CẢI TIẾN GIỐNG KHOAI

Thứ Năm, 16 tháng 10, 2025

Tính trạng kháng bệnh mốc sương ngoài đồng của khoai tây mang gen của loài Solanum americanum với thuật ngữ Rpi-amr3 và Rpi-amr1

 Tính trạng kháng bệnh mốc sương ngoài đồng của khoai tây mang gen của loài Solanum americanum với thuật ngữ Rpi-amr3 và Rpi-amr1

Nguồn: Svante Resjö Iqra, Nam P Kieu, Muhammad Awais Zahid, Marit LenmanBjörn Andersson

 & Erik Andreasson. 2025. Late blight field resistance in potatoes carrying Solanum americanum resistance genes (Rpi-amr3 and Rpi-amr1). GM Crops & Food; Pages 263-271; Published online: 23 Mar 2025

Khoai tây trồng (Solanum tuberosum L.) là loài cây trồng quan trọng trên thế giới, nhưng sản lượng bị ảnh hưởng cực trọng bởi bệnh mốc sương (late blight), do pathogen là  nấm Phytophthora infestans. Thiệt hại kinh tế của bệnh này rất lớn, những chiến lược quản lý bệnh hiện nay vẫn dựa chủ yếu vào thuốc trừ nấm, mà điều này đối diện với tăng cường hạn chế do luật lệ và môi trường. Để giải quyết thách thức này, giống khoai tây có gen kháng truyền từ loài khoai tây hoang dại là giải pháp đầy hứa hẹn. Người ta tiến hành đánh giá tính kháng ngoài đồng đối với bệnh mốc sương dòng khoai tây Maris Piper mang gen kháng từ loài hoang dại Solanum americanum, đó là gen Rpi-amr3 và Rpi-amr1 được theo dõi liên tục trong 3 năm (2018–2020) tại Thụy Điển.

Người ta bố trí các nghiệm thực trên đồng ruộng, dưới áp lực lây nhiễm bệnh tự nhiên để đánh giá tính kháng. Kết quả cho thấy các dòng transgenic kháng bệnh mốc sương được so sánh với đối chứng nhiễm. Tuy nhiên, triệu trứng nhiễm bệnh nhẹ được người ta quan sát trong các dòng con lai transgenic. Như vậy kết quả đã phác họa phần nào hiệu quả của tính kháng bệnh mốc sương từ S. americanum cung cấp nguồn gen kháng bệnh mạnh mẽ, nhấn mạnh tiềm năng của kết quả chồng gen kháng để duy trì tính hiệu quả ấy. Kết quả nghiên cứu hỗ trợ cho sự phát triển giống khoai tây kháng bệnh như một giải pháp thay thế bễn vững của thuộc diệt nấm, tăng cường an toàn thực phẩm và nông nghiệp thân thiện với môi trường.

Xem https://www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/21645698.2025.2479913?src=exp-la

Gen mã hóa sinh tổng hợp men acetolactate synthase của nấm Phytophthora infestans và tính kháng bệnh mốc sương khoai tây ngoài đồng

Gen  mã hóa sinh tổng hợp men acetolactate synthase của nấm Phytophthora infestans và tính kháng bệnh mốc sương khoai tây ngoài đồng

Nguồn: Nora TemmeTobias HaehreClarissa BoyherLydia HoppeColin DavenportZach StumoKai PrenzlerAnja MaeserMaike PflugmacherKerstin KochDietmar J Stahl. 2025. Host-induced gene silencing of the amino acid biosynthesis gene acetolactate synthase of Phytophthora infestans caused strong enhanced late blight resistance of potato in the field. Plant Biotechnol J.; 2025 May 9.  doi: 10.1111/pbi.70133.

