Đây cũng là lần đầu tiên một bản đồ tế bào theo không gian - thời gian được xây dựng cho toàn bộ vòng đời của cây lúa, tạo ra nguồn tài nguyên nghiên cứu mới cho lĩnh vực sinh học và chọn tạo giống.
Nghiên cứu được công bố trên tạp chí quốc tế Cell, được kỳ vọng mở ra một nguồn dữ liệu mới giúp giới khoa học hiểu sâu hơn về quá trình sinh trưởng, phát triển của cây lúa, đồng thời hỗ trợ các phương pháp lai tạo nhằm nâng cao và ổn định năng suất.
Công trình do Phòng thí nghiệm Quốc gia Vịnh Yazhou tại thành phố Tam Á, tỉnh Hải Nam, Trung Quốc, phối hợp với nhiều tổ chức nghiên cứu thực hiện. Nhóm nghiên cứu đã kết hợp giải trình tự bộ gene, giải trình tự tế bào đơn và công nghệ phiên mã không gian để tái dựng quá trình phát triển của cây lúa ở cấp độ tế bào.
Nghiên cứu có tiêu đề “Bản đồ không gian - thời gian toàn vòng đời giải mã sự phối hợp không gian ở cây lúa” (A spatiotemporal lifecycle atlas decodes spatial coordination in rice).
Theo nhóm nghiên cứu, bằng cách tích hợp nhiều phương thức phân tích, các nhà khoa học đã tái cấu trúc một đồ thị quỹ đạo phát triển, kết nối các trạng thái tế bào từ giai đoạn phôi sơ khai đến khi các cơ quan của cây trưởng thành.
Đây cũng là lần đầu tiên một bản đồ tế bào theo không gian - thời gian được xây dựng cho toàn bộ vòng đời của cây lúa, tạo ra nguồn tài nguyên nghiên cứu mới cho lĩnh vực sinh học và chọn tạo giống.
Công trình đồng thời xác định những yếu tố điều hòa có liên quan đến các quỹ đạo phát triển này.
Điểm đáng chú ý là bản đồ cho phép xác định vị trí chính xác nơi các gene chức năng cụ thể được biểu hiện trong những mô khác nhau và ở những giai đoạn phát triển khác nhau của cây lúa.
Nhờ đó, các nhà nghiên cứu có thể theo dõi sự thay đổi của hoạt động gene trong quá trình cây phát triển, từ giai đoạn hạt nảy mầm, hình thành các cơ quan đến trổ hoa và tạo hạt.
Theo truyền thông Trung Quốc, bản đồ này giúp làm rõ hơn mối quan hệ giữa hoạt động của gene và quá trình hình thành các đặc tính của cây lúa, qua đó cung cấp thêm dữ liệu để nghiên cứu cách một hạt giống phát triển thành một cây trưởng thành có khả năng tạo hạt.
Một trong những ứng dụng được kỳ vọng từ bản đồ mới là hỗ trợ lai tạo giống theo hướng chính xác hơn.
Trong quá trình cải thiện giống lúa, việc điều chỉnh một đặc tính cụ thể có thể gây ra những tác động ngoài ý muốn đối với các đặc tính khác do sự liên kết phức tạp giữa các gene.
Chẳng hạn, khi các nhà nghiên cứu muốn tác động vào một gene nhằm cải thiện một đặc tính nhất định, những thay đổi liên quan có thể đồng thời ảnh hưởng đến các đặc tính khác của cây.
Với bản đồ tế bào mới, các nhà khoa học có thể xác định rõ hơn gene nào được biểu hiện ở đâu, vào thời điểm nào và trong mô nào. Điều này cho phép việc điều chỉnh gene được thực hiện có mục tiêu hơn.
Việc xác định chính xác vị trí và thời điểm biểu hiện của các gene chức năng trong từng mô và giai đoạn phát triển cũng mở ra hướng mới cho lai tạo chính xác, nhằm tạo ra các giống lúa có năng suất cao hơn và ổn định hơn trong thời gian ngắn hơn.
Theo các nhà nghiên cứu, cách tiếp cận này có thể giúp giảm đáng kể những tác động ngoài ý muốn, đồng thời tạo điều kiện xây dựng các chiến lược điều hòa chính xác hơn - về cơ bản là “nhắm trúng mục tiêu” cần tác động.
Nhóm nghiên cứu còn xây dựng một cơ sở dữ liệu mở và mô hình nền tảng tế bào đơn của cây lúa, cho phép các nhà khoa học trên toàn thế giới tiếp cận.
Các công cụ này hỗ trợ truy vấn gene, trực quan hóa biểu hiện gene theo không gian và phân tích so sánh. Các nhà nghiên cứu có thể theo dõi hoạt động của những gene quan tâm trong các mô và giai đoạn phát triển khác nhau, từ đó định hướng các thí nghiệm tiếp theo để kiểm chứng kết quả.
