Vận dụng chiến lược đấm/đấm trả ít được biến đến trong cuộc chiến giữa loài nấm gây bệnh và các cây trồng, các nhà khoa học tại Canada báo cáo việc phát triển một loại thuốc diệt nấm “xanh” có thể cung cấp một giải pháp an toàn hơn, và thân thiện với môi trường hơn.
Họ báo cáo về loại thuốc diệt nấm lợi dụng chiến lược phòng thủ đặc biệt này vào ngày 23 tháng 3 tại Thành phố Salt Lake, Utah, trong cuộc họp quốc gia lần thứ 237 của Hiệp hội y tế Hoa Kỳ.
Được phát triển với mục tiêu làm lợi cho nông nghiệp, loại thuốc diệt nấm mới – gọi là “paldoxins” – vẫn có thể thực hiện chức năng thông thường của thuốc diệt nấm, giúp bảo vệ ngô, lúa mỳ và các cây trồng khác. Những cây trồng này đang ngày càng được sử dụng rộng rãi không chỉ cho lương thực và để tạo nhiên liệu sinh học. Loại thuốc diệt nấm mới nói trên cũng giúp giải quyết vấn đề kháng thuốc của các loài gây hại cho cây trồng.
Hầu hết các loại thuốc diệt nấm ngày nay được sản xuất dựa trên các chất hóa học có thê tiêu diệt cả những sinh vật có lợi và thường không tốt cho môi trường. Vật liệu mới được chọn lọc kỹ hơn, ngăn chặn nấm gây bệnh cho thực vật mà không làm hại các sinh vật khác. Loại thuốc này hoạt động theo một cách đặc biệt, phát vỡ đường tín hiệu hóa học quan trọng mà nấm sử dụng để phá vỡ hệ thống phòng vệ của thực vật. Do đó, cây trồng có thể củng cố hệ thống phòng vệ tự nhiên và vượt qua sự tấn công của nấm mà không làm hại đến con người và môi trường.
Người chỉ đạo nghiên cứu, tiến sĩ Soledade Pedras, giáo sư hóa học thuộc Đại học Saskatchewan tại Canada, cho biết: “Những loại thuốc diệt nấm thông thường tiêu diệt ngay lập tức. Còn sản phẩm của chúng tôi chỉ tấn công nấm khi chúng tấn công cây trồng. Và vì lý do đấy, loại sản phẩm này an toàn hơn nhiều”. Các nhà nghiên cứu từ lâu đã biết rằng rất nhiều cây tồng có cơ chế phòng vệ bao gồm việc tạo ra những chất hóa học tự nhiên, gọi là phytoalexins, để tiêu diệt những loại nấm gây bệnh. Tuy nhiên, các loại nấm có thể tấn công ngược lại. Nó tiết ra enzim khử hoặc phá hủy phytoalexin, khiến cây trồng dễ dàng bị tổn thương.
| Các nhà khoa học Canada báo cáo việc phát triển một loại thuốc diệt nấm “xanh” có thể cung cấp một giải pháp an toàn hơn và thân thiện với môi trường hơn. (Ảnh: Hội đồng Canola Canada) |
Để tận dụng chiến lược “đấm-đấm trả”, Pedras và các đồng nghiệp đã đề xuất việc phát triển một loại thuốc chống nấm mới có thể khóa chặt việc tiêu diệt phytoalexin của nấm. Họ đặt tên cho loại thuốc này là paldoxin, viết tắt của chất ức chế việc tiêu diệt phytoalexin.
Pedras phát hiện ra loại thuốc này sau khi phân tích cây bông cải xanh, súp lơ, mù tạc và các loại cây trồng khác. Họ phát hiện phytoalexin mạnh nhất trong một loài hoa gọi là camelina. Trong các thí nghiệm, phytoalexin của camelina có thể ngăn chặn enzim khử do rất nhiều loài nấm tạo ra.
Pedras cho biết: “Chúng tôi phát hiện rằng rất nhiều loại nấm không thể chống lại loại hóa chất này. Vì vậy chúng tôi sử dụng nó để thiết kế phiên bản tổng hợp, thậm chí còn mạnh hơn phiên bản gốc”.
Các nhà nghiên cứu đã phát triển 6 loại phiên bản paldonxins tổn hợp, là những chất ức chế enzim của nấm. Các nhà nghiên cứu đã thử nghiệm thành công paldoxin tổng hợp trong phòng thí nghiệm trên một số loại thực vật , bao gồm mù tạc, và hạt cải dầu. Nhóm nghiên cứu của Pedras dự định sẽ tiếp tục thí nghiệm loại thuốc chống nấm mới trên các cây trồng khác. Trong tương lai, một chiến lược tương tự sẽ được áp dụng cho các loại cây thân cỏ như lúa mỳ, lúa mạch đen, và yến mạch. Những cây thân cỏ này khó bảo vệ hơn so với cây bông cải xanh và các loại cây trồng khác.
Nếu nghiên cứu tiếp tục cho thấy triển vọng, paldoxin sẽ được giới thiệu ra thị trường nhanh chóng, chỉ trong vài năm. Loại thuốc diệt nấm mới có thể được sử dụng như những loại thuốc trừ sâu thông thường.
Hội đồng khoa học tự nhiên Canada và Đại học Saskatchewan tài trợ cho nghiên cứu