Bệnh mốc sương khoai tây do nấm Phytophthora infestans là bệnh nghiêm trọng nhất trong sản xuất khoai tây. Tác giả trình bày hiệu quả của công nghệ di truyền HIGS (sự im lặng của gen do cây chủ gây ra) chống lại gen sinh tổng hợp amino acid của nấm gây bệnh để làm tăng tính kháng nấm oomycete xâm nhiễm vào cây trồng trên ruộng. Một “RNAi hairpin” được thiết kế chống lại gen ALS (acetolactate synthase) của nấm Phytophthora infestans được chuyển nạp vào khoai tây. Dòng khoai tây HIGS-ALS biểu hiện gen đích vô cùng hiệu quả làm câm gen của nấm thông qua xét nghiệm reporter gene có tên luciferase. Phân tử  siRNAs chuyển hóa từ cây chủ nhắm đích đến là gen ALS của oomycete được người ta tìm thấy nhờ giải trình tự small RNA. Biểu hiện gen ALS của nấm P. infestans giảm đi trong giai đoạn xâm niễm đầu tiên của dòng khoai tây HIGS-ALS, nhờ kết quả qRT-PCR.  Dòng khoai tây HIGS-ALS cho thấy có tính trạng kháng bệnh mốc sương tăng lên qua xét nghiệm lá. Sự im lặng gen ALS còn mang đến tính kháng bệnh mốc sương mạnh mẽ đối với dòng khoai tây HIGS trong nghiệm thức ở gần đồng ruộng châu Âu và nghiệm thức đồng ruộng ở Mỹ kháng lại mẫu phân lập nấm P. infestans của châu Âu và Mỹ, theo thứ tự. Kết quả cho thấy giá trị của công nghệ di truyền HIGS  nhằm phát triển tính kháng mới về số lượng của khoai tây chống lại nấm Phytophthora infestans.

Xem https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/40344624/

Thứ Hai, 13 tháng 10, 2025

Bí mật bộ gen khoai tây châu Âu: Nhỏ nhưng khác biệt lớn

 Bí mật bộ gen khoai tây châu Âu: Nhỏ nhưng khác biệt lớn

Bùi Anh Xuân theo Viện Max Planck.

Các nhà nghiên cứu từ LMU và Viện Nghiên cứu Nhân giống Cây trồng Max Planck đã tái tạo bộ gen của mười giống khoai tây lịch sử và phát hiện rằng chúng đã bao phủ 85% tổng độ biến đổi của các giống khoai tây hiện đại ở châu Âu.

Khoai tây là nguồn thực phẩm quan trọng của hơn 1,3 tỷ người trên toàn thế giới. Mặc dù có vai trò lớn đối với an ninh lương thực toàn cầu, nhưng những tiến bộ trong nhân giống khoai tây vẫn còn tương đối hạn chế. Đáng chú ý, nhiều giống khoai tây phổ biến hiện nay đã được lai tạo từ hàng chục năm trước.

Nguyên nhân chính của sự chậm tiến này là do bộ gen phức tạp của khoai tây. Không giống như các loài thực vật thông thường có hai bộ gen, mỗi tế bào khoai tây chứa bốn bản sao của bộ gen, gây khó khăn cho các phương pháp lai tạo truyền thống.

Tuy nhiên, một bước đột phá quan trọng đã được thực hiện bởi nhóm nghiên cứu do giáo sư Korbinian Schneeberger dẫn đầu tại Đại học Ludwig-Maximilians München (LMU) và Viện Nghiên cứu Nhân giống Cây trồng Max Planck. Theo công bố trên tạp chí Nature, nhóm nghiên cứu đã tái tạo thành công bộ gen của mười giống khoai tây lịch sử. Quan trọng hơn, họ đã sử dụng dữ liệu này để phát triển một phương pháp mới, giúp tái tạo bộ gen khoai tây nhanh hơn và hiệu quả hơn. Thành tựu này mở ra triển vọng lớn trong việc cải thiện giống khoai tây và nâng cao năng suất trồng trọt.

Trong một nghiên cứu hợp tác với Đại học Wageningen, Viện Di truyền Thực vật và Nghiên cứu Cây trồng Leibniz (IPK) và Đại học Jiaotong Tây An (Trung Quốc), nhóm nghiên cứu đã chọn các giống khoai tây lịch sử, một số đã được trồng từ thế kỷ 18.

