Đây là gợi ý của GS Raphaël Mercier, đồng chủ nhân của Giải Đặc biệt VinFuture 2025 dành cho Nhà khoa học nghiên cứu các lĩnh vực mới.

GS Raphaël Mercier chia sẻ về công nghệ phát triển các loại cây trồng lai có khả năng tự nhân giống.

Lĩnh vực nuôi sống một nửa dân số thế giới là lúa gạo. Ở Việt Nam, trong thời gian qua, Đề án 1 triệu ha lúa chất lượng cao, phát thải thấp tại Đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL) trong lĩnh vực nông nghiệp của Việt Nam, đã thu được nhiều kết quả tích cực. Đề án này có ý nghĩa lớn trong chủ động, tích cực bảo đảm an ninh lương thực cho Việt Nam và các đối tác trên thế giới, đồng thời ổn định đầu ra, đồng thời tránh "được mùa mất giá, được giá mất mùa" với lúa gạo Việt Nam, nâng cao năng suất, chất lượng, hiệu quả canh tác.

Tuy nhiên, có một công nghệ có thể giúp nhân đôi thành công này hơn nữa, đó là công nghệ phát triển các loại cây trồng lai có khả năng tự nhân giống.

GS Raphaël Mercier (Viện Max Planck về Nghiên cứu Phối giống Thực vật, Đức) là một trong 5 nhà khoa học vừa được vinh danh ở VinFuture 2025 với Giải Đặc biệt dành cho Nhà khoa học nghiên cứu các lĩnh vực mới, vì những đổi mới trong phát triển các loại cây trồng lai có khả năng tự nhân giống.

5 nhà khoa học vừa được vinh danh ở VinFuture 2025 với Giải Đặc biệt dành cho Nhà khoa học nghiên cứu các lĩnh vực mới.

Trên thực tế, ưu thế lai đề cập đến sự vượt trội về năng suất và khả năng sinh trưởng của cây lai so với cây bố mẹ. Mặc dù hạt giống lai cho năng suất cao nhưng nông dân phải mua lại hạt mới cho mỗi vụ mùa. Việc sản xuất hạt lai ở cây lúa (lương thực chính của hơn một nửa dân số thế giới) là một quy trình phức tạp và tốn kém, dẫn đến giá thành hạt giống cao. Do đó, lợi ích của giống lai vẫn chưa đến được với phần lớn nông dân trồng lúa. Công trình nghiên cứu của 5 nhà khoa học mang tính đột phá đã ứng dụng hiểu biết về sinh học phát triển và di truyền để tạo hạt giống lúa mang các đặc tính có lợi giống hệt cây mẹ, chỉ thông qua quá trình tự thụ phấn của cây.

Sau lễ trao giải VinFuture, PV đã có cuộc PV với GS Raphaël Mercier, về công nghệ phát triển các loại cây trồng lai có khả năng tự nhân giống (đặc biệt là cây lúa) và tiềm năng ứng dụng ở Việt Nam.

"Được nhận giải thưởng từ Việt Nam là một vinh dự lớn đối với chúng tôi"

GS Raphaël Mercier chia sẻ tại Tọa đàm "Đổi mới trong nông nghiệp và thực phẩm", chiều 3/12.

-Chúc mừng GS đạt giải Đặc biệt của VinFuture 2025. Cảm nhận của GS thế nào khi nhận được giải thưởng đến từ một nước đang phát triển như Việt Nam?

Sự hiếu khách của các bạn trong tuần này thật tuyệt vời và chúng tôi sẽ nhớ mãi tuần này trong suốt đời (cười – PV). Việc nhận giải thưởng khoa học từ một quốc gia đang phát triển ban đầu thật sự rất thú vị, nhưng bây giờ chúng tôi nhận ra kiến thức khoa học của chúng tôi được trân trọng trong văn hóa của các bạn. Rõ ràng các bạn khao khát tri thức, đặc biệt là về khoa học. Vì vậy, được nhận giải thưởng từ Việt Nam là một vinh dự lớn đối với chúng tôi.

