Ngày 15/04/2026, tại Trường Đại học Khoa học tự nhiên, ĐHQG-HCM, nghiên cứu sinh Dương Quốc Cường (khóa K30) đã bảo vệ thành công luận án tiến sĩ ngành Công nghệ Sinh học với đề tài: “So sánh đáp ứng sinh hóa, sinh học phân tử với stress mặn của cây mầm ở ba giống lúa (Oryza sativa L.) có độ chịu mặn khác nhau”; dưới sự hướng dẫn của PGS.TS. Trịnh Ngọc Nam và TS. Bùi Lan Anh.
Trong bối cảnh xâm nhập mặn ngày càng gia tăng, ảnh hưởng trực tiếp đến sản xuất nông nghiệp, việc nghiên cứu cơ chế chịu mặn của cây lúa có ý nghĩa khoa học và thực tiễn rõ rệt. Luận án tập trung khảo sát tác động của stress NaCl lên cây lúa mầm 6 ngày tuổi thông qua các phân tích hình thái, sinh lý, sinh hóa và sinh học phân tử.
Ba giống lúa đại diện cho các mức độ chịu mặn khác nhau gồm Đài Thơm 8 (nhạy cảm mặn), OC 10 (chịu mặn trung bình) và OM 9577 (chịu mặn) được lựa chọn làm đối tượng nghiên cứu. Các phương pháp hiện đại như HPLC, GC-MS, RT-PCR, real-time PCR và phân tích proteomics (2-DE kết hợp LC-MS/MS) được sử dụng nhằm đánh giá toàn diện các biến đổi trong rễ cây lúa mầm khi tiếp xúc với stress NaCl.
Kết quả cho thấy stress mặn ảnh hưởng rõ rệt đến sinh trưởng của cây lúa mầm 6 ngày tuổi, làm giảm chiều dài rễ và chồi, số lượng rễ cũng như sinh khối tươi và khô. Tuy nhiên, mức độ ảnh hưởng khác nhau giữa các giống, trong đó OM 9577 và OC 10 duy trì khả năng sinh trưởng tốt hơn so với giống nhạy cảm mặn Đài Thơm 8.
Luận án đã xác định được 44 hợp chất chuyển hóa trong rễ cây lúa khi xử lý stress NaCl trong 72 giờ, bao gồm 8 loại đường, 6 hợp chất phenolic, 12 acid hữu cơ và 20 acid amin. Kết quả cho thấy hai giống OM 9577 và OC 10 có xu hướng tích lũy các hợp chất phenolic (như acid gallic, acid caffeic, acid ferulic), đường (ribose, glucose, arabinose, xylose, galactose) và acid amin (proline, glutamine, acid glutamic, acid aspartic…) ở mức cao hơn so với Đài Thơm 8, góp phần duy trì cân bằng thẩm thấu và bảo vệ tế bào.
Ở cấp độ ion, rễ cây của hai giống chịu mặn duy trì hàm lượng Na⁺ thấp hơn và K⁺, Ca²⁺ cao hơn, cho thấy khả năng điều hòa cân bằng ion hiệu quả hơn trong điều kiện stress. Đồng thời, hoạt tính của các enzyme chống oxy hóa như SOD, POD và CAT ở OM 9577 và OC 10 cao hơn, góp phần giảm tích lũy các dạng oxy phản ứng như H₂O₂ và O₂⁻ trong tế bào.
Về sinh học phân tử, nghiên cứu xác định được 16 gene liên quan đến đáp ứng stress mặn. Trong đó, một số gene như OsSOS1, OsHKT1;5, OsCDPK, OsCML31 và OsWRKY62 có mức biểu hiện cao ở giống OM 9577, trong khi OsNHX1 biểu hiện mạnh ở OC 10. Các gene này liên quan đến vận chuyển ion và điều hòa tín hiệu stress, góp phần nâng cao khả năng thích nghi của cây.
Phân tích proteomics cho thấy sự xuất hiện các protein đặc trưng ở các giống chịu mặn, bao gồm các protein liên quan đến điều hòa phiên mã, phản ứng stress oxy hóa và trao đổi chất, như MYB18, peroxidase, thioredoxin và cyclin-T1-3. Những khác biệt này góp phần làm rõ cơ chế đáp ứng stress mặn ở cấp độ protein.
Từ các kết quả thu được, luận án đề xuất một số chỉ thị sinh hóa (proline, acid hữu cơ, đường, acid amin) và chỉ thị phân tử (OsCDPK, OsCML31, OsHKT1;5, OsNHX1, OsSOS1) có tiềm năng ứng dụng trong chọn lọc giống lúa chịu mặn. Đây là cơ sở khoa học quan trọng phục vụ công tác lai tạo giống và cải thiện khả năng thích nghi của cây lúa trong điều kiện đất nhiễm mặn.
Bên cạnh đó, nghiên cứu cũng đặt ra yêu cầu tiếp tục khảo sát ở các giai đoạn sinh trưởng khác như đẻ nhánh, trổ bông và chín, cũng như mở rộng phân tích sang các cơ quan khác của cây. Việc kiểm chứng các chỉ thị trong điều kiện sản xuất thực tế sẽ là bước tiếp theo nhằm nâng cao tính ứng dụng của kết quả nghiên cứu.
Hội đồng đánh giá nhận định luận án có cách tiếp cận hệ thống, phương pháp nghiên cứu phù hợp, kết quả có giá trị khoa học và tiềm năng ứng dụng; đồng thời đáp ứng yêu cầu của một luận án tiến sĩ ngành Công nghệ Sinh học.