Giáo sư Schneeberger chia sẻ: "Những giống khoai tây này có nguồn gốc từ thời kỳ đầu của các chương trình nhân giống châu Âu. Chúng tôi muốn đánh giá mức độ đa dạng di truyền của chúng để hiểu rõ hơn về tiềm năng di truyền của khoai tây hiện đại".

Kết quả nghiên cứu cho thấy sự đa dạng di truyền của khoai tây khá hạn chế. Chỉ với mười giống khoai tây lịch sử, các nhà khoa học đã bao phủ khoảng 85% tổng sự biến đổi di truyền của tất cả các giống khoai tây hiện đại ở châu Âu. Điều này cho thấy các giống khoai tây ngày nay phần lớn kế thừa nguồn gen từ một nhóm hạn chế các giống tổ tiên.

Phát hiện này mở ra hướng đi mới trong cải thiện nhân giống khoai tây, giúp các nhà nghiên cứu tìm kiếm phương pháp gia tăng sự đa dạng di truyền, nâng cao năng suất và khả năng thích nghi của cây trồng.

Hiệu ứng thắt cổ chai sau khi khoai tây được du nhập từ Nam Mỹ

Các nhà nghiên cứu chỉ ra rằng hiệu ứng thắt cổ chai đóng vai trò quan trọng trong sự hạn chế đa dạng di truyền của khoai tây. Khoai tây bắt đầu được du nhập từ Nam Mỹ vào thế kỷ 16, nhưng số lượng giống ban đầu rất ít và phần lớn không thể thích nghi với môi trường châu Âu.

Quá trình này đã thu hẹp nguồn gen và tình trạng càng trầm trọng hơn do ảnh hưởng của dịch bệnh. Một minh chứng điển hình là đại dịch bệnh mốc sương vào những năm 1840, khiến mùa màng thất bát và dẫn đến nạn đói thảm khốc, đặc biệt ở Ireland, nhưng cũng ảnh hưởng nghiêm trọng đến nhiều khu vực khác ở châu Âu.

Một phát hiện đáng ngạc nhiên từ nghiên cứu cho thấy sự khác biệt giữa các bản sao nhiễm sắc thể của khoai tây có thể rất lớn.

Giáo sư Schneeberger giải thích: "Do nguồn gen khoai tây khá hạn chế, số lượng nhiễm sắc thể khác nhau không nhiều. Tuy nhiên, khi có sự khác biệt, mức độ phân hóa của chúng vượt xa bất kỳ loài thực vật thuần hóa nào trước đây".

Điều thú vị là sự khác biệt này lớn gấp khoảng 20 lần so với ở con người. Theo các nhà khoa học, những khác biệt này xuất hiện từ trước khi khoai tây được đưa vào châu Âu. Người bản địa Nam Mỹ bắt đầu thuần hóa khoai tây khoảng 10.000 năm trước và quá trình này có thể đã dẫn đến sự lai tạo với các loài hoang dã, góp phần làm phong phú thêm hệ gen.

Nhóm nghiên cứu đã phát triển một phương pháp đột phá để phân tích bộ gen của 2.000 giống khoai tây được đăng ký tại Liên minh Châu Âu.

Thay vì mất nhiều thời gian và công sức để tạo dữ liệu nhằm tái tạo bộ gen, phương pháp này so sánh dữ liệu thu thập nhanh chóng với các bộ gen đã biết để xác định các nhiễm sắc thể có mặt trong từng giống khoai tây.

Các nhà khoa học đã chứng minh hiệu quả của phương pháp này với giống Russet Burbank, một giống khoai tây ra đời từ năm 1908 và vẫn là tiêu chuẩn cho khoai tây chiên hiện nay.

Giáo sư Schneeberger nhấn mạnh"Kiến thức về trình tự bộ gen là nền tảng cho nhiều phương pháp nhân giống cây trồng, từ lai tạo truyền thống đến kỹ thuật chỉnh sửa gen hiện đại. Trong tương lai, chúng ta sẽ không còn phải làm việc thiếu thông tin này nữa".

