Theo Tổ chức Lương Nông Liên Hiệp Quốc (FAO), mỗi năm thế giới mất khoảng 20-40% sản lượng lương thực vì côn trùng gây hại và dịch bệnh. Trong nỗ lực tìm kiếm giải pháp hiệu quả giúp cây chống bệnh dịch và côn trùng, các nhà khoa học Úc đã phát triển thành công một chế phẩm bảo vệ thực vật mới thân thiện với môi trường – màng phủ đất sét tên là BioClay.

Thuốc xịt BioClay thử nghiệm (phải) do nhóm nghiên cứu của Giáo sư Mitter (trái) phát triển. Ảnh: National Geographic và University of Queensland

Đây là thành quả nghiên cứu của nhóm chuyên gia đến từ Liên minh Sáng kiến Nông nghiệp và Thực phẩm Queensland (QAAFI) và Viện Kỹ thuật Sinh học và Công nghệ Nano Úc (AIBN). Về cơ bản, thuốc xịt BioClay chứa các phân tử axít ribonucleic (ARN) mạch kép. Trong khi đất sét có nhiệm vụ giúp thuốc bám vào cây và tan dần theo thời gian, các ARN mạch kép sẽ được giải phóng khi cây trồng bị đe dọa, kích hoạt quá trình gọi là ARN can thiệp (ARNi) – một quá trình tự nhiên giúp cây bất hoạt các gien của vi-rút gây hại. Nhờ đó, hệ thống phòng vệ của cây trồng có khả năng thích ứng cao, tức là có thể chống lại mọi loại vi-rút xâm nhập dựa trên thông tin mà cây nhận được từ hệ gien của tác nhân gây hại.

Trưởng nhóm nghiên cứu, Giáo sư Neena Mitter tại Đại học Queensland, cho biết BioClay là sự kết hợp tuyệt vời của sinh học và công nghệ nano. Đó là một biện pháp kiểm soát côn trùng có tính bền vững đối với môi trường, an toàn cho sinh thái, ổn định và dễ dàng để người nông dân ứng dụng vào việc bảo vệ cây trồng của họ. Lý giải thêm về cơ chế bảo vệ cây trồng của BioClay, bà cho biết: "Nếu bạn sử dụng hóa chất, mầm bệnh có thể học cách thích ứng, nhưng với BioClay, chúng tôi sử dụng ARN từ các tác nhân gây bệnh để tiêu diệt chính nó".

Được biết, dùng ARN để giúp cây chống dịch bệnh không phải là ý tưởng mới, nhưng BioClay khác biệt ở chỗ nó không làm biến đổi gien của cây trồng mà vận dụng cơ chế thu thập ARN từ vi-rút để chống lại chính nó. Thành công của các chuyên gia Úc căn cứ vào 2 yếu tố quan trọng. Thứ nhất, BioClay xây dựng khả năng phòng vệ vững chắc cho cây, chứ không đơn thuần tiêu diệt mầm bệnh như các sản phẩm hiện hành. Thứ hai, tác dụng của BioClay kéo dài gấp nhiều lần so với các sản phẩm tương tự, đồng nghĩa nó sẽ giúp nông dân tiết kiệm chi phí và công sức phun thuốc bảo vệ thực vật. Đơn cử, các cuộc thử nghiệm trên cây thuốc lá cho thấy một lần phun BioClay giúp cây kháng bệnh đến 20 ngày. "Một lần phun BioClay vừa bảo vệ cây trồng vừa giảm nguy cơ gây hại môi trường và sức khỏe con người" – Giáo sư Mitter nói thêm.

Đặc biệt, so với các loại thuốc trừ sâu thông thường vốn không thể phân biệt giữa côn trùng có lợi và có hại để tiêu diệt, màng phủ đất sét được cho "thông minh" hơn ở khía cạnh này. Các nhà khoa học cho biết về mặt lý thuyết họ có thể điều chỉnh vật liệu di truyền để nó không tương thích gien với các loài côn trùng có lợi, chẳng hạn như ong mật. Giáo sư Mitter và các cộng sự hy vọng sẽ sớm thương mại hóa BioClay trong vòng 3-5 năm tới.

AN NHIÊN (Theo ABC, New Atlas)