Ứng dụng công nghệ sinh học thúc đẩy khoa học chọn tạo giống

Cuộc cách mạng trong nghiên cứu giống cây trồng

Theo PGS.TS. Vũ Thị Thúy Hằng (Học viện Nông nghiệp Việt Nam), công nghệ sinh học, đặc biệt là chỉnh sửa gen bằng CRISPR/Cas9, đang mở ra một cuộc cách mạng trong chọn tạo giống. Công nghệ này cho phép chỉnh sửa gen nội sinh một cách chính xác, không cần đưa gen ngoại lai, đảm bảo an toàn sinh học và rút ngắn thời gian nghiên cứu giống mới. Các giống cây trồng được tạo ra có năng suất cao, kháng sâu bệnh, chịu hạn mặn, và thích ứng với điều kiện môi trường khắc nghiệt, đáp ứng nhu cầu gia tăng dân số và suy giảm tài nguyên thiên nhiên.

Tại ĐBSCL, Viện Lúa ĐBSCL đã lai tạo thành công 163 giống lúa OM từ năm 1977, chiếm 60–65% diện tích gieo trồng tại vùng. Các công nghệ hiện đại như lai truyền thống, lai hồi giao, đột biến, chỉ thị phân tử (MAS), chuyển gen (Bt, vàng hóa) và chỉnh sửa gen (CRISPR) đã được áp dụng. Tuy nhiên, hệ thống sản xuất giống tại ĐBSCL còn phân tán, năng lực kiểm định chất lượng hạn chế, và tỷ lệ sử dụng giống đạt chuẩn mới đạt 40%.

Ngành trồng trọt Việt Nam đã đạt được nhiều thành tựu nổi bật, đặc biệt trong năm 2024, với kim ngạch xuất khẩu nông sản đạt 62,5 tỷ USD, trong đó gạo đạt kỷ lục 9 triệu tấn. Đến năm 2024, đã có 1.008 giống cây trồng được công nhận, gồm 455 giống lúa, 206 giống ngô, cùng nhiều giống cây ăn quả, cây công nghiệp, rau hoa. Hệ thống bảo hộ giống cũng được cải thiện với 1.249 bằng bảo hộ. Tuy nhiên, để đáp ứng mục tiêu phát triển nông nghiệp bền vững, thích ứng với BĐKH và cạnh tranh quốc tế, việc đổi mới công nghệ chọn tạo giống là yếu tố then chốt.

Các giống ngô biến đổi gen ứng dụng công nghệ sinh học được canh tác tại Việt Nam từ năm 2015 đã mang lại lợi ích kinh tế lớn, với mỗi ha tăng thu nhập từ 4,3 đến 7,3 triệu đồng so với giống truyền thống, tổng lợi ích cộng dồn ước tính 255 - 432 triệu USD từ năm 2015 đến 2021. Theo báo cáo của AgBioInvestor (một công ty nghiên cứu thị trường chuyên về các sản phẩm cây trồng CNSH trên toàn cầu), tổng diện tích canh tác ngô BĐG tại Việt Nam năm 2024 là 450.000 ha, tăng 93,2% so với năm 2024 và chiếm khoảng 50% tổng diện tích ngô cả nước. Tổng lũy kế diện tích canh tác ngô BĐG kế từ năm 2015 tới 2024 là gần 1,5 triệu ha.

Ngoài ngô, công nghệ chuyển gen đã được ứng dụng trên nhiều cây trồng khác nhau như gen kháng rầy nâu, kháng bệnh bạc lá, kháng nấm, tổng hợp vitamin A, kháng virus, và gen chín sớm, áp dụng trên các cây như lúa, ngô, khoai tây, cải bắp, thuốc lá, đu đủ.

GS.VS.TSKH. Trần Đình Long, Chủ tịch Hội Giống cây trồng Việt Nam nhấn mạnh mục tiêu đến năm 2035: lưu giữ và khai thác hiệu quả 20.000 – 25.000 nguồn gen, chọn tạo giống có năng suất, chất lượng, chống chịu sâu bệnh, thích ứng BĐKH, và thân thiện với môi trường. Để đạt được, cần nâng cao năng lực nghiên cứu bằng các công nghệ cao như chỉnh sửa gen, giải mã hệ gen, GWAS và vi nhân giống sạch bệnh. Tuy nhiên, ngành giống cây trồng đang đối mặt với nhiều thách thức: mất cân đối trong nghiên cứu giữa cây lương thực và cây ăn quả, hạn chế trong cải tiến giống lâm nghiệp, hệ thống sản xuất giống manh mún, và tỷ lệ sử dụng giống đạt chuẩn còn thấp.

