Tiến sĩ giúp cây sinh sản vô tính bằng hạt thắng giải đặc biệt VinFuture 2025

TS Imtiyaz Khanday cùng với GS Venkatesan Sundaresan, Đại học California, Davis (Mỹ); GS Raphaël Mercier của Viện Max Planck về Nghiên cứu Phối giống Thực vật (Đức); TS Emmanuel Guiderdoni và TS Delphine Mieulet của Trung tâm nghiên cứu quốc tế vì sự phát triển nông nghiệp CIRAD (Pháp) vừa được trao giải đặc biệt trị giá 500.000 USD hạng mục dành cho "Nhà khoa học nghiên cứu các lĩnh vực mới", tối 5/12 tại Hà Nội. Ông cùng với bốn nhà khoa học đã tiên phong, đổi mới trong phát triển các loại cây trồng lai có khả năng tự nhân giống. Công trình nghiên cứu 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.

Ông đánh giá: "Giải thưởng này mang 2 ý nghĩa. Thứ nhất là sự công nhận nghiên cứu cơ bản và ứng dụng, thứ hai là sự tôn vinh những giá trị của nghiên cứu này trong ngành nông nghiệp".

TS Imtiyaz Khanday lớn lên trong một gia đình trồng lúa và táo tại Thung lũng Kashmir, một vùng đất lạnh giá của Ấn Độ. Ông chia sẻ: "Tôi được nuôi dưỡng trong những trang trại và vườn cây ăn quả nên luôn bị khoa học thực vật hấp dẫn".

Là thành viên đầu tiên trong nhà được hưởng nền giáo dục tốt, ông say mê những câu chuyện về người xuất thân từ gia đình không có truyền thống khoa học nhưng rồi lại trở thành nhà khoa học hàng đầu. "Những câu chuyện đó đã truyền cảm hứng cho tôi", ông nói.

Khanday sau đó trở thành chuyên gia về phát triển thực vật và di truyền học, nhận bằng thạc sĩ công nghệ sinh học từ Đại học Kashmir, bằng tiến sĩ sinh học phân tử thực vật và di truyền học từ Viện Khoa học Ấn Độ ở Bangalore.

Tại Mỹ, ông trở thành nghiên cứu sinh sau tiến sĩ, chuyên nghiên cứu vai trò của biểu hiện gene bố mẹ trong quá trình phát triển hợp tử tại Phòng thí nghiệm Sundaresan thuộc Khoa Sinh học Thực vật của Đại học California, Davis. Venkatesan Sundaresan, người điều hành phòng thí nghiệm, là giáo sư danh dự của Khoa Khoa học Thực vật.

Năm 2019, nhóm nghiên cứu của GS Sundaresan và TS Khanday đạt được khả năng apomixis - sinh sản vô tính thông qua hạt, ở cây lúa, với khoảng 30% hạt giống là bản sao vô tính. Theo Khanday, apomixis là mục tiêu mà các nhà khoa học theo đuổi từ lâu trong công nghệ sinh học hạt giống, được coi là giấc mơ của nhà lai tạo giống. Ông giải thích: "Về cơ bản, nó cho phép nhân giống cây trồng lai dưới dạng bản sao vô tính thông qua hạt, nhờ đó bảo tồn những đặc điểm hoặc sức sống của giống lai".

Không chỉ là bước đột phá với các nhà nghiên cứu nông nghiệp, thành tựu này còn mang ý nghĩa lớn: hứa hẹn cho phép nhân giống cây lai năng suất cao, kháng bệnh và chống chọi với khí hậu tốt dưới dạng bản sao qua nhiều thế hệ với chi phí thấp. Như vậy, những hạt giống năng suất cao và được ưa chuộng sẽ có sẵn cho nông dân toàn cầu, bất kể giàu nghèo.

GS Sundaresan giải thích, apomixis ở cây trồng là mục tiêu nghiên cứu toàn cầu suốt hơn 30 năm qua vì có thể giúp việc sản xuất hạt lai trở nên dễ tiếp cận hơn với tất cả. Sự gia tăng năng suất đạt được có thể giúp đáp ứng nhu cầu khi thế giới ngày càng đông dân mà không cần tăng cường sử dụng đất, nước và phân bón đến mức không bền vững.

Năm 2021, Khanday trở thành phó giáo sư Khoa Khoa học Thực vật tại Đại học California, Davis, đồng thời giữ chức Giám đốc nghiên cứu của Trung tâm Công nghệ Sinh học Hạt giống. Ông tiếp tục nghiên cứu về apomixis để biến nó thành công nghệ dễ dàng ứng dụng ngoài đồng ruộng cho cây lúa, đồng thời mở rộng sang những loại cây trồng khác.

Năm 2023, Sundaresan, Khanday cùng các đồng nghiệp tại Pháp, Đức, Ghana đạt được hiệu suất nhân bản 95% với một giống lúa lai thương mại và chứng minh rằng quá trình này có thể duy trì ít nhất ba thế hệ. Sundaresan cho biết, Khanday đóng vai trò then chốt trong thành công của dự án, ghi nhận "sự sáng tạo và kiên trì trước những trở ngại, cũng như sự tận tâm theo đuổi mục tiêu cuối cùng".

Theo Khanday, vai trò của khoa học là giúp cuộc sống trở nên dễ dàng hơn với mọi người. Ông thừa nhận, khoa học cơ bản nhiều khi rất khó giải thích, nhưng mọi người sẽ hiểu khi nó ảnh hưởng đến đời sống thực.

"Đôi khi thật khó để giải thích khoa học cho những người không phải nhà khoa học. Trường hợp của tôi thì dễ hơn, vì công nghệ tôi đang nghiên cứu với khoai tây rất dễ giải thích lợi ích. Có vài lợi ích rõ ràng với nông dân khi trồng khoai tây từ hạt: họ không cần lãng phí củ giống và cũng có thể ít gặp vấn đề về mầm bệnh hơn", ông nói với TS Hope Henderson tại Viện Gene học Sáng tạo (IGI) khi đang thực hiện nghiên cứu trên khoai tây.

Chia sẻ với báo chí sau ngày nhận giải, ông cho biết nhóm của ông đang triển khai một số nghiên cứu trong phòng thí nghiệm đối với lúa mạch (barley) - một loại cây quan trọng và cũng có quan hệ họ hàng gần với lúa mì. Bước tiếp theo sẽ là áp dụng trên lúa mì và có thể trên các loài cây khác.

Thu Thảo