Thách thức sinh học và phi sinh học
Việt Nam một trong những quốc gia được xếp vào nhóm chịu ảnh hưởng nặng nề nhất thế giới do nước biển dâng, thời tiết cực đoan và rủi ro thiên tai gia tăng. Biến đổi khí hậu đang tạo ra những tác động ngày càng rõ nét và phức tạp đối với canh tác nông nghiệp tại Việt Nam.
Theo PGS.TS Lê Đức Thảo, Phó Viện trưởng phụ trách Viện Di truyền Nông nghiệp, về mặt phi sinh học, sự thay đổi nhiệt độ cực đoan, biến động của lượng mưa, hạn hán kéo dài, lũ lụt bất thường và xâm nhập mặn làm đảo lộn các quy luật sản xuất nông nghiệp vốn dựa nhiều vào kinh nghiệm và mùa vụ truyền thống.
Hạn hán, xâm nhập mặn là hệ quả của biến đổi khí hậu, gây ra nhiều ảnh hưởng đến sản xuất nông nghiệp tại nước ta. Ảnh: Tùng Đinh.
Tại các vùng trọng điểm như ĐBSCL và ĐBSH, xâm nhập mặn và thiếu nước ngọt không chỉ thu hẹp diện tích canh tác mà còn làm suy giảm độ phì nhiêu của đất, phá vỡ lịch thời vụ thông thường, khiến nhiều giống cây trồng truyền thống gặp khó khăn để giữ được sản lượng và chất lượng ổn định.
“Song song đó, tác động sinh học của biến đổi khí hậu cũng ngày càng rõ rệt khi nhiệt độ và độ ẩm thay đổi tạo điều kiện cho sâu bệnh, cỏ dại và các sinh vật gây hại phát triển mạnh hơn, đa dạng kiểu gen và mở rộng phạm vi phân bố”, PGS.TS Lê Đức Thảo chia sẻ.
Nhiều giống cây trồng truyền thống chủ lực như lúa, cây ăn quả và cây công nghiệp có khả năng chống chịu kém trước áp lực stress nhiệt, hạn hoặc mặn, dẫn tới suy giảm năng suất, chất lượng và nguy cơ mai một nguồn gen quý.
Chưa kể, việc gia tăng sử dụng thuốc bảo vệ thực vật để đối phó sâu bệnh còn gây áp lực ngược trở lại lên hệ sinh thái nông nghiệp, làm suy yếu sức khỏe đất và đa dạng sinh học.
“Trước bối cảnh đó, nông nghiệp Việt Nam đối mặt với thách thức phải thích ứng với biến đổi khí hậu để không chỉ đảm bảo sinh kế cho hàng chục triệu nông dân, đảm bảo an ninh lương thực quốc gia mà còn phải tiếp tục nâng cao giá trị gia tăng cho mặt hàng nông sản, mang lại hiệu quả kinh tế cho người dân và xuất khẩu.
Các giống được chọn tạo nhờ ứng dụng công nghệ sinh học trong phòng thí nghiệm của Viện Di truyền Nông nghiệp. Ảnh: Tùng Đinh.
Vấn đề này có thể giải quyết bằng cách bảo tồn và cải tiến giống truyền thống, thúc đẩy chọn tạo giống có năng suất, chất lượng, thích ứng với biến đổi khí hậu, đồng thời điều chỉnh phương thức canh tác và xây dựng nền nông nghiệp bền vững, linh hoạt hơn trước những biến động khí hậu ngày càng khó lường.
Trong đó, việc nghiên cứu, chọn tạo và đưa vào sản xuất những giống cây trồng mới có khả năng thích ứng với biến đổi khí hậu như chịu hạn, ngập, mặn... đồng thời chống chịu được nhiều loại sâu bệnh hại là rất cấp thiết", PGS.TS Lê Đức Thảo phân tích.
Giải pháp ứng dụng chỉ thị phân tử
PGS.TS Lê Đức Thảo đề cập đến bài học về chiến lược phát triển nông nghiệp của Việt Nam trong hàng chục năm trở lại đây.
Trong nhiều thập kỷ, sản xuất lúa gạo đã góp phần quyết định vào việc đảm bảo an ninh lương thực quốc gia, xóa đói giảm nghèo và ổn định xã hội. Tuy nhiên, mô hình phát triển lúa gạo trong thời gian dài chủ yếu dựa trên mục tiêu tăng năng suất và sản lượng đã bộc lộ nhiều hạn chế.
