Với sự phát triển nhanh chóng của công nghệ nông nghiệp, công nghệ biến đổi gen đang dần thay đổi quan điểm của chúng ta về canh tác cây trồng. Đặc biệt, cà chua, một loại trái cây phổ biến, đang trở thành điểm nóng để các nhà khoa học tiến hành biến đổi gen. Từ năm 1994, giống cà chua biến đổi gen đầu tiên, Flavr Savr, đã bắt đầu cuộc phiêu lưu thương mại của mình. Mặc dù cuối cùng đã bị rút khỏi thị trường do thất bại về mặt thương mại, nhưng các nghiên cứu khoa học từ khắp nơi trên thế giới vẫn tiếp tục thúc đẩy công nghệ này với mục đích tạo ra giống cà chua kháng bệnh hơn đối với sâu bệnh và cây trồng.
Cà chua được sử dụng làm sinh vật mô hình để nghiên cứu quá trình chín của quả. Các nhà khoa học hy vọng có thể điều chỉnh gen của quả này để làm chậm quá trình chín và do đó tăng thời hạn sử dụng của quả.
Ví dụ, giống cà chua Flavr Savr ra mắt năm 1994 có khả năng làm giảm độ mềm của quả bằng cách đưa vào gen polygalacturonase biểu hiện ngược. Công nghệ này không được thương mại hóa thành công nhưng nó đã trở thành điểm khởi đầu cho nghiên cứu. Các nghiên cứu sau đó đã phát hiện ra rằng nhiều gen khác cũng đã được đưa thành công vào cà chua nhằm tăng khả năng chống chịu với đóng băng, hạn hán và muối.
Ngoài ra, các nhà khoa học ở Sri Lanka đã sử dụng gen chống đóng băng để cải thiện khả năng chịu nhiệt độ thấp của cà chua, nhưng cuối cùng đã không thể thương mại hóa. Những trường hợp thất bại này lại gây ra một cuộc thảo luận rộng rãi hơn: Liệu cà chua biến đổi gen có thực sự sống sót trong môi trường khắc nghiệt không?
Việc đưa gen độc tố từ Aspergillus vào cây trồng có thể cải thiện đáng kể khả năng chống chịu của cà chua đối với nhiều loại sâu bệnh.
Các nhà khoa học đã đưa gen độc tố bưởi từ vi khuẩn đất vào cà chua, giúp những quả cà chua biến đổi gen này có khả năng kháng hiệu quả nhiều loại bệnh như sâu hại lá thuốc lá và bệnh héo cà chua. Điều này không chỉ làm tăng năng suất cây trồng mà còn giảm việc sử dụng thuốc trừ sâu, từ đó giảm thêm dấu chân sinh thái của ngành nông nghiệp.
Người ta ước tính rằng những quả cà chua biến đổi gen này có thể mang lại lợi ích kinh tế đáng kể cho nông dân đồng thời cung cấp giải pháp bền vững cho nhu cầu ngày càng tăng trên toàn cầu. Tuy nhiên, vẫn còn nhiều tranh cãi về việc chấp nhận thực phẩm biến đổi gen. Liệu sự nghi ngờ của xã hội về những công nghệ này có ảnh hưởng đến việc nghiên cứu sâu hơn trong lĩnh vực này không?
Nhiều nhà khoa học đã nỗ lực cải thiện hàm lượng dinh dưỡng trong cà chua, chẳng hạn như tăng hàm lượng tiền chất vitamin A và chất chống oxy hóa.
Trong gần một thập kỷ, các nhà nghiên cứu đã cố gắng cải thiện giá trị dinh dưỡng của cà chua thông qua biến đổi gen. Ví dụ, một nghiên cứu đã thành công trong việc tăng sản lượng sắc tố thực vật màu xanh ở cà chua, khiến chúng trở thành "cà chua xanh" giàu carotenoid. Những thay đổi như vậy đã thu hút sự chú ý của người tiêu dùng và khơi dậy sự tò mò và chú ý của xã hội đối với thực phẩm cải tiến.
Tuy nhiên, ngoài việc giải quyết các vấn đề dinh dưỡng, các nhà khoa học còn đang tìm hiểu cách cải thiện hương vị của cà chua. Các thí nghiệm đã phát hiện ra rằng bằng cách đưa gen sả vào, hương vị của cà chua có thể được cải thiện đáng kể, khiến người tiêu dùng sẵn sàng lựa chọn những sản phẩm biến đổi gen này hơn. Điều này có nghĩa là cà chua sẽ trở thành loại quả được ưa chuộng mới trong nhiều chế độ ăn uống lành mạnh trong tương lai không?
Nghiên cứu cơ bản sử dụng cà chua làm sinh vật mô hình cung cấp góc nhìn mới về sinh học thực vật.
Cà chua không chỉ đóng vai trò quan trọng trong sản xuất nông nghiệp mà còn là vật liệu chủ chốt cho nhiều nghiên cứu sinh học. Các nhà nghiên cứu đang sử dụng các kỹ thuật biến đổi gen để hiểu rõ hơn về quá trình phát triển của thực vật và thậm chí khám phá khả năng đưa vắc-xin vào chính thực vật, mang lại hy vọng mới cho tương lai của sức khỏe cộng đồng.
Thông qua cà chua, các nhà khoa học có cơ hội khám phá và chứng minh một số chức năng của gen. Những nghiên cứu này không chỉ giúp thúc đẩy sự tiến bộ của khoa học cây trồng mà còn cung cấp những ý tưởng mới cho công nghệ canh tác trong tương lai. Trong quá trình phát triển này, chúng ta nên kỳ vọng vào sự cải thiện di truyền hay nên cảnh giác với tính chọn lọc?