Đại học Thái Nguyên: Nghiên cứu Đậu Tương và Ứng dụng trong Nông nghiệp

Cây đậu tương được thuần hóa ở Trung Quốc và lan rộng sang Triều Tiên, Nhật Bản, Nga, Nam Á và Đông Nam Á qua con đường tơ lụa. Ở Việt Nam, đậu tương đã được trồng từ lâu đời, đặc biệt ở trung du, miền núi phía Bắc và miền Đông Nam Bộ. Cây đậu tương có tên khoa học là Glycine max (L.) Merrill với bộ nhiễm sắc thể 2n = 40, thuộc họ Đậu (Fabaceae). Cây đậu tương có khả năng cải tạo đất thông qua việc cố định đạm khí trời.

Cây đậu tương là cây thân thảo, có rễ cọc, thân đứng, lá kép. Hoa đậu tương thuộc loại hoa cánh bướm, mọc thành chùm. Quả đậu tương thuộc loại quả giáp. Hạt đậu tương có hình dạng tròn hoặc bầu dục. Cây đậu tương có 2 đặc tính sinh trưởng: hữu hạn và vô hạn; Căn cứ vào thời gian sinh trưởng có 3 loại: chín sớm (75-85 ngày), trung bình (80-100 ngày), chín muộn (110-120 ngày). Đậu tương là cây trồng tương đối mẫn cảm với điều kiện ngoại cảnh.

Đậu tương có giá trị kinh tế cao. Sản phẩm từ đậu tương làm thức ăn cho người và gia súc, nguyên liệu cho công nghiệp, hàng xuất khẩu, và cải tạo đất tốt. Hạt đậu tương có hàm lượng protein cao nhất so với các loại thực vật khác (35% - 40%). Dầu đậu tương chiếm 50% tổng lượng dầu thực vật. Đậu tương là nguồn thức ăn tốt cho gia súc. 1kg hạt đậu tương tương đương với 1,38 đơn vị thức ăn chăn nuôi. Cây đậu tương còn là cây luân canh cải tạo đất tốt, giúp giảm chi phí phân bón.

Hạn hán là yếu tố chính làm giảm năng suất đậu tương. Nghiên cứu tập trung vào đối tượng khô hạn và mặn, hai dạng gây stress phi sinh học quan trọng đến sản xuất đậu tương và đặt ra mục tiêu nghiên cứu hướng tới cải tiến giống đậu tương trên toàn cầu. Khô hạn có thể làm giảm 70% năng suất cây trồng nói chung.

Để ứng phó với hạn hán, cần có các biện pháp canh tác phù hợp như chọn giống chịu hạn, tưới tiêu hợp lý, bón phân cân đối, và quản lý sâu bệnh hại hiệu quả. Việc áp dụng các kỹ thuật canh tác tiên tiến như tưới nhỏ giọt, sử dụng phân bón hữu cơ, và trồng xen canh cũng giúp giảm thiểu tác động của hạn hán.

Protein DREB là nhân tố kích thích các gen thứ năng hoạt động và không phụ thuộc vào ABA. Tuy DREB không trực tiếp tham gia vào quá trình kháng hạn nhưng nó giữ vai trò là nhân tố kích hoạt đồng thời sự biểu hiện của các gen liên quan đến khả năng chịu hạn. Do vậy, việc nghiên cứu gen DREB là cơ sở để cải thiện đặc tính chịu hạn của cây đậu tương thông qua kỹ thuật chuyển gen là cần thiết.

Kỹ thuật PCR (Polymerase Chain Reaction) được sử dụng để khuếch đại gen DREB5 từ hai giống đậu tương Xuân Lạng Sơn và Lơ Bắc Giang. Quá trình này bao gồm các bước: biến tính, gắn mồi, và kéo dài. Kỹ thuật này cho phép tạo ra số lượng lớn bản sao của gen DREB5, giúp cho các bước phân tích tiếp theo.

Sau khi khuếch đại, gen DREB5 được tách dòng vào vector plasmid và chuyển vào tế bào vi khuẩn E. coli. Các dòng vi khuẩn mang plasmid chứa gen DREB5 sẽ được chọn lọc và sử dụng để xác định trình tự nucleotide của gen. Trình tự này sẽ được sử dụng để so sánh và phân tích.

