Chiếu xạ chọn tạo giống cây trồng

Trong sản xuất nông nghiệp, công tác chọn tạo giống cây trồng mới có ý nghĩa đặc biệt quan trọng, là khâu đầu tiên quyết định đến năng suất và chất lượng của cây trồng. Trong việc chọn tạo giống, các nhà chọn giống cần phải có nguồn vật liệu khởi đầu, là các biến dị di truyền được tạo ra bằng lai hữu tính, chuyển gene, đột biến… Trong đó sử dụng năng lượng nguyên tử (tia gamma, tia X…) tác động vào nguồn vật liệu ban đầu (hạt, chồi…) tạo ra những biến đổi ở cấp độ phân tử (ADN, gene) là phương pháp tạo ra nguồn biến dị di truyền phong phú. Ngoài ra, phương pháp này còn có ưu điểm không yêu cầu đầu tư cao, sản phẩm tạo ra không ảnh hưởng đến sức khỏe con người.

Để tạo ra giống cây trồng đột biến thì các nhà khoa học phải mất ít nhất bảy năm, với nhiều bước nghiên cứu khác nhau:

Xử lý đột biến: Trước khi xử lý chiếu xạ, nhà chọn giống cần có định hướng chọn giống. Vật liệu nghiên cứu (hạt khô, hạt nảy mầm, hoa, callus, đỉnh chồi…) được xử lý bằng chiếu xạ tia gamma (nguồn Co60), nhằm tạo ra các biến dị di truyền mới. Mỗi một loại cây trồng, mỗi giống, tùy theo vật liệu nghiên cứu sẽ được chiếu xạ ở các liều lượng khác nhau như chiếu xạ callus (hoa cúc, đồng tiền) chỉ từ 10 – 50Gy nhưng chiếu xạ hạt khô (đậu tương, lúa) có thể lên tới 250, 300 Gy. Ở Việt Nam hiện nay, chưa có bất cứ một cơ sở chiếu xạ nào phục vụ cho chọn giống cây trồng, các nhà khoa học thường phải đưa vật liệu nghiên cứu đi chiếu xạ tại các bệnh viện, trung tâm chiếu xạ công nghiệp,… nên gặp nhiều khó khăn, không chủ động được thời gian và phương pháp chiếu xạ, hiệu quả thấp.

Sàng lọc các biến dị di truyền: Vật liệu sau chiếu xạ được gieo trồng trên đồng ruộng (như lúa, đậu tương) hoặc nhân và cấy chuyển trong nuôi cấy mô trong phòng thí nghiệm (hoa cúc, đồng tiền) sau đó đưa ra đồng ruộng. Các nhà khoa học sẽ tiến hành sàng lọc các biến dị di truyền mới như năng suất cao, chất lượng tốt, chín sớm, chống chịu sâu bệnh hại, hạn, mặn,…có lợi cho công tác chọn tạo giống cây trồng. Đây là quá trình vất vả nhất của nhà chọn tạo giống, đòi hỏi trình độ, kinh nghiệm của nhà khoa học.

Chọn lọc và nhân nhanh, làm thuần dòng đột biến: Các cá thể mang các biến dị di truyền mới có lợi được nhân lên, làm thuần, kết hợp so sánh đánh giá các đặc điểm sinh trưởng phát triển để chọn ra dòng đột biến tốt, ổn định.

Khảo  nghiệm và công nhận giống: Dòng đột biến mới sẽ được gửi khảo nghiệm quốc gia, đồng thời khảo nghiệm sản xuất tại các địa phương khác nhau nhằm đánh giá tính khác biệt và ổn định di truyền, về sinh trưởng phát triển và năng suất,… so với giống đối chứng. Sau đó, mới được công nhận và đưa vào sản xuất.

Tuy Việt Nam đã là thành viên chính thức của FNCA (Forum for Nuclear Cooperation in Asia) từ năm 1995 song đến nay nước ta vẫn chưa có trung tâm nghiên cứu về ứng dụng kỹ thuật hạt nhân nhằm cải tiến giống cây trồng, các hoạt động nghiên cứu trong lĩnh vực này mang tính tự phát, rời rạc, thiếu định hướng, thiếu cơ sở hạ tầng như cơ sở chiếu xạ và phòng thí nghiệm công nghệ sinh học hỗ trợ, thiếu nguồn nhân lực, đặc biệt nguồn nhân lực đào tạo bài bản… Nhưng trong hơn 30 năm qua, với việc tạo giống cây trồng bằng một số phương pháp hiện đại, trong đó có phương pháp chiếu xạ, Viện Di truyền Nông nghiệp đã tạo ra 40 giống đột biến, trong đó nhiều giống lúa đột biến với ưu điểm về khả năng thích nghi rộng, năng suất cao, chống chịu tốt với các yếu tố sinh học và phi sinh học, nổi bật nhất là hai giống DT10 và Khang Dân đột biến. Giống lúa DT10 đưa vào sản xuất năm 1990, có khả năng thích ứng rộng, năng suất cao (6 – 8 tấn/ha, cao hơn 40% so với năng suất trung bình), đặc biệt với khả năng chịu lạnh, nhanh chóng trở thành giống chủ lực trong sản xuất ở các tỉnh phía Bắc thời gian đó, góp phần đưa tăng năng suất lúa cả nước. Giống Khang Dân đột biến được công nhận năm 2007, năng suất cao, chống chịu tốt với chất lượng gạo phù hợp nhu cầu, thị hiếu của người dân, diện tích gieo trồng khoảng 200.000 ha/năm… Riêng trong năm 2015, Viện đã tạo ra được một số giống đột biến triển vọng mới như lúa DT80, hoa cúc, hoa đồng tiền đột biến, đậu tương DT96ĐB, đặc biệt là giống đậu tương hạt đen DT2008ĐB có hàm lượng dinh dưỡng, Omega3, Omega6 cao, phục vụ nhu cầu chế biến thực phẩm.