Ứng dụng công nghệ nuôi cấy mô tế bào thực vật - hướng đi cho nông nghiệp công nghệ cao

Ứng dụng khoa học và công nghệ cao trong sản xuất nông nghiệp đang là xu thế tất yếu giúp sản xuất nông nghiệp phát triển vượt bậc. Vì vậy những năm qua Viện Nông nghiệp Thanh Hóa đã ứng dụng nuôi cấy mô tế bào thực vật nhằm bảo tồn và phát triển các nguồn gen thực vật có giá trị, góp phần xây dựng nền nông nghiệp hiện đại có khả năng cạnh tranh cao, thích ứng với biến đổi khí hậu và phát triển bền vững.

Cán bộ Viện Nông nghiệp Thanh Hóa kiểm tra cây giống keo nuôi cấy mô tế bào thực vật trong phòng thí nghiệm.

Từ thành công nhân giống cây lan kim tuyến...

Qua nhiều lần đi công tác, được nghe cán bộ kỹ thuật của Viện Nông nghiệp Thanh Hóa nói nhiều về phương pháp kỹ thuật tiên tiến nhất hiện nay, đó là nuôi cấy mô tế bào thực vật (hay còn gọi là công nghệ invitro) nhưng chưa lần nào tôi được quan sát các quy trình kỹ thuật để tạo ra những giống cây trồng trẻ hóa, sạch bệnh... Thấy chúng tôi tò mò về sản phẩm cây giống chất lượng cao, chị Phạm Thị Lý, Trưởng Phòng Phân tích và Thí nghiệm, Viện Nông nghiệp Thanh Hóa nhiệt tình dẫn chúng tôi đến nơi các kỹ sư nông nghiệp đang cần mẫn chăm sóc những mầm xanh trong phòng thí nghiệm. Chị Lý chỉ cho chúng tôi xem hàng trăm lọ thủy tinh, trong đó là giống cây keo lai được nhân giống bằng phương pháp nuôi cấy mô và giải thích: “Nuôi cấy mô tế bào thực vật là quá trình tách rời một bộ phận của thực vật, nuôi trong môi trường dinh dưỡng phù hợp, ở điều kiện vô trùng 100%, sau đó, mô tế bào ban đầu sẽ phát triển thành cây hoàn thiện. Đây là kỹ thuật tiên tiến nhất hiện nay, vì có thể khắc phục được tình trạng thoái hóa của các giống cây trồng. Với phương pháp này, năm 2020 chúng tôi đã sản xuất thành công giống cây lan kim tuyến”.

Theo chị Lý, lan kim tuyến là một loại dược liệu vô cùng quý hiếm, có giá trị kinh tế cao, vì nó có tác dụng tăng cường sức khỏe, lưu thông khí huyết, có tính kháng khuẩn, chữa các bệnh viêm khí quản, viêm gan mãn tính, chữa suy nhược thần kinh, phòng ngừa loãng xương, tiểu đường và tăng cường hệ thống miễn dịch... Chính vì sự quý hiếm trên nên năm 2007 lan kim tuyến được đưa vào sách đỏ Việt Nam, thuộc nhóm IA, nghiêm cấm khai thác sử dụng vì mục đích thương mại. Và cũng đã có rất nhiều phương pháp nhân giống lan kim tuyến, như: nhân giống bằng hạt, bằng cây con, giâm cành. Tuy nhiên, các phương pháp trên đều không hiệu quả. Vì vậy, viện đã giao cho Phòng Phân tích và Thí nghiệm nhiệm vụ lưu giữ, phân lập và nhân giống lan kim tuyến bằng phương pháp nuôi cấy mô thực vật. Qua những lần làm thử nghiệm, cán bộ kỹ thuật đã gặp rất nhiều khó khăn trong việc tìm môi trường nuôi cấy phù hợp cho mỗi giai đoạn phát triển của cây với điều kiện thực tế tại phòng thí nghiệm. Song, bằng công sức và tất cả đam mê, nhóm công nghệ sinh học của phòng đã nghiên cứu thành công công nghệ sản xuất lan kim tuyến thương phẩm bằng phương pháp nuôi cấy mô thực vật.

"Phòng đang phấn đấu sau năm 2025 sẽ đáp ứng được nhu cầu sử dụng cây giống lan kim tuyến trên địa bàn tỉnh, hướng tới trở thành đơn vị đi đầu trong việc cung ứng nguồn cây giống chất lượng cao, mở rộng thị trường không chỉ tại Thanh Hóa mà còn ở các tỉnh khu vực Bắc Trung bộ” - chị Lý cho hay.

