NCS Bùi Phương Thảo trình bày nghiên cứu về chỉnh sửa gen nhằm tăng khả năng kháng bệnh phấn trắng ở đậu tương tại buổi bảo vệ luận án tiến sĩ tháng 7/2026. Ảnh: USTH.

Bệnh phấn trắng để lại những mảng trắng trên lá đậu tương, nhưng phần thiệt hại không chỉ nằm ở hình thức của cây. Nấm Erysiphe diffusa có thể ảnh hưởng đến sinh trưởng, năng suất và chất lượng hạt; trong những điều kiện thuận lợi cho nấm phát triển, mức tổn thất ở các giống mẫn cảm có thể rất lớn. Thay vì chỉ tìm thêm một gen kháng bệnh để đưa vào cây, một nhóm nghiên cứu Việt Nam chọn hướng ngược lại: tác động vào chính những gen khiến cây dễ bị nấm xâm nhiễm.

Người theo đuổi hướng nghiên cứu này trong luận án tiến sĩ là NCS Bùi Phương Thảo, ngành Công nghệ Sinh học nông, y, dược, Trường Đại học Khoa học và Công nghệ Hà Nội (USTH). Ngày 15/7/2026, chị bảo vệ luận án về ứng dụng CRISPR/Cas9 tạo đột biến định hướng trên các gen MLO liên quan khả năng kháng bệnh phấn trắng ở đậu tương. Trước đó, những kết quả cốt lõi của nghiên cứu đã được công bố trên BMC Plant Biology và tiếp tục được theo dõi qua các thế hệ cây trong Vietnam Journal of Biotechnology.

Không thêm gen kháng mà làm yếu “cửa ngõ” nhiễm bệnh

MLO là một nhóm gen đã được biết đến liên quan tới tính mẫn cảm với bệnh phấn trắng ở nhiều loài thực vật. Với đậu tương, nhóm nghiên cứu lựa chọn giống ĐT26 của Việt Nam và sử dụng hệ thống CRISPR/Cas9 để tạo đột biến có chủ đích trên những gen GmMLO được quan tâm.

Có thể hình dung cách tiếp cận này theo một logic khá trực quan. Thay vì bổ sung một “vũ khí” mới cho cây, các nhà nghiên cứu tìm cách làm suy giảm một số yếu tố mà tác nhân gây bệnh có thể lợi dụng trong quá trình xâm nhiễm. Tuy nhiên, việc tắt một gen cũng có thể kéo theo những đặc điểm ngoài mong muốn, vì một gen thường không chỉ tham gia một quá trình duy nhất. Bởi vậy, câu hỏi không chỉ là cây có ít bệnh hơn hay không, mà còn phải theo dõi sinh trưởng, phát triển, năng suất và những đặc tính khác.

Công nghệ được nhóm sử dụng thuộc cùng nền tảng CRISPR/Cas9 mà hai nhà khoa học Emmanuelle Charpentier và Jennifer Doudna đã góp phần phát triển thành công cụ chỉnh sửa ADN có thể lập trình. Trong nông nghiệp, khả năng tạo thay đổi tại vị trí gen xác định cho phép nhà nghiên cứu kiểm tra trực tiếp chức năng gen và tạo nguồn vật liệu mới cho chọn giống.

NCS Bùi Phương Thảo đứng trình bày trước hội đồng tại buổi bảo vệ luận án tiến sĩ ngày 15/7/2026. Trên màn hình là tên đề tài về CRISPR/Cas9, gen MLO và khả năng kháng bệnh phấn trắng ở đậu tương. Ảnh: USTH.

Trong công bố trên BMC Plant Biology năm 2023, hệ CRISPR/Cas9 mang hai RNA dẫn đường được thiết kế để tác động tới nhiều gen GmMLO. Qua các thế hệ cây, nhóm thu được dòng mất chức năng đồng thời ba gen và dòng mất chức năng bốn gen GmMLO02, GmMLO19, GmMLO20 và GmMLO23. Khi gây nhiễm bằng E. diffusa, các cây chỉnh sửa đều thể hiện mức nhiễm thấp hơn cây đối chứng, trong đó nhóm mang đột biến bốn gen cho kết quả nổi bật hơn.

