Công nghệ mới tiên phong được nhóm nghiên cứu tại Trung tâm John Innes, Đại học Queensland và Đại học Sydney thiết lập để đẩy nhanh tiến trình cải tiến cây trồng toàn cầu.

Việc nhân giống tốc độ nhanh sử dụng nhà kính hoặc môi trường nhân tạo với ánh sáng được tăng cường để tăng tốc độ tìm kiếm cây trồng có năng suất tốt hơn.

Sử dụng kỹ thuật này, nhóm nghiên cứu đã lai tạo được giống lúa mì chỉ trong 8 tuần. Những kết quả này được công bố trong tạp chí Nature Plants.

Điều này có nghĩa là hiện nay có thể trồng được tới 6 thế hệ lúa mì mỗi năm - tăng gấp ba lần các kỹ thuật nhân giống hiện đang được các nhà lai tạo và các nhà nghiên cứu sử dụng.

Tiến sĩ Brande Wulff của Trung tâm John Innes, Norwich, tác giả chính của nghiên cứu, giải thích tại sao tốc độ lại quan trọng: “Trên toàn cầu, chúng ta phải đối mặt với một thách thức lớn trong việc tạo ra các giống cây trồng năng suất cao hơn và có thể phục hồi nhanh hơn”.

Trong nhiều năm, tỷ lệ cải tiến một số cây trồng chính đã bị đình trệ, dẫn đến một trở ngại đáng kể trong việc tìm kiếm nguồn cung cấp lương thực cho dân số toàn cầu ngày càng tăng và giải quyết các tác động của biến đổi khí hậu.

Tiến sĩ Wulff đưa ra một giải pháp mới tiềm năng cho thách thức toàn cầu trong thế kỷ 21: “Thực tế, công nghệ mới tạo ra những giống cây trồng năng suất cao hơn những cây trồng khác”.

Kỹ thuật này sử dụng các môi trường trồng cây được kiểm soát hoàn toàn và cũng có thể được mở rộng để mang lại hiệu quả trong một ngôi nhà kính chuẩn. Nó sử dụng đèn LED tối ưu hóa để hỗ trợ quang hợp trong chế độ thâm canh lên đến 22 giờ mỗi ngày.

Đèn LED giảm đáng kể chi phí so với đèn hơi natri từ lâu đã được sử dụng rộng rãi nhưng không hiệu quả vì chúng tạo ra nhiều nhiệt và phát ra ánh sáng kém chất lượng.

Nhóm nghiên cứu quốc tế cũng chứng minh rằng kỹ thuật nhân giống tốc độ có thể được sử dụng cho một loạt các cây trồng quan trọng. Họ đã đạt được đến 6 thế hệ một năm cho giống lúa mì sử dụng làm bánh mỳ, lúa mạch, đậu; và bốn thế hệ cho canola (một dạng của hạt cải dầu). Đây là một sự gia tăng đáng kể so với các kỹ thuật lai tạo giống thương mại được sử dụng rộng rãi.

Việc nhân giống nhanh, khi được sử dụng cùng với các kỹ thuật truyền thống, có thể là một công cụ quan trọng giúp tạo nên các tiến bộ trong di truyền của cây trồng.

Tiến sĩ Lee Hickey từ Đại học Queensland giải thích: “Tốc độ giống như một nền tảng có thể được kết hợp với rất nhiều công nghệ khác như chỉnh sửa gien CRISPR để đạt được kết quả nhanh hơn”.

Nghiên cứu cho thấy các tính trạng như sự tương tác giữa mầm bệnh thực vật, hình dạng và cấu trúc cây, thời gian ra hoa có thể được nghiên cứu chi tiết và lặp lại bằng công nghệ này.

Các nhà nhân giống lúa mì đánh giá cao công nghệ nhân giống tốc độ này và đã trở thành những người đầu tiên sử dụng công nghệ.