Chiếu xạ: Tạo đột biến giống cây thu nguồn lợi cao

Máy chiếu xạ.

Tạo giống cây đột biến

Các nhà khoa học thuộc Trung tâm Đánh giá không phá hủy (Viện Năng lượng nguyên tử VN) và Viện Di truyền nông nghiệp (Bộ NN&PTNT) đã cho ra đời thiết bị chiếu xạ tạo giống đột biến.

Thiết bị này tận dụng được nguồn phóng xạ Cobalt-60 đã qua sử dụng lại vừa góp phần đem lại những giống cây mới có năng suất, chất lượng cao hơn. Đồng thời nó cũng thích ứng với biến đổi khí hậu của Việt Nam.

ThS Nguyễn Văn Mạnh, Phó trưởng Bộ môn Đột biến và Ưu thế lai, Viện Di truyền nông nghiệp cho biết, thiết bị này khá phổ biến trên thế giới. Nhưng ở Việt Nam, một thiết bị chiếu xạ chuyên dụng để chọn tạo giống cây trồng vẫn chỉ là mơ ước của các nhà khoa học nông nghiệp bởi giá cả đắt đỏ. Điều này dẫn đến những hạn chế trong nghiên cứu.

Mỗi khi cần chiếu xạ hạt giống, các nhà khoa học đều phải gửi mẫu sang Trung tâm Chiếu xạ Hà Nội hoặc Viện Nghiên cứu Hạt nhân Đà Lạt để chiếu nhờ. Vừa không chủ động được thời gian, liều chiếu, vừa chỉ gửi được hạt giống khô… khiến việc nghiên cứu rất khó khăn. Đó là lý do để các nhà khoa học liên kết chế tạo thiết bị chiếu xạ chuyên dụng tạo giống cây trồng đột biến.

Ông Vũ Tiến Hà, nguyên Giám đốc Trung tâm Đánh giá không phá hủy (Viện Năng lượng nguyên tử Việt Nam) cho biết, các thiết bị trên thế giới giá rất đắt.

Trước đây, Viện Di truyền nông nghiệp từng nhiều lần đề xuất mua nhưng chưa được chấp thuận. Bởi vậy, làm thế nào để chế tạo một thiết bị giá rẻ nhưng có hiệu quả tương đương là vấn đề cần được đầu tư, nghiên cứu.

Sau quá trình nghiên cứu, nhóm quyết định tận dụng nguồn phóng xạ Cobalt 60 đã qua sử dụng của thiết bị chiếu xạ Theratron-780 trong y tế để chế tạo thiết bị.

“Việt Nam hiện nay có 22 cơ sở y tế điều trị ung thư và 4 trung tâm chiếu xạ công nghiệp sử dụng nguồn Cobalt 60. Các nguồn phóng xạ này sau khi hết khả năng sử dụng trong các mục đích ban đầu thì hoạt độ của chúng vẫn còn hàng trăm Curie. Mức liều chiếu này vẫn có thể phục vụ cho các mục đích khác.

Do vậy, chúng ta có thể tận dụng các nguồn này để nghiên cứu chế tạo ra các thiết bị phục vụ cho mục đích mới. Giải pháp này giúp tận dụng nguồn thải phóng xạ, không phải mất tiền mua nguyên liệu, lại góp phần giải quyết được vấn đề chất thải của thiết bị khác”, ông Vũ Tiến Hà cho biết.

Sau ba năm nghiên cứu, nhóm đã chế tạo thành công thiết bị và chuyển giao cho Viện Di truyền nông nghiệp. Về cơ bản, thiết bị gồm nguồn phóng xạ Co-60 đặt ở phía dưới. Buồng chiếu có đĩa đặt mẫu hạt giống ở phía trên và được vận hành thông qua phần mềm do nhóm dự án phát triển trên máy tính.