Ở các dòng tốt nhất, mức độ bệnh được ghi nhận giảm tới 36,4% so với cây đối chứng. Quan sát quá trình phát triển của nấm cũng cho thấy mật độ bào tử và sự phát triển của sợi nấm bị hạn chế hơn ở một số dòng đột biến. Nhưng con số 36,4% không nên được diễn đạt thành “kháng hoàn toàn”: chính bài báo cho biết các cây đột biến vẫn chưa đạt trạng thái miễn nhiễm hoàn toàn với bệnh phấn trắng.

Điểm này giúp phân biệt một kết quả nghiên cứu có căn cứ với cách diễn giải quá mức. Công trình chứng minh việc làm mất chức năng một tổ hợp gen GmMLO có thể tăng khả năng chống chịu bệnh trong những điều kiện thí nghiệm và nhà lưới đã khảo sát; nó chưa chứng minh rằng một giống đậu tương thương mại mới đã sẵn sàng đưa ra sản xuất đại trà.

Theo cây qua nhiều thế hệ thay vì dừng ở lần chỉnh sửa đầu tiên

Một thách thức của chỉnh sửa hệ gen thực vật là kết quả ban đầu chưa đủ để đánh giá giá trị chọn giống. Đột biến cần được di truyền ổn định, cây cần tiếp tục sinh trưởng bình thường và tính trạng mong muốn phải còn tồn tại qua các thế hệ sau.

Trong nghiên cứu của Bùi Phương Thảo và cộng sự, các đột biến tạo ra bằng CRISPR/Cas9 được kiểm tra qua T1, T2 và những thế hệ tiếp theo. Nhóm đã tạo được những cây đồng hợp tử không còn mang cấu trúc gen chuyển ở thế hệ T2 nhưng vẫn giữ các đột biến GmMLO đã tạo.

“Không mang gen chuyển” ở đây cần được đọc chính xác. Hệ CRISPR/Cas9 ban đầu vẫn được sử dụng để tạo chỉnh sửa; sau quá trình lai phân ly và lựa chọn qua thế hệ, nhóm xác định những cây không còn cấu trúc gen chuyển nhưng các thay đổi tại gen mục tiêu vẫn tồn tại. Khái niệm này không tự động trả lời câu hỏi một dòng cây sẽ được phân loại pháp lý hay cấp phép thương mại như thế nào ở từng quốc gia.

Hướng tiếp cận của nhóm Bùi Phương Thảo nằm trong một dòng nghiên cứu rộng hơn, nơi công nghệ gen đang được dùng để chọn và tạo những đặc tính cụ thể cho cây trồng thay vì chỉ dựa vào quan sát kiểu hình qua nhiều mùa vụ. Phụ nữ Mới từng ghi nhận kinh nghiệm của TS Nguyễn Ninh Thuận trong chọn giống phân tử và chỉnh sửa gen cây trồng tại châu Âu; công trình trên ĐT26 cung cấp một trường hợp cụ thể được thực hiện trên vật liệu đậu tương Việt Nam.

Công bố năm 2024 tiếp tục kiểm tra hai dòng đại diện ở thế hệ T4. Trong điều kiện nhà lưới, các thông số nông học và năng suất được báo cáo không xuất hiện khác biệt bất lợi đáng kể so với đối chứng; những thành phần dinh dưỡng chính của hạt gồm axit béo, axit amin tự do và protein thô cũng tương tự cây đối chứng.

Đáng chú ý, dòng mang đột biến bốn gen tiếp tục duy trì mức kháng phấn trắng tốt hơn. Bài báo năm 2024 ghi nhận dòng này ở mức kháng trung bình 2,5, trong khi cây đối chứng và dòng đột biến ba gen ở khoảng mức nhiễm trung bình 4 theo thang đánh giá mà nghiên cứu sử dụng. Kết quả củng cố khả năng duy trì tính trạng qua nhiều thế hệ, song toàn bộ đánh giá nông học được nêu trong công bố vẫn ở điều kiện nhà lưới.

