VINIF.2025.DA077 – Phát triển và ứng dụng công nghệ phun RNA sợi kép (dsRNA) gây bất hoạt gen (spray-induced gene silencing – SIGS) nhằm phòng chống bệnh đạo ôn hại lúa ở Việt Nam

Chủ nhiệm dự án
PGS.TS. Trịnh Xuân Hoạt
Tổ chức chủ trì
Viện Bảo Vệ Thực Vật

Lúa là cây lương thực chính của hơn một nửa dân số thế giới. Việt Nam là quốc gia sản xuất và xuất khẩu lúa gạo hàng đầu thế giới, đóng vai trò quan trọng trong an ninh lương thực quốc gia và toàn cầu. Bệnh đạo ôn là bệnh gây hại nghiêm trọng nhất đối với cây lúa tại Việt Nam cũng như trên thế giới, ước tính gây mất khoảng 10–30% sản lượng lúa toàn cầu mỗi năm, tương đương với khoảng 30–50 triệu tấn lúa bị mất mỗi năm. Nếu tính theo giá trị kinh tế, tổn thất do bệnh đạo ôn có thể lên tới hàng tỷ USD mỗi năm. Hiện nay, các giải pháp phòng chống bệnh đạo ôn hại lúa chủ yếu bao gồm: sử dụng giống lúa kháng bệnh, phun thuốc hóa học, áp dụng biện pháp canh tác hợp lý, sử dụng chế phẩm sinh học. Việc sử dụng giống kháng bệnh giúp giảm áp lực bệnh tự nhiên, tuy nhiên hiệu quả thường không bền vững do nấm dễ dàng tiến hóa, tạo ra các chủng nòi mới khắc phục gen kháng của cây. Sử dụng thuốc hóa học gây ra nhiều vấn đề về chi phí cao, ô nhiễm môi trường, nguy cơ tồn dư hóa chất và sự phát triển khả năng kháng thuốc của nấm.
Dự án nhằm phát triển và ứng dụng công nghệ mới, không chuyển gen, dựa trên cơ chế can thiệp RNA (RNAi) – cụ thể là phương pháp phun phân tử dsRNA gây bất hoạt gen (Spray-Induced Gene Silencing – SIGS) – nhằm phòng chống hiệu quả bệnh đạo ôn lúa do nấm Pyricularia oryzae gây ra tại Việt Nam.
Dự án sẽ được thực hiện thông qua các nội dung sau: (1) Lựa chọn và xác định các gene mục tiêu của nấm đạo ôn P. oryzae để tạo các phân tử RNA sợi kép (dsRNA) phù hợp; (2) Phát triển và tối ưu hóa các công thức chứa dsRNA nấm đạo ôn sử dụng chất mang nano phù hợp cho phương pháp SIGS; (3) Đánh giá hiệu quả của SIGS nhằm ức chế bệnh đạo ôn trong điều kiện nhà kính; và (4) Đánh giá hiệu quả của SIGS nhằm ức chế bệnh đạo ôn trong điều kiện đồng ruộng.

