(Người Chăn Nuôi) – Dù nhiều doanh nghiệp phá sản và giới đầu tư ngày càng hoài nghi, các nhà khoa học tin rằng ngành protein côn trùng vẫn còn tiềm năng bứt phá nhờ những tiến bộ trong chọn giống và công nghệ di truyền.
Chìa khóa giải mã gen
Ngành nuôi côn trùng công nghiệp vẫn còn non trẻ và nghiên cứu về lĩnh vực này cũng mới ở giai đoạn khởi đầu, chủ yếu mang tính ứng dụng. Theo chuyên gia Jeffery Tomberlin, phần lớn các thí nghiệm hiện nay chỉ dừng ở việc “thử và xem” các nhà khoa học chọn ruồi lính đen, áp dụng một biện pháp nào đó rồi ghi nhận kết quả. Do thiếu nền tảng nghiên cứu cơ bản về sinh lý học côn trùng, những thử nghiệm như vậy chẳng khác nào “bắn trong bóng tối”.
Dù vậy, không ít nghiên cứu vẫn mang lại kết quả đáng chú ý, giúp tăng năng suất tới 20%, minh chứng rằng ngành này còn cách xa ngưỡng hiệu quả tối đa. Tomberlin cho rằng, nếu các nghiên cứu cơ bản được thúc đẩy, các nhà khoa học ứng dụng có thể hiểu rõ hơn cơ chế sinh học, từ đó xác định hướng cải tiến hiệu quả hơn. Ông nhận định vài năm gần đây, giới khoa học đã bắt đầu quan tâm mạnh mẽ hơn đến nghiên cứu nền tảng này.
Tại Đại học Indiana Indianapolis (Mỹ), các nhà khoa học đang đi sâu vào giải mã bộ gen của ruồi lính đen. Theo Giáo sư sinh học Christine Picard, dù công trình vẫn ở giai đoạn đầu, nhưng đã mở ra nhiều triển vọng mới. Phòng thí nghiệm của bà sử dụng công nghệ giải trình tự gen và kỹ thuật di truyền để hỗ trợ chọn giống có định hướng, giúp cải thiện đặc tính sinh học mà không cần tạo ra sinh vật biến đổi gen (GMO).
Nhóm nghiên cứu bắt đầu bằng việc xác định các gen liên quan đến những đặc tính mong muốn như tốc độ sinh trưởng hoặc hiệu quả chuyển hóa thức ăn. Sau đó, họ tiến hành chỉnh sửa từng gen để quan sát tác động thực tế ở thế hệ tiếp theo. “Có khi sự khác biệt rất nhỏ, nhưng cũng có lúc mang lại thay đổi lớn. Và khi phát hiện ra yếu tố tạo khác biệt, ta biết ngay nên tập trung vào đâu”, bà Picard nói.
Bằng cách lai chọn các cá thể tự nhiên mang gen mục tiêu, các nhà khoa học có thể rút ngắn đáng kể thời gian tạo ra các dòng côn trùng ưu việt mà vẫn đảm bảo an toàn sinh học, không cần GMO trong sản xuất thương mại. Hướng tiếp cận này còn giúp tránh những “tác dụng phụ” thường gặp trong chọn giống thuần túy, tương tự như cà chua thương mại đẹp mã nhưng nhạt vị so với giống truyền thống.
Ngoài việc tối ưu tốc độ tăng trưởng, các nhà nghiên cứu còn hướng tới việc phát triển côn trùng thích nghi khí hậu lạnh, hoặc tiêu hóa tốt hơn các nguyên liệu khó phân giải như cám gạo hay phụ phẩm nông nghiệp mà vật nuôi khác không thể sử dụng. Picard cho biết, về lâu dài, thậm chí có thể thiết kế côn trùng sản xuất dưỡng chất hoặc dược chất giá trị cao như insulin, dù hướng này đòi hỏi kỹ thuật can thiệp sâu hơn và có thể gặp rào cản chấp nhận của người tiêu dùng ở một số quốc gia.
Lợi ích kinh tế
Jeffery Tomberlin, nhà nghiên cứu hàng đầu trong lĩnh vực côn trùng học, ủng hộ hướng tiếp cận tạo ra các dòng côn trùng mang đặc tính có giá trị cao thông qua công nghệ di truyền. Ông đang phát triển ruồi lính đen được chỉnh sửa gen để sản xuất Vitamin B12 và phân giải cellulose, loại chất xơ khó tiêu trong các loài thực vật thân gỗ.
Tomberlin nói: “Hãy tưởng tượng nếu ta tạo ra một loài côn trùng chứa 20% methionine. Tôi có thể bán giá cao hơn 20 – 30%. Khi tạo ra giá trị gia tăng, mức giá bán tự nhiên sẽ cải thiện”.
Charlie Carter, Giám đốc phát triển kinh doanh của Beta Bugs, không phản đối ý tưởng tạo ra các dòng ruồi giàu hợp chất giá trị cao, song ông cảnh báo hướng này có thể làm gia tăng rào cản pháp lý và sự dè dặt của người tiêu dùng. Với ông, hướng đi thực tế hơn là ứng dụng công nghệ di truyền để đẩy nhanh quá trình chọn giống, giúp cải thiện năng suất mà không cần can thiệp sâu vào cấu trúc gen.
Trong bốn năm qua, Beta Bugs tập trung vào lai chọn truyền thống, và những dòng ruồi tốt nhất của họ hiện hiệu suất cao hơn 20% so với giống gốc. “Chúng tôi tin tiềm năng cải thiện di truyền của côn trùng vẫn còn rất lớn”, Carter nói.
Theo ông, nếu có thể tăng sản lượng trong cùng diện tích và điều kiện nuôi, ngành sẽ thu hẹp được khoảng cách giữa chi phí sản xuất và giá bán cho nhà sản xuất thức ăn chăn nuôi, vốn là thách thức lớn nhất hiện nay. Vì thế, Beta Bugs đang ưu tiên mục tiêu tăng năng suất, đồng thời phát triển các dòng thích nghi với từng khí hậu và hệ thống nuôi cụ thể, nhằm tối ưu hóa hiệu quả toàn cầu. Tuy nhiên, chi phí của công nghệ di truyền vẫn là rào cản đáng kể. “Tạo ra một sản phẩm di truyền đắt đỏ không phải điều thị trường cần. Beta Bugs vẫn chọn tập trung vào chọn giống tự nhiên do chi phí – hiệu quả cao hơn” – Carter nói.
Tomberlin cũng cho rằng, cần thận trọng với rủi ro sinh thái nếu côn trùng biến đổi gen thoát ra ngoài môi trường. Dù vậy, ông tin rằng ngành vẫn còn dư địa cải thiện khổng lồ, ngay cả trước khi công nghệ chỉnh sửa gen đạt độ hoàn thiện.
“Công nghệ di truyền có giá trị rất lớn. Nhưng chúng ta mới chỉ chạm đến phần nhỏ trong sinh học cơ bản của côn trùng. Với vòng đời chỉ 30 ngày, tiềm năng tăng tốc phát triển của ngành này là khổng lồ” – Tomberlin chia sẻ.
Vũ Đức
(The Feedstrategy)
