Một mục tiêu trong nghiên cứu cải tiến sinh tổng hợp là enzym mủ nước được xem là thành phần giới hạn tốc độ của con đường sinh tổng hợp cao su.

Một đối tượng tiềm năng khác trong biến đổi gen cây cao su Heave là elF – 5A, một protein trong mủ đã được chứng minh trong phòng thí nghiệm là để kích thích sinh tổng hợp cao su. Hiện nay người ta đang tiến hành nghiên cứu về biến đổi gen Heave bao gồm các gen của protein trong mủ.

Một phương pháp khác để gia tăng năng suất mủ  là đẩy mạnh sự hình thành các mạch mủ (tế  bào có mạch mủ) vì mật độ tế  bào có mủ trong vỏ là một trong các yếu tố quan trọng nhất ảnh hưởng đến năng suất mủ. Giai đoạn ban đầu hình thành tế bào mủ có nhu cầu về axit jasmonic, sinh tổng hợp của chúng bao gồm enzyme AOS. Ghép phân tử AOS của Heave đã được thực hiện thành công và do đó điều này là mục tiêu cho biến đổi gen cây cao su.

Gia tăng tốc độ tăng vanh để cạo sớm và cung cấp gỗ

Thông thường phải cần khoảng từ 5 hoặc 6 năm để cây cao su trưởng thành và đạt vòng vanh cần thiết trước khi bắt  đầu khai thác mủ. Biến đổi gen được can thiệp vào để tăng nhanh tốc độ sinh trưởng của cây, do đó có thể xem xét việc mở miệng cạo khai thác sớm. Đương nhiên việc gia tăng vanh thân cây sẽ làm tăng giá trị gỗ khi thanh lý. Sự tương đối ít được biết đến trong điều hòa phân tử gỗ của cây. Mặc dù có nhiều gen hứa hẹn gia tăng vanh cây, nhưng không có loại nào được thử nghiệm đầy đủ để chứng minh khối lượng gỗ gia tăng đạt được bao nhiêu trong cây trưởng thành. Tuy nhiên các nghiên cứu này phải tiếp tục được theo đuổi vì tầm quan trọng cao trong sức sống của cây. Ví dụ như cây dương lá rung cho thấy có sự gia tăng rõ nét nhất trong tốc độ sinh trưởng và sản sinh sinh khối khi chuyển đổi với gen ga oxidasee. Gen này, cùng với các gen liên quan khác phối hợp với sản xuất gibberellin, một lớp của chất điều hòa sinh trưởng cây, là ứng viên cho biến đổi gen Heave để gia tăng tốc độ tăng vanh.

Tăng trưởng vanh có thể được hữu hiệu với một số giống cây cao su năng suất cao mặc dù chúng thiếu sức mạnh sinh trưởng. Ví dụ như giống RRIM 600, một giống lỗi thời và còn được trồng rộng rãi trong nhiều vùng cao su, nhưng bù lại giống này có mật độ cao các mạch mủ trong vỏ và khả năng sản sinh mủ trong chế độ cạo bền vững. Người ta chỉ có thể ví dụ một giống như RRIM 600 có thể mạnh mẽ hơn thông qua biến đổi gen, mật độ mạch mủ cao cùng với tốc độ tăng vanh nhanh để trở thành một giống tiêu biểu.

Làm tăng sự kháng bệnh của cây cao su

Cây cao su có tiềm năng gen cao về sản lượng có thể sẽ không được ưa chuộng nếu mẫn cảm với các tấn công hoặc rối loạn của nhiều loại bệnh khác nhau. Các thay đổi gen nhằm hội tụ nhiều tính năng kháng bệnh sẽ là yếu tố quan trọng để người ta hướng đến nhằm gia tăng sản lượng.

Bệnh khô mặt cạo, hậu quả trong hiện tượng miệng cạo bị khô, là sự rối loạn sinh lý thường thấy trong các cây cao su khai thác với cường độ cao và khi sử dụng chất kích thích. Trong các cây khô mủ, sự phóng thích quá độ của các gốc tự do ( super oxide) được cho rằng đã làm tổn hại các màng cơ quan tế bào trong mủ, đưa đến sự mất ổn định trong mủ, và cuối cùng làm ngưng dòng mủ. Superoxide dismutase là enzym mủ hỗ trợ cho giữ sự toàn vẹn của màng tế bào bằng cách quét sạch các gốc tự do, sẽ cung ứng sự bảo vệ chống tổn hại cho màng tế bào. Các nhà nghiên cứu Aán Độ đã triển khai cây cao su trao đổi gen có chưá các gen SOD được cấy vào với mục đích phát triển giống cao su chống chịu được bệnh khô miệng cạo. Các nghiên cứu hóa sinh đã cho thấy rằng các cây biến đổi bằng gen SOD đã thể hiện sự vượt bậc của hoạt động SOD trong các mức độ stress khác nhau.

Một loại bệnh khác trên vườn cây mà các nhà trồng cao su phải đối mặt là bệnh lá Corynespora. Tác động của nhiễm nấm trong bệnh này trầm trọng hơn nhiều so với các loại bệnh lá nhẹ như Odiium hay Colletotrichum chỉ tấn công các lá non. Do đó cây mẫn cảm với Odiium và Colletotrichum chỉ phải chống chịu trong giai đoạn ngắn khi cây thay lá. Trong khi đó, Corynespora tấn công cả lá non và lá trưởng thành. Mọi cố gắng chữa trị bằng hóa chất sẽ rất tốn kém và phải thực hiện suốt trong năm. Biến đổi gen cao su sẽ xử lý vấn đề nhiễm Corynespora ở mức phân tử qua việc sử dụng các kháng thể.

Động vật có xương sống kiểm soát sự nhiễm do các vi sinh vật gây ra thông qua việc phát tán các kháng thể trong hệ miễn dịch của chúng. Đương nhiên cây không thể sản sinh tự nhiên các kháng thể. Trong nghiên cứu phối hợp của các nhà khoa học tại Malaysia và Pháp, các kháng thể nhân tạo đã được tổng hợp nhằm trang bị cho cây cao su biến đổi gen với sự bảo vệ kháng thể thông qua biến đổi gen. Mục đích là để các kháng thể tổng hợp này trong mô lá, trung hòa độc tố của nấm, chất cassiicolin, được sản sinh trong quá trình nhiễm Corynespora.

(xem tiếp kỳ  3) 

P.V (Theo tham luận của tác giả H.Y.Yeang tại Hội nghị ARC 2009)
Nguồn: caosuvietnam.net