Đây là lần đầu tiên tôi tới Việt Nam. Và tôi rất thích trải nghiệm này. Đây là một sự kiện tuyệt vời. Không có nhiều sự kiện tôn vinh các nhà khoa học, và tôi cảm thấy vô cùng vinh hạnh và thực sự ấn tượng với tuần lễ này. Nếu dùng hai tính từ để miêu tả về đất nước, văn hóa và con người Việt Nam, đó là giàu có và năng động. Đây là một quốc gia giàu bản sắc văn hóa, có nhiều điều để khám phá và tôi đã học hỏi được rất nhiều trong tuần này. Đồng thời, đất nước các bạn cũng rất năng động, năng lượng hiện hữu khắp nơi.

-Xin GS có thể giới thiệu kỹ hơn về công nghệ này để thấy được sự khác biệt và những giá trị đột phá trong tương lai mà nó có thể mang lại?

Công nghệ của chúng tôi có 2 ưu điểm. Đầu tiên là cây trồng của chúng ta sẽ có chất lượng tốt hơn, tức là năng suất cao hơn và khả năng sống sót cũng sẽ tốt hơn. Thứ hai là việc nhân giống cây trồng rất thuận lợi, giá cả hợp với túi tiền và dù một nông hộ quy mô nhỏ hay là một doanh nghiệp có quy mô lớn đều có thể tiếp cận.

Để giải thích về công nghệ này của chúng tôi là gì, đầu tiên, chúng ta biết là sinh sản vô tính hay sinh sản vô tính tổng hợp có sự tác động của con người đã được phát hiện ra từ năm 1934. Bên cạnh đó thì chúng ta cũng đã biết về sinh sản hữu tính, tức là bố cây mẹ lại với nhau tạo ra cây con.

Vô tính là 1.000 cây nhân lên chính nó, nó tự sinh sản vô tính, chính nó nhân lên từ các bản sao của chính nó. Nhưng mà trước khi có nghiên cứu của chúng tôi thì chưa có một công nghệ nào áp dụng được sinh sản vô tính nhân tạo hoặc là sinh sản vô tính tổng hợp này vào cây lai, tức là từ một cây và tạo ra từ quá trình sinh sản hữu tính. Vậy nên, công nghệ này của chúng tôi làm chính điều đó. Nó biến giấc mơ trong cả một thế kỷ qua thành hiện thực, tức là bây giờ chúng ta có thể sinh sản vô tính cây lai đó chỉ nhờ hạt giống mà người nông dân mua ở đời F1.

"Công nghệ có thể áp dụng trên mọi cây trồng"

GS Raphaël Mercier chia sẻ về ứng dụng công nghệ trên cây lúa.

-Công nghệ chỉnh sửa gen cho hạt giống của GS và các cộng sự hiện nay đã được thử nghiệm trên những loại cây trồng nào và các kết quả sơ bộ ra sao? Công nghệ này có tiềm năng ứng dụng như thế nào tại Việt Nam?

Tôi sẽ trả lời cho câu hỏi đầu tiên trước, đó là những loại cây trồng nào có thể ứng dụng công nghệ này. Loại cây đầu tiên chúng tôi làm việc là cây lúa. Bởi vì ban đầu chúng tôi cũng nghiên cứu trên lúa. Chúng ta cũng có thể mở rộng sang những cây trồng khác, cây lương thực khác gần gũi với cây lúa, ví dụ như lúa mì, ngô, lúa mạch.

Về mặt lý thuyết, khi chúng ta đã biết cần chỉnh sửa gen nào để nhân bản vô tính được chính nó thì cũng áp dụng được cho mọi cây trồng. Chỉ có điều trên thực tế có thể có một số chi tiết nhỏ cần phải chú ý đặc thù với từng loại cây. Nhưng tôi nghĩ rằng là thời gian sau này khi chúng ta nghiên cứu và triển khai thêm thì những vấn đề nhỏ đấy sẽ hoàn toàn có thể giải quyết được.

Về câu hỏi thứ hai, chúng tôi hy vọng công nghệ này sẽ tạo ra một cuộc cách mạng trong công nghệ nhân giống và lai tạo, đặc biệt là mang lại rất nhiều lợi ích cho các nông hộ, những người nông dân canh tác ở quy mô nhỏ. Tôi cũng cho rằng điều này sẽ góp phần vào phát triển bền vững, khi chúng ta giúp đỡ những nông dân quy mô nhỏ tiếp cận được các giống cây có năng suất cao, khả năng chống chịu tốt và sở hữu những tính trạng ưu việt.

