Một số kết quả nghiên cứu triển khai tại Trung tâm Hạt nhân Tp HCM

Với vai trò chủ đạo trong công tác ứng dụng kỹ thuật hạt nhân trong nông nghiệp và sinh học, TTHN Tp. HCM đã thực hiện và đạt được một số kết quả chính như sau:

Đột biến chọn tạo giống cây trồng mới

- Các dòng lúa Basmati đột biến (BĐS3, BĐBS5, v.v.) từ kết quả của Đề tài cấp Bộ trước đây do do TTHN Tp. HCM chủ trì thực hiện  những năm trước đây hiện đang được khảo nghiệm diện rộng (hơn 1000ha mỗi giống) tại tỉnh Sóc Trăng và một số tỉnh khác tại Đồng bằng Sông Cửu Long (ĐBSCL).

- Nghiên cứu ứng dụng kỹ thuật sinh học phân tử cũng đạt được một số kết quả rất cụ thể như là xây dựng được quy trình cơ bản và xác định khả năng phát hiện sự khác biệt trong ADN của hai loại chỉ thị ISSR (Inter Simple Sequence Repeat) và IRAP (Inter-Retrotransposon Amplified Polymorphism) đối với các giống lúa đột biến như BĐS, TĐS và VNĐ 95-20. Mức độ khác nhau trong ADN của Basmati 370- BĐS; Tám thơm – TĐS và IR64 - VNĐ95-20 xác định bằng ISSR-PCR lần lượt là 12,69%; 9,74% và 5,02%; bằng IRAP – PCR là 6,81; 5,88% và 6,25%. Kết quả này sẽ hỗ trợ rất hữu hiệu cho công tác chọn tạo giống cây trồng mới bằng kỹ thuật hạt nhân cụ thể là đánh giá sụ biến đổi DNA ở các giống lúa đột biến. Thêm vào đó, việc ứng dụng và phát triển các chỉ thị phân tử để đánh giá tính chịu mặn ở một số giống lúa thơm vùng ĐBSCL cũng đã đạt được kết quả bước đầu là xác định được một số chỉ thị hình thái và phân tử sử dụng phương pháp DDRT-PCR (difference display reverse transcriptase-polymerase chain reaction) liên quan đến tính trạng chụi mặn ở một số giống lúa thơm ở ĐBSCL.

- Các nghiên cứu về tạo giống hoa bằng phương pháp chiếu xạ cũng đã đạt được một số kết quả trên cây Địa lan (Cymbidium) và Lan hài vệ nữ (Paphiopedilum) cụ thể như sau:

   + Đã xác định được tỷ lệ sống của các mẫu sau khi chiếu xạ và đối với 2 loại Địa lan Tím hột (Cymbidium La bell “Anna Belle”), Vàng ba râu (Cymbidium sayonara Raritan) là cao hơn so với 2 loại cây Lan hài Vân hài (Paphiopedilum callosum) và lan Hài hồng (Paphiopedilum delenatii).

   + Mẫu chồi có tỷ lệ mẫu sống cao hơn so với mẫu protocorm tại cùng một liều chiếu xạ.

   + Giá trị LD50 sau 4 tháng của mẫu địa lan Vàng ba râu là cao so với mẫu địa lan Tím hột, trong khi đó giá trị LD50 của cây Hài hồng thấp hơn mẫu Vân hài.

   + Liều chiếu xạ cho tần xuất biến di đối với cây Tím hột là khá cao và tập trung chủ yếu ở các liều chiếu trong khoảng 20-40Gy, còn ở cây Vàng ba râu thì tần xuất biến dị là khá thấp và chỉ quan sát được trong khoảng liều chiếu 20-30Gy. Trong khi đó tần xuất biến dị xuất hiện ở các mẫu chiếu xạ của cả hai loại Lan hài là rất thấp.

   + Đã theo chọn lọc và xác định được hơn 100 dòng Địa lan biến dị từ các mẫu chiếu xạ chủ yếu tập trung vào các dạng như dạng biến dị mất sắc tố lá (cây có lá bạch tạng) dạng biến dị lá ngắn (lá to và lá nhỏ, cây lùn thân to), dạng biến dị lá dài (cây cao lá to và cây cao lá nhỏ) và dạng cây có bẹ lá ngả màu hơi tím. Tuy nhiên đối với lan hài, chỉ phát hiện duy nhất 1 dòng cây biến dị lá to ở cây Vân hài và hiện tại mẫu Lan hài sau khi chiếu xạ vẫn đang được tiếp tục nhân nhanh và theo dõi.

