Giáo sư María Esperanza Martínez - Romero được trao Giải đặc biệt dành cho “Nhà khoa học đến từ các nước đang phát triển” vì những tiến bộ trong nghiên cứu sinh thái vi sinh vật và cơ chế cố định nitơ cộng sinh tại các hệ sinh thái nhiệt đới. Ảnh: Hoàng Hiếu/TTXVN
Giáo sư có thể thông tin chi tiết về nghiên cứu vừa nhận được Giải thưởng VinFuture của bà? Điều gì thúc đẩy bà theo đuổi nghiên cứu này, thưa Giáo sư?
Trong nhiều năm qua, tôi đã nghiên cứu về sự đa dạng của vi khuẩn và luôn coi việc xác định chính xác loại vi khuẩn trước khi sử dụng trên đồng ruộng là ưu tiên hàng đầu. Khi phân lập vi khuẩn từ đất nông nghiệp, đôi khi chúng tôi tình cờ phát hiện những mầm bệnh có thể gây hại cho con người. Ở một số vùng tại Việt Nam, vi khuẩn từ đồng lúa có thể là loại này. Dù những vi khuẩn này rất hiệu quả trong việc cố định đạm và thúc đẩy sự phát triển của cây lúa, chúng tôi vẫn khuyến nghị không sử dụng nếu có nguy cơ đối với sức khỏe con người.
Trước đây, để nhận biết vi khuẩn, các nhà khoa học thường dựa vào trình tự một vài gene đơn lẻ, chỉ đủ để ước đoán loại vi khuẩn. Nhưng nhờ công nghệ hiện đại, giờ đây chúng ta có thể giải trình tự toàn bộ bộ gene (từ khoảng 4.000 đến hơn 12.000 gene) và đánh giá xem vi khuẩn có mang gene liên quan đến độc lực hoặc sản sinh độc tố hay không. Đây là phương pháp chính xác nhất để lựa chọn những vi khuẩn an toàn, hiệu quả cho cây trồng, đồng thời không gây hại cho con người hay các sinh vật khác.
Những kết quả nghiên cứu của bà có ý nghĩa quan trọng đối với việc phát triển nông nghiệp bền vững ở một khu vực còn nhiều hạn chế. Vậy những rào cản nào khiến việc áp dụng các kết quả này chưa được phổ biến rộng rãi? Điều gì đang cản trở các nhà nghiên cứu triển khai tại khu vực đó, thưa Giáo sư?
Bạn cần sử dụng những vi khuẩn đã thích nghi với điều kiện địa phương. Nếu đưa một loại vi khuẩn từ nơi khác đến Việt Nam, nó sẽ không hoạt động hiệu quả, vì chưa quen với môi trường ở đây. Nếu không sử dụng vi khuẩn bản địa, kết quả khi cấy vi khuẩn sẽ không đạt như mong muốn.
Đó là lý do tại sao mọi quốc gia cần có khả năng phân tích và hiểu rõ sự đa dạng vi khuẩn của mình. Ở một số nước, vi khuẩn không được phép xuất khẩu ra nước ngoài. Ví dụ, Brazil có quy định rất nghiêm ngặt để giữ lại vi khuẩn bản địa. Nếu không, các nước khác có thể sử dụng vi khuẩn này để sản xuất chế phẩm, lập công ty và bán lại với giá cao. Vì vậy, điều quan trọng là phát triển khả năng nghiên cứu và nắm vững vi khuẩn bản địa, để có thể sử dụng chúng một cách hiệu quả nhất.
Giáo sư María Esperanza Martínez - Romero được trao Giải đặc biệt dành cho “Nhà khoa học đến từ các nước đang phát triển” vì những tiến bộ trong nghiên cứu sinh thái vi sinh vật và cơ chế cố định nitơ cộng sinh tại các hệ sinh thái nhiệt đới. Ảnh: Hoàng Hiếu/TTXVN
Giáo sư có dự định hợp tác nào với các nhà khoa học Việt Nam sau khi nhận được giải thưởng này không? Giáo sư sẽ tiếp tục triển khai các hoạt động nghiên cứu của mình như thế nào?
