Ngăn chặn suy thoái trong việc trồng tảo bẹ ở Trung Quốc

Nghiên cứu được thực hiện trên hai trong số các loài tảo bẹ quan trọng nhất về mặt thương mại ở Trung Quốc - Saccharina japonica và Undaria pinnatifida – với sản lượng lần lượt là 90% và 71% tổng lượng toàn thế giới – ước tạo ra giá trị khoảng 4,79 tỷ đô la.

Ngành công nghiệp trồng tảo bẹ (kelp) ở Trung Quốc có thể cung cấp sản phẩm và các dịch vụ có lợi, chẳng hạn như cung cấp năng lượng sinh học, thu giữ carbon, cải thiện độ pH và cung cấp môi trường sống cho nhiều loài sinh vật biển khác có giá trị thương mại. Do đó, những chiến lược được các tác giả trong bài này đề xuất rất có tiềm năng không chỉ cải thiện mà còn phục hồi ngành công nghiệp tảo bẹ ở Trung Quốc, Nhật Bản và Hàn Quốc.

Bối cảnh

Nghiên cứu được thực hiện trên hai trong số các loài tảo bẹ quan trọng nhất về mặt thương mại ở Trung Quốc - Saccharina japonica và Undaria pinnatifida – với sản lượng lần lượt là 90% và 71% tổng lượng toàn thế giới – ước tạo ra giá trị khoảng 4,79 tỷ đô la.

Hình tảo bẹ Saccharina japonica

Việc trồng các loài tảo bẹ quy mô lớn đã được ủng hộ ở miền bắc Trung Quốc vào những năm 1990 để cân bằng các tác động tiêu cực đến môi trường của việc dư thừa chất dinh dưỡng từ ngành công nghiệp nuôi các loài nhuyễn thể có vỏ (shellfish). Kể từ đó, nuôi trồng tảo bẹ đã mang lại những lợi ích đáng kể cho hệ sinh thái.

Sáng kiến như vậy đã khiến nước này tăng gấp đôi sản lượng tảo bẹ từ năm 2003 đến năm 2017. Tuy nhiên, bất chấp sự gia tăng này, các nhà nghiên cứu lưu ý rằng sự tiếp tục tăng trưởng của ngành nuôi tảo bẹ đang bị ảnh hưởng bởi một số yếu tố bất lợi. Đó là tình trạng suy giảm đa dạng nguồn gen (declining germplasm diversity), suy thoái các đặc điểm nông học (degradation of agronomic traits), môi trường ô nhiễm, điều kiện đại dương thay đổi và sự can thiệp ngày càng tăng của con người (increasing anthropological interference).

Hình tảo bẹ Undaria pinnatifida

Những thách thức đối với lĩnh vực tảo bẹ

Ba thách thức quan trọng nhất xuất hiện từ nghiên cứu của họ là sự lây nhiễm chéo về mặt di truyền (genetic cross-contamination) giữa các quần thể tảo bẹ hoang dã và nuôi trồng, sự ấm lên (ocean warming) của đại dương và quá trình axit hóa đại dương (ocean acidification).

Lây nhiễm chéo

Về thách thức đầu tiên, các tác giả lưu ý rằng các chương trình nhân giống rộng rãi được thực hiện ở Trung Quốc đối với hai loài tảo bẹ đã khiến chúng dễ bị tổn thương do biến đổi khí hậu.

Do đó, các tác giả đề xuất một số biện pháp khắc phục:

Rõ ràng là đã có sự xâm nhập gen giữa các quần thể tảo bẹ hoang dã và nuôi trồng ở Trung Quốc, điều này sẽ dần dần phá hủy các chương trình nhân giống, bảo tồn và trồng trọt lâu dài, nếu không có hành động nào được thực hiện.

Đối với S. japonica và U. pinnatifida, ngành trồng trọt phải phát triển các chiến lược sản xuất giống chuyên biệt để quản lý và bảo vệ nguồn tảo bẹ hoang dã cũng như ngành nuôi trồng. Những hành động này bao gồm, nhưng không giới hạn, giữ cho các phả hệ tảo bẹ bố mẹ bị biến đổi gen cách ly với các quần thể hoang dã và nuôi khác, thiết lập các khu dự trữ di truyền hoặc sinh học để chọn lọc và phối giống, xây dựng các khu vực gieo hạt đặc biệt,…

Sự ấm lên của đại dương và sự axit hóa

Để chống lại tác động của sự ấm lên của đại dương và axit hóa đối với sản xuất tảo bẹ trong tương lai, các tác giả cho rằng phải phát triển các chủng mới của cả hai loài.

Họ lập luận: “Để giảm thiểu tác động tiêu cực của biến đổi khí hậu đối với việc trồng tảo bẹ, các giống mới có khả năng chống chịu cao với các tác nhân gây áp lực môi trường, chẳng hạn như nước biển nóng lên, tia cực tím cao và axit hóa, nên được lai tạo, thuần hóa và sử dụng trong thực tế”.

“Mặc dù một số giống cây trồng mới có khả năng chịu nhiệt cao đã được lai tạo bằng các phương pháp truyền thống, chẳng hạn như chọn lọc quần thể và lai tạo, cơ chế phân tử của tính chống chịu nhiệt ở S. japonica vẫn còn chưa được hiểu rõ. Trong những năm gần đây, một số gen, miRNA và protein liên quan đến phản ứng với sốc nhiệt đã được xác định ở S. japonica. Điều này sẽ có lợi cho các dự án lai tạo giống trong tương lai; Tuy nhiên, cần nhiều nỗ lực hơn nữa để đổi mới các phương pháp trồng tảo bẹ nhằm cải thiện khả năng chịu nhiệt”.

Đối với U. pinnatifida, họ chỉ ra hai lựa chọn - hoặc tiếp tục với các kỹ thuật lai tạo truyền thống hoặc sử dụng phương pháp được phát triển gần đây là sử dụng các bào tử đơn tính.

Sắp tới, họ sẽ chỉ ra khả năng có các chương trình nhân giống phân tử khi có thêm dữ liệu bộ gen cho hai loài tảo bẹ này.

Kết luận

Chúng tôi đề xuất rằng Hiệp hội tảo bẹ Đông Á (EAKC) nên được thành lập để phát triển một nền tảng rộng rãi cho việc hợp tác khoa học chính thức, nhằm tăng cường quản lý và bảo tồn các nguồn tảo bẹ hoang dã và cũng như loài được trồng ở mỗi quốc gia.

Những bài học kinh nghiệm ở Trung Quốc sẽ hỗ trợ tốt cho ngành rong biển toàn cầu. Những thành tựu tập thể, kinh nghiệm, bài học và ý nghĩa tích lũy được ở Trung Quốc là rất nhiều.