Trong bối cảnh hội nhập kinh tế quốc tế sâu rộng, thị trường gạo đang có sự chuyển dịch rõ rệt từ cạnh tranh về sản lượng sang cạnh tranh về chất lượng, thương hiệu và tính bền vững. Người tiêu dùng trong nước và quốc tế ngày càng quan tâm đến chất lượng gạo, an toàn thực phẩm, giá trị dinh dưỡng, nguồn gốc xuất xứ và tác động môi trường của quá trình sản xuất.
PGS.TS Lê Đức Thảo, Phó Viện trưởng phụ trách Viện Di truyền Nông nghiệp. Ảnh: Tùng Đinh.
Trước đây, chiến lược trong chọn tạo giống chủ yếu tập trung cải tiến năng suất, vấn đề năng suất được đặt lên hàng đầu. Các giống lúa cho năng suất cao đã được chọn tạo và góp phần đưa Việt Nam trở thành nước xuất khẩu gạo hàng đầu thế giới, tuy nhiên chất lượng và giá gạo của chúng ta thấp hơn nhiều nước khác.
Từ những năm 2010 đến nay, chiến lược chọn tạo giống có sự thay đổi rất đúng với định hướng chọn tạo giống ưu tiên chất lượng, bên cạnh năng suất và khả năng thích ứng rộng. Kết quả là năm 2023, lần đầu tiên giá gạo của Việt Nam đã vượt Thái Lan, đồng nghĩa với chất lượng gạo cũng đã được khẳng định trên thị trường thế giới. Điều này khẳng định chiến lược đúng đắn của lãnh đạo Bộ NN-PTNT (trước đây) trong định hướng chọn tạo giống và tổ chức sản xuất nông nghiệp trong thời gian qua.
Cho đến nay, trước biến đổi khí hậu ngày càng rõ rệt và diễn biến phức tạp, nhiệm vụ đối với công tác nghiên cứu, chọn tạo giống lại khó khăn, nặng nề hơn. “Bên cạnh việc chọn tạo được giống có năng suất, chất lượng, chúng ta phải tạo được các giống cây trồng có khả năng thích ứng với cả áp lực sinh học lẫn phi sinh học”, PGS.TS Lê Đức Thảo nói.
Để làm được điều này, nhất thiết phải có công cụ di truyền và công nghệ sinh học tiên tiến. Dù có nguồn gen rất phong phú nhưng theo PGS.TS Thảo, để có thể cho ra đời được một giống tốt, cần có các công cụ công nghệ sinh học hiện đại để giúp xác định sớm nguồn vật liệu cũng như hỗ trợ quá trình sàng lọc một cách có định hướng, tính chính xác cao và rút ngắn thời gian tạo giống.
Ở góc độ di truyền, bên cạnh phương pháp chọn tạo giống thông thường, việc ứng dụng chỉ thị phân tử được xem hiệu quả nhất để xác định những tính trạng mục tiêu, giúp rút ngắn thời gian cho các nhà tạo giống.
Giống lúa chịu hạn, nóng (trái) do Viện Di truyền Nông nghiệp nghiên cứu so với giống lúa thông thường trong cùng điều kiện. Ảnh: Tùng Đinh.
Sử dụng chỉ thị phân tử có thể giúp các nhà khoa học xác định được khả năng mang gen liên quan đến tính trạng mong muốn khi đánh giá nguồn vật liệu ban đầu và sàng lọc sớm ở các thế hệ.
Điều này giúp có thể xác định chính xác các tính trạng mong muốn, ví dụ như khả năng chịu ngập, chịu mặn hay kháng bệnh ở mức độ phân tử (kiểu gen) trước khi tiến hành đánh giá nông, sinh học ngoài thực địa (kiểu hình).
Tuy nhiên, để thiết kế và đưa ra các chỉ thị phân tử ứng dụng trong chọn tạo giống, các nhà khoa học phải âm thầm nghiên cứu cơ bản trong rất nhiều năm. Quá trình này đòi hỏi sự kế thừa và hợp tác, phối hợp với nhiều đối tác quốc tế như Trung tâm Nông nghiệp Nhiệt đới Quốc tế (CIAT), Viện Nghiên cứu lúa Quốc tế (IRRI), Cơ quan Năng lượng Quốc tế (IEA)..., các đại học lớn trên thế giới vì khả năng của Việt Nam còn hết sức hạn chế về nguồn lực. Từ đó, các nhà khoa học Việt Nam có thể khai thác nguồn cơ sở dữ liệu, các thành tựu nghiên cứu của các đồng nghiệp quốc tế để rút ngắn thời gian nghiên cứu, ứng dụng trên đối tượng cây trồng và tính trạng phù hợp trong chọn tạo giống thích ứng biến đổi khí hậu ở nước ta.