Hình ảnh so sánh tổn thương lá và sự phát triển của nấm Erysiphe diffusa trên đậu tương ĐT26 đối chứng với các dòng GmMLO đã chỉnh sửa. Ảnh từ công bố của Bùi Phương Thảo và cộng sự trên BMC Plant Biology, giấy phép CC BY 4.0.

Vai trò của Bùi Phương Thảo được xác định từ phần đóng góp tác giả

Việc Bùi Phương Thảo đứng tên đầu công bố năm 2023 là một dữ kiện, nhưng chưa đủ để quy toàn bộ kết quả cho riêng chị. Phần tuyên bố đóng góp của bài báo cho phép xác định cụ thể hơn: Bùi Phương Thảo cùng các đồng tác giả tham gia thiết kế thí nghiệm; chị tham gia thực hiện thí nghiệm, phân tích dữ liệu và đồng viết bản thảo. Tác giả liên hệ của công bố là PGS.TS Đỗ Tiến Phát.

Cách ghi nhận này quan trọng bởi nghiên cứu chỉnh sửa gen cây trồng kéo dài qua nhiều thế hệ cần nhiều mắt xích: thiết kế cấu trúc CRISPR, chuyển gen, xác định kiểu gen, chăm sóc cây, gây nhiễm nấm, phân tích kiểu hình, đánh giá trong nhà lưới và xử lý dữ liệu. Bùi Phương Thảo giữ vai trò đáng kể trong công trình, nhưng thành quả vẫn thuộc về một nhóm nghiên cứu.

Ở một hướng khác trên cây lúa, PGS.TS Tô Thị Mai Hương cũng theo đuổi việc khai thác và chỉnh sửa hệ gen để cải thiện đặc tính cây trồng Việt Nam. Hai nghiên cứu không cùng mục tiêu: một bên tập trung bệnh phấn trắng trên đậu tương, bên kia đi vào nguồn gen và đặc tính của lúa. Điểm gặp nhau nằm ở việc dữ liệu hệ gen ngày càng trở thành công cụ trực tiếp của chọn giống.

Kết quả của luận án vì thế nên được đặt đúng ở giai đoạn hiện tại: nhóm đã tạo được nguồn vật liệu đậu tương ĐT26 chỉnh sửa nhiều gen, chứng minh mức chống chịu phấn trắng tăng lên và theo dõi được tính trạng qua nhiều thế hệ trong điều kiện nghiên cứu. Phần việc tiếp theo vẫn còn dài nếu mục tiêu cuối cùng là một giống được sản xuất trên diện rộng: đánh giá ở điều kiện đồng ruộng, nhiều vụ, nhiều vùng sinh thái, theo dõi ổn định năng suất, chất lượng và các đặc điểm nông học khác.

Giá trị của nghiên cứu không nằm ở lời hứa rằng CRISPR sẽ lập tức giải quyết bệnh phấn trắng. Nó nằm ở chỗ một câu hỏi sinh học cụ thể đã được chuyển thành chuỗi kiểm chứng có thể theo dõi: xác định gen khiến cây dễ nhiễm bệnh, chỉnh sửa những gen đó, thử thách cây với nấm, chọn dòng tốt rồi tiếp tục kiểm tra qua các thế hệ. Với một nghiên cứu sinh trẻ, đó cũng là cách đóng góp vào chọn giống hiện đại bằng dữ liệu thay vì bằng những tuyên bố đi trước bằng chứng.

“Không mang gen chuyển” không có nghĩa là cây chưa từng dùng CRISPR

CRISPR/Cas9 được sử dụng ở giai đoạn đầu để tạo đột biến tại các gen mục tiêu. Qua các thế hệ, nhóm lựa chọn những cây đã mất cấu trúc gen chuyển do quá trình phân ly nhưng vẫn giữ các đột biến mong muốn.

 Công bố năm 2023 xác nhận đã tạo được các dòng Gmmlo đồng hợp tử không mang gen chuyển ở thế hệ T2. Điều này mô tả đặc điểm phân tử của vật liệu nghiên cứu, không đồng nghĩa dòng cây đã được công nhận là giống thương mại hay đã hoàn tất các thủ tục để sản xuất đại trà.