Nâng cao năng lực nghiên cứu, làm chủ công nghệ chọn tạo giống ngô lai năng suất cao, chất lượng tốt, thích ứng với biến đổi khí hậu

Ngô (Zea mays L.) là cây lương thực quan trọng trong nền kinh tế của Việt Nam với diện tích 1,099 triệu ha, năng suất 4,67 tấn/ha và sản lượng đạt 5,13 triệu tấn. Cây ngô đã góp phần đảm bảo an ninh lương thực, an ninh dinh dưỡng và làm nguyên liệu cho ngành công nghiệp chế biến, dược phẩm, công nghiệp nhẹ và thức ăn chăn nuôi. Mặc dù cây ngô đã có những bước tiến về giống, canh tác, diện tích và sản lượng, nhưng tình hình sản xuất ngô cũng như thị trường giống ngô trong nước tiếp tục gặp nhiều khó khăn do biến đối khí hậu, diện tích canh tác giảm và sự cạnh tranh từ các tập đoàn đa quốc gia.

Với quy mô sản xuất nhỏ, tỷ lệ sử dụng cơ giới thấp, nên giá ngô trong nước luôn cao hơn giá nhập khẩu. Nhận thức được tầm quan trọng của công nghệ mới, giúp nâng cao hiệu quả nghiên cứu và rút ngắn thời gian chọn tạo giống ngô là chìa khóa tạo ra sự thành công cho chương trình chọn tạo giống ngô lai của Viện ở hiện tại và trong tương lai, Viện Nghiên cứu Ngô đã hợp tác với Trung tâm Nghiên cứu Ngô và Lúa mì Quốc tế (CIMMYT) tiếp nhận công nghệ tạo dòng ngô đơn bội kép bằng cây kích tạo đơn bội (inducers) thông qua việc nhập nội 03 nguồn cây kích tạo đơn bội. Đồng thời, tiếp cận nghiên cứu công nghệ chuyển gen chịu hạn, ứng dụng chỉ thị phân tử (SSRs, SNPs,..) trong đánh giá và sàng lọc nguồn vật liệu, nhằm tạo ra và chọn được nguồn vật liệu ưu tú mới phục vụ cho công tác chọn tạo giống ngô lai năng suất cao, chất lượng tốt, chống chịu điều kiện bất thuận (phi sinh học và sinh học), thích ứng với biến đổi khí hậu.

Xuất phát từ nhu cầu thực tế, để có thể làm chủ công nghệ chọn tạo dòng ngô đơn bội kép bằng cây kích tạo đơn bội, rút ngắn ½ thời gian tạo dòng thuần và nâng cao hiệu quả chọn tạo giống ngô lai; làm chủ công nghệ chọn tạo giống ngô lai bằng chỉ thị phân tử (SNPs) kết hợp với phương pháp truyền thống để tạo giống ngô năng suất cao, chất lượng tốt, chống chịu các điều kiện bất thuận sinh học và phi sinh học, thích ứng với biến đổi khí hậu; nâng cao năng lực nghiên cứu khoa học, phát triển nguồn nhân lực bền vững và hoàn thiện cơ sở vật chất, đồng bộ hóa trang thiết bị để phục vụ nghiên cứu chọn tạo giống ngô năng suất cao, chất lượng tốt, chống chịu điều kiện bất thuận, thích ứng với biến đổi khí hậu, hướng tới trở thành đơn vị nghiên cứu cây ngô và chuyển giao công nghệ đạt chuẩn khu vực và quốc tế và đảm bảo tính tự chủ, Viện Nghiên cứu Ngô (trực thuộc Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam), do TS. Bùi Mạnh Cường đứng đầu đã đề xuất và thực hiện Tiểu dự án: “Nâng cao năng lực nghiên cứu, làm chủ công nghệ chọn tạo giống ngô lai năng suất cao, chất lượng tốt, chống chịu điều kiện bất thuận (phi sinh học và sinh học) thích ứng với biến đổi khí hậu” (FIRST-MRI).

Thông qua sự hỗ trợ của Dự án FIRST, trên cơ sở tầm nhìn và định hướng đã được Viện Nghiên cứu Ngô xây dựng, Tiểu dự án FIRST-MRI đã triển khai các hoạt động nghiên cứu nhằm phát triển, đổi mới và làm chủ khoa học công nghệ trong nghiên cứu và chọn tạo giống ngô với các hoạt động và nội dung nghiên cứu đã đề xuất và được phê duyệt. Các kết quả nổi bật của dự án thu được như sau:

1. Tiểu dự án FIRST-MRI đã nâng cao năng lực nghiên cứu khoa học của Viện Nghiên cứu Ngô thông qua hỗ trợ đổi mới sáng tạo và làm chủ công nghệ mới trong nghiên cứu và chọn tạo giống ngô, nâng cao nguồn nhân lực, tăng cường cơ sở vật chất, hướng tới xây dựng Viện Nghiên cứu Ngô trở thành cơ sở nghiên cứu tiên tiến, tiệm cận được trình độ quốc tế trong lĩnh vực nghiên cứu và chọn tạo giống ngô.

+ Làm chủ công nghệ chọn tạo dòng ngô đơn bội kép bằng cây kích tạo đơn bội (Inducer): đã tạo ra được các dòng thuần mới đồng hợp tử 100%, rút ngắn được 1/2 thời gian tạo dòng thuần so với phương pháp truyền thống, góp phần nâng cao hiệu quả công tác chọn tạo giống ngô lai năng suất cao, chống chịu tốt, thích ứng với biến đổi khí hậu.

