VAI TRÒ QUAN TRỌNG CỦA HỆ VI SINH ĐỐI VỚI TƯƠNG LAI LƯƠNG THỰC THẾ GIỚI

Ngày 17/01/2023

Qua lăng kính biến đổi khí hậu đang tác động hiện nay, dân số thế giới dự kiến sẽ đạt gần 10 tỷ người vào năm 2050, do đó việc phát triển một hệ thống lương thực bền vững cho thế giới là cấp thiết để đáp ứng những thách thức này. May mắn thay, các giải pháp đầy hứa hẹn đang ở phía chân trời. Một loại đặc biệt có tiềm năng to lớn nhưng thực ra lại nhỏ một cách đáng ngạc nhiên – HỆ VI SINH.

Trong những năm gần đây, những tiến bộ trong nghiên cứu về các hệ vi sinh vật khác nhau - được định nghĩa gần đây là cộng đồng vi sinh vật bao gồm vi rút, vi trùng, vi khuẩn cổ, sinh vật nhân chuẩn* và nấm đặc trưng cho các môi trường cụ thể - đã giúp hiểu rõ hơn về vai trò quan trọng của chúng trong việc hỗ trợ dinh dưỡng, sức khỏe và môi trường. Ví dụ, trong ruột người, hệ vi sinh vật hiện diện giúp chuyển hóa chất dinh dưỡng, ảnh hưởng đến mọi thứ từ hệ thống miễn dịch đến tâm trạng của chúng ta.

Hiểu rõ hơn về chức năng của các vi sinh vật này, cùng với sự phát triển trong thiết lập gen, kỹ thuật vi sinh vật và công nghệ nano, sẽ cho phép các nhà khoa học cải thiện khả năng của các hệ vi sinh liên quan và vai trò liên kết của chúng trong hệ thống thực phẩm của chúng ta. 

Những lợi ích tiềm năng rất rõ ràng –  Diễn đàn Kinh tế Thế giới ước tính rằng đổi mới hệ vi sinh vật trong nông nghiệp có khả năng tăng sản lượng lên tới 250 triệu tấn, tạo ra doanh thu lên tới 100 tỷ đô la bổ sung cho nông dân. 

VAI TRÒ HỆ VI SINH TRONG HỆ THỐNG THỰC PHẨM CỦA CHÚNG TA

Nâng cao năng suất cây trồng

- Chúng ta đang dần tìm hiểu thêm về khái niệm hệ vi sinh vật cốt lõi của cây trồng – hệ vi sinh vật cơ bản mà thực vật đã cùng tiến hóa. Khai thác sự hiểu biết tốt hơn về hệ vi sinh vật này, các nhà khoa học đang bắt đầu phát triển các sản phẩm có chức năng nâng cao, tương tự như cách mọi người dùng men vi sinh để giúp tăng cường hệ vi khuẩn đường ruột. Ví dụ, họ đang khám phá cách hệ vi sinh vật đất và thực vật đóng vai trò chính trong việc tạo ra chất dinh dưỡng, kích thích tăng trưởng và cải thiện khả năng phục hồi của thực vật đối với mầm bệnh, côn trùng và áp lực môi trường. Ở một số loài, vi khuẩn kích hoạt sự tăng trưởng bằng cách chuyển đổi nitơ lấy từ khí quyển thành các hợp chất mà sau đó thực vật sử dụng cho các quá trình sinh tổng hợp. Các vi khuẩn khác hỗ trợ khả năng phục hồi của cây trồng thông qua việc trực tiếp sản xuất hoạt chất hoặc bằng cách kích thích sức đề kháng của chính cây trồng. Như vậy, việc sử dụng hệ vi sinh vật có thể giúp cải thiện năng suất cây trồng trên quy mô lớn mà không cần đến các loại phân bón có hại.

