Một nghiên cứu khoa học mới đây đã hé lộ những tác động tích cực của nano ceria (CeO2NPs) đối với sự sinh trưởng và phát triển của cây trồng trong điều kiện nuôi cấy in vitro. Đề tài "Nghiên cứu ảnh hưởng của nano ceria lên sự sinh trưởng, phát triển, sinh lý, sinh hoá của cây cúc và dâu tây nuôi cấy in vitro" do Tiến sĩ Đỗ Mạnh Cường chủ trì, được triển khai tại Viện Khoa học sự sống từ tháng 1/2024 đến tháng 6/2026.
Kết quả bước đầu đầy hứa hẹn
Với kinh phí 500 triệu đồng từ Chương trình hỗ trợ cán bộ trẻ của Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam, nghiên cứu này hướng tới mục tiêu cung cấp các bằng chứng khoa học về vai trò của nano ceria đối với quá trình sinh trưởng, phát triển và hoạt động sinh lý – sinh hóa của cây trồng. Kết quả ban đầu cho thấy nano ceria có khả năng tác động tích cực đến nhiều chỉ tiêu quan trọng như hấp thu dinh dưỡng, tăng trưởng và hoạt động enzyme chống oxy hóa.
Tác động rõ rệt trên cây dâu tây
Ở cây dâu tây, việc bổ sung 1,0 mg/L nano silica (SiO2NPs) giúp tăng khả năng hấp thụ khoáng chất. Trong khi đó, nồng độ từ 1,0 – 1,5 mg/L nano ceria lại tạo điều kiện tối ưu cho hoạt động của hệ enzyme chống oxy hóa và hormone nội sinh. Nhờ vậy, cây con phát triển khỏe hơn, với hình thái và các chỉ số sinh lý được cải thiện rõ rệt.
Đặc biệt, sự kết hợp giữa SiO2NPs và CeO2NPs – được tối ưu bằng phương pháp bề mặt đáp ứng (RSM) – đã cho hiệu quả vượt trội. Không chỉ thúc đẩy sinh trưởng, phương pháp này còn khắc phục nhược điểm thân yếu thường gặp ở cây dâu tây nuôi cấy mô, mở ra hướng đi mới trong công nghệ tế bào thực vật.
Nâng cao khả năng chống chịu ở cây cúc
Không chỉ thúc đẩy sinh trưởng, nano ceria còn đóng vai trò quan trọng trong việc nâng cao khả năng chống chịu của cây trồng trước các điều kiện bất lợi. Ở cây hoa cúc, khi bổ sung CeO2NPs trong môi trường có stress mặn, hoạt động của các enzyme chống oxy hóa như SOD, CAT, APX được tăng cường đáng kể.
Nghiên cứu xác định ngưỡng chịu mặn tối đa của cây cúc là 30 mM NaCl, tương ứng với nồng độ nano ceria tối ưu là 12,8 mM. Trong điều kiện này, cây con nuôi cấy in vitro thích nghi tốt hơn, với các đặc điểm hình thái và sinh lý được cải thiện. Điều này mở ra triển vọng nâng cao năng suất cây trồng trong bối cảnh đất bị nhiễm mặn ngày càng gia tăng, đặc biệt ở các vùng ven biển.
Tiềm năng ứng dụng rộng rãi
Theo nhóm nghiên cứu, các kết quả đạt được không chỉ có giá trị về mặt khoa học mà còn có tiềm năng ứng dụng cao trong vi nhân giống thực vật. Đây là lĩnh vực đóng vai trò quan trọng trong sản xuất giống sạch bệnh, đồng đều và chất lượng cao, góp phần thúc đẩy nông nghiệp bền vững.
Từ các kết quả đạt được, nhóm nghiên cứu kiến nghị tiếp tục làm rõ cơ chế tác động của các hạt nano đất hiếm khác nhằm tối ưu hóa hiệu quả ứng dụng trong công nghệ tế bào thực vật. Bên cạnh đó, việc mở rộng nghiên cứu sang các hướng như bảo vệ cây trồng khỏi bệnh hại, tăng khả năng chống chịu với môi trường khắc nghiệt cũng được xem là cần thiết.
Đặc biệt, đánh giá tính an toàn và tác động lâu dài của vật liệu nano đối với môi trường và sức khỏe con người là yêu cầu quan trọng, nhằm đảm bảo phát triển công nghệ theo hướng bền vững. Bài toán ứng dụng nano trong nông nghiệp vẫn còn nhiều dư địa, nhưng những kết quả bước đầu từ đề tài này cho thấy tiềm năng rõ rệt của công nghệ nano trong việc nâng cao chất lượng và khả năng thích ứng của cây trồng trong tương lai.
Nghiên cứu này không chỉ góp phần vào kho tàng tri thức khoa học mà còn hứa hẹn mang lại những ứng dụng thiết thực, hỗ trợ ngành nông nghiệp Việt Nam trong bối cảnh biến đổi khí hậu và nhu cầu an ninh lương thực ngày càng cao.
