Cây ngô, cây mía "khỏe nắng" hơn cây lúa một phần là nhờ cách lá quang hợp. Ngày 5/11/2026, tạp chí Nature Plants đăng nghiên cứu lần đầu đo được cả bốn bước của kiểu quang hợp "C4" (kiểu cây ngô) đang chạy trong cây lúa. Đây là kết quả trong phòng thí nghiệm, còn rất xa mới thành giống, nhưng là một mốc đáng chú ý.
Quang hợp C3 và C4 khác nhau thế nào?
Lúa, lúa mì, đậu và phần lớn cây trồng quang hợp theo kiểu C3. Men Rubisco trong lá "bắt" khí CO2 để làm đường, nhưng hay bắt nhầm khí oxy. Theo nhóm tác giả, việc dọn dẹp sau mỗi lần bắt nhầm có thể ngốn tới một nửa năng lượng lá thu được từ ánh sáng.
Ngô, mía, kê, cao lương dùng kiểu C4, có thêm một "máy bơm" sinh hóa: tế bào thịt lá bắt CO2 vào một hợp chất bốn carbon, chuyển sang lớp tế bào bao quanh gân lá rồi nhả CO2 ra, dồn đậm đặc quanh Rubisco nên men ít bắt nhầm oxy. Nhờ vậy cây C4 quang hợp mạnh hơn, dùng nước và đạm hiệu quả hơn. Theo Viện Sinh lý học Phân tử Thực vật Max Planck (Đức), lợi thế này rõ nhất khi trời nóng, cây phải khép khí khổng giữ nước.
Theo tính toán, nếu "lắp" được bộ máy C4 vào lúa, năng suất có thể tăng tới khoảng 50%. Đó là mục tiêu của Dự án Lúa C4 quốc tế do Đại học Oxford (Anh) dẫn dắt, Quỹ Bill & Melinda Gates tài trợ.
Nghiên cứu mới làm được gì?
Nhóm tác giả từ Viện Max Planck, Đại học Quốc gia Úc (ANU) và Đại học Oxford đưa gen năm loại men C4 của cây ngô vào giống lúa Kitaake. Trước đây, các dòng lúa như vậy mới chạy được bước đầu tiên; các bước sau chưa thấy dấu hiệu.
Lần này, nhóm đã:
Tạo dòng lúa mới có men "nhả CO2" (NADP-ME) mạnh hơn hẳn dòng cũ, đạt khoảng 12–38% hoạt tính so với cây C4 như cao lương, cỏ đuôi chồn.
Cho lá "hít" khí CO2 có đánh dấu (carbon-13) trong khoảng một phút rồi theo dõi carbon đi đâu, với cách đo mới đủ nhạy để thấy những dòng chảy rất nhỏ.
Kết quả: cả bốn bước chính của chu trình C4 đều đang chạy trong lá lúa: bắt CO2 vào hợp chất bốn carbon (nhanh hơn lúa thường 4–10 lần), nhả CO2 ra, men Rubisco bắt lại lượng CO2 đó, và tái tạo chất mang để quay vòng tiếp.
Các cây lúa chuyển gen sinh trưởng bình thường trong buồng trồng có điều khiển.
Nhưng còn rất xa mới thành giống lúa
Chính nhóm tác giả nói rõ mức chạy hiện nay còn rất thấp. Ở ba bước được tính, dòng chảy chỉ bằng khoảng 1–10% mức cần có ở cây C4 thật. Nghĩa là "máy bơm" đã quay nhưng còn yếu, chưa đủ để dồn CO2. Bài báo cũng không báo cáo năng suất hạt.
Để đi tiếp, các nhà khoa học cho biết cần:
Tăng mạnh hai men PEPC và PPDK, hiện mới đạt khoảng 5% và 15% so với cây ngô.
Đổi cả "kiến trúc" lá: giữa hai gân lá, lúa có 6–9 tế bào thịt lá, ngô chỉ có 2. Lá lúa cần nhiều gân hơn, xếp sát nhau hơn thì máy bơm C4 mới chạy hiệu quả.
Năm 2020, nhóm ANU từng gọi bước tiến trước đó là "những bước chập chững đầu tiên" của lúa C4; kết quả lần này là một bước nữa trên con đường dài.
Bà con mình nên hiểu thế nào?
Đây là nghiên cứu cơ bản trong phòng thí nghiệm, trên cây lúa chuyển gen. Chưa có giống lúa C4 nào để gieo, cũng chưa biết bao giờ mới có.
Trước mắt, năng suất lúa vẫn trông vào giống tốt, bón phân cân đối, quản lý nước và phòng trừ sâu bệnh đúng lúc.
Lưu ý
Con số "tăng khoảng 50% năng suất" là dự tính lý thuyết nếu lúa có được bộ máy C4 hoàn chỉnh, không phải kết quả đo được trong nghiên cứu này. Bà con nên cảnh giác nếu thấy ai quảng cáo "giống lúa C4" ngoài thị trường.
Tóm lại
Nghiên cứu trên Nature Plants ngày 5/11/2026 lần đầu cho thấy cả bốn bước chính của quang hợp kiểu ngô đã chạy trong lúa chuyển gen, dù mới bằng vài phần trăm so với cây C4 thật. Đường tới giống lúa C4 còn dài.
Bà con cần tư vấn thêm về dinh dưỡng và phân bón cho cây lúa, cứ gọi số tư vấn trên website hoặc nhắn Zalo cho Chelate Asia nhé.
Tài liệu tham khảo: Baccolini C. và cộng sự, "C4 photosynthetic pathway fluxes in transgenic rice plants", Nature Plants, công bố 5/11/2026 (truy cập mở, CC BY 4.0); Viện Max Planck (MPI-MP), giới thiệu Dự án Lúa C4 (C4 Rice Project); ARC Centre of Excellence for Translational Photosynthesis (ANU), thông cáo "C4 rice's first wobbly steps towards reality", 12/11/2020.
Ảnh minh họa: Syariful Msth, Wikimedia Commons (CC BY-SA 4.0).