Phát triển thành công hai giống lúa chỉnh sửa gen đầu tiên trên thế giới

Những giống lúa chỉnh sửa gen đầu tiên công bố tại Ấn Độ được xem như giải pháp ứng phó thông minh với biến đổi khí hậu hiện nay – Ảnh : ndtv.com

Viện Nghiên cứu Nông nghiệp Ấn Độ (ICAR) vừa công bố bước đột phá lịch sử khi phát triển thành công hai giống lúa chỉnh sửa gen (Genome Edited – GE) đầu tiên trên thế giới sử dụng công nghệ CRISPR-Cas SDN-1. Sự kiện ra mắt do Bộ trưởng Bộ Nông nghiệp Shivraj Singh Chouhan chủ trì tại khu phức hợp NASC của ICAR.

Bộ trưởng Shivraj Singh Chouhan nhấn mạnh: "Những giống lúa này (có tên 'Kamala – DRR Dhan-100' và 'Pusa DST Rice 1') sẽ tiêu thụ ít nước hơn, đồng thời giúp giảm lượng khí thải nhà kính ra môi trường."

Hai giống lúa mới là kết quả nghiên cứu của Viện Nghiên cứu Lúa Ấn Độ và Viện Nghiên cứu Nông nghiệp Ấn Độ cải tiến từ hai giống lúa phổ biến là Samba Mahsuri (BPT-5204) và Cottondora Sannalu (MTU-1010). Khác với cây trồng biến đổi gen (Genetically modified hay còn gọi tắt là GM) truyền thống, cây chỉnh sửa gen không chứa gen ngoại lai mà sử dụng "Cas" enzyme từ hệ CRISPR-Cas để chỉnh sửa các gen bản địa, qua đó nâng cao đặc tính tự nhiên của cây trồng. Những giống lúa này hứa hẹn sẽ tăng năng suất trên mỗi hecta lên đến 30% và có thể rút ngắn thời gian thu hoạch từ 15–20 ngày so với các giống hiện có.

Công nghệ chỉnh sửa gen giúp cải thiện năng suất, chất lượng và khả năng chịu hạn trên cây lúa

Giống đầu tiên – IET-32072, còn gọi là 'Kamala' – được chỉnh sửa gen cytokinin oxidase 2 (Gn1a), giúp tăng số lượng hạt trên mỗi bông lúa, từ đó nâng cao năng suất. 'Kamala' cho năng suất trung bình 5,37 tấn/ha và tiềm năng lên đến 9 tấn/ha, cao hơn nhiều so với giống gốc Samba Mahsuri (4,5 tấn và 6,5 tấn/ha). Ngoài ra, giống này còn có thời gian sinh trưởng ngắn hơn (130 ngày so với 145 ngày), nhưng vẫn giữ nguyên chất lượng và ưu điểm ban đầu.

Giống thứ hai – IET-32043, còn gọi là Pusa DST Rice 1 – được chỉnh sửa gen DST nhằm tăng khả năng chịu hạn và mặn. Giống này nổi tiếng với năng suất cao (có thể đạt 7 tấn/ha), thời gian sinh trưởng ngắn (125–130 ngày), và hạt dài, mảnh. Pusa DST Rice 1 đạt năng suất trung bình 3,508 tấn/ha trong điều kiện đất nhiễm mặn nội địa, 3,731 tấn/ha trong điều kiện kiềm và 2,493 tấn/ha trong điều kiện mặn ven biển, so với năng suất tương ứng là 3,199 tấn/ha, 3,254 tấn/ha và 1,912 tấn/ha của giống gốc. Như vậy, Pusa DST Rice 1 đạt năng suất cao hơn từ 9–30% so với giống mẹ, tùy theo điều kiện đất đai.

Cả hai giống đã được thử nghiệm thành công trên diện rộng trong năm 2023–2024 thông qua Dự án Nghiên cứu Lúa phối hợp toàn quốc tại Ấn Độ (All India Coordinated Research Project on Rice). Viện nghiên cứu Nông nghiệp Ấn Độ cho biết, do hai giống chỉnh sửa gen này không chứa DNA ngoại lai, chúng được miễn trừ khỏi quy định an toàn sinh học theo Đạo luật Bảo vệ Môi trường 1986 – vốn áp dụng cho cây trồng biến đổi gen. Điều này giúp rút ngắn đáng kể thời gian thử nghiệm và phê duyệt trước khi đưa vào canh tác thương mại.