Chủ nhiệm dự án
PGS.TS. Trịnh Xuân Hoạt
Tổ chức chủ trì
Viện Bảo Vệ Thực Vật

Tags

Tiến độ dự kiến
29/12/2025
29/12/2026
Giai đoạn 1
  • 01 Báo cáo kết quả lựa chọn gen mục tiêu hiệu quả của nấm Pyricularia oryzae và tạo dsRNA tương ứng, gồm:
    – Tạo ra được từ 3 đến 5 cấu trúc dsRNA đặc hiệu nhắm vào các gen quan trọng của P. oryzae, được tổng hợp bằng ba phương pháp: phiên mã in vitro, biểu hiện RNA kẹp tóc trên vector pET28a, và biểu hiện bằng hai promoter trên vector L4440.
    – Có được dữ liệu so sánh bốn phương pháp chiết xuất dsRNA nhằm xác định phương pháp hiệu quả và đáng tin cậy nhất.
    – Tất cả các cấu trúc dsRNA được xác thực hiệu lực sinh học (hiệu lực bất hoạt gen mục tiêu nấm) thông qua các thí nghiệm in vitro.
    – Tuyển chọn được các cấu trúc dsRNA hiệu quả nhất để tiếp tục phát triển công thức chế phẩm (Nội dung 2) và kiểm tra hiệu lực (Nội dung 3 và 4).
  • 01 Báo cáo kết quả phát triển và tối ưu hóa công thức dsRNA sử dụng hạt nano mang để vận chuyển SIGS, gồm:
    – Tổng hợp và đặc trưng hóa được các hạt nano LDH, CS-NP, và AC-NP.
    – Công thức dsRNA được nạp với hiệu quả bao bọc và ổn định đã được xác nhận.
    – Gửi đăng 01 bài báo trên tạp chí quốc tế hạng Q1/hội thảo hạng A/A* (Nội dung bài báo liên quan đến: Hiệu quả ức chế nấm P. oryzae gây bệnh đạo ôn lúa bằng xử lý dsRNA ngoại sinh)
29/12/2027
Giai đoạn
  • 01 Báo cáo kết quả phát triển và tối ưu hóa công thức dsRNA sử dụng hạt nano mang để vận chuyển SIGS (tiếp tục báo cáo từ Giai đoạn 1):
    – Tổng hợp và đặc trưng hóa được các hạt nano LDH, CS-NP, và AC-NP.
    – Công thức dsRNA được nạp với hiệu quả bao bọc và ổn định đã được xác nhận.
    – Có được bằng chứng dựa trên kính hiển vi về sự hấp thụ dsRNA bởi mô cây và nấm.
    – Có được dữ liệu chức năng so sánh cho thấy ức chế gen và giảm đạo ôn.
    – Bài báo số 01 được chấp nhận đăng
    – Gửi bài báo số 02 trên tạp chí quốc tế hạng Q1/hội thảo hạng A/A* (Nội dung bài báo liên quan đến: Hiệu quả ức chế nấm P. oryzae gây bệnh đạo ôn lúa bằng xử lý cấu trúc dsRNA chứa multi-siRNA ngoại sinh)
    – 01 đăng ký sáng chế (Bằng liên quan đến: Ứng dụng công nghệ SIGS phòng chống nấm Pyricularia orizae gây bệnh đạo ôn lúa. Trình tự và/hoặc cấu trúc dsRNA, phương pháp tạo chế phẩm là nội dung công nghệ cần được bảo hộ)
  • 01 Báo cáo kết quả đánh giá hiệu quả của SIGS trong điều kiện nhà kính, gồm:
    – Có được dữ liệu định lượng về sự ức chế triệu chứng bệnh đạo ôn ở cây lúa đã được xử lý SIGS trong điều kiện nhà kính.
    – Có được bằng chứng phân tử về sự tắt gene của nấm thông qua dsRNA trong giai đoạn nhiễm bệnh đầu tiên.
    – Lựa chọn được công thức dsRNA và lịch trình xử lý hiệu quả nhất để tiếp tục đánh giá thực địa trong các nội dung tiếp theo.
28/12/2028
Giai đoạn 3

01 Báo cáo kết quả đánh giá thử nghiệm hiệu suất SIGS trên quy mô thực địa, gồm:
– Có được dữ liệu về hiệu lực của SIGS trong việc quản lý bệnh đạo ôn trên quy mô thực địa.
– Xác nhận phân tử về sự câm gene và ức chế tác nhân gây bệnh trong điều kiện đồng ruộng.
– Xây dựng được các khuyến cáo về tần suất phun, liều lượng và giai đoạn phun tối ưu.
– Xác định được công thức dsRNA có hiệu lực cao để triển khai thực địa và xem xét các yêu cầu về pháp lý tiếp theo.
– Bài báo số 02 được chấp nhận đăng trên tạp chí quốc tế hạng Q1/hội thảo hạng A/A*.
– Bằng sáng chế có quyết định chấp nhận đơn hợp lệ