Cách bền vững nhất để ngăn ngừa dịch hại và sâu bệnh trong quá trình canh tác rau là phát triển các giống kháng bệnh. Thời gian thông thường để phát triển một giống mới là mất hơn 20 năm, tuy nhiên nhờ vào các công nghệ hiện đại như nuôi cấy mô, công nghệ sinh học phân tử, cũng như thông tin sinh học, thời gian đó giảm xuống chỉ còn 4-8 năm.
Trên toàn thế giới, người trồng rau cung cấp cho thị trường các sản phẩm tươi ngon, tốt cho sức khỏe và đáp ứng yêu cầu của người tiêu dùng. Những người trồng rau chuyên nghiệp đã quen làm việc với những khả năng và thách thức mà thiên nhiên đem lại cho họ.
Một phần quan trọng trong công việc của người trồng là ngăn ngừa dịch hại và sâu bệnh. Đôi khi việc sử dụng thuốc trừ sâu là cần thiết để giữ cho cây trồng khỏe mạnh nhưng người trồng ưu tiên sử dụng hóa chất càng ít càng tốt. Việc sử dụng thuốc trừ sâu thường làm tiêu hao năng lượng của cây trồng và tốn chi phí. Hơn nữa, có những dịch hại và sâu bệnh hiện không có thuốc phòng trừ như bệnh sưng rễ (Plasmodiophora Brassicae), nguồn bệnh từ đất có thể lây lan gây thiệt hại nghiêm trọng cho các loại rau họ cải (Brassicas) như bắp cải.
KHÁNG BỆNH TỰ NHIÊN
Tự nhiên thường cung cấp giải pháp hữu ích. Một số thực vật có sức đề kháng tự nhiên đối với nấm hoặc vi khuẩn, một số thậm chí có thể tự bảo vệ chống lại sâu bệnh. Từ những đặc điểm hữu ích mang tính di truyền này, các nhà lai tạo có thể lựa chọn và phát triển các giống có sẵn những đặc tính kháng này.
Bejo đã phát triển một số giống bằng cách sử dụng các kỹ thuật này, như bắp cải tím, cải thìa, cải thảo, bắp cải và súp lơ trắng, những giống này có khả năng chống lại một số chủng (vật lý) của bệnh sưng rễ.
Nhân giống truyền thống là một quá trình lựa chọn cây trồng với các đặc tính mong muốn và lai tạo chúng qua nhiều thế hệ. Thông thường phải mất khoảng 20 năm trước khi một giống mới có thể được giới thiệu ra thị trường bằng phương pháp cổ điển này. Các công ty lai tạo giống hiện đại có thể làm điều này nhanh hơn nhiều nhờ vào 'khoa học sự sống' (life science), chẳng hạn như nuôi cấy mô, sử dụng công nghê sinh học phân tử và tin sinh học, cho nên thời gian tạo ra giống mới giảm xuống chỉ còn 4 -8 năm, tùy thuộc vào giống.
THỬ NGHIỆM THỰC TẾ
Trong thực tế điều này được thực hiện như thế nào? Bejo tiến hành thử nghiệm trên đồng ruộng và nhân viên của Công ty đến kiểm tra hàng ngày. Họ là những người đầu tiên phát hiện sự bùng phát của dịch bệnh cụ thể, ví dụ như một loại nấm hại trong một khu vực nào đó. Mọi vấn đề phát sinh trong quá trình canh tác có thể là cơ hội để Bejo bắt đầu một chương trình chọn tạo giống kháng bệnh.
CÔ LẬP MẦM BỆNH
Điều quan trọng trong việc chọn tạo giống kháng bệnh là nhận biết mầm bệnh và biến thể có liên quan. Ví dụ, đối với bệnh sưng rễ đã đề cập trước đây, có ít nhất 9 biến thể vật lý đã được nhận diện. Những biến thể này thường đặc trưng đối với từng vùng hoặc khí hậu nhất định.
Chọn tạo giống kháng bệnh bắt đầu bằng việc xác định nguyên nhân và các nhà nghiên cứu của chúng tôi thực hiện điều đó tại Phòng phân tích thành phần bệnh hại thực vật. Họ phân lập mầm bệnh sau đó nuôi cấy để tái tạo nó. Sau đó nó được sử dụng trong thử nghiệm bệnh. Nói cách khác: chúng được lây nhiễm trên một quần thể cây trồng. Bất kỳ cây nào vẫn khỏe mạnh sẽ được các nhà lai tạo của chúng tôi lựa chọn làm cơ sở cho một giống kháng bệnh.
Bảng theo dõi sự phát triển của các giống rau kháng bệnh
SỰ PHÁT TRIỂN CỦA CÁC GIỐNG RAU KHÁNG BỆNH
Công nghệ sinh học phân tử tế bào và tin sinh học
Trong nhân giống hiện đại, chúng tôi cũng nghiên cứu DNA của cây trồng. Chúng tôi chủ yếu quan tâm đến các đoạn DNA đặc trưng cho một đặc điểm nhất định, được gọi là các đoạn đánh dấu DNA. Ngay sau khi bộ phận Công nghệ đánh dấu và gen của chúng tôi xác định được dấu (marker) có liên quan tới tính kháng bệnh mà chúng tôi đang cần thì việc xét nghiệm bệnh không còn cần thiết nữa. Như vậy có nghĩa là chúng tôi có thể lựa chọn nhanh hơn, rút ngắn quá trình nhân giống đến một năm. Các nhà nghiên cứu của chúng tôi chỉ cần một vài tế bào của cây để tạo ra một mẫu DNA nhằm xác định xem một cây có các đặc điểm mong muốn hay không. Việc này có thể được thực hiện khi cây còn rất nhỏ, điều đó giúp chúng tôi tiết kiệm rất nhiều thời gian.