Chính phủ Ấn Độ đã thể hiện quyết tâm phát triển công nghệ chỉnh sửa gen trong nông nghiệp khi phân bổ khoảng 60 triệu đô la Mỹ trong ngân sách năm 2023–2024 để hỗ trợ nghiên cứu cây trồng chỉnh sửa gen. ICAR kỳ vọng bước đột phá này sẽ mở đường cho việc ứng dụng công nghệ chỉnh sửa gen trên nhiều cây trồng quan trọng khác như đậu, ngô, lúa mì và cây có dầu - nhằm tăng năng suất, cải thiện chất lượng và tăng khả năng thích nghi với điều kiện khắc nghiệt.

Tiến trình pháp lý đối với cây trồng chỉnh sửa gen tại Ấn Độ và khu vực châu Á

Vào tháng 3 năm 2022, Bộ Môi trường, Rừng và Biến đổi Khí hậu Ấn Độ thông báo rằng những cây trồng được chỉnh sửa gen không chứa DNA ngoại lai sẽ miễn trừ khỏi khung quản lý đối với sinh vật biến đổi gen. Theo đó những cây trồng này sẽ được miễn đánh giá an toàn sinh học theo quy định tại Điều 20 của Luật năm 1989 về Sản xuất, sử dụng, nhập khẩu, xuất khẩu và lưu trữ vi sinh vật/sinh vật/ tế bào biến đổi gen.

Sau đó, hướng dẫn chính thức về đánh giá an toàn đối với cây trồng chỉnh sửa gen đã được công bố vào ngày 17 tháng 5 năm 2022. Đây được xem như một văn bản pháp lý chính thức hướng dẫn lộ trình cho việc phát triển và ứng dụng bền vững công nghệ chỉnh sửa gen, bao gồm cả quy trình pháp lý cần tuân thủ để thương mại hóa cây trồng chỉnh sửa gen.

Trong 5 năm trở lại đây, các nước châu Á đang cho thấy nỗ lực đẩy nhanh quá trình hoàn thiện khung hướng dẫn pháp lý cho cây trồng chỉnh sửa gen theo hướng khoa học. Các chính phủ cho thấy sự ủng hộ và cởi mở với công nghệ này - coi đây là giải pháp quan trọng trong chiến lược phát triển của từng quốc gia và ứng phó với tình trạng biến đổi khí hậu đang ngày một gia tăng trong khu vực. Nhật Bản là một trong những quốc gia tiên phong ở khu vực châu Á khi cho phép thương mại hóa cà chua chỉnh sửa gen, mang hàm lượng GABA cao. Tại Trung Quốc, quy định về cây trồng biến đổi gen bao trùm cả chỉnh sửa gen, tuy nhiên, quy trình và thủ tục cấp phép cho cây trồng chỉnh sửa gen được rút gọn và đơn giản hóa nhiều lần. Hiện tại, Trung Quốc cũng đã cấp phép thương mại hóa giống đậu tương có hàm lượng oleic cao trong dầu được chọn tạo bằng phương pháp chỉnh sửa gen. Bangladesh áp dụng quy định tương tự như Ấn Độ khi loại trừ từng trường hợp với những sản phẩm SDN-1 và 2 không chứa DNA ngoại lai.

Tại khu vực Đông Nam Á, nhiều quốc gia đã và đang tiến hành rà soát khung pháp lý và có những bước tiến khá nhanh trong 5 năm vừa qua trong việc đưa ra các hướng dẫn cụ thể đối với công nghệ chỉnh sửa gen. Philippines là quốc gia đi đầu trong khu vực trong việc đưa ra hướng dẫn pháp lý từ năm 2022 và hiện tại đã cấp phép sử dụng và thương mại đối với một số loại cây trồng chỉnh sửa gen.

Thái Lan và Singapore trong tháng 8/2024 đã thông qua quy định pháp lý cho cây trồng này. Tại các quốc gia này, quy định đối với cây trồng chỉnh sửa gen đều xem xét đến sản phẩm cuối cùng, nếu sản phẩm cuối cùng không mang gen ngoại lai, hay tương tự hoặc có thể được chọn tạo nhờ phương pháp chọn tạo giống truyền thống thì được coi là cây trồng truyền thống, và vì vậy, sẽ áp dụng các quy định như với cây trồng truyền thống.

Theo Chinhphu.vn