Biến cây cà chua thành cỗ máy diệt sâu bọ

Thêm các hạt nano chứa silic vào đất trồng cây cà chua có thể là một giải pháp để chống lại sâu đục lá cà chua Nam Mỹ. Ảnh: Getty Image

Sâu đục lá cà chua Nam Mỹ đang tấn công cây cà chua trên khắp các châu lục, gây thiệt hại hàng tỷ USD mỗi năm trong suốt thập kỷ qua.

Tại châu Phi, hậu quả do loài sâu này đặc biệt nghiêm trọng đối với các nông hộ quy mô nhỏ. Theo nhà sinh học phân tử Fathiya Khamis ở Trung tâm Sinh lý học và Sinh thái học Côn trùng Quốc tế (ICIPE), Nairobi, Kenya, loài sâu này đã phát triển khả năng kháng lại nhiều loại thuốc hóa học được sử dụng phổ biến - do đó, việc tìm ra các giải pháp mới là vô cùng cấp thiết.

Các nhà nghiên cứu đã biết rằng việc bổ sung Silic (Si) vào đất có thể giúp một số loại cây trồng tăng cường cấu trúc cơ học của tế bào, nhờ đó tăng khả năng chống sâu bệnh. Trong trường hợp cây cà chua, nó sử dụng silic để kích hoạt một loạt cơ chế phòng vệ sinh hóa và di truyền phức tạp.

Khamis cùng các cộng sự ở Nam Phi và Kenya đã có một số phát hiện cụ thể về cách silic biến cây cà chua thành “cỗ máy diệt sâu đục lá”, theo bài báo khoa học được công bố trên tạp chí Proceedings of the National Academy of Sciences mới đây.

Khi nhóm nghiên cứu bổ sung các hạt nano chứa silic vào đất trồng cà chua và để cây tiếp xúc với sâu đục lá trưởng thành (tức bướm), thân cây đã tiết ra một chất nhờn sẫm màu bí ẩn tại gốc các sợi lông tuyến. Chất này dường như thu hút bướm mẹ đến đẻ trứng thường xuyên hơn trên thân cây thay vì trên lá như trước. Khi trứng nở và sâu non ăn phải chất sẫm màu này, chúng thường không sống sót.

Phân tích chất lỏng sẫm màu, các nhà nghiên cứu đã phát hiện nó có vị ngọt hấp dẫn nhưng lại chứa hỗn hợp dinh dưỡng không phù hợp để hỗ trợ sự phát triển của sâu non. Tệ hơn nữa, nó còn làm thay đổi hệ vi sinh vật đường ruột của sâu non. Phân của những con sâu ăn phải chất này giải phóng một hỗn hợp khí thu hút hai loài côn trùng thiên địch của chúng.

Nhóm nghiên cứu cho rằng nghiên cứu của họ là bước đầu tiên hướng tới việc thử nghiệm nhiều công thức silic khác nhau nhằm tối ưu hóa năng suất thu hoạch và khả năng kháng sâu bệnh - không chỉ đối với sâu đục lá cà chua mà cả với các loài côn trùng tương tự. Họ tin rằng phương pháp này có lợi cho nông dân vì về cơ bản, nó tăng cường khả năng kiểm soát sinh học đối với sâu hại.