Công trình được thực hiện tại Vịnh Yazhou, nơi đang trở thành một trung tâm nghiên cứu và phát triển giống quan trọng của Trung Quốc.
Theo Tân Hoa Xã, Phòng thí nghiệm Quốc gia Vịnh Yazhou là động lực khoa học - công nghệ chủ lực của “Thung lũng Silicon Nanfan” tại Tam Á, một nền tảng hợp tác quốc tế về ngành giống và khu vực thí điểm thúc đẩy cải cách, mở cửa trong lĩnh vực giống cây trồng.
Nhiều viện nghiên cứu hàng đầu và doanh nghiệp giống lớn đã xây dựng cơ sở tại Nanfan, thúc đẩy phát triển các công nghệ lai tạo tiên tiến và đẩy nhanh quá trình phát triển giống mới.
“Nanfan” gắn với phương thức tận dụng khí hậu ấm áp ở miền Nam Trung Quốc để trồng nhiều thế hệ giống trong một năm, qua đó rút ngắn chu kỳ lai tạo.
Ông Li Guoxiang, nhà nghiên cứu tại Viện Phát triển Nông thôn thuộc Viện Khoa học Xã hội Trung Quốc, cho rằng ngành giống là một nguồn lực ở cấp quốc gia.
Nếu không có một ngành giống độc lập, sẽ rất khó nâng cao hiệu quả sản xuất lương thực và bảo đảm an ninh lương thực.
Theo cơ quan nông nghiệp tỉnh Hải Nam, năm nay, diện tích gieo trồng lúa sớm của tỉnh đạt 1,716 triệu mẫu Trung Quốc, tương đương khoảng 114.400 ha. Năng suất bình quân đạt 404,97 kg/mẫu, trong khi tổng sản lượng đạt 695.000 tấn.
Như vậy, diện tích gieo trồng, năng suất trên đơn vị diện tích và tổng sản lượng lúa sớm của Hải Nam đều tăng. Trong kết quả này, Tam Á đóng vai trò hỗ trợ quan trọng nhờ phát huy thế mạnh của Nanfan trong phát triển ngành giống.
Việc xây dựng bản đồ tế bào 3D bao phủ toàn bộ vòng đời cây lúa vì thế được xem là bước tiến mới trong việc kết hợp dữ liệu sinh học với công nghệ lai tạo. Không chỉ giúp hiểu rõ hơn cách cây lúa phát triển từ một hạt giống thành cây trưởng thành mang hạt, công cụ này còn tạo thêm cơ sở khoa học cho việc phát triển các giống lúa năng suất cao, ổn định và phù hợp với yêu cầu bảo đảm an ninh lương thực.
Các báo cáo của Liên Hợp Quốc khẳng định chính sách xanh đang thúc đẩy kinh tế toàn cầu nhưng cảnh báo tốc độ cắt giảm phát thải vẫn chậm tiến độ, đặt trọng tâm tháo gỡ lên vai hội nghị sắp tới tại Thổ Nhĩ Kỳ...
Tổ chức Khí tượng Thế giới (WMO) cho biết nồng độ khí nhà kính trong khí quyển đã đạt mức cao chưa từng thấy vào năm 2025, điều này có khả năng làm hành tinh nóng lên hơn nữa và dẫn đến nhiều hiện tượng khí hậu cực đoan hơn...
Hội nghị COP17 quy tụ 196 quốc gia nhằm thúc đẩy tài chính và cơ chế chia sẻ lợi ích nguồn gen, nơi Việt Nam tiếp tục khẳng định cam kết hành động vì mục tiêu đa dạng sinh học toàn cầu...
Dự án Trung tâm Khoa học và Công nghệ hạt nhân tại Đồng Nai dự kiến bao gồm lò phản ứng nghiên cứu công suất 10 MW, có khả năng nâng cấp lên 15 MW, cùng tổ hợp phòng thí nghiệm khoa học - sản xuất. Hai bên đang tiếp tục trao đổi về các yêu cầu kỹ thuật và hợp đồng xây dựng công trình.
Tại AMAF 48, Việt Nam đề xuất ba ưu tiên gồm tăng cường an ninh lương thực và khả năng chống chịu của chuỗi cung ứng nông sản, đổi mới sáng tạo...
Theo nhận định của các chuyên gia, so với môi trường đầu tư cách đây vài năm thì thời điểm hiện tại nhà đầu tư cần chuyển hướng nhìn vào khả năng thanh khoản, khả năng đáp ứng nhu cầu thực... để dự án trở thành hàng hóa có khả năng thanh khoản. Nếu không sẽ dễ rơi vào tình cảnh tồn kho như số liệu Bộ Xây dựng vừa công bố mới đây.
Máy bay không người lái (drone) được mở rộng ứng dụng trong phun thuốc bảo vệ thực vật, gieo sạ và bón phân, góp phần cơ giới hóa sản xuất, giảm chi phí và nâng cao hiệu quả canh tác, hướng tới phát triển nông nghiệp hiện đại.