Trình tự gen DREB5 từ hai giống đậu tương địa phương được so sánh với nhau và với các trình tự đã công bố trên ngân hàng gen quốc tế (NCBI). Việc so sánh này giúp xác định các vùng khác biệt về nucleotide và amino acid, từ đó hiểu rõ hơn về sự đa dạng di truyền của gen DREB5 ở cây đậu tương.

Khô dầu đậu tương là sản phẩm phụ từ quá trình ép dầu đậu tương, chứa hàm lượng protein cao (44-48%). Đây là nguồn protein quan trọng trong thức ăn chăn nuôi, đặc biệt là cho gia súc, gia cầm và thủy sản. Khô dầu đậu tương giúp tăng trưởng nhanh, cải thiện năng suất và chất lượng sản phẩm chăn nuôi.

Bột đậu tương là sản phẩm từ hạt đậu tương nghiền mịn, có thể sử dụng trực tiếp hoặc phối trộn vào thức ăn chăn nuôi. Bột đậu tương có giá thành rẻ hơn so với khô dầu đậu tương nhưng vẫn cung cấp một lượng protein đáng kể. Nghiên cứu tập trung vào việc tối ưu hóa tỷ lệ bột đậu tương trong thức ăn để đảm bảo dinh dưỡng và giảm chi phí.

Nghiên cứu về ứng dụng đậu tương trong thức ăn chăn nuôi tập trung vào các yếu tố như: ảnh hưởng của các phương pháp chế biến đậu tương (rang, luộc, ép dầu) đến khả năng tiêu hóa protein; tác động của các chất kháng dinh dưỡng trong đậu tương đến sức khỏe vật nuôi; và cách phối trộn đậu tương với các loại thức ăn khác để tạo ra khẩu phần ăn cân đối và hiệu quả.

Xu hướng tiêu thụ đậu tương toàn cầu cho thấy sự tăng trưởng ổn định, đặc biệt ở các nước đang phát triển. Nhu cầu đậu tương tăng cao do sự gia tăng dân số, thu nhập bình quân, và nhận thức về giá trị dinh dưỡng của đậu tương. Các sản phẩm từ đậu tương như dầu đậu tương, khô dầu đậu tương, sữa đậu nành, và đậu phụ ngày càng được ưa chuộng.

Ngành đậu tương Việt Nam có nhiều cơ hội phát triển nhờ vào nhu cầu tiêu thụ trong nước và xuất khẩu. Để tận dụng cơ hội này, cần có các giải pháp đồng bộ như: đầu tư vào nghiên cứu và phát triển giống đậu tương năng suất cao, chất lượng tốt, và chịu hạn; áp dụng các kỹ thuật canh tác tiên tiến để nâng cao năng suất và giảm chi phí sản xuất; và xây dựng chuỗi giá trị đậu tương bền vững.

Để thúc đẩy phát triển sản xuất đậu tương bền vững, cần có các chính sách hỗ trợ từ nhà nước như: hỗ trợ vốn vay cho nông dân và doanh nghiệp; khuyến khích áp dụng các biện pháp canh tác thân thiện với môi trường; xây dựng hệ thống thông tin thị trường minh bạch; và tăng cường xúc tiến thương mại để mở rộng thị trường tiêu thụ.

Nghiên cứu về đậu tương biến đổi gen có tiềm năng lớn trong việc tạo ra các giống đậu tương chịu hạn, kháng sâu bệnh, và có năng suất cao hơn. Tuy nhiên, cần có các đánh giá kỹ lưỡng về an toàn sinh học và tác động môi trường trước khi đưa các giống đậu tương biến đổi gen vào sản xuất.

Canh tác đậu tương hữu cơ và bền vững là hướng đi quan trọng để bảo vệ môi trường và sức khỏe con người. Các phương pháp canh tác này tập trung vào việc sử dụng phân bón hữu cơ, kiểm soát sâu bệnh hại bằng biện pháp sinh học, và luân canh cây trồng để duy trì độ phì nhiêu của đất.

Sự hợp tác giữa các nhà khoa học, doanh nghiệp và nông dân là yếu tố quan trọng để thúc đẩy nghiên cứu và phát triển đậu tương. Sự hợp tác này giúp chia sẻ kiến thức, kinh nghiệm, và nguồn lực, từ đó tạo ra các giải pháp hiệu quả để nâng cao năng suất, chất lượng và giá trị gia tăng của đậu tương.