... Đến mở rộng quy mô nhân giống các loại cây trồng khác

Qua tìm hiểu chúng tôi được biết, sau thử nghiệm sản xuất thành công giống cây lan kim tuyến, Phòng Phân tích và Thí nghiệm được Viện Nông nghiệp Thanh Hóa giao nhiệm vụ mở rộng quy mô nhân giống bằng phương pháp nuôi cấy mô tế bào với nhiều giống cây trồng khác nhau. Từ đó phòng đã sản xuất được hàng loạt các loại cây trồng, các chủng giống nấm có chất lượng cao.

Theo Tiến sĩ Nguyễn Đình Hải, Viện trưởng Viện Nông nghiệp Thanh Hóa: Nuôi cấy mô tế bào thực vật là phương pháp kỹ thuật tiên tiến nhất hiện nay và ngày càng phổ biến, giúp sản xuất nhanh và đồng loạt các loại giống cây trồng mà vẫn lưu giữ được hoàn toàn đặc tính của cây gốc, khắc phục nhược điểm của các phương pháp nhân giống vô tính khác như chiết, ghép hay giâm cành. Hiện, Phòng Phân tích và Thí nghiệm của Viện đang quản lý hàng chục giống cây và sản xuất theo yêu cầu của thị trường như các giống cây lâm nghiệp, cây dược liệu, các loại giống hoa, trong đó có các loại cây có giá trị kinh tế như lan kim tuyến, hoa đồng tiền, mía tím, mía đường, hoa chuông, hoa cúc... Đặc biệt, với phương pháp nuôi cấy mô tế bào thực vật, phòng đã tạo ra giống cây keo lai khẳng định tính ưu việt trong việc nâng cao năng suất và chất lượng gỗ rừng trồng, đã cung cấp cây giống cho các doanh nghiệp trong tỉnh.

Ngoài nghiên cứu ra các giống cây trồng quý hiếm, có chất lượng, những năm qua, Viện Nông nghiệp Thanh Hóa đã không ngừng cập nhật, cải tiến và hoàn thiện công nghệ để sản xuất ra các sản phẩm chất lượng từ đông trùng hạ thảo, các loại nấm ăn và nấm dược liệu, các loại rau thủy canh, rau mầm, như: Rượu đông trùng hạ thảo, đông trùng hạ thảo tươi, khô; nấm linh chi, nấm sò, nấm mộc nhĩ... Tính từ năm 2019 đến nay, viện sản xuất ra từ 5.000 đến 20.000 hộp đông trùng hạ thảo/năm, mỗi năm tăng 25% so với kế hoạch năm trước. Hiện nay, viện đang chỉ đạo Phòng Phân tích và Thí nghiệm nghiên cứu, tìm các công thức môi trường nuôi cấy đối với một số loài cây đáp ứng yêu cầu của thị trường, như: Ba kích, nhân sâm và 3 dòng keo lai mới.

“Có thể nói, việc ứng dụng công nghệ nuôi cấy mô tế bào thực vật tại Viện Nông nghiệp Thanh Hóa đã bước đầu gặt hái những thành công. Đây là một bước phát triển nông nghiệp công nghệ cao giúp cho nông dân trên địa bàn tỉnh chủ động được nguồn giống các loại cây trồng có giá trị kinh tế trên thị trường. Từ đó, làm thay đổi và nâng cao nhận thức cho nông dân về mô hình nuôi trồng hiện đại để ngày càng nhân rộng quy mô và hiệu quả kinh tế trong trồng trọt trước sự tác động bất lợi của biến đổi khí hậu. Thời gian tới, Viện Nông nghiệp Thanh Hóa sẽ tiếp tục duy trì và phát triển hơn nữa những thế mạnh của viện. Không ngừng nâng cao trình độ khoa học và công nghệ. Nâng cao tinh thần, trách nhiệm của cán bộ trong việc nghiên cứu khoa học, nhất là việc ứng dụng công nghệ nuôi cấy mô tế bào thực vật nhằm bảo tồn và phát triển các nguồn gen thực vật có giá trị. Trên cơ sở đó tạo ra hướng đi đúng đắn cho nông nghiệp công nghệ cao. Tiếp tục nghiên cứu và học tập kinh nghiệm về nông nghiệp công nghệ cao của các đơn vị trong và ngoài nước để chủ động tìm tòi các công nghệ mới, tiếp cận và làm chủ công nghệ trong việc nhân giống cây trồng. Chú trọng đào tạo nguồn lực cán bộ chất lượng cao để đáp ứng với nhu cầu chuyên môn, nhu cầu nghiên cứu...” - Tiến sĩ Nguyễn Đình Hải chia sẻ.

Bài và ảnh: Ngân Hà