Chương trình dự án nghiên cứu giải trình tự hệ gene 1.000 giống lúa Việt Nam hướng tới xây dựng cơ sở dữ liệu di truyền quy mô lớn, làm nền tảng cho bảo tồn nguồn gene bản địa và chọn tạo giống mới có chất lượng cao, thích ứng với biến đổi khí hậu và giảm phát thải…

Tại Hội thảo quốc tế về Ứng dụng công nghệ gene trong nông nghiệp (SAGA 2026) vừa diễn ra, các nhà khoa học Viện Nghiên cứu Dữ liệu lớn (VIBD), Trường Đại học VinUni giới thiệu dự án nghiên cứu VN1K-RICE- giải trình tự hệ gene 1.000 giống lúa Việt Nam (thuộc chương trình nghiên cứu AgriOmics-AI giai đoạn 2026–2030).

Theo các nhà nghiên cứu, tại Việt Nam, nhiều giống lúa truyền thống và lúa hoang vẫn được lưu giữ ở các ngân hàng gene, viện nghiên cứu và trường đại học như Trung tâm Tài nguyên thực vật, Viện Lúa đồng bằng sông Cửu Long, Đại học Cần Thơ, Học viện Nông nghiệp Việt Nam. Đây là nguồn vật liệu quý cho nghiên cứu và lai tạo giống.

Tuy nhiên, phần lớn các giống lúa này chưa được giải trình tự toàn bộ hệ gene, khiến việc xác định và khai thác những đặc tính di truyền có ích còn gặp nhiều hạn chế.

Để lấp khoảng trống này, dự án VN1K-RICE sẽ giải trình tự toàn bộ hệ gene của 1.000 mẫu lúa Việt Nam, bắt đầu từ nhóm 150 mẫu nòng cốt trước khi mở rộng quy mô. Bộ mẫu được lựa chọn để đại diện cho các hệ sinh thái canh tác khác nhau, gồm lúa nước, lúa nương, vùng ven biển nhiễm mặn và đất ngập triều, các mẫu lúa hoang.

Mục tiêu quan trọng của dự án là xây dựng hệ gen tham chiếu cho các giống lúa truyền thống Việt Nam. Có thể hiểu đây là bộ dữ liệu chuẩn để các nhà khoa học đối chiếu khi phân tích hệ gene của những giống lúa khác. Khi có hệ gene tham chiếu phù hợp với nguồn gene bản địa, việc nhận diện những điểm khác biệt về di truyền và tìm kiếm gene liên quan đến các đặc tính quý sẽ chính xác hơn.

Còn theo GS. Robert Henry, Giám đốc sáng lập Liên minh Đổi mới Nông nghiệp và Thực phẩm Queensland (QAAFI), Đại học Queensland, Australia, Giảng viên liên kết tại VinUni - nhà khoa học đồng chủ trì dự án VN1K-RICE “một hệ gene duy nhất không thể đại diện cho toàn bộ sự đa dạng di truyền của một loài. Các nhà khoa học cần những hệ gene tham chiếu có quan hệ gần với nguồn vật liệu đang nghiên cứu".

GS Robert Henry nhấn mạnh rằng "với Việt Nam, việc xây dựng bộ hệ gene từ các giống lúa bản địa có ý nghĩa thiết thực, giúp nghiên cứu sát hơn với nguồn gene trong nước”.

"Việt Nam có nguồn gene bản địa rất đa dạng, nhưng phần lớn vẫn chưa được đọc ở cấp độ hệ gene. Thông qua AgriOmics-AI, nhóm nghiên cứu hướng tới chuyển các bộ sưu tập giống đang được lưu giữ thành dữ liệu có thể phân tích, chia sẻ và sử dụng trực tiếp trong chọn giống, áp dụng cho cả cây trồng và vật nuôi”.

Sau khi có dữ liệu hệ gene, nhóm nghiên cứu sẽ kết hợp với kết quả đánh giá đặc tính của từng giống tại ba vùng sinh thái. Các chỉ tiêu được khảo sát gồm chất lượng và dinh dưỡng của hạt gạo như độ dẻo, hương thơm, hàm lượng vi chất và protein; khả năng chịu hạn, chịu mặn, chịu nóng, chịu ngập; khả năng kháng các bệnh phổ biến trên cây lúa; đồng thời đo lượng khí nhà kính phát thải trong quá trình canh tác.

Việc kết hợp thông tin di truyền với đặc điểm thực tế của cây lúa giúp các nhà khoa học tìm ra mối liên hệ giữa gene và tính trạng. Chẳng hạn, gene nào liên quan đến hương thơm, gene nào giúp cây chịu mặn tốt hơn, hay những vùng gene nào có thể góp phần giảm phát thải khí nhà kính. Đây là cơ sở để xác định những nguồn gen có giá trị và đưa chúng vào các chương trình chọn tạo giống.

Theo các nhà nghiên cứu, giá trị ứng dụng lớn của dự án nằm ở khả năng hỗ trợ các nhà khoa học chọn tạo giống lúa mới. Khi xác định được gene gắn với những đặc tính mong muốn, nhà nghiên cứu có thể sử dụng dữ liệu DNA để sàng lọc vật liệu giống, lựa chọn những cá thể mang gene có lợi và đưa chúng vào các chương trình lai tạo.

Ví dụ, một giống lúa bản địa có khả năng chịu mặn tốt có thể mang gene hữu ích cho việc phát triển giống lúa thích ứng với vùng đất nhiễm mặn. Một giống khác có hương thơm hoặc chất lượng gạo đặc biệt có thể cung cấp nguồn gene để cải thiện chất lượng của giống đang được canh tác. Thay vì phải dựa chủ yếu vào quá trình lai tạo và đánh giá qua nhiều thế hệ, các nhà khoa học có thêm công cụ phân tích DNA để nhận diện sớm những đặc tính di truyền cần tìm.

Dự án cũng hướng tới phát triển các dòng lúa gần đẳng gene – những dòng có nền di truyền gần như giống nhau, chỉ khác biệt ở vùng gene mục tiêu. Đây là vật liệu nghiên cứu hữu ích để kiểm chứng vai trò của từng gene, đồng thời có thể được đưa vào các chương trình lai tạo. Các chỉ thị DNA được xác định từ dữ liệu hệ gene cũng hỗ trợ nhận diện, chọn lọc và xác thực những giống lúa mang đặc tính có giá trị.