Nhóm nghiên cứu đã lập bản đồ di truyền hàng nghìn giống đậu gà và nhóm Đại học Queensland sau đó sử dụng thông tin này để xác định các tổ hợp gien có giá trị nhất bằng trí tuệ nhân tạo (AI).
Giáo sư Ben Hayes dẫn đầu nhóm Đại học Queensland cùng với Giáo sư Kai Voss-Fels và Phó giáo sư Lee Hickey phát triển chiến lược nhân giống cây trồng dự đoán bộ gien kiểu gien đơn bội, nhằm nâng cao hiệu suất cho trọng lượng hạt giống.
Giáo sư Hayes nói: Hầu hết các loài cây trồng chỉ có một số giống được sắp xếp theo trình tự, vì vậy nhóm nghiên cứu quốc tế đã tiến hành phân tích hơn 3000 giống cây trồng và giống tự nhiên.
Nghiên cứu quốc tế mang tính bước ngoặt do Tiến sĩ Rajeev Varshney từ Viện Nghiên cứu Cây trồng Quốc tế các vùng nhiệt đới bán khô hạn ở Hyderabad, Ấn Độ chủ trì. Nghiên cứu đã xác nhận nguồn gốc của đậu gà và cung cấp một bức tranh toàn cảnh về sự biến đổi di truyền trong đậu gà.
Tiến sĩ Varshney cho biết: “Chúng tôi đã xác định được 1.582 gien mới và thiết lập bộ gien của đậu gà, làm nền tảng để lai tạo ra các giống đậu gà cao cấp với năng suất cao hơn, khả năng chống chịu hạn hán, nắng nóng và dịch bệnh cao hơn”.
Giáo sư Hayes cho biết nhóm Đại học Queensland đã sử dụng dữ liệu để lập mô hình một cây đậu gà có di truyền hoàn hảo về trọng lượng hạt, một đặc điểm liên quan đến năng suất.
Ông nói: “Dữ liệu bổ sung này đã dẫn đến sự gia tăng năng suất theo dự đoán của mô hình của chúng tôi. Mô hình này vẫn đang được tinh chỉnh. Chúng tôi đang sử dụng nền tảng công nghệ AI FastStack của mình để thiết kế giống đậu gà với di truyền tối ưu cho trọng lượng hạt tối đa và chúng tôi nghĩ rằng đây cuối cùng sẽ là một công cụ có giá trị cho các nhà lai tạo đậu gà”.
FastStack kết hợp AI với công nghệ dự đoán bộ gien để xác định các tổ hợp gien có nhiều khả năng cải thiện năng suất cây trồng nhất. Cây đậu gà là cây đậu được trồng nhiều nhất ở Úc sau cây đậu lupin, cả về diện tích trồng và sản lượng. Loại cây này đứng thứ hai về diện tích và thứ ba về sản lượng trong số các loại cây đậu trên toàn thế giới.
Phó giáo sư Lee Hickey, nhà tạo giống cây trồng và di truyền cây trồng của nhóm Đại học Queensland, cho biết nhu cầu toàn cầu về các loại đậu giàu protein đang tăng lên.
Ông nói: “Cải thiện năng suất đậu gà cho Úc mang lại cơ hội cho nông dân cung cấp nhiều đậu hơn cho các ngành công nghiệp thực phẩm địa phương và thị trường xuất khẩu. Việc sử dụng mô hình đậu gà do AI tạo ra để tăng trọng lượng hạt trên đồng ruộng sẽ là một thách thức, do số thế hệ mà nó sẽ cần trong quá trình lai tạo để có di truyền đậu gà tối ưu, và tác động của các môi trường và phương thức quản lý khác nhau đối với sự phát triển của cây trồng. Nhưng chúng tôi có các công cụ như nhân giống tốc độ có thể đẩy nhanh quá trình này”.
Tiến sĩ Hickey cho biết các phương pháp nhân giống bộ gien mới, bao gồm cả mô hình kiểu gien đơn bội, dự kiến sẽ xác định lại các chiến lược nhân giống đậu gà để phát triển các giống đậu gà năng suất cao và giàu dinh dưỡng.
Đậu gà là một cây trồng luân canh quan trọng trong các hệ thống canh tác, vì cây này tự cung cấp nitơ, nên giúp giảm nhu cầu phân bón nitơ.
Lê Hồng Vân (Theo sciencedaily) - mard.gov.vn
