Ảnh: Internet

Chitosan là một hợp chất được ứng dụng nhiều trong nông nghiệp để bảo vệ cây trồng chống lại các yếu tố stress sinh học và phi sinh học (Guan et al., 2009) và kích thích tăng trưởng thực vật (Farouk et al., 2008 và 2011). Oligochitosan còn được ứng dụng như là một chất kích kháng tự nhiên trên thực vật có tác dụng hỗ trợ tăng cường khả năng tự kháng bệnh của cây trồng (Luan et al., 2006). Ngoài ra, oligochitosan còn được sử dụng trên cây trồng để cải thiện sự tăng trưởng, cải thiện chất lượng trái của nhiều loại cây trồng (Farouk et al., 2008; Ghoname et al., 2010). Bittelli và cộng tác viên(2001) cho thấy khi sử dụng chitosan và oligochitosan bằng cách phun qua lá đã làm giảm sự thoát hơi nước của cây trồng do đó làm giảm lượng nước sử dụng trong khi đó vẫn đảm bảo được năng suất cây trồng. Gần đây, Sheikha và Al-Malki (2011) cũng cho thấy rằng oligochitosan làm gia tăng chiều dài quả, trọng lượng tươi và khô, tăng số lá và hàm lượng diệp lục tố. Thêm vào đó, Luan và cộng tác viên (2006) cũng đã cho thấy các phân đoạn oligochitosan có Mw ~ 1-10 kDa có hoạt tính tăng trưởng và hiệu ứng kích kháng cao hơn so với các phân đoạn khác. Để chế tạo oligochitosan, chiếu xạ được cho là phương pháp hiệu quả nhất hiện nay do có nhiều ưu điểm hơn các phương pháp sử dụng enzyme hay các tác nhân hóa học (Kume et al., 2002). Mặc dù vậy, gần đây phương pháp chiếu xạ kết hợp xử lý hydrogen peroxide trong cắt mạch các polysachride tự nhiên đã có tác dụng làm giảm một đáng kể liều chiếu xạ (Luan et al., 2012; Duy et al., 2011) và do đó đã làm giảm chi phí chiếu xạ và hạ giá thành sản phẩm. Mục đích của nghiên cứu này là nghiên cứu hiệu ứng tăng trưởng và khả năng cải thiện năng suất của các phân đoạn oligochitosan có khối lượng phân tử thấp (Mw ~ 1-10 kDa) chế tạo bằng phương pháp chiếu xạ kết hợp xử lý H2O2 trên cây ớt nhằm tiến tới ứng dụng trong nông nghiệp để cải thiện năng suất và chất lượng nông sản.

Nghiên cứu do nhóm tác giả của Trung tâm Nghiên cứu và Phát triển Nông nghiệp Công nghệ cao TP. HCM, Bộ môn Công nghệ Sinh học, Trường Đại học Nông Lâm TP. HCM, Trung tâm Công nghệ Sinh học TP. HCM, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên TP. HCM; 5 Viện Sinh học Nhiệt đới TP. HCM, Học viện Khoa học và Công nghệ, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam thực hiện.

Để tiến hành nghiên cứu, nhóm tác giả sử dụng Chitosan 8B có độ deacetyl khoảng 80% của hãng Katitokichi, Nhật Bản. Nguồn xạ tia gamma GC-5000, BRIT, Ấn Độ tại Viện Nghiên cứu Hạt nhân Đà Lạt. Giống ớt thí nghiệm là ớt chỉ thiên TN278 (Capsicum frutescens L.) do Công ty Trang Nông cung cấp. Nghiên cứu được tiến hành trong thời gian từ tháng 9/2016 đến tháng 11/2017 tại Trung tâm Nghiên cứu và Phát triển Nông nghiệp Công nghệ cao TP. Hồ Chí Minh, Khu Nông nghiệp Công nghệ cao TP. Hồ Chí Minh.

Kết quả nghiên cứu cho thấy các phân đoạn oligochitosan có Mw ~ 1 - 10 kDa (F2 và F3) đã được chế tạo thành công bằng phương pháp chiếu xạ tia gamma kết hợp xử lý H2O2. Các phân đoạn F2 và F3 không những có tác dụng làm gia tăng sinh khối tươi, chiều cao cây, đường kính thân và hàm lượng chlorophyll, mà còn giúp gia tăng năng suất trái của cây ớt lên từ 9,0 - 11,4% khi xử lý phun ở nồng độ 75 ppm. Phân đoạn oligochitosan có Mw trong khoảng 1 - 10 kDa chế tạo bằng phương pháp chiếu xạ hứa hẹn là một sản phẩm tiềm năng ứng dụng trong sản xuất nông nghiệp theo hướng công nghệ cao để tăng cường khả năng phát triển, gia tăng năng suất và chất lượng quả ớt nói riêng và nhiều lại rau quả nói chung.