PGS.TS Lê Đức Thảo nhấn mạnh, công nghệ sinh học đóng vai trò rất quan trọng trong việc chọn tạo giống, đặc biệt hiệu quả khi tạo các giống có khả năng thích ứng với biến đổi khí hậu.
Trên cơ sở đó, Viện Di truyền Nông nghiệp đã đạt được rất nhiều kết quả khả quan khi ứng dụng công nghệ chỉ thị phân tử kết hợp với đột biến và lai tạo truyền thống để tạo ra các giống thích ứng biến đổi khí hậu. Có thể kể đến như một số giống lúa chịu mặn, lúa chịu ngập, lúa kháng bệnh bạc lá, đạo ôn, đậu tương chịu hạn, đậu tương chịu bệnh, sắn chống chịu bệnh khảm lá…
Các giống sắn kháng bệnh hại được nghiên cứu tại Viện Di truyền Nông nghiệp. Ảnh: Tùng Đinh.
Vẫn còn những rào cản
Để nghiên cứu, chọn tạo ra một giống mới có khả năng chống chịu trước biến đổi khí hậu đã rất khó khăn phức tạp, để đưa được giống ra đồng ruộng cũng không hề đơn giản. Trong đó, phần nhiều vướng mắc đến từ khâu pháp lý và thương mại hóa.
PGS.TS Lê Đức Thảo nêu ví dụ, hiện nay Viện Di truyền Nông nghiệp đã làm chủ được công nghệ chỉnh sửa gen, tuy nhiên chưa có hành lang pháp lý về sản phẩm chỉnh sửa gen, khiến nhiều dòng triển vọng được ra đời bằng phương pháp này vẫn chỉ nằm trong nhà lưới của Viện mà chưa được đánh giá, khảo nghiệm trên đồng ruộng
"Các giống lúa kháng bệnh, chịu hạn, chịu kim loại nặng ra đời bằng phương pháp chỉnh sửa gen đến bây giờ vẫn chưa thể đưa ra khỏi cổng Viện vì chưa có hành lang pháp lý", ông Thảo chia sẻ.
Một số giống cây trồng chính được chọn tạo bằng phương pháp thông thường cũng còn những khó khăn trong quá trình công nhận, lưu hành. Ví dụ Viện Di truyền Nông nghiệp có một số giống chuối kháng được bệnh Panama nhưng chưa thể công nhận được mặc dù nhu cầu trong thực tiễn là rất bức thiết.
Ngoài chống được bệnh khảm lá, giống sắn HN3 và HN5 do Viện Di truyền Nông nghiệp nghiên cứu chọn tạo còn cho thấy năng suất cao, trữ bột đảm bảo. Ảnh: Trần Trung.
Có thể thấy, trong một số vấn đề, đặc biệt liên quan đến khoa học, các nhà quản lý đôi khi chưa cập nhật hết được các tình huống thực tiễn. Do đó, PGS.TS Lê Đức Thảo cho rằng cần có sự điều chỉnh và áp dụng linh hoạt, tùy theo điều kiện thực tế để có thể nhanh chóng đưa các kết quả khoa học công nghệ sớm vào sản xuất. "Điều cần thiết là làm thế nào để khoa học đi vào được đời sống. Những kết quả nghiên cứu tốt, phù hợp với nhu cầu cấp thiết từ xã hội mà chưa thể ứng dụng được thì quá đáng tiếc", ông nói.
Sau công nhận là quá trình thương mại hóa. Hiện nay, Việt Nam đã có nhiều doanh nghiệp giống quy mô lớn, đầu tư đáng kể cho nghiên cứu và kinh doanh nhưng chủ yếu mới tập trung chính vào cây lúa.
Nhiều loại cây khác mặc dù cũng có ý nghĩa với người sản xuất nhưng quy mô nhỏ, tiềm ẩn nhiều rủi ro cho kinh doanh nên chưa được các doanh nghiệp mặn mà, ví dụ như các giống đậu, đỗ, lạc... Đây cũng là một khó khăn để có thể đưa các giống cây trồng mới vào phục vụ sản xuất.
Tuy nhiên, một điểm ưu việt của ngành nông nghiệp là có hệ thống khuyến nông rất có hệ thống và hiệu quả, được bố trí từ trung ương đến địa phương. Hệ thống khuyến nông viên được bố trí đến tận cơ sở sẽ là cầu nối để đưa các giống mới đến với bà con nông dân.
Các thiết bị phân tích di truyền của Viện Di truyền nông nghiệp. Ảnh: Tùng Đinh.