Về các giống cây trồng khác nhau, trong phòng thí nghiệm của chúng tôi hiện đang nghiên cứu trên cây ngô. Còn các nhà khoa học ở đây thì nghiên cứu trên cây đại mạch và cây lúa, cũng chính là hai giống cây ban đầu chúng ta đã nhắc đến. Đây là ba loại cây trồng đã cho thấy kết quả thành công trong nghiên cứu thực nghiệm.

Chẳng hạn, ở Trung Quốc, một số phòng thí nghiệm cũng đang triển khai các nguyên tắc này. Tại Mỹ, một vài phòng thí nghiệm đang áp dụng trên cây cao lương. Những ví dụ này cho thấy đây đều là các giống cây trồng tiềm năng có thể áp dụng và thực tế là đã có những ứng dụng bước đầu. Chỉ còn là vấn đề thời gian trước khi công nghệ được phổ biến rộng rãi, bởi về mặt lý thuyết, chúng ta hoàn toàn có thể triển khai.

Thứ ba, về câu hỏi liên quan đến nông nghiệp bền vững, nông nghiệp bền vững nghĩa là chúng ta tạo ra cùng một sản lượng nhưng sử dụng ít nước, ít phân bón, ít đất đai hơn. Đây đều là những nguồn tài nguyên hạn chế, khan hiếm trong tương lai. Người nông dân vẫn canh tác như bình thường, tập quán không thay đổi, điều duy nhất thay đổi chính là hạt giống. Thay vì sử dụng hạt của thế hệ sau và tiếp tục sinh sản hữu tính, họ có thể dùng một loại hạt giống mang các tính trạng ưu việt được duy trì ổn định qua nhiều thế hệ. Nếu nhờ đó mà năng suất cao hơn, chẳng hạn tăng 30%, nhưng vẫn trên cùng diện tích đất, cùng lượng nước và phân bón, thì theo tôi, đó chính là sản xuất bền vững.

Các nhà khoa học Việt Nam có thể áp dụng với các dòng lúa ở Việt Nam

Theo GS, công nghệ của ông và các cộng sự hoàn toàn có thể ứng dụng ở Việt Nam, trước hết là với cây lúa.

- Nếu trong tương lai gần, GS có cơ hội hợp tác với các chuyên gia nông nghiệp Việt Nam để phát triển cây lúa theo hướng thích ứng với biến đổi khí hậu, GS kỳ vọng hay dự định sẽ tập trung vào những hướng nào?

Theo tôi, thách thức đặt ra là làm thế nào để tăng năng suất sản xuất một cách hiệu quả hơn nhưng vẫn đảm bảo tiêu chí sản xuất xanh và bền vững. Vấn đề này có thể được giải quyết theo hai hướng. Thứ nhất là cải thiện tập quán canh tác, tức là giảm mức độ phụ thuộc vào các nguồn tài nguyên thiên nhiên và giảm áp lực lên hệ sinh thái. Thứ hai là giải pháp từ góc độ giống cây trồng – hạt giống, chính là hướng mà công nghệ của chúng tôi đang theo đuổi.

Theo tôi, công nghệ này hoàn toàn có thể ứng dụng ở Việt Nam. Thực tế, các kết quả nghiên cứu cơ bản của chúng tôi, tức nền tảng công nghệ để áp dụng trực tiếp trên cây lúa, hiện đang ở dạng nguồn mở và hoàn toàn miễn phí. Các nhà khoa có thể đọc công trình nghiên cứu và áp dụng trực tiếp cho các dòng lúa sẵn có ở Việt Nam.

Nếu họ cần thêm thông tin chuyên sâu về nghiên cứu hay công nghệ, chúng tôi hoàn toàn sẵn sàng chia sẻ và hợp tác, đặc biệt đối với các giống lúa lai có tính trạng ưu việt. Chẳng hạn, ở Trung Quốc, đây là quốc gia rất năng động trong lai tạo và sản xuất các giống lúa lai. Nhà khoa học Yuan Longping được xem như anh hùng trong lĩnh vực nông nghiệp, người tiên phong trong hướng sản xuất này. Tôi tin rằng Việt Nam hoàn toàn có thể tham khảo mô hình đó. Về mặt giống cây trồng, chúng ta đã có sẵn và thậm chí có thể đa dạng hóa thêm. Còn để nhân giống và duy trì ổn định các tính trạng ưu việt qua nhiều thế hệ, chúng ta có thể dựa trên nền tảng nghiên cứu cơ bản của chúng tôi.