- Ngoài ra, trong khuôn khổ các dự án hợp tác với IAEA (VIE/5/015 và RAS/5/045) do TTHN Tp. HCM chủ trì nhằm xây dựng, phát triển, trao đổi và chuyển giao giữa các nước trong vùng về các kỹ thuật và các phương pháp nhằm tạo ra và nhận biết các gene đột biến có liên quan đến chất lượng mùa vụ và khả năng chống chịu stress ở cây lương thực đồng thời sử dụng marker phân tử để hỗ trợ chọn tạo nhằm tăng cường phát triển nguyên liệu tạo giống mới. TTHN Tp. HCM cũng đã cùng phối hợp thực hiện các nghiên cứu cùng với các đơn vị thuộc Bộ NN&PTNN như Viện Di truyền Nông nghiệp, Viện Khoa học Nông nghiệp Miền Nam, Sở Nông nghiệp Tỉnh Sóc Trăng; các đơn vị thuộc Bộ Giáo dục Đào tạo như Viện Nghiên cứu CNSH và Môi trường, Đại học Nông lâm Tp. HCM, Viện Sinh học Nông nghiệp, Trường Đại học Nông nghiệp 1, Hà Nội, v.v.  Do các đơn vị nói trên có những tiềm lực dồi dào về nhân lực, kinh phí cũng như các điều kiện về trang thiết bị, khu thực nghiệm nên những kết quả đạt được là rất đa dạng, phong phú và hiệu quả trên đối tượng cây lúa, đậu tương, cây hoa (Cẩm chướng, Đồng tiền, Cúc, v.v.), cụ thể như sau:

   + Một số giống lúa, đậu tương đột biến có năng suất và chất lượng được công nhân giống quốc gia.

   + Nhiều dòng biến dị có triển vọng ở cây lúa, đậu tương và cây lương thực khác (mía, sắn, v.v.) đang được khảo nghiệm chuẩn bị đưa vào sản xuất. 

   + Đã tạo được một số giống đột biến và hàng loạt các dòng hoa dị có triển vọng đang được khảo nghiệm và chuẩn bị đưa vào sản xuất.

   + Xây dựng được một số phương pháp ứng dụng công nghệ sinh học phục vụ cho mục đích chọn tạo giống cây trồng mới bằng phương pháp đột biến.

   + Xây dựng được phương pháp định lượng mùi thơm của các giống lúa thơm bằng phương pháp sắc k‎í khối phổ.

Có thể nói rằng sử dụng phương pháp chiếu xạ để tạo ra các dạng đột biến khác nhau và qua đó chọn tạo các giống cây trồng mới có năng suất và chất lượng cao là một đóng góp rất hiệu quả của công nghệ hạt nhân trong lĩnh vực nông nghiệp. Trong những năm qua, các đơn vị nghiên cứu ở nước ta đã tạo được một số giống lúa và đậu tương mới có năng suất và chất lượng cao, tuy nhiên hầu hết các giống quốc gia đều do các đơn vị nghiên cứu thuộc Bộ NN&TTNT đăng ký và phát triển sản xuất, các đơn vị nghiên cứu trong Viện NLNTVN hầu như chỉ tham gia các nghiên cứu ban đầu hoặc chỉ đóng vai trò phối hợp do năng lực nghiên cứu của các phòng thí nghiệm trong lĩnh vực này còn nhiều hạn chế, mức độ đầu tư còn thấp, v.v. Chính vì vậy, việc đầu tư xây dựng các PTN hoặc Trung tâm có năng lực cao trong nghiên cứu đột biến chọn tạo giống cây trồng mới thuộc Viện NLNTVN là hết sức cần thiết nhằm tạo ra các giống cây trồng mới có năng suất và phẩm chất tốt mang thương hiệu Việt phục vụ phát triển kinh tế nông nghiệp trong giai đoạn hội nhập.

Ứng dụng đồng vị đánh dấu trong nông nghiệp

Trong những tháng đầu năm 2009, mặc dầu không xây dựng được các nhiệm vụ nghiên cứu nhưng phòng thí nghiệm nghiên cứu sinh lý dinh dưỡng cây trồng sử dụng đồng vị đánh dấu Nitơ thuộc TTHN Tp. HCM cũng đã thực hiện hợp đồng triển khai ở qui mô nhỏ với một số đơn vị nghiên cứu khác như Viện Khoa học Nông nghiệp Miền nam, Viện Nghiên cứu Thổ nhưỡng Tây nguyên, đồng thời tham gia thực hiện nghiên cứu về thủy văn đồng vị trong khuôn khổ đề tài cấp Bộ. Hiện nay, hoạt động của hướng nghiên cứu này đang gặp không ít khó khăn một phần do các hoạt động nghiên cứu trong những năm qua chưa thật sự mang lại hiệu quả, chưa xây dựng thành công nhiệm vụ nghiên cứu khoa học nào trong 5 năm qua và nhất là hiện nay máy đo Nitơ đồng vi bị hỏng và thiếu kinh phí sửa chửa.