Phát hiện này mở ra triển vọng mới cho ngành nhân giống khoai tây, giúp cải thiện năng suất, chất lượng và khả năng thích nghi với môi trường một cách hiệu quả hơn.

Nghiên cứu mới tiết lộ tổ tiên bất ngờ của khoai lang

 Nghiên cứu mới tiết lộ tổ tiên bất ngờ của khoai lang

Anh Hiền - Tiasang, theo Boyce Thompson Institute

Khoai lang nuôi sống hàng triệu người trên thế giới, đặc biệt ở vùng Cận Sahara châu Phi, nơi sức chống chịu tự nhiên của khoai lang trước những cực đoan khí hậu khiến cho nó trở thành quan trọng với an ninh lương thực. Nhưng loài cây ăn củ đầy khiêm tốn này đã giữ kín những bí mật di truyền của tổ tiên qua hàng thập kỷ.

Hiện tại, các nhà khoa học cuối cùng đã giải mã được bộ gene đầy phức tạp của nó, qua đó tiết lộ câu chuyện nguồn gốc đầy phức tạp của nó và cung cấp những công cụ hữu hiệu có thể giúp cải thiện sản lượng của loài cây lương thực này.

DNA của khoai lang phức tạp đến lạ thường. Nếu con người có hai bộ nhiễm sắc thể, mỗi bộ từ cha hoặc mẹ, khoai lang có tới sáu. Điều kiện này, hay còn gọi là hexaploidy (thuật ngữ chỉ một sinh vật có sáu bộ nhiễm sắc thể) đã khiến cho mã di truyền của chúng giống như  được tái cấu trúc sáu bộ sách bách khoa toàn thư hoàn toàn khác biệt nhưng lại tương tự nhau, và được xáo trộn với nhau.

Một nhóm nghiên cứu do giáo sư Zhangjun Fei tại Viện nghiên cứu Boyce Thompson đạt dược một đột phá đáng kể, như đã được miêu tả trong bài báo xuất bản trên tạp chí Nature Plants. Sử dụng máy giải trình tự DNA tiên tiến, cùng với sự hỗ trợ của các kỹ thuật tiên tiến khác, họ đã tạo ra bộ di truyền hoàn chỉnh đầu tiên tạo nên ‘Tanzania’ – một giống khoai lang ở châu Phi có khả năng kháng bệnh và điều kiện khô hạn.

Thách thức chính của công trình này là gỡ gối 90 nhiễm sắc thể của loài cây này và tổ chức chúng thành sáu bộ nhiễm sắc thể đầu tiên, được gọi là đa bội. Nhóm nghiên cứu đã đạt được chia tách  một cách đầy đủ, hay còn gọi là pha, câu đố di truyền phức tạp đó, điều chưa từng làm được trước đây.

“Khi làm được điều này, chúng tôi lần đầu tiên có được bộ gene ở cấp độ rõ ràng chưa từng có trước đây”, Fei giải thích. “Nó cho phép chúng tôi đọc được câu chuyện di truyền của khoai lang với chi tiết đáng kinh ngạc”.

Nghiên cứu này cho thấy sự phức tạp ngoạn mục. Hệ gene khoai lang mà một tập hợp khảm từ vô vàn tổ tiên hoang dại, một số cho đến nay còn chưa được nhận diện. Khoảng một phần ba thuộc loài Ipomoea aequatoriensis, một loài hoang dại được tìm thấy ở Ecuador vốn xuất hiện như một hậu duệ trực tiếp của một tổ tiên khoai lang. Một phần đáng kể khác trong bộ gene từ một loài ở Trung Mỹ tên là Ipomoea batatas 4x, trên thực tế có thể vẫn còn chưa được khám phá trong thế giới tự nhiên.

“Không giống những gì chúng ta thấy ở lúa mì, nơi những đóng góp của tổ tiên có thể được tìm thấy trong những phân đoạn bộ gene riêng rẽ”, Shan Wu, tác giả thứ nhất của bài báo, nói, “ở khoai lang, những trình tự di truyền của tổ tiên được xoắn vặn trên cùng nhiễm sắc thể, tạo nên một cấu trúc bộ gene độc đáo”.