Sau lễ trao giải, tôi đã có kế hoạch trao đổi thêm với một số đồng nghiệp Việt Nam về một dự án rất cụ thể, liên quan đến vi khuẩn rhizobium. Tôi cũng rất sẵn lòng tiếp nhận các nghiên cứu sinh hoặc sinh viên Việt Nam sang làm việc tại phòng thí nghiệm của mình, nơi chúng tôi có đầy đủ năng lực triển khai các nghiên cứu ở mức độ chuyên sâu.
Hiện tại, nhóm của chúng tôi tập trung vào việc giải trình tự toàn bộ hệ gene của vi khuẩn và phân tích cách các gene hoạt động. Vi khuẩn có hàng nghìn gene nhưng không phải lúc nào cũng sử dụng tất cả. Chúng có một “kho dự trữ” thông tin di truyền chỉ được kích hoạt trong những điều kiện nhất định. Khi đưa vi khuẩn vào môi trường có độ mặn cao, độ axit cao hoặc chịu tác động của kim loại, chúng tôi có thể quan sát được gene nào phản ứng với những kích thích đó.
Chúng tôi là một trong những nhóm tiên phong trong lĩnh vực nghiên cứu biểu hiện gene ở vi khuẩn - một hướng nghiên cứu mang lại rất nhiều thông tin giá trị. Vì vậy, nếu các sinh viên Việt Nam muốn được đào tạo về công nghệ hệ gene tiên tiến, tôi xin chào đón các bạn đến với phòng thí nghiệm của mình. Và tất nhiên, không chỉ các sinh viên mà các nhà khoa học cũng sẽ được chào đón.
Về hướng nghiên cứu, chúng ta đều biết rằng thực vật luôn cần vi khuẩn, nhưng một số loài vi khuẩn không thể tồn tại trong những điều kiện bất lợi. Ví dụ, khi tia tử ngoại quá mạnh, vi khuẩn có thể bị tiêu diệt. Hiện tại, chúng tôi chưa nắm rõ những loại vi khuẩn nào trên đồng ruộng sẽ chết dưới mức bức xạ tử ngoại cao từ Mặt trời. Tôi nghĩ rằng đây là một lĩnh vực cần nghiên cứu thêm, đồng thời cần tìm hiểu những điều kiện tự nhiên khác có thể khiến một loài vi khuẩn bị tuyệt chủng.
Ý tưởng của chúng tôi là sử dụng vi khuẩn để tạo ra phân bón hoặc thuốc trừ sâu sinh học, phun trực tiếp lên lá cây. Để làm được điều này, chúng tôi cần xác định những loài vi khuẩn có thể tồn tại và tham gia vào các phản ứng hóa học trong môi trường tự nhiên. Trong khí quyển có khí metan, khí này sẽ bốc hơi và chịu ảnh hưởng của bức xạ Mặt trời, đặc biệt khi tầng ozon bị suy giảm. Chúng tôi muốn nghiên cứu loài vi khuẩn nào có thể tồn tại trong điều kiện đó và loài nào có thể tạo ra các chất nền dùng để sản xuất phân bón hay thuốc trừ sâu sinh học. Từ đó, có thể tổng hợp và nuôi cấy vi khuẩn thích hợp để sản xuất các sản phẩm sinh học phục vụ cây trồng.
Trong quá trình nghiên cứu, chúng tôi đã gặp những trường hợp trên một số lá cây hoàn toàn không có vi khuẩn, có lẽ đã bị tiêu diệt bởi một yếu tố tự nhiên mà chúng tôi chưa xác định được. Đây chính là những vấn đề cần tiếp tục nghiên cứu.
Trân trọng cảm ơn chia sẻ của Giáo sư!