Công nghệ sinh học thực vật và vật liệu trong nông nghiệp

Đã nghiên cứu thành công các quy trình nhân giống in vitro các loại hoa cao cấp, quy trình sản xuất thương phẩm hoa cao cấp và rau sạch bằng kỹ thuật nuôi trồng thủy canh, đã chế tạo thành công vật liệu hydrogel cố định chất dinh dưỡng bằng kỹ thuật bức xạ ứng dụng trong nông nghiệp và hiện đang thực hiện một nhiệm vụ cấp Cơ sở về ứng dụng oligoalginate chế tạo bằng kỹ thuật bức xạ để sản xuất rau an toàn bằng kỹ thuật thủy canh dịch lỏng. Đây là hướng nghiên cứu có triển vọng nhằm gia tăng ứng dụng của kỹ thuật hạt nhân vào sản xuất nông nghiệp công nghệ cao, nhất xu hướng phát triển nông nghiệp tại các đô thị đông dân cư và các khu vực ngoại ô lân cận nhằm tạo ra các sản phẩm sạch, tăng diện tích cây xanh và póp phần phát triển môi trường bền vững.

Một số kết quả nghiên cứu triển khai tại Viện Nghiên cứu hạt nhân.

Đơn vị xác định nhiệm vụ là ứng dụng kỹ thuật hạt nhân và kỹ thuật sinh học vào lĩnh vực nông nghiệp (giống cây trồng, vi sinh vật ứng dụng trong nông nghiệp, nấm ăn và nấm làm thuốc) và lĩnh vực an toàn môi trường về độc chất và sự cố phóng xạ. Một số đề tài nghiên cứu và các hợp đồng kinh tế kỹ thuật cụ thể như sau:

- Nghiên cứu và sản xuất giống cây trồng bằng kỹ thuật nuôi cấy invitro.

- Nghiên cứu tạo giống cây trồng đột biến sử dụng phối hợp kỹ thuật chiếu xạ với kỹ thuật nuôi cấy invitro.

- Nghiên cứu và sản xuất các chế phẩm vi sinh vật nông nghiệp bằng công nghệ lên men.

-  Sản xuất các giống nấm ăn và làm thuốc.

- Nghiên cứu và triển khai phân tích các dấu chuẩn sinh học để phát hiện ảnh hưởng của môi trường, sự cố phóng xạ. Ứng dụng kỹ thuật sai hình nhiễm sắc thể trong việc cung cấp bộ tiêu bản học tập môn sinh học bậc phổ thông trên toàn quốc.

Kết quả hoạt động: 

- Về lĩnh vực giống cây trồng: Bao gồm hoạt động nghiên cứu gây tạo đột biến trên cây bưởi đường lá cam Tân Triều theo đề tài nghiên cứu với Sở Khoa học và Công nghệ tỉnh Đồng Nai và các hoạt động nhân giống in vitro các giống hoa ở Đà Lạt.

- Về đề tài nghiên cứu, trong năm 2009 đã tạo được sản phẩm chính của đề tài là quần thể cây bưởi ống nghiệm (1000 cây) đã xử lý đột biến với tia gamma, chuẩn bị bàn giao cho địa phương tiến hành trồng chọn lọc tính trạng không có hạt.

Ngoài ra, một nghiên cứu tự tiến hành về xây dựng phương pháp gây tạo đột biến mới sử dụng kỹ thuật ra hoa trong ống nghiệm phối hợp với bức xạ gamma trên đối tượng hoa forget-me-not ở Đà Lạt cũng mang lại nhiều kết quả dương tính (thu được 3 dòng đột biến). Các kết quả này đã được báo cáo tại hội nghị hợp tác vùng FNCA và hội nghị hạt nhân quốc gia tại Nha Trang.

- Về nhân giống vô tính, đã và đang sản xuất 50.000 cây con ống nghiệm phục vụ nông nghiệp trồng hoa tại Đà Lạt.

- Về lĩnh vực vi sinh vật và nấm: Hoạt động chủ yếu là sản xuất chế phẩm vi nấm Trichoderma kháng bệnh hại cây trồng bằng công nghệ lên men tự động. Qua đó, đã phối hợp sản xuất chế phẩm này với 03 công ty dịch vụ nông nghiệp của đồng bằng sông Cửu Long đạt giá trị sản lượng hơn 100.000.000đồng. Hoạt động sản xuất giống nấm ăn và nấm làm thuốc vẫn được duy trì, nhưng còn ở quy mô nhỏ do khó khăn về nhân lực và nguồn vốn.

- Về lĩnh vực an toàn môi trường và độc chất: Nét nổi bật của hoạt động trong lĩnh vực này là đơn vị đã nhận được giải ba quốc gia về sáng tạo khoa học kỹ thuật. Trong năm 2009, đơn vị cũng đã tiến hành phân tích xác định mức độ tổn thương phóng xạ cho hơn 40 cá nhân có liên quan đến những sự cố nguồn phóng xạ khác nhau từ Đà Nẳng trở vào Nam. Ngoài ra, đơn vị cũng đã cung cấp hằng ngàn bộ tiêu bản phân tích bộ nhiễm sắc thể người  cho nhiều trường học phổ thông trên cả nước.