Cuộc chiến chống lại độc tố trong ngô

 Việc tăng cường sử dụng ngô làm thức ăn và sản xuất nhiên liệu đang dấy lên một mối lo về sự ô nhiễm có liên quan đến độc tố chết người aflatoxin trong loại ngũ cốc chủ yếu này. Chất ô nhiễm là một loại tác nhân gây ung thư ở người đã biết bắt nguồn từ nấm trên ngô. Nó đe dọa nghiêm trọng đến mức độ an toàn thực phẩm ở các quốc gia đang phát triển và mỗi năm làm Hoa Kì thiệt hại đến hàng trăm triệu đôla.

Tiến sĩ Bruce Hammond – nhà khoa học đứng đầu thuộc trung tâm an toàn sản phẩm tại Monsanto – nói rằng aflatoxin là một chất gây ung thư gan nguy hiểm và cũng là mối lo sức khỏe ở người và động vật. Hammond cho biết nhờ được FDA quy định rất chặt chẽ, mức độ đe dọa của chất gây bệnh đều được kiểm soát đối với nguồn cung cấp thực phẩm ở Hoa Kì. Nhưng tại châu Phi và các quốc gia đang phát triển, các quy định vẫn còn lỏng lẻo đã khiến aflatoxin trở thành một vấn đề an toàn thực phẩm đáng chú ý.

Tại hội nghị quốc gia lần thứ 235 của Hội hóa học Hoa Kì tổ chức tại New Orleans, Hammond và cộng sự đã trình bày những tiến bộ trong việc sản xuất ngô kháng độc tố aflatoxin tốt hơn. Các giống ngô mới có thể góp phần làm giảm mối đe dọa của loại độc tố chết người đối với cả thế giới, giúp tăng chất lượng thực phẩm tại các quốc gia đang phát triển đồng thời tăng sản lượng lương thực tại Hoa Kì.

Môi trường ở châu Phi rất thích hợp với Aspergillus flavus – một loại nấm gây ra chất độc aflatoxin. Các tác nhân môi trường như hạn hán, nhiệt độ cao, môi trường có nhiều nitơ và sự tàn phá của côn trùng đối với thực vật đã thúc đẩy sự phát triển của loài nấm này. Bào tử nấm có thể xâm nhập vào bắp ngô nhờ các hốc do côn trùng tạo ra, sau đó chúng mọc mầm và tạo ra mycotoxin – nhóm các chất độc còn gây tranh cãi có bao gồm aflatoxin.

Việc tăng cường sử dụng ngô làm thức ăn và sản xuất nhiên liệu đang dấy lên một mối lo về sự ô nhiễm có liên quan đến độc tố chết người aflatoxin trong loại ngũ cốc chủ yếu này. (Ảnh: Courtesy of Keith Weller, United States Department of Agriculture)

Tại Châu Phi, cả con người và gia súc gia cầm đều ăn ngô. Con người tử vong khi tiếp xúc với aflatoxin. Năm 2007, chỉ riêng ở Kenia đã có hơn 100 người thiệt mạng. Mức độ chất gây ung thư gan này tăng lên đến một tỉ lệ đặc biệt nguy hiểm ở những người bị viêm gan.

Tuy nhiên nó đang gây ra một mối đe dọa lớn đối với trẻ em.

Robert L. Brown – nhà nghiên cứu bệnh thực vật tại Tổ chức nông nghiệp Hoa Kì đã từng nghiên cứu gen có khả năng kháng aflatoxin ở ngô – cho biết: “Đã có những nghiên cứu chứng minh mối liên hệ giữa vấn đề phát triển ở trẻ em Tây Phi với việc ăn vào bụng chất độc aflatoxin”. Ông cũng nói rằng chất độc gây ảnh hưởng đến chức năng miễn dịch ở trẻ. Ông đang trong quá trình sản xuất sáu giống ngô lai cùng dòng mới, là kết quả của phép lai giữa giống ngô kháng aflatoxin Hoa Kì và giống ngô có sức chống chịu tốt của châu Phi. Con lai sẽ có những đặc điểm mùa màng giá trị đồng thời có cả khả năng kháng độc tố.