Cần hoàn thiện khung pháp lý cho công nghệ mới

Công nghệ chỉnh sửa gen (Gene Editing), một ứng dụng mới – quan trọng của công nghệ sinh học, cho phép các nhà khoa học nghiên cứu trên chính bộ gen của cây trồng để cho ra các kết quả mà các phương pháp truyền thống khác có thể tạo ra nhưng với mức độ chính xác và hiệu quả cao hơn, tạo ra các giống cây trồng, vật nuôi có tính trạng vượt trội như kháng sâu bệnh, chịu hạn, tăng năng suất và chất lượng.

Mặc dù có nhiều tiềm năng, việc ứng dụng công nghệ chỉnh sửa gen trên thực vật tại Việt Nam vẫn đối mặt với thách thức lớn. Khung pháp lý cho cây trồng chỉnh sửa gen chưa hoàn thiện, khiến nhiều nghiên cứu chỉ dừng lại ở phòng thí nghiệm hoặc nhà kính. Theo TS. Đỗ Tiến Phát, Viện Công nghệ Sinh học, việc thiếu hướng dẫn pháp lý cụ thể gây chậm trễ trong thương mại hóa giống cây trồng chỉnh sửa gen, hạn chế khả năng tiếp cận nguồn giống cải tiến của nông dân. Ngoài ra, nhận thức chưa đầy đủ, nguồn lực nghiên cứu hạn chế, và sự phụ thuộc vào giống nhập ngoại cũng là những rào cản lớn.

Không chỉ trong trồng trọt, ở lĩnh vực thủy sản, công nghệ gen cũng được áp dụng, dù còn hạn chế. Một thành công đáng kể là chuyển gen tổng hợp hormone sinh trưởng của người vào cá trạch, mở ra tiềm năng nghiên cứu và sản xuất protein giá trị cao. Tuy nhiên, các ứng dụng trên động vật biến đổi gen tại Việt Nam chủ yếu phục vụ nghiên cứu, do còn nhiều lo ngại về hiệu quả phụ của gen chuyển.

Doanh nghiệp đang đóng vai trò ngày càng quan trọng, với hơn 60% số giống được công nhận năm 2024 do khu vực tư nhân nghiên cứu.

GS.TS. Phạm Văn Cường, Phó Giám đốc Học viện Nông nghiệp Việt Nam cho rằng hợp tác giữa nhà khoa học và doanh nghiệp là yếu tố quyết định để đưa công nghệ mới vào sản xuất. Học viện đã ký hợp tác với gần 200 doanh nghiệp, mang lại nhiều thành tựu thiết thực.

Bà Nguyễn Thị Trà My, Tập đoàn PAN khẳng định chọn tạo giống là nền tảng của nông nghiệp, và công nghệ giống là điểm khởi đầu của mọi chuỗi giá trị. Tập đoàn PAN đang đầu tư vào các hướng tiếp cận mới như chọn giống nhanh, chỉnh sửa gen, ứng dụng AI và công nghệ sinh học, nhưng nhấn mạnh rằng cần sự liên kết chặt chẽ giữa nghiên cứu và ứng dụng.

Ông Nguyễn Đình Trung, Tập đoàn Giống cây trồng Việt Nam cho biết các doanh nghiệp có lợi thế về tài chính, cơ sở vật chất và khả năng định hướng nghiên cứu theo thị trường, nhưng vẫn đối mặt với thách thức như chính sách chưa đồng bộ, thiếu nguồn gen quý, và nhân lực chuyên sâu hạn chế.

Để thúc đẩy ứng dụng khoa học chọn tạo giống, Nhà nước cần xây dựng hệ thống chính sách đồng bộ: ưu đãi tài chính, cải cách pháp lý, phát triển hạ tầng nghiên cứu, hỗ trợ đào tạo nhân lực, và thúc đẩy hợp tác công - tư cũng như hợp tác quốc tế để chuyển giao công nghệ, nguồn gen tiên tiến. TS. Trần Ngọc Thạch (Viện Lúa ĐBSCL) và PGS.TS. Vũ Thị Thúy Hằng nhấn mạnh cần tăng đầu tư, hoàn thiện khung pháp lý cho cây trồng chỉnh sửa gen và thúc đẩy thương mại hóa để tận dụng tối đa tiềm năng công nghệ sinh học.

Đỗ Hương