Ảnh minh họa

-Các nhà khoa học Việt Nam đã có nhiều nghiên cứu về cây lúa. Vậy GS có kế hoạch trong thời gian tới, hợp tác với các nhà khoa học Việt Nam để cùng triển khai dự án nghiên cứu của mình hoặc là đưa nghiên cứu của mình tới Việt Nam?

Hiện tại, tôi chưa có kế hoạch cụ thể nào, nhưng hy vọng việc tham gia VinFuture 2025 sẽ giúp tôi kết nối các đối tác, các nhà khoa học Việt Nam. Từ đó có thể lựa chọn một giống lúa phù hợp để nhân bản tạo ra hạt giống vô tính, áp dụng trong sản xuất nông nghiệp của các bạn.

-Ngày nay, chúng ta có thể nói về việc ứng dụng trí tuệ nhân tạo (AI) trong nghiên cứu khoa học. Vậy theo GS, sự hỗ trợ từ AI sẽ giúp rút ngắn khoảng cách giữa khi phát hiện và khi áp dụng thực tế không?

AI sẽ sớm được nông dân sử dụng và thực tế đã có nhiều ứng dụng hỗ trợ họ. Hiện nay, có các ứng dụng giúp nông dân quyết định thời điểm gieo trồng, loại cây trồng, và thời điểm bón phân hay chăm sóc trên đồng ruộng.

Công nghệ của chúng tôi bổ sung và hỗ trợ cho các ứng dụng AI này. Những gì chúng tôi cần làm là thuyết phục AI rằng hạt giống của chúng tôi là lựa chọn tốt nhất mà nông dân nên sử dụng. Và để thuyết phục AI, chúng tôi sử dụng dữ liệu, kết quả thử nghiệm thực địa, và các bằng chứng thực nghiệm để chứng minh rằng những hạt giống hay giống lai mà chúng tôi có thể nhân giống để sản xuất chính là lựa chọn tốt nhất cho từng cánh đồng cụ thể.

Vì vậy, theo tôi, chúng ta vẫn cần các nhà khoa học. Dù AI có mặt, vẫn cần các nhà khoa học để tạo ra dữ liệu.

"Việt Nam hãy đầu tư vào khoa học"

-Nông nghiệp được Việt Nam chú trọng nhưng đất nước chúng tôi là một trong những quốc gia bị ảnh hưởng bởi biến đổi khí hậu nhất trên thế giới, vậy GS có cái gợi ý gì cho Việt Nam trong việc phát triển nông nghiệp xanh và bền vững?

Câu trả lời của tôi rất đơn giản là: Hãy đầu tư vào khoa học. Đó cũng chính là lý do tại sao chúng ta có mặt ở đây.

Khoa học phải được ứng dụng để phát triển tương lai và điều này bao gồm mọi lĩnh vực của khoa học: Khoa học dữ liệu để đưa ra các quyết định chính xác; Khoa học đất để duy trì độ màu mỡ và hoạt động của đất; và tất nhiên, di truyền học cây trồng.

Xin cảm ơn GS đã chia sẻ!

GS Raphaël Mercier là gương mặt hàng đầu trong di truyền học phân tử. GS nổi tiếng với các nghiên cứu xác định các gene chính như FANCM, RECQ4, FIGL1, mở ra khả năng điều khiển tổ hợp gene. Đây chính là chìa khóa nâng cao năng suất và chất lượng giống cây trồng.

Đặc biệt, thành tựu đưa GS lên hàng ngũ những nhà di truyền học xuất sắc nhất thế giới chính là tạo hạt giống vô tính, giúp duy trì sức mạnh giống lai mà không cần lai tạo lại qua nhiều thế hệ. Công nghệ này được kỳ vọng giúp nông nghiệp toàn cầu thích ứng tốt hơn với biến đổi khí hậu, đồng thời gia tăng năng suất, giảm gánh nặng chi phí cho nông dân.

Minh Hằng

Link gốc