Khi chưa hoạt động, thanh nguồn ở vị trí an toàn. Nếu chưa an toàn, hệ thống cảnh báo phóng xạ 4 kênh, gắn trực tiếp tại 2 đầu thiết bị và phòng chiếu xạ sẽ cảnh báo.

Sau khi đặt mẫu vào vị trí thích hợp (lựa chọn 1 trong 3 đĩa chiếu ở các khoảng cách khác nhau) và đóng cửa buồng chiếu (xác nhận bằng cảm biến), hệ thống khóa buồng chiếu sẽ được kích hoạt. Người vận hành có thể lựa chọn chế độ chiếu. Sau khi kết thúc phiên chiếu, thanh nguồn di chuyển lại vị trí an toàn và khóa cửa buồng chiếu được mở ra.

Kết quả chiếu thử nghiệm trên giống đậu tương DT2012 đã thu được 50 cá thể mang biến dị có lợi cho chọn tạo giống mới như chín sớm, cây ngắn, năng suất cao... Đồng thời, suất liều chiếu để tạo ra các biến dị có lợi bằng thiết bị này nhỏ hơn so với các loại máy chiếu xạ công nghiệp khác (khoảng 15-25Gy, máy chiếu công nghiệp là 25-50Gy).

Chiếu các loại hạt giống

Kết quả hợp tác liên ngành bước đầu này còn có ý nghĩa lan tỏa của kỹ thuật hạt nhân trong các lĩnh vực khoa học và đời sống. Viện Bảo vệ thực vật (Bộ NN&PTNT) trao đổi với chúng tôi là họ cũng muốn mua một máy như thế này. Có những người chúng tôi không biết ở đâu, họ gọi điện, gửi email đến hỏi thăm về giá cả rồi cách chế tạo... Chúng tôi cũng rất mừng vì thiết bị này nhận được sự quan tâm của mọi người. Trên thế giới, việc ứng dụng bức xạ gamma trong y tế, công nghiệp, nông nghiệp… đã rất phổ biến còn ở Việt Nam, làm thế nào để phổ biến những ứng dụng này là điều chúng tôi vẫn luôn hướng đến”, TS Nghiêm Xuân Khánh - Viện Di truyền nông nghiệp.

“Thiết bị đáp ứng được yêu cầu mà chúng tôi đã đặt ra: Chiếu được cả mẫu hạt giống khô, hạt nảy mầm, mắt ghép... Chúng tôi đang chiếu xạ thử nghiệm trên lúa, đậu tương và lạc.

Hiện, các thế hệ giống nghiên cứu mới ở vụ thứ hai và ba nên chưa thể đánh giá. Nhưng bước đầu chúng tôi thấy khá hiệu quả. Quy trình vận hành thiết bị này cũng đơn giản, bên trung tâm đã thiết kế sẵn phần mềm và tổ chức khóa đào tạo hướng dẫn sử dụng cho các cán bộ ở Viện”, ThS Nguyễn Văn Mạnh cho biết.

Ngay sau khi tiếp nhận và thử nghiệm hiệu quả của thiết bị, đề tài “Nghiên cứu ứng dụng kỹ thuật chiếu xạ gamma nguồn Cobalt-60 có hoạt độ 236 Ci trong tạo nguồn vật liệu khởi đầu cho chọn tạo giống lúa” (2020 - 2022) đã được Bộ NN&PTNT phê duyệt.

Thành công của thiết bị chiếu xạ tạo giống cây trồng đột biến còn là tiền đề để Trung tâm Đánh giá không phá hủy và Viện Di truyền nông nghiệp tiếp tục hợp tác và thực hiện những ý tưởng mới trong tương lai.

“Chúng tôi muốn hợp tác với Trung tâm để làm thiết bị chiếu xạ tạo giống cây trồng đột biến dạng gamma room hoặc gamma house, có kích thước lớn hơn, sẽ áp dụng được với nhiều loại cây trồng hơn”, ThS Nguyễn Văn Mạnh cho biết.