I. Cải tiến giống lúa chống chịu và chất lượng
Cải tiến giống lúa là một trong những mục tiêu chính của đề tài, tập trung vào việc nâng cao tính chống chịu và chất lượng lúa thông qua công nghệ sinh học thực vật. Các nghiên cứu đã xác định được các gen liên quan đến khả năng chịu hạn và chịu mặn, đồng thời tối ưu hóa các phương pháp chuyển gen vào các giống lúa Việt Nam. Kết quả cho thấy sự khác biệt rõ rệt về hàm lượng polyamin giữa các giống lúa, đặc biệt là Putrescine, có liên quan mật thiết đến khả năng chịu mặn.
1.1. Phân tích gen và polyamin
Các nghiên cứu đã phân tích hàm lượng polyamin và biểu hiện gen trong các giống lúa chịu hạn và chịu mặn. Kết quả cho thấy các giống mẫn cảm có hàm lượng Putrescine cao hơn, trong khi các giống chịu mặn tốt có sự gia tăng đáng kể hàm lượng này khi xử lý với nồng độ NaCl tăng dần. Enzym Arginindecarboxylase (ADC) cũng được ghi nhận có hoạt động mạnh hơn ở các giống mẫn cảm.
1.2. Chuyển gen và cải tiến chất lượng
Các gen như Cystathionin gamma-Synthase (CGS), Serinacetyltransferase (SAT), và Homoserinkinase (HSK) đã được chuyển vào các giống lúa Việt Nam nhằm cải thiện thành phần amino acid trong gạo. Phương pháp thủy phân protein bằng vi sóng kết hợp với HPLC đã được hoàn thiện để định lượng chính xác các axit amin trong gạo.
II. Ứng dụng công nghệ sinh học trong nông nghiệp
Công nghệ sinh học đã được áp dụng rộng rãi trong việc cải tiến giống lúa, đặc biệt là trong bối cảnh biến đổi khí hậu và nhu cầu phát triển bền vững. Các kỹ thuật như chuyển gen, phân tích phổ chất, và nuôi cấy mô tế bào đã được sử dụng để tạo ra các giống lúa có khả năng chống chịu tốt hơn với các điều kiện bất lợi.
2.1. Kỹ thuật chuyển gen
Các kỹ thuật chuyển gen thông qua vi khuẩn Agrobacterium tumefaciens đã được tối ưu hóa để chuyển các gen liên quan đến tính chịu hạn và chịu mặn vào các giống lúa. Các dòng cây chuyển gen đã được tạo ra và đang được đánh giá về hiệu quả trong điều kiện thực tế.
2.2. Phân tích phổ chất và nuôi cấy mô
Phương pháp phân tích phổ chất bằng GC-MS đã được sử dụng để xác định các chất trao đổi trong rễ và lá lúa khi bị xử lý hạn và mặn. Hệ thống nuôi cấy mô tế bào cũng đã được thiết lập để chuyển gen vào lúa, sử dụng hạt lúa chín làm nguồn vật liệu ban đầu.
III. Kết quả và ứng dụng thực tiễn
Đề tài đã đạt được những kết quả đáng kể trong việc cải tiến giống lúa và ứng dụng công nghệ sinh học vào nông nghiệp. Các giống lúa chịu hạn và chịu mặn đã được xác định, cùng với việc hoàn thiện các phương pháp chuyển gen và phân tích chất lượng lúa.
3.1. Đánh giá giống lúa chống chịu
Các giống lúa như Chăm, IR57311, và Cườm đã được đánh giá là có khả năng chịu mặn tốt, trong khi các giống như CR203 và Khẩu chăm có khả năng chịu hạn khá tốt. Các kết quả này đã góp phần định hướng cho việc chọn lọc và phát triển các giống lúa phù hợp với điều kiện khí hậu khắc nghiệt.
3.2. Ứng dụng trong sản xuất lúa
Các kết quả nghiên cứu đã được ứng dụng trong sản xuất lúa, giúp cải thiện năng suất lúa và chất lượng gạo. Các giống lúa chuyển gen đã được trồng thử nghiệm và cho thấy tiềm năng lớn trong việc ứng dụng rộng rãi tại Việt Nam.
