Các nhà khoa học đã thành công khi tạo ra loại cà chua chỉnh sửa gene bằng công nghệ CRISPR/Cas9 có hàm lượng đường và axit amin tăng gấp 2 lần.
Hệ thống chỉnh sửa gene bằng công nghệ CRISPR/Cas9 được các nhà khoa học tại Viện Công nghệ sinh học (IBT), Viện Hàn lâm khoa học và Công nghệ Việt Nam ứng dụng thành công trên giống cà chua nội địa. Các dòng cà chua đột biến gene có chứa hàm lượng đường tăng từ 13-45% và hàm lượng axit amin tăng 62-132% so với cây đối chứng không chỉnh sửa. Đây là các thành phần giúp cà chua có hương vị ngon, nâng cao giá trị dinh dưỡng.
TS Đỗ Tiến Phát, trưởng nhóm nghiên cứu, cho biết phần lớn các giống cà chua thị trường được chọn lọc theo hướng phục vụ tiêu thụ, chế biến công nghiệp. Vì vậy các giống thường chú trọng vào các tính trạng: sinh trưởng nhanh, quả to và năng suất cao nhưng ít quan tâm tới hương vị. Do đó từ năm 2019, nhóm hướng tới tạo ra các dòng cà chua đột biến với mục tiêu nâng cao hương vị và giá trị dinh dưỡng.
Nhóm đã phát triển hệ thống chỉnh sửa gene CRISPR/Cas9 mang hai trình tự định hướng gRNA để tạo ra các đột biến có mục tiêu trong các vùng trình tự phía trước (uORF) của gene. Đây là gene có vai trò liên quan đến các quá trình sinh tổng hợp đường và axit amin ở cây cà chua. TS Phát nhận định, công nghệ này có thể chỉnh sửa chính xác các trình tự gene quan tâm nhằm tạo ra các tính trạng mong muốn ở cây trồng. Đây được xem là phương pháp nhanh và hiệu quả hơn nhiều so với các phương pháp chọn tạo giống truyền thống.
Sử dụng hệ thống này, nhóm đã thành công trong tạo đột biến gene quan tâm trên giống cà chua, một giống cà chua thuần và được trồng khá phổ biến ở Việt Nam trước đây. Các thí nghiệm đánh giá ở quy mô nhà lưới và vườn thực nghiệm được kiểm soát an toàn sinh học cho thấy, các dòng cà chua đột biến có lên gấp 2 lần so với cây đối chứng không đột biến.
Khác với thực phẩm biến đổi gene (GMO), các dòng cà chua đột biến tạo được bằng công nghệ CRISPR/Cas9 có khả năng di truyền ổn định ở các thế hệ tiếp theo và có thể không mang theo bất cứ trình tự ADN ngoại lai trong hệ gene. Các nhà khoa học cũng ghi nhận, so với cây giống gốc (không chỉnh sửa gene) các dòng cà chua đột biến SlbZIP1-uORF mang được các đặc tính mong muốn (hàm lượng đường và axit amin tăng) nhưng không cho thấy các tác động xấu đến kiểu hình cũng như khả năng sinh trưởng và phát triển của cây.
Theo TS Phát, kết quả nghiên cứu chứng minh tiềm năng của của công nghệ này trong cải thiện chất lượng quả cà chua nói riêng và mở rộng khả năng ứng dụng với các cây trồng khác. Các dòng cà chua đột biến tạo được sẽ là nguyên liệu cho việc lai tạo, chọn giống cà chua trong tương lai. Công nghệ này hoàn toàn có thể giúp quy tụ tính trạng mong muốn khác trong các giống hay dòng cà chua năng suất cao ở Việt Nam.
“Thành công này mở ra cơ hội cho các nhà chọn giống có thể cải tạo tính trạng mong muốn trên cây cà chua đang được sản xuất hiện nay hoặc giống được quan tâm trong tương lai”, ông nói.