Mark Guiltinan, giáo sư ngành sinh học phân tử thực vật, Trường Đại học Khoa học Nông nghiệp State Pennsylvania (PSU), đứng đầu nhóm nghiên cứu cho biết, cách mới dùng để xác định các gen kháng bệnh nhanh chóng này cũng có thể áp dụng cho bất kỳ đặc điểm nào có liên kết di truyền trong bất kỳ loài cây nào khá. Ông cũng cho rằng chiến lược nghiên cứu này thể hiện một bước tiến lớn trong nỗ lực phát triển khả năng kháng bệnh của của các loài thực vật lâu năm chẳng hạn như các loài cây, có thể góp phần tăng cường an ninh kinh tế và lương thực toàn cầu.

Trọng tâm của nghiên cứu này là cây cacao, tên khoa học là Theobroma cacao, thường được trồng ở vùng nhiệt đới và là nguồn nguyên liệu để sô cô la. Mặc dù, hạt giống ca cao là một mặt hàng xuất khẩu chính của nhiều nước sản xuất vùng Trung Mỹ, Nam Mỹ, Châu Phi và Châu Á, nhưng bệnh nấm đã gây sụt giảm khoảng 30 - 40% sản lượng ca cao hàng năm trên toàn thế giới.

Trong một thời gian dài, các nhà khoa học đã cố gắng tìm ra cách để giảm thiểu những tổn thất này và tăng cường khả năng kháng bệnh cho cây ca cao – một cách tiếp cận hiệu quả và thân thiện với môi trường nhất cho quản lý các loại bệnh đối với cây trồng, Guiltinan nhấn mạnh.

Guiltinan đã tập hợp một nhóm liên ngành cùng tham gia vào nghiên cứu này. Bằng cách thu thập các mẫu lá từ cây ca cao tại Bộ sưu tập ca cao quốc tế (CATIE), ở Turrialba, Costa Rica, nhóm nghiên cứu bắt đầu đo mức nhạy cảm của 60 kiểu gen của ca cao đối với nấm Phytophthora palmivora - tác nhân gây bệnh nguy hại và phổ biến đối với cây ca cao.

Nhóm nghiên cứu tập trung vào bốn nhóm cây ca cao di truyền gồm Guiana, Iquitos, Marañon và Nanay, đều có nguồn gốc từ vùng Amazon (Nam Mỹ), Ngoài ra họ cũng thu thập thêm lá của các giống cây đại diện cho 4 kiểu gen là: Scavina 6, Imperial College Selection 1; CATIE R4 và R6.

Trong thời gian lấy mẫu kéo dài 9 tháng, các nhà nghiên cứu đã tiêm vào 1.250 lá cacao mầm bệnh Phytophthora palmivora và sau đó họ phân tích và đo mức độ tổn thương trên lá để đánh giá khả năng kháng bệnh. Họ đã xác định được 16 kiểu gen cho thấy khả năng chịu bệnh mạnh nhất và đánh giá được 16 kiểu gen dễ mắc bệnh khác. Sau đó, họ giải mã trình tự bộ gen của hầu hết các giống cây này để xem chúng sự khác nhau của từng mẫu.

“Kết quả giải trình tự bộ gen sẽ cho phép các nhà lai tạo cải thiện di truyền của ca cao chính xác và nhanh chóng hơn, và cuối cùng là phát triển được các hệ thống canh tác ca cao bền vững hơn và cải thiện phúc lợi của nông dân trồng cacao trên toàn thế giới”, Guiltinan cho biết.

Cách tiếp cận để khám phá ra các cơ sở di truyền có khả năng kháng bệnh mới này thành công là nhờ vào sự tiến bộ trong giải trình tự ADN. Công nghệ này đã nhanh chóng đẩy nhanh quá trình phân tích và giảm chi phí, Guiltinan nói.