Kỳ vọng vào Nghị quyết 57
Mặc dù còn nhiều thách thức nhưng PGS.TS. Lê Đức Thảo bày tỏ sự lạc quan đối với dư địa phát triển của ngành nông nghiệp trong thời gian tới, đặc biệt là khả năng ứng dụng công nghệ sinh học vào nghiên cứu, sản xuất.
Đột phá về khoa học công nghệ, hiểu một cách tổng quát là hoàn thiện pháp luật, đổi mới cơ chế chính sách và cách thức tổ chức thực hiện để khoa học – công nghệ, trong đó có công nghệ sinh học được ứng dụng nhanh, an toàn và hiệu quả vào sản xuất và đời sống.
"Trong bối cảnh đất canh tác ngày càng hẹp, nhân lực trong lĩnh vực nông nghiệp ngày càng ít, điều kiện tự nhiên ngày càng khắc nghiệt, muốn gia tăng giá trị sản xuất nông nghiệp, cách duy nhất là phát triển khoa học và công nghệ", ông Thảo khẳng định, đồng thời nhấn mạnh công nghệ ở đây không chỉ ở khâu giống mà còn là công nghệ trong sản xuất và quản lý sản xuất ở các khâu canh tác, thu hoạch và chế biến.
Bộ Chính trị đã có Nghị quyết 57-NQ/TW về đột phá phát triển khoa học, công nghệ, đổi mới sáng tạo và chuyển đổi số quốc gia, đây là cơ sở pháp lý được rất nhiều nhà khoa học kỳ vọng.
Tuy nhiên, để có thể triển khai, cụ thể hóa Nghị quyết này cần sự vào cuộc rất mạnh mẽ từ cấp trung ương cho đến các bộ, đơn vị quản lý thuộc bộ và cuối cùng là các nhà khoa học.
"Các nhà khoa học như chúng tôi mong muốn một chương trình hành động với các giải pháp cụ thể, xuyên suốt", ông Thảo nói và cho rằng để tạo đột phá phát triển khoa học công nghệ, cần xác định con người là yếu tố quan trọng nhất, sau đó là các công nghệ nền cần được đầu tư mạnh mẽ hơn.
Theo ông, đột phá trong Nghị quyết 57 không hẳn là kinh phí mà là đột phá về thể chế, gồm hệ thống pháp luật, cơ chế, chính sách (cơ chế đầu tư, đặt hàng, phân cấp - phân quyền, ưu đãi, khuyến khích, xử lý rủi ro). Cùng với đó là sắp xếp hệ thống nghiên cứu khoa học và cách vận hành, đẩy mạnh sắp xếp, phân loại hệ thống tổ chức, rạch ròi giữa nghiên cứu cơ bản, nghiên cứu ứng dụng và dịch vụ khoa học kỹ thuật. Từ đó xây dựng những chính sách, chiến lược phát triển riêng cho từng khu vực đảm bảo phù hợp, hiệu quả, tránh dàn đều như hiện nay. Tất cả cần được sắp xếp và vận hành một cách đồng bộ, trong đó lấy nhà khoa học làm trung tâm.
Nhiều giống lúa mới được chọn tạo bằng phương pháp chỉnh sửa gen vẫn đang ở quy mô thí nghiệm. Ảnh: Tùng Đinh.
Các giống thích ứng biến đổi khí hậu của Viện Di truyền Nông nghiệp
Lúa
Nhóm chịu ngập: DTR667, SHPT3, HL5, SHPT6.
Nhóm chịu hạn: DT88.
Nhóm chịu chua: SHPT3.
Nhóm kháng bệnh hại: Khang dân đột biến (kháng đạo ôn, khô vằn, bạc lá), KR1 (kháng rầy nâu), DT66 (kháng bạc lá), DT80 (kháng bạc lá), DT82 (kháng bạc lá), KX2 (kháng mạnh đạo ôn, rầy nâu, bạc lá, khô vằn).
Đậu tương
DT2008: Chịu hạn, chịu úng, chịu rét, nóng theo mùa vụ.
DT55 (AK06): Chống chịu bệnh khá.
DT2010: Kháng gỉ sắt, phấn trắng.
DT215, DT218, DT219: Kháng bệnh hại nhẹ, chống đổ tốt.
Lạc
Lạc CNC1: Kháng héo xanh, thối thân
Lạc ĐM1, ĐM2, ĐM4: Kháng héo xanh, thối rễ, đốm lá.
Lạc HL22: Kháng héo xanh, thối cổ rễ.
Sắn
Kháng khảm lá: HN5, HN3, HN97, HN80, HN36.
Chịu lạnh, trồng trái vụ: NA1, DT4
