Một giống lúa mới được tạo ra bằng kỹ thuật lai tạo đơn giản có thể giúp giảm gần ba phần tư lượng khí methane phát thải từ canh tác lúa, một loại khí nhà kính có tác động làm ấm Trái đất mạnh hơn carbon dioxide tới 25 lần.

Trồng lúa hiện chiếm khoảng 12% lượng methane do con người phát thải (anthropogenic release). Khí này chủ yếu sinh ra từ các vi sinh vật trong đất tại những cánh đồng lúa nước, khi chúng phân hủy các hợp chất carbon hữu cơ (tiết chất rễ) do cây lúa thải ra. Quá trình này tạo ra chất dinh dưỡng cho cây nhưng đồng thời cũng giải phóng khí methane.

Để tìm hiểu các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình sinh methane từ rễ lúa, Anna Schnürer tại Đại học Khoa học Nông nghiệp Thụy Điển và các cộng sự đã trồng hai giống lúa trong phòng thí nghiệm: giống Nipponbare của Nhật Bản với mức phát thải methane trung bình và giống lúa biến đổi gene SUSIBA2 có lượng phát thải thấp.

Giống SUSIBA2 sản sinh ít fumarate – một loại tiết chất rễ thúc đẩy phát thải methane – hơn Nipponbare. Nhưng ngay cả khi cả hai giống được xử lý bằng oxantel, một chất ức chế sự phân hủy fumarate của vi khuẩn, giống SUSIBA2 vẫn tạo ra ít methane hơn. Điều này cho thấy còn có một yếu tố khác ảnh hưởng đến sự khác biệt giữa hai giống lúa.

Các nhà nghiên cứu phát hiện SUSIBA2 tiết ra lượng ethanol cao, và chất này cũng góp phần làm giảm phát thải methane.

Sau đó, nhóm nghiên cứu đã sử dụng kỹ thuật lai tạo truyền thống để tạo ra một giống lúa mới bằng cách lai giữa một giống lúa năng suất cao với giống Heijing – một giống có đặc tính tiết ít fumarate nhưng nhiều ethanol.

Qua hai năm thử nghiệm trên đồng ruộng tại Trung Quốc, giống lúa mới cho năng suất hơn 8 tấn/ha – cao hơn đáng kể so với mức trung bình toàn cầu khoảng 4 tấn/ha – và phát thải khí methane thấp hơn 70% so với giống lúa năng suất cao ban đầu.

Johannes le Coutre tại Đại học New South Wales, Úc, nhận xét rằng nghiên cứu này là một ví dụ điển hình về việc xác định thủ phạm chính gây phát thải khí nhà kính trong canh tác lúa.

“Điểm quan trọng của nghiên cứu là họ không sử dụng công nghệ chỉnh sửa hoặc kỹ thuật di truyền tiên tiến, cũng không tạo ra giống biến đổi gene,” le Coutre nói. “Họ áp dụng phương pháp lai tạo truyền thống để tạo ra những dòng lúa mới có khả năng giảm tổng hợp methane.”

Các cánh đồng lúa là nguồn phát thải methane lớn. Ảnh: Getty Images