Tạo gen “hồi lùn”, năng suất cao

- Xuất phát từ ý tưởng chọn và tạo giống cây hồi thân thấp cho năng suất, chất lượng quả cao, từ tháng 6/2024, nhóm nghiên cứu Trường THPT Việt Bắc, thành phố Lạng Sơn gồm các học sinh: Lê Gia Hân 11A4, Ngô Khánh Hoàng 10A3 (năm học 2023 - 2024) dưới sự hướng dẫn của cô Tôn Thị Hải Linh, giáo viên môn Hóa học đã thực hiện đề tài: “Nghiên cứu khai thác và sử dụng nguồn gen cây hồi trong chọn tạo giống cây trồng năng suất và chất lượng cao”.

Theo thống kê của Sở Nông nghiệp và Môi trường, toàn tỉnh hiện có hơn 43.000 ha hồi, chiếm khoảng 70% diện tích hồi cả nước. Sản lượng hoa hồi khô đạt từ 7.500 đến 16.000 tấn/năm, giá trị ước đạt 1.700 tỷ đồng/năm. Các giống cây hồi được người dân trồng chủ yếu là giống cây thân cao, năng suất quả từ thấp đến trung bình. Để thu hoạch hồi, người dân phải trèo cao từ 6m trở lên, trong khi quả tập trung ở phần đầu cành – rất giòn và dễ gãy, gây nguy hiểm khi hái. Đã có không ít trường hợp tai nạn xảy ra trong quá trình trèo hái hồi.

Em Lê Gia Hân, trưởng nhóm nghiên cứu cho biết: Hiện nay, các nhà khoa học đã nghiên cứu thành công một số phương pháp nhân giống và chọn giống cây trồng hiệu quả mà không cần phải chờ đến giai đoạn cây trưởng thành. Có thể kể đến các phương pháp như: kỹ thuật lai tạo (Hybridization), nhân giống bằng đột biến (Mutation Breeding), kỹ thuật chọn lọc phân tử (Marker-Assisted Selection – MAS), công nghệ gen, nhân bản vô tính... Trong nghiên cứu này, nhóm áp dụng kỹ thuật chọn lọc phân tử nhằm khai thác nguồn gen quý tại địa phương để chọn lọc, tạo giống cây hồi có đặc tính thân thấp, năng suất quả cao.

Triển khai đề tài, nhóm nghiên cứu đã lựa chọn ngẫu nhiên 4 hộ trồng hồi tại các xã Yên Phúc, An Sơn, Tú Xuyên, Liên Hội (huyện Văn Quan); mỗi hộ có quy mô vườn hồi từ 400 đến 500 cây độ tuổi từ 20 đến 30 năm để điều tra, đánh giá tính đa dạng di truyền cũng như đặc điểm hình thái, sinh trưởng, năng suất và chất lượng tinh dầu hồi. Nhóm cũng thu thập thông tin về điều kiện sinh thái, tuổi cây; đo đếm các chỉ tiêu sinh trưởng như đường kính thân, chiều cao cây, đường kính tán lá, độ phân nhánh, năng suất quả. Các mẫu vật cũng được nhóm thu thập và mang đến Phòng Công nghệ sinh học, Viện Cây lương thực và Thực phẩm (tỉnh Hải Dương) để phân tích mối tương quan giữa chiều cao cây và năng suất quả, đồng thời kiểm tra các đặc tính gen di truyền điều khiển.

Kết quả cho thấy, chiều cao cây và năng suất quả có mối liên hệ chặt chẽ. Hầu hết các cây thấp dưới 7m cho năng suất trung bình cao hơn và ngược lại. Nhóm cũng xác định được đoạn trình tự vùng gen khác biệt ở giống hồi thân thấp, năng suất quả cao. Đây là cơ sở quan trọng trong chọn giống thông qua nguồn gen. Dựa trên chỉ thị phân tử đã xác định, nhóm đã chọn lọc 10 cây hồi có tính trạng quý: thân thấp (dưới 7m), năng suất quả cao, hàm lượng tinh dầu cao để làm giống. Nhóm tiến hành nhân giống vô tính bằng hai phương pháp: ghép áp cành và ghép nêm nhằm tạo ra những cây giống mang nguồn gen quý với đặc tính ổn định qua nhiều thế hệ. Sau 2 tháng, tỷ lệ cành sống đạt từ 58% đến 89%.

Nhóm nghiên cứu cũng triển khai mô hình trồng thử nghiệm giống hồi ưu tú tại huyện Văn Quan, với 100 cây ghép áp cành và 100 cây ghép nêm. Sau gần 1 năm trồng và chăm sóc, cây sinh trưởng phát triển tốt, chiều cao đạt gần 1m.

Cô Tôn Thị Hải Linh, giáo viên hướng dẫn chia sẻ: Quá trình nghiên cứu, các em phải đi lại nhiều lần giữa thành phố Lạng Sơn, huyện Văn Quan và tỉnh Hải Dương để thực hiện các thí nghiệm. Tuy vất vả nhưng các em luôn giữ tinh thần say mê khoa học, chủ động học hỏi kiến thức chuyên sâu, tham vấn ý kiến từ giáo viên trong trường và các nhà khoa học tại Viện Cây lương thực và Thực phẩm. Nhờ đó, nhóm đã hoàn thành mục tiêu đề ra.

Việc xác định được trình tự gen của các giống hồi tại huyện Văn Quan là cơ sở khoa học giúp lựa chọn giống hồi có đặc tính tốt, tránh phân li tính trạng ở thế hệ sau. Đề tài cũng mở ra tiềm năng cho các hướng nghiên cứu tiếp theo như: đưa gen kháng bệnh hoặc gen làm tăng tỷ lệ tinh dầu vào giống cây. 

Với ý nghĩa thiết thực đó, tại Cuộc thi Nghiên cứu khoa học kỹ thuật cấp tỉnh dành cho học sinh trung học năm học 2024 - 2025, đề tài “Nghiên cứu khai thác và sử dụng nguồn gen cây hồi trong chọn tạo giống cây trồng năng suất và chất lượng cao” đã xuất sắc đạt giải Nhì.