Nhờ có tin sinh học, chúng tôi có thể nghiên cứu đồng thời nhiều tính kháng cùng lúc. Các nhà lai tạo của chúng tôi sử dụng các xét nghiệm đánh dấu chọn lọc để phân tích một nhóm cây trồng cho tính kháng và sau đó tiến hành nghiên cứu sâu hơn về loài mạnh nhất. Các xét nghiệm DNA cũng cho phép ‘xếp chồng’ tính kháng, ví dụ nhân giống để kháng ba loại mầm bệnh khác nhau cùng một lúc. Bằng cách sử dụng tự động hóa và robot hóa, các nhà nghiên cứu của chúng tôi có thể xử lý các mẫu với số lượng lớn và phân tích các kết nối phức tạp.
NUÔI CẤY MÔ VÀ GIẢI CỨU PHÔI (TISSUE CULTURE AND EMBRYO RESCUE)
Để có được thế hệ cây trồng tiếp theo trong một thời gian ngắn, chúng tôi sử dụng công nghệ nuôi cấy mô và giải cứu phôi tại Phòng Sinh học mô & tế bào. Thông qua các kỹ thuật này, chúng tôi có thể nhân giống nhanh một cây được chọn hoặc tăng độ đồng đều của nó.
Hơn nữa, chúng ta có thể tăng cơ hội thành công của một cây lai chéo độc đáo bằng cách sử dụng các kỹ thuật từ sinh học tế bào. Các giống cũ hoặc giống hoang dã có thể có các đặc tính kháng thú vị, nhưng đôi khi chúng khó lai được với các giống hiện đang được trồng phổ biến. Trong nhiều trường hợp, việc thụ tinh thành công, nhưng thường thì hạt giống này rất yếu để nảy mầm và phát triển thành một cây khỏe mạnh. Đôi khi có thể nuôi cấy hạt giống của một cây lai chéo độc đáo trong điều kiện phòng thí nghiệm và cây được sản xuất từ hạt giống này sau đó được lai tạo với các dòng chất lượng. Sau khi lai tạo và chọn lọc cho một số thế hệ, một giống mới có thể xuất hiện với đặc tính độc đáo của giống hoang dã và hạt giống có khả năng nảy mầm tốt. Bejo đã phát triển các giống hành tây mới có khả năng chống nấm mốc, như Hylander và Powell, dựa trên phương pháp lai chéo với một loại hành tây hoang dã.
Sau khi lựa chọn, nếu như một cây lai chéo có tiềm năng thì nó sẽ được thử nghiệm rộng rãi, chúng tôi muốn biết một giống mới tiềm năng như vậy sẽ phát triển như thế nào trong điều kiện tự nhiên. Bejo đánh giá điều này đầu tiên tại các cánh đồng thử nghiệm của mình và thường ở nhiều nơi khác nhau trên thế giới. Sau đó chúng tôi thực hiện các thử nghiệm thực tế với khách hàng của chúng tôi. Chỉ khi thực tế chứng minh rõ ràng rằng một giống mới đem lại thêm giá trị thì chúng tôi mới bắt đầu sản xuất giống đó thành giống thương mại.
KHÔNG NGỪNG CHỌN TẠO GIỐNG KHÁNG
Chúng tôi không ngừng phát triển các giống rau mới có khả năng kháng sâu bệnh. Trên đồng, mầm bệnh có thể thích nghi với tính kháng của cây trồng dẫn đến ảnh hưởng tới cây trồng. Tính kháng sau đó bị phá vỡ và các nhà lai tạo và nghiên cứu phải bắt đầu lại từ đầu. Đó là một cuộc chạy đua với sự biến đổi nhanh của dịch hại.
Hơn nữa, mỗi khu vực trên thế giới đòi hỏi các tính kháng khác nhau. Chẳng hạn, một giống bắp cải trắng có thể trồng tốt vào đầu mùa xuân ở Đông Âu, nhưng lại rất mẫn cảm với vi khuẩn Xanthomonas trong khí hậu nhiệt đới ẩm ở châu Á.
CÔN TRÙNG
Những điều kiện canh tác khác nhau và quy định thay đổi cũng có thể tác động đến nhu cầu đối với các giống kháng. Lệnh cấm thuốc trừ sâu được sử dụng chống côn trùng thường dẫn đến thay đổi mức độ bệnh. Thiệt hại do ruồi bắp cải có thể làm tăng ảnh hưởng của nhiễm trùng thứ cấp do vi khuẩn hoặc nấm.
Khả năng làm cho cây kháng côn trùng thông qua nhân giống là một sự phát triển mới, đầy hứa hẹn và là điều chúng tôi đang tập trung nghiên cứu.
PHƯƠNG PHÁP CANH TÁC BỀN VỮNG
Tại Bejo, chúng tôi tin rằng tài nguyên thiên nhiên khan hiếm cần được bảo vệ để chúng ta có thể tiếp tục cho thu hoạch, không chỉ bây giờ mà còn trong 50 năm nữa. Do đó, việc phát triển các giống kháng là điều cần thiết. Tại Trung tâm nghiên cứu của chúng tôi ở Warmenhuizen, Hà Lan, chúng tôi liên tục tìm cách cải thiện hơn nữa phương pháp chọn tạo giống. Các nhà lai tạo và nghiên cứu của chúng tôi làm việc chặt chẽ với các chuyên gia tại các trường đại học khác nhau và trong các thử nghiệm thực tế.