-Tương tự như vậy, việc sửa đổi hệ vi sinh vật của một số loài côn trùng nhất định có thể giúp giảm chi phí do sự hiện diện của dịch bệnh trong sản xuất lương thực – một lần nữa, mà không cần sử dụng thuốc trừ sâu hóa học. Vi khuẩn côn trùng có mối quan hệ cộng sinh với vật chủ của chúng, tác động trực tiếp đến một số đặc điểm như màu sắc, khả năng tiêu hóa chất dinh dưỡng, khả năng miễn dịch và hành vi của chúng. Bằng cách sử dụng các đặc tính của côn trùng, vi khuẩn của chúng hoặc mùa màng mà chúng phá hoại, các nhà khoa học đã có thể phát triển một số loại thuốc trừ sâu sinh học ít gây hại cho môi trường và con người. Chúng ta đã thấy điều này với việc sử dụng vi khuẩn Wolbachia ở muỗi Aedes aegyptimoustiques, vật mang mầm bệnh như sốt xuất huyết, để kiểm soát quần thể và khả năng lây lan bệnh của chúng.

Cô lập carbon giảm phát thải khí nhà kính

Hệ vi sinh vật trong đất và dưới nước cũng đóng một vai trò quan trọng trong biến đổi khí hậu thông qua khả năng thu giữ và lưu trữ carbon. Việc tăng công suất cây trồng có thể tạo ra sự khác biệt lớn về lượng khí thải. Một nghiên cứu gần đây về thực hành nông nghiệp cho thấy rằng các loại phân bón, hệ thống cây trồng, luân canh, chất phụ gia và giống cây trồng khác nhau đều tác động đến hệ vi sinh vật ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng hấp thụ carbon của đất. Diễn đàn Kinh tế Thế giới ước tính rằng việc hiểu rõ hơn và áp dụng đổi mới hệ vi sinh vật có thể giảm phát thải khí nhà kính lên tới 30 triệu tấn C02 tương đương, hoặc khoảng 10 triệu tấn chất thải được tái chế thay vì kết thúc ở bãi rác. 

Nâng cao năng suất chăn nuôi.

Protein vi sinh vật được sản xuất từ dòng chất thải cung cấp một phương tiện để quản lý chất thải tốt hơn đồng thời đóng vai trò là nguồn protein tiềm năng cho thức ăn chăn nuôi. Ngoài ra, protein vi sinh vật có thể được tạo ra thông qua năng lượng tái tạo hoặc thu trực tiếp C02 từ không khí, do đó giảm việc sử dụng đất, nước và thuốc trừ sâu so với yêu cầu của sản xuất lương thực truyền thống. Với sự hiểu biết tốt hơn về hệ vi sinh vật trong ruột và đường hô hấp của vật nuôi, dường như cũng có thể giảm việc sử dụng thuốc kháng sinh, vốn có tác dụng phụ ở người.

XÁC ĐỊNH MỘT CHIẾN LƯỢC THỐNG NHẤT

Có một nhu cầu cấp thiết là phải thay đổi hoàn toàn cách chúng ta nuôi sống thế giới và sự đổi mới trong hệ vi sinh vật chỉ là một trong nhiều lĩnh vực thú vị mà công nghệ có thể định hình lại hệ thống sản xuất thực phẩm tốt hơn. 

Bước ngắn hạn quan trọng nhất để các nhà hoạch định chính sách là đảm bảo đổi mới hệ vi sinh vật phải nằm trong chương trình nghị sự trong nước và hợp tác quốc tế. Chỉ khi đó các nhà hoạch định chính sách mới có thể bắt đầu xác định một chiến lược phù hợp với một kế hoạch lớn hơn cho một hệ thống lương thực bền vững. Chúng ta đang bắt đầu nhìn thấy một tương lai mà việc nuôi sống thế giới không phải trả giá bằng môi trường. Nhưng chúng ta cần một chiến lược thống nhất để khám phá những lĩnh vực tiến bộ mới để biến tương lai đó thành hiện thực..

AustrapharmVN

Nguồn tham khảo: L'AVENIR DE L'ALIMENTATION : POURQUOI L'INNOVATION DANS LE MICROBIOME DOIT ÊTRE À L'ORDRE DU JOUR

https://institute.global/policy/future-food-why-microbiome-innovation-needs-be-agenda

* sinh vật nhân chuẩn (eucaryote ) = Theo nghĩa chung, thuật ngữ eukaryote đề cập đến tất cả các sinh vật đơn bào hoặc đa bào được cho là “sinh vật nhân chuẩn”. Chúng có một nhân và các cơ quan như mạng lưới nội chất, bộ máy Golgi, các lạp thể khác nhau, ty thể, v.v. được giới hạn bởi màng tế bào chất