Nghiên cứu bộ gen dâu tây rừng hé lộ cơ chế thích ứng với biến đổi khí hậu

Một nghiên cứu bộ gen quy mô lớn dựa trên việc phân tích 200 bộ gen chất lượng cao của loài dâu tây rừng (*Fragaria vesca* L.) đã cung cấp một cái nhìn chi tiết về quá trình thích nghi của loài cây thân thảo lâu năm phổ biến tại châu Âu này trước những biến động khí hậu dữ dội trong quá khứ. Kết quả phân tích đã chỉ ra một sự phân hóa di truyền rõ rệt, chia các quần thể thành hai nhóm chính: cụm phía Tây và cụm phía Đông. Đây được coi là một phát hiện then chốt để hiểu rõ hơn về các cơ chế thích nghi sinh học của thực vật trong môi trường tự nhiên.

Một kết quả trọng tâm của nghiên cứu là việc phát hiện ra khả năng chống chịu vượt trội của các hạt nhân quần thể phía Đông trong các thời kỳ băng hà khắc nghiệt. Những nhóm này đã duy trì được kích thước quần thể hiệu quả lớn hơn và không cho thấy các dấu hiệu của tình trạng giao phối cận huyết, điều này hoàn toàn trái ngược với các nhóm ở phía Tây vốn chịu nhiều áp lực sinh học hơn. Dữ liệu cho thấy vai trò quyết định của các khu vực trú ẩn phía Đông trong việc bảo tồn đa dạng di truyền của loài qua hàng thiên niên kỷ, tương tự như các mô hình phân chia di truyền từng được quan sát trong các nghiên cứu về cảnh quan bộ gen tại khu vực Nội Á.

Các quần thể lớn hiện nay phân bố rộng khắp châu Âu đang được duy trì nhờ sự trao đổi di truyền liên tục diễn ra theo trục Đông-Tây thông qua khu vực Trung Âu. Động lực này, được biết đến với tên gọi mô hình «lõi-ngoại vi», đã đóng một vai trò quan trọng trong việc hình thành quỹ đạo tiến hóa của loài, đảm bảo tính dẻo dai về mặt di truyền cần thiết. Các nghiên cứu khác về các loài thuộc chi *Fragaria*, ví dụ như trong bối cảnh chọn giống để tăng cường khả năng chịu lạnh, cũng xác nhận tầm quan trọng của nguồn gốc địa lý đối với các đặc tính thích nghi của cây trồng.

Song song với đó, các cuộc khảo sát khoa học đã cho phép giải mã các yếu tố di truyền quyết định khả năng chịu lạnh cao ở loài *F. vesca* hoang dã. Những nhân tố di truyền này mở ra những hướng đi đầy triển vọng cho các chương trình chọn giống, nhằm tạo ra các giống dâu tây canh tác có khả năng chống chịu tốt hơn trước những đợt sương giá muộn vào mùa xuân vốn thường gây thiệt hại nặng nề cho năng suất. Trong việc chọn tạo giống cây ăn quả và cây mọng, việc huy động và nghiên cứu các gen kháng điều kiện bất lợi vẫn là một nhiệm vụ cực kỳ cấp thiết, vì việc tìm kiếm các gen ứng viên giúp đẩy nhanh quy trình chọn lọc đáng kể so với các phương pháp truyền thống.

Như vậy, phân tích bộ gen của *F. vesca* không chỉ tái hiện lại lịch sử sinh tồn của loài trong điều kiện khí hậu bất ổn mà còn cung cấp nguồn vật liệu di truyền cụ thể để nâng cao sức chống chịu cho các cây trồng nông nghiệp hiện đại. Việc nghiên cứu kiểm soát di truyền các đặc tính sinh sản, chẳng hạn như sự ra hoa theo mùa ở các quần thể tại Tây Siberia, cho thấy cấu trúc di truyền phức tạp của loài này phản ứng linh hoạt với các điều kiện trong mùa sinh trưởng. Những dữ liệu thu được về sự phân chia di truyền và cơ chế chống chịu của các quần thể phía Đông phục vụ như một nguồn tài nguyên quý giá cho các nhà chọn giống đang nỗ lực củng cố quỹ gen của các loại cây ăn quả trước những thách thức khí hậu trong tương lai.

Việc hiểu rõ cách thức mà dâu tây rừng vượt qua các giai đoạn khắc nghiệt nhất của lịch sử Trái Đất mang lại những bài học quý giá cho ngành nông nghiệp thế kỷ 21. Bằng cách tận dụng những bí mật di truyền từ các quần thể có sức sống mãnh liệt, các nhà khoa học có thể thiết lập một nền tảng vững chắc để bảo vệ an ninh lương thực trước sự nóng lên toàn cầu và các hiện tượng thời tiết cực đoan. Sự kết hợp giữa dữ liệu lịch sử và công nghệ sinh học hiện đại hứa hẹn sẽ tạo ra một bước ngoặt trong việc phát triển các giống cây trồng bền vững và hiệu quả hơn.