ Queensland đang giới thiệu về loại cây được cấy gien biến đổi giúp phát triển với một  tốc độ chóng mặt trong điều kiện môi trường khắc nghiệt. Nguồn: YouTube/20th Century Fox

Để sống còn qua các thế hệ, những cây trồng này phải chống lại được hạn hán, kẻ thù số một của các loài thực vật. 

Gen thần kỳ giúp cây phát triển trong không gian - 2

Hai nhà nghiên cứu Julia Bally và Peter Waterhouse đến từ Đại học Công nghệ Queensland (Mỹ), đã khám phá ra loại cây thuốc lá có bộ gen với những tính chất rất đặc biệt. Loại cây thuốc lá này chính là yếu tố mấu chốt trong việc sản xuất thực phẩm trong không gian ở thì tương lai. Nguồn: Credit: Erika Fish

Loại cây thuốc lá được đề cập trong báo cáo trên có tên khoa học là Nicotiana benthamiana, hay còn được gọi là Pitjuri như các bộ tộc bản địa thường gọi. Trong lúc tìm kiếm các mẫu hóa thạch của loại cây này, các nhà khoa học đã phát hiện ra rằng, cây thuốc lá Pitjuri đã chống chọi lại được thời tiết và môi trường khắc nghiệt của nước Úc trong suốt khoảng thời gian kéo dài 750.000 năm.

Loại cây thuốc lá này còn có một tính chất độc nhất mà không một loài cây nào khác có được. Chúng tiếp nhận nguồn gen từ các loài khác cũng như từ virus xâm nhập mà không có bất kì sự đào thải nào. Chính vì thế, chúng đã được sử dụng trong phòng thí nghiệm qua nhiều thập kỉ với vai trò tương tự như những con chuột làm thí nghiệm: kiểm tra thử tính chất của các loại virus và vắc xin mới.

Tuy đã sử dụng cây thuốc lá Pitjuri trong phòng thí nghiệm khá lâu, nhưng các nhà nghiên cứu vẫn không biết được vì sao loại cây này lại dễ dàng chấp nhận những nguồn gen lạ đến từ bên ngoài như vậy. Chỉ cho đến khoảng thời gian gần đây, các nhà khoa học tại Đại học Công nghệ Queensland mới khám phá ra được câu trả lời. Chính loại gen giúp cây thuốc lá Pitjuri chống chọi lại thời tiết khắc nghiệt cũng đồng thời khiến cho loại cây này có được tính chất dễ dàng tiếp nhận các nguồn gen lạ bên ngoài.

Các nhà khoa học đã cắt lấy mẫu gen đặc biệt này của cây thuốc lá Pitjuri và gắn nó vào bộ gen của một loài cây khác. Điều này khiến cho cây được ghép gen hoàn toàn mất hết khả năng chống lại những sự xâm nhập từ bên ngoài như virus gây bệnh hoặc các loại gen lạ. Tuy có vẻ tiêu cực nhưng quá trình này lại khiến cho cây ghép gen tập trung được toàn bộ năng lượng vào việc sinh trưởng, khiến chúng phát triển, ra hoa, kết quả hoặc cho hạt nhanh đến mức chóng mặt trong một khoảng thời gian ngắn.

Trong môi trường trồng trọt bình thường trên Trái Đất như trong các trang trại hay vườn ươm, việc mất đi hệ thống miễn dịch sẽ là một tai họa đối với các loại cây trồng. Chúng sẽ bị các loài virus, dịch bệnh xâm hại và tiêu diệt nhanh chóng. Nhưng trong môi trường vô trùng và cằn cỗi thiếu dưỡng chất như trong phòng thí nghiệm hay trên không gian thì việc không có hệ miễn dịch lại là một điều kiện tuyệt vời. Vì lúc này, sự tồn tại của hệ miễn dịch là hoàn toàn vô ích và các loài thực vật cần loại bỏ khả năng này để tập trung cho quá trình tồn tại và phát triển.

Các nhà khoa học hiện đang chuẩn bị nuôi trồng loại cây mới này trong môi trường không gian ở trên Trạm Không Gian Vũ Trụ Quốc Tế (ISS). Sau khi các loại cây này ra hoa kết quả, những phi hành gia sống tại nơi đây sẽ là những người ăn thử đầu tiên.

Trong tương lai, các nhà khoa học sẽ tiếp tục cấy gen của cây thuốc lá Pitjuri vào những loài cây trồng đa dạng hơn. Bên cạnh đó, họ cũng cải tiến gen này, khiến chúng phát triển nhanh hơn nữa. Lúc đó, các phi hành gia có thể tự cung tự cấp lương thực cho mình trong lúc thám hiểm không gian mà không cần phải mang theo thực phẩm dự trữ.

Tuy vẫn còn nhiều ý kiến trái chiều về độ an toàn của các thực phẩm biến đổi gen, nhưng các nhà khoa học cho rằng đây là lựa chọn duy nhất của chúng ta nếu muốn cung cấp đủ lương thực cho việc định cư trên sao Hỏa trong tương lai.

Phan Thanh (Science Alert)

Tin đọc nhiều

Nhà khoa học 83 tuổi vẫn ngày ngày dấn thân vì khoa học Sau 60 năm làm khoa học, GS.TS Trần Kim Qui trải lòng: "Tôi...
Vườn rau trong nhà bằng công nghệ khí canh sẽ xuất hiện tại 100 căn hộ Quận 2 Sau một thời gian dài nghiên cứu, dự án khởi nghiệp Treant...
“Điểm danh” các sản phẩm KHCN tiêu biểu tại TP.HCM Từng gắn bó nhiều năm với ngành khoa học và công nghệ...
Hệ thống nước xử lý nước thải 'tàng hình' trong những công trình xanh Ngay dưới chân những em nhỏ đang chơi bóng trên sân cỏ nhân...