Trung Quốc và tham vọng tạo ra giống cây lương thực mới trên vũ trụ

Các nhà khoa học Trung Quốc đang nỗ lực đưa hạt giống lên vũ trụ với hy vọng phát triển những giống cây trồng mới trong điều kiện khí hậu khắc nghiệt, giúp nuôi sống dân số ngày càng tăng trên thế giới.

Ảnh: Getty Images

Thoạt nhìn, những bông lúa mì xanh tốt đung đưa trong gió ở vùng đông bắc Trung Quốc trông chẳng khác gì những cây lúa mì khác trên khắp thế giới. Nhưng những cánh đồng hoa màu rộng lớn này không phải là giống cây thông thường – chúng được tạo ra trong không gian. Đây là giống lúa mỳ Luyuan 502, được trồng nhiều thứ 2 ở Trung Quốc. Các cây lúa mì này được ươm trồng từ hạt giống đưa lên quỹ đạo ở độ cao 340 km trên bề mặt Trái Đất.

Trong môi trường trọng lực thấp và bên ngoài “lá chắn” từ trường của hành tinh chúng ta, những cây lúa mì này đã hình thành những đột biến mới, có khả năng chịu hạn tốt hơn và “miễn nhiễm” trước một số mầm bệnh. Lúa mì Luyuan 502 là một trong nhiều loài cây lương thực quan trọng mới đang được lai tạo trên các tàu vũ trụ và trạm không gian.

Trong bối cảnh ngành nông nghiệp thế giới đang phải đối mặt với áp lực ngày càng tăng trước biến đổi khí hậu và các chuỗi cung ứng dễ bị tổn thương, một số nhà nghiên cứu tin rằng nhân giống không gian – còn được gọi là gây đột biến không gian, có thể giúp cây trồng thích nghi với những thách thức mới này.

Loại lúa mì được trồng nhiều thứ hai ở Trung Quốc là giống đột biến Luyuan 502. Ảnh: Học viện Khoa học Nông nghiệp Trung Quốc

Theo Cơ quan Năng lượng Nguyên tử Quốc tế (IAEA), Luyuan 502 có sản lượng cao hơn 11% so với giống lúa mì tiêu chuẩn được trồng ở Trung Quốc, khả năng chịu hạn tốt hơn và có sức đề kháng cao hơn trước các loài gây hại lúa mì phổ biến.

Ông Liu Luxiang – Giám đốc Trung tâm Quốc gia về Gây đột biến Vũ trụ để Cải thiện Cây trồng tại Viện Khoa học Cây trồng, thuộc Học viện Khoa học Nông nghiệp Trung Quốc ở Bắc Kinh – cho biết: “Luyuan 502 là một câu chuyện thành công thực sự. Giống này có năng suất rất cao và khả năng thích nghi tốt. Nó có thể được trồng ở nhiều khu vực khác nhau với các điều kiện khác nhau”.

Theo ông Liu, Luyuan chỉ là một trong số hơn 200 giống cây trồng đột biến không gian được tạo ra ở Trung Quốc trong 30 năm qua. Ngoài lúa mì, còn có lúa, ngô, đậu nành, cỏ linh lăng, vừng, bông, dưa hấu, cà chua, ớt ngọt và nhiều loại rau khác.

Bức xạ năng lượng cao trong không gian có thể kích hoạt các đột biến trong hạt giống. Ảnh: Getty Images

Trung Quốc đã thử nghiệm khả năng gây đột biến trong không gian từ năm 1987 và là quốc gia duy nhất trên thế giới liên tục sử dụng kỹ thuật này. Kể từ đó, nước này đã thực hiện hàng chục sứ mệnh mang hạt giống cây trồng vào quỹ đạo. Năm 1990, các nhà khoa học Trung Quốc đã cho ra đời cây trồng nhân giống trong không gian đầu tiên – một loại ớt ngọt có tên Yujiao 1. So với các giống ớt ngọt truyền thống, Yujiao 1 cho quả to hơn nhiều và có khả năng kháng bệnh tốt hơn.

Là một cường quốc không gian toàn cầu trong những thập kỷ gần đây, Trung Quốc đã đưa hàng nghìn hạt giống vào quỹ đạo. Năm 2006, quốc gia này đã vận chuyển hơn 250 kg hạt giống và vi sinh vật của 152 loài lên quỹ đạo trên vệ tinh Shijian 8. Hồi tháng 5 vừa qua, 12.000 hạt giống – bao gồm một số loại cỏ, yến mạch, cỏ linh lăng và nấm – cũng đã được đưa về Trái Đất trong sứ mệnh Thần Châu 13.

Trung Quốc thậm chí còn gửi một lô thóc trong hành trình bay quanh Mặt Trăng thuộc sứ mệnh Hằng Nga 5 hồi tháng 11/2020. Theo các báo cáo, những hạt thóc này đã mọc thành công trong phòng thí nghiệm sau khi đưa về Trái Đất.

Ảnh: Getty Images

Hạt giống thường được đưa vào không gian trong các chuyến đi kéo dài từ 4 ngày tới vài tháng. Sau khi hạt giống nảy mầm, nó sẽ được đưa trở lại Trái Đất. Các nhà khoa học sẽ sàng lọc cây con để tìm ra các đặc điểm hữu ích, mang lại lợi thế hơn so với các giống cây trồng truyền thống. Mục tiêu của họ là tìm kiếm những giống cây đột biến cho ra nhiều trái lớn hơn, yêu cầu tưới nước ít hơn, lượng dinh dưỡng tốt hơn, khả năng chống chịu với nhiệt độ khắc nghiệt hoặc khả năng chống lại bệnh tật cao hơn.

Trong một số trường hợp, các đột biến hiếm gặp có thể dẫn đến đột phá về năng suất hoặc khả năng phục hồi của cây trồng. Những cây trồng hứa hẹn nhất sẽ được lai tạo thêm cho tới khi các nhà nghiên cứu thu được giống cải tiến đáp ứng nhu cầu của nông dân.

NASA đã trồng rau diếp trên Trạm Vũ trụ Quốc tế. Ảnh: NASA

Ông Liu nói: “Chúng tôi nhận được nhiều lợi ích từ chương trình không gian của Trung Quốc. Chúng tôi có thể sử dụng các vệ tinh, các nền tảng độ cao cũng như các tàu vũ trụ có người lái để gửi hạt giống lên không gian tối đa 2 lần/năm và sử dụng các tiện ích không gian đó để cải thiện giống cây trồng”.