Các nhà khoa học đã phát hiện được một loại gene trong giống lúa dại Kasalath của Ấn Độ có khả năng tăng sản lượng cây lúa trồng trên các vùng đất sỏi đá nghèo chất dinh dưỡng.
Viện Nghiên cứu lúa gạo quốc tế (IRRI) đã xác định được gene PSTOL1, có khả năng hấp thụ phốt pho, nitơ, và kali sau đó cấy ghép vào những giống lúa đang được trồng.
Theo đánh giá ban đầu của IRRI, sản lượng của giống lúa mới được cấy gene PSTOL1 tăng hơn 60% so với giống lúa hiện đang được trồng trên các cánh đồng nghèo phốt pho. Điều đáng nói là phần lớn các cánh đồng trồng lúa tại châu Á đều chứa hàm lượng phốt pho rất thấp.
Trong đó, gene PSTOL1 được trích xuất từ giống lúa Kasalath - vốn được trồng trên các cánh đồng nghèo dinh dưỡng tại khu vực phía đông Ấn Độ.
Giống lúa mới cấy gene PSTOL1 tăng sản lượng cây trồng thêm 60%
Khoảng 10 năm trước, các nhà khoa học đã nghi ngờ khả năng giống lúa Kalasath chứa một hoặc nhiều gene có khả năng giúp cây trồng tăng trưởng phát triển mạnh trong điều kiện đất đai chứa hàm lượng phốtpho thấp.
Nhà nghiên cứu Sigrid Heuer tại IRRI nhận định gene PSTOL1 trên giống lúa Kasalath có khả năng thúc đẩy phần rễ phát triển rộng hơn do đó cây trồng dễ dàng hút các chất dinh dưỡng cần thiết để tăng trưởng. Trên những cánh đồng trồng lúa nghèo phốt pho, giống lúa mới cấy gene PSTOL1 phát huy hiệu quả ngay từ giai đoạn đầu phát triển rễ.
Khi diện tích rễ mở rộng, làm tăng khả năng tiếp xúc giữa cây lúa và đất trồng, đồng thời giúp cây trồng hút được nhiều phốt pho hơn.
Mặc dù ban đầu, các nhà nghiên cứu tập trung vào tăng khả năng hấp thụ chất dinh dưỡng cho cây lúa. Song họ nhận thấy sự phát triển mạnh mẽ của phần rễ cũng giúp cây lúa hấp thu thêm nitơ và kali - những khoáng chất cần thiết cho sự phát triển của cây trồng.
Hiện tại, các nhà khoa học đã áp dụng kỹ thuật cấy gene để đưa gene PSTOL1 vào các giống lúa thuộc 2 phân loài lúa lớn là indica và japonica. Kết quả cho thấy, sản lượng lúa đã tăng thêm 60% so với giống lúa không cấy gene PSTOL1.
Khoảng một nửa đất đai trồng lúa trên toàn thế giới bị thiếu hụt khoáng chất phốtpho. Điều đó không có nghĩa là phốt pho không xuất hiện trong đất mà chúng bị kết tinh ở dạng mà phần rễ yếu không thể hấp thu. Do đó, người nông dân thường phải sử dụng tới các loại phân bón chứa hợp chất phốt pho và các chất dinh dưỡng cần thiết khác nhằm giúp cây trồng tăng trưởng.
Trong tương lai, giới khoa học hy vọng có thể tạo ra những giống lúa "siêu chịu" có thể trồng trong mọi điều kiện khắc nghiệt như hạn hán, nhiễm mặn và lũ lụt.
Cách đây 6 năm, các nhà khoa học đã phát hiện được gene Sub1A trong một giống lúa dại và nó đã chứng minh khả năng giúp cây lúa tồn tại và phát triển trong tình trạng ngập hoàn toàn trong nước ít nhất 2 tuần.
Nhóm nghiên cứu tại IRRI tin rằng giống lúa Kalasath của Ấn Độ mang đầy đủ phẩm chất cần thiết giúp cây trồng chống chọi với mọi điều kiện khắc nghiệt.
Hiện tại, IRRI đang hợp tác nghiên cứu với các nhiều nhà khoa học nhằm đưa các loại gene có khả năng hấp thu phốt pho vào nhiều cây lương thực quan trọng như cao lương.