Ngày 20/04/2026, tại Học viện Nông nghiệp Việt Nam, nhóm Nghiên cứu mạnh Công nghệ chọn tạo và phát triển giống cây trồng đã có buổi semina trao đổi với GS. Bob Stupar,  chủ đề “From code to crop: Harnessing soybean genomics for gene cloning, editing, and more”. GS. Bob Stupar hiện đang giảng dạy và công tác tại  bộ môn Nông học và di truyền thực vật – Khoa Khoa học thực phẩm, nông nghiệp và tài nguyên thiên nhiên – Trường Đại học Minnesota, Hoa Kỳ; hướng nghiên cứu chính của ông tập trung vào di truyền và hệ gen học ở các cây họ đậu, đặc biệt là đậu tương và đậu Hà Lan.

Tham gia buổi trao đổi có thành viên của nhóm nghiên cứu mạnh, các giảng viên, sinh viên khoa Nông học – Học viện Nông nghiệp Việt Nam, các nhà khoa học của viện Nghiên cứu Ngô, Việc Cây lương thực và thực phẩm,  TS. Chance Clark – Trường Đại học Purdue - Hoa Kỳ, TS Bhanu Petla – Đại học South Dakota - Hoa Kỳ, và Trường Đại học Adlaide – Úc.

  
leftcenterrightdel
 Một số hình ảnh của buổi semina

Đậu tương là một trong những cây trồng quan trọng trên thế giới, có giá trị lớn trong cung cấp protein, dầu thực vật và nguyên liệu cho nhiều ngành công nghiệp chế biến. Mỗi năm Hoa Kỳ gieo trồng khoảng 35,2 triệu ha đậu tương, trong đó riêng bang Minnesota có khoảng 2,9 triệu ha. Điều này cho thấy vị trí đặc biệt của cây đậu tương trong sản xuất nông nghiệp và thương mại nông sản toàn cầu.

Ở Việt Nam, đậu tương cũng là một trong những loại hạt được nhập khẩu phục vụ cho nhu cầu lương thực và chăn nuôi với khối lượng lớn. Trong tháng 1/2026 Việt Nam nhập khẩu 213.688 tấn đậu tương, tương đương 99,17 triệu USD, tăng 16,3% về lượng, tăng 17,52% kim ngạch so với tháng 12/2025. Tuy nhiên, sản xuất đậu tương trong nước ngày càng giảm về diện tích và sản lượng, đáp ứng < 10% nhu cầu nội địa.

Trong buổi trao đổi, GS. Bob Stupar giới thiệu về chương trình nghiên cứu của nhóm ông tại Đại học Minnesota. Các hướng nghiên cứu chính bao gồm thành phần hạt đậu tương, kiến trúc cây, khả năng chống chịu bất thuận phi sinh học, chọn giống và di truyền đậu Hà Lan, các phương pháp công nghệ sinh học thực vật, phát hiện gen và chọn giống, cũng như ứng dụng chỉnh sửa gen để tạo ra các sản phẩm mới. Những nội dung này cho thấy cách tiếp cận liên ngành, kết hợp giữa di truyền học cổ điển, hệ gen học hiện đại và công nghệ sinh học trong cải tiến cây trồng.

Một trong những câu hỏi là liệu quá trình chọn giống ưu tú có làm thu hẹp đa dạng di truyền hay không. GS. Stupar phân tích rằng mặc dù quá trình thuần hóa và chọn giống hiện đại có thể tạo ra “nút thắt cổ chai” về đa dạng di truyền, các phép lai giữa các dòng ưu tú vẫn tiếp tục tạo ra tiến bộ di truyền. Điều này có thể được giải thích bởi tái tổ hợp, tương tác gen và các cơ chế phát sinh biến dị mới trong hệ gen.

Các nguồn biến dị di truyền mới phát sinh bao gồm tái tổ hợp trong gen, hoạt động của yếu tố chuyển vị, thay đổi biểu sinh như methyl hóa DNA, paramutation và trao đổi chéo không cân bằng. Ví dụ quá trình bắt cặp tương đồng và bắt cặp sai trong giảm phân có thể hình thành các giao tử mang số bản sao gen khác nhau. Đây là cơ sở quan trọng để nghiên cứu biến dị số lượng bản sao gen (copy number variant - CNV), trong chọn giống cây trồng.

GS. Stupar nhấn mạnh vai trò của CNV trong việc quy định các tính trạng nông học quan trọng. Một ví dụ tiêu biểu là biến dị số lượng bản sao liên quan đến khả năng kháng tuyến trùng nang đậu tương. Các kết quả nghiên cứu trước đây cho thấy CNV có thể là cơ chế nền tảng tạo nên khả năng kháng, đồng thời đặt ra nhiều câu hỏi khoa học quan trọng: Có bao nhiêu QTL được kiểm soát bởi CNV? Các trạng thái CNV mới phát sinh với tần suất như thế nào? Và liệu sự thay đổi này có đủ phổ biến để ảnh hưởng đến quần thể chọn giống hoặc ngay trong các giống trồng hay không?

Ví dụ khác được trình bày là S-locus, locus kiểm soát chiều cao cây thông qua chiều dài lóng. Các thí nghiệm chức năng đã chứng minh rằng một CNV dài 74 kb tại S-locus có vai trò kiểm soát chiều cao cây đậu tương. S-locus mã hóa gen GA2-oxidase; khi số bản sao của gen GA2-oxidase 8 tăng lên, hoạt động enzyme tăng, làm tăng phân giải gibberellin hoạt động, từ đó dẫn đến kiểu hình cây thấp. Ngược lại, trạng thái số bản sao bình thường giúp cây duy trì kiểu hình chiều cao bình thường.

Kết quả nghiên cứu cũng cho thấy CNV tại S-locus có tính bán trội. Trong một quần thể phân ly, cây mang một bản sao cao hơn khoảng 20% so với cây mang ba bản sao. Nhóm nghiên cứu cũng khảo sát 40 mẫu giống địa phương nhằm đánh giá mức độ biến động của S-locus trong nguồn vật liệu bản địa, qua đó mở ra hướng khai thác đa dạng di truyền tự nhiên phục vụ cải tiến kiến trúc cây đậu tương.

Bên cạnh các nguồn biến dị tự nhiên và chọn giống truyền thống, GS. Stupar cũng đề cập đến các hướng tạo biến dị mới như chọn giống đột biến, cây trồng biến đổi gen và chỉnh sửa gen. Đặc biệt, ông giới thiệu một số phát triển mới trong chuyển nạp đậu tương, bao gồm sử dụng các yếu tố điều hòa phát triển, nhắm vào trục phôi với hệ chỉ thị RUBY và khai thác phản ứng cảm ứng vết thương để tăng hiệu quả tái sinh, chuyển nạp.

Buổi semina đã mang đến nhiều thông tin cập nhật về vai trò của hệ gen học trong phát hiện gen, phân tích biến dị cấu trúc, chọn giống và chỉnh sửa gen ở cây đậu tương. Các nội dung được trình bày có ý nghĩa thiết thực đối với giảng dạy, nghiên cứu khoa học và định hướng ứng dụng công nghệ sinh học trong chọn tạo giống cây trồng. Buổi semina cũng góp phần mở rộng trao đổi học thuật, thúc đẩy hợp tác nghiên cứu và nâng cao năng lực tiếp cận các công nghệ hiện đại trong lĩnh vực di truyền và chọn giống cây trồng.

Nhóm nghiên cứu mạnh Công nghệ chọn tạo và phát triển giống cây trồng