+ Tiếp cận và bước đầu làm chủ công nghệ chọn tạo giống ngô lai bằng chỉ thị phân tử (SSRs, SNPs,...) kết hợp với phương pháp truyền thống: đã đánh giá và chọn lọc một số nguồn vật liệu có đặc điểm quý như chịu hạn ngay ở giai đoạn sớm của quá trình tạo dòng khi nguồn vật liệu còn rất lớn, giúp nhà khoa học giảm được công sức và chi phí, nâng cao hiệu quả của công tác chọn tạo và phát triển giống lai.

+ Phát triển và nâng cao nguồn nhân lực thông qua các khóa đào tạo chuyên sâu về ứng dụng chỉ thị phân tử (SNPs) trong chọn tạo giống ngô và chọn giống ngô theo phương pháp tạo dòng đơn bội kép bằng cây kích tạo đơn bội (cây inducers) tại Trường Đại học Nebraska- Lincoln, Thành phố Lincoln, Bang Nebraska, Mỹ.

+ Trên cơ sở ứng dụng các công nghệ mới trong nghiên cứu chọn tạo giống ngô đã tạo ra được thế hệ dòng thuần mới (278 dòng) có khả năng chịu hạn/mặn/sâu đục bắp/chịu bệnh mốc hồng được chọn lọc và bộ giống ngô lai mới có năng suất cao, mang những đặc tính vượt trội, thích ứng rộng, chống chịu với sâu bệnh, đồng thời nâng cao chất lượng hạt giống ngô thông qua ứng dụng quy trình xử lý và bảo quản mới.

+ Hoàn thiện cơ sở vật chất, tăng cường và đồng bộ hóa trang thiết bị thông qua nâng cấp 02 phòng thí nghiệm và 01 nhà lưới, hình thành 01 phòng thí nghiệm mới, qua đó nâng cao tính chính xác và hiệu quả của các thí nghiệm nghiên cứu khoa học.

+ Xây dựng và tạo lập các tri thức mới với 05 bài báo đã được đăng trên tạp Tạp chí Khoa học Công nghệ Nông nghiệp Việt Nam; 01 bài báo đã được chấp nhận đăng trên Tạp chí Vietnam Journal of Science, Technology and Engineering - VJSTE (Tạp chí khoa học quốc tế trong cơ sở dữ liệu của ACI-ASEAN Citation Index), góp phần định hình hướng nghiên cứu trong chọn tạo giống ngô lai hiện nay của Viện Nghiên cứu Ngô trên cơ sở kết hợp hiệu ứng ưu thế lai với các công nghệ mới, qua đó sẽ nâng cao giá trị chọn giống, góp phần tăng năng suất trung bình ngô của Việt Nam.

2. Tiểu dự án FIRST-MRI đã hỗ trợ đổi mới công nghệ, nâng cao năng lực nghiên cứu, hiệu quả trong công tác chuyển giao và thương mại hóa tiến bộ kỹ thuật, phát triển dịch vụ khoa học công nghệ của Viện Nghiên cứu Ngô, đã giúp Viện tự chủ tài chính khoảng 60% chi hoạt động bộ máy và đảm bảo đời sống cán bộ công nhân viên với tổng doanh thu dự kiến là 99,73 tỷ đồng (năm 2018: là 46,5 tỷ đồng; năm 2019: doanh thu dự kiến đạt 53,1 tỷ đồng), là cơ sở tăng thêm doanh thu từ 21-37% trong giai đoạn 2020-2022 so với trước khi thực hiện Tiểu dự án (năm 2017 là 49,9 tỷ đồng và tự chủ khoảng 55%), hướng tới có thể đáp ứng khoảng 72-75% nhu cầu tài chính của Viện trong vòng 5 năm sau khi kết thúc Tiểu dự án và tự chủ về tài chính trong vòng 10 năm tới.

Với các kết quả, sản phẩm đã đạt được, Tiểu dự án FIRST-MRI đã giúp cho Viện Nghiên cứu Ngô hướng tới chiến lược “Làm chủ và phát triển các công nghệ hiện đại, hiệu quả và phù hợp với điều kiện của Việt Nam, kết hợp với phương pháp truyền thống để nhanh chóng tạo ra các giống ngô lai mới năng suất cao, chất lượng tốt, chống chịu điều kiện bất thuận (phi sinh học và sinh học), thích ứng với biến đổi khí hậu. Xây dựng Viện Nghiên cứu Ngô trở thành cơ sở nghiên cứu tiên tiến, đạt trình độ quốc tế trong lĩnh vực nghiên cứu và chọn tạo giống ngô. Hướng tới tự chủ toàn diện, góp phần vào sự phát triển của ngành sản xuất ngô của Việt Nam”.

Tiểu dự án FIRST-MRI được thực hiện trong một thời gian ngắn với nhiều hoạt động và nội dung từ nghiên cứu khoa học, tăng cường cơ sở vật chất đến chuyển giao tiến bộ kỹ thuật, do đó cũng có gặp những khó khăn trong việc triển khai một số nội dung thí nghiệm theo đúng thời vụ nông nghiệp của cây ngô ở giai đoạn đầu của Tiểu dự án.

Có thể tìm đọc toàn văn Báo cáo kết quả nghiên cứu của Đề tài (Mã số 17366/2020) tại Cục Thông tin khoa học và công nghệ quốc gia.