Ước tính cho thấy 4,5 tỉ người tại các quốc gia đang phát triển ngày càng tiếp xúc với aflatoxin nhiều hơn.Trong khi hiểm họa đối với sức khỏe vẫn rình rập người dân nơi đây thì nó cũng đang là một mối đe dọa đến nền nông nghiệp tại Hoa Kì. “Chính do thời tiết mà chúng ta có thể thấy chất độc aflatoxin bùng phát tại một số nơi tại miền nam Hoa Kì nhiều hơn trong năm nay”. Sự bùng nổ này có thể làm tăng giá ethanol nếu các sản phẩm từ ngô bị nhiễm độc.

Trong quá trình nghiên cứu để có những vụ thu hoạch năng suất, các nhà khoa học tại Monsanto đang hướng mục tiêu đến những côn trùng gây hại làm giảm sản lượng ngô và chất lượng ngũ cốc. Thế hệ đầu tiên của giống ngô Bt có chứa một gen lấy từ Bacillus thuringiensis (Bt) – đây là một loại vi khuẩn sống dưới đất sản xuất ra một loại protein có thể tiêu diệt côn trùng có hại ở cây ngô ví dụ như sâu bore châu Âu và sâu bore vùng tây nam. Bt có trong thuốc diệt vi khuẩn được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống nông nghiệp thông thường và hệ thống nông nghiệp hữu cơ suốt gần 50 năm.

Hammond cho biết: “Bt rất phổ biến trong môi trường. Sau khi cấy gen này vào cây ngô, chúng sẽ sản xuất protein kiểm soát côn trùng trong cây giúp bảo vệ cây khỏi các loài có hại như sâu bore châu Âu trong khi vẫn không làm hại đến các loài côn trùng hay các loài khác. Việc áp dụng kỹ thuật này cũng cho phép nông dân hạn chế sử dụng các hình thức diệt côn trùng khác từ đó mà bảo vệ môi trường”.

Giống ngô Bt đã kháng được những tổn hại do loài sâu bore châu Âu gây ra, bên cạnh đó còn có sâu ăn rễ và các côn trùng tạo điều kiện cho nấm sản xuất độc tố mycotoxin gây hại đến cây ngô. Hiện nay các giống ngô Bt mới giúp tăng sản lượng ngô tại Hoa Kì mỗi năm lên 55% đến 60%.

Các nghiên cứu về sau cũng xác thực một lợi ích thứ yếu của giống ngô Bt. Đó là khi bắp ngô bị gây hại ít hơn, cây ngô Bt cũng bị nhiễm nấm ít hơn do đó mà tỉ lệ của một số chất độc mycotoxin cũng thấp hơn nhưng lại không phải là aflatoxin. Nhóm của Hammond vẫn đang tiếp tục tiến hành với mục tiêu giảm tỉ lệ aflatoxin.

Hiện nay các nhà nghiên cứu Monsanto đang hướng đến mục tiêu tăng khả năng kháng cự với côn trùng ở thế hệ thứ hai của giống ngô Bt. Trong khi chờ đợi để được xác nhận, các giống ngô mới vẫn tiếp tục được cấy ghép thêm gen nhằm tăng sức chống chịu đối với nhiều côn trùng có hại như loài sâu mùa thu – mối đe dọa đặc biệt ở miền nam Hoa Kì có liên quan đến độc tố aflatoxin.

Theo Hammond, những cây ngô Bt thử nghiệm đầu tiên đã có thể làm giảm tỉ lệ aflatoxin. Tại các địa điểm khác thuộc Hoa Kì và Achentina cũng cho thấy mức độ ảnh hưởng của các côn trùng có hại khác đối với cây ngô cũng thấp hơn. “Những kết quả ban đầu này rất đáng khích lệ. Chúng tôi rất muốn tiến hành thử nghiệm nhiều hơn trong nhiều điều kiện môi trường để chứng minh những giống ngô mới này có thể sinh sản được”.

Trong tương lai, các nhà nghiên cứu dự kiến tìm kiếm những phương pháp làm giảm ảnh hưởng của các tác nhân môi trường thúc đẩy tốc độ phát triển của nấm trên thực vật. "Nếu chúng ta có thể kết hợp bảo vệ cây khỏi côn trùng với khả năng chống hạn, bảo vệ rễ cây, diệt cỏ, tăng cường khả năng tận dụng nitơ trên cùng một cây thì có thể chúng ta sẽ cho ra được những thế hệ thực vật chống chịu tốt với tất cả các yếu tố ảnh hưởng. Bên cạnh đó còn có thể giảm tỉ lệ độc tố mycotoxin”.