Di sản di truyền xoắn xuýt này có nghĩa, khoai lang có thể được phân loại có mục đích như một “đa bội dị hợp phân mảnh” – về cơ bản là một loại lai xuất hiện từ những loài khác nhau nhưng hành xử về mặt di truyền như thể đến từ một loài duy nhất vậy. Sự hòa trộn bộ hene và tái tổ hợp khiến cho khoai lang có khả năng thích ứng và kháng bệnh đáng ngạc nhiên, những đặc điểm quan trọng cho sự tồn tại của nông dân khắp thế giới.

“Sáu bộ nhiễm sắc thể của khoai lang cũng đóng góp vào sự tăng cường sức chống chịu của nó”, Fei cho biết thêm. “Với nhiều biến dị di truyền quan trọng, loài cây này có thể lưu giữ nhiều bản sao “sơ cua” để giúp sự sống sót của nó trước hạn hán, kháng sâu bệnh và thích những với những môi trường khác nhau  – một đặc điểm như một tấm đệm đa bội”.

Tuy nhiên, để có được hiểu biết đầy đủ về tiềm năng di truyền của khoai lang sẽ đòi hỏi sự giải mã vô số biến dị từ những vùng khác nhau, mỗi vùng có thể đem đến nhiều đặc điểm di truyền mà có thể đã bị mất mát đi ở những vùng khác.

Nghiên cứu này do Fei và nhóm nghiên cứu của ông thực hiện đã cho thấy nó còn hơn cả một cột mốc học thuật. Được trang bị hiểu biết rõ ràng hơn về tính di truyền phức tạp của khoai lang, những người làm công tác nhân giống có thể nhận diện một cách hiệu quả các gene phản hồi với những đặc tính chính như năng suất, hàm lượng dinh dưỡng, khả năng kháng hạn và bệnh tật. Sự chính xác này có thể làm gia tốc sự phát triển những giống mới được cải thiện về đặc tính tốt.

Vượt ra ngoài một công trình nghiên cứu về khoai làng, công trình này chứng minh các công cụ bộ gene hiện đại có thể giúp giải mã những bộ gene phức tạp khác bởi nhiều loài cây quan trọng như lúa  mì, bông vải và chuối đều đó nhiều bộ nhiễm sắc thể.

Vì khí hậu đã thay đổi và sức ép sâu bệnh đang gia tăng, việc hiểu về những câu đố di truyền sẽ là điều tối cần thiết cho việc tạo ra những giống cây trồng có sức chống chịu và giải quyết những thách thức về an ninh lương thực.

Phân lập và định tính hai activators MYBs có tính bổ sung anthocyanin: IbMYB2 và IbMYB3, trong cây khoai lang

 Phân lập và định tính hai activators MYBs có tính bổ sung anthocyanin: IbMYB2 và IbMYB3, trong cây khoai lang

Nguồn: Jian WangZhuo ChenYang LuXiaobei ZhangYizhao ChenXiangrui LiYi LiuYonghua LiuSunjeet KumarZhixin ZhuGuopeng Zhu. 2025. Beyond IbMYB1: Identification and Characterization of Two Additional Anthocyanin MYB Activators, IbMYB2 and IbMYB3, in Sweetpotato. Plants (Basel); 2025 Sep 18; 14(18):2896. doi: 10.3390/plants14182896.

Khoai lang biểu hiện sắc tố màu tím rất đa dạng nhờ sự tích tụ anthocyanin. Trong khi nghiên cứu hiện nay về cơ bản các activators MYB thường tập trung vào IbMYB1 trong củ khoai có thịt màu tím, thì sự đa dạng màu sắc ấy còn cho thấy có những activators MYB khác nữa. Người ta đã xác định được trước đó IbMYB2 và IbMYB3 về màu tím của lá khoai lang. Ở đây, tác giá khai thác sự định vị trên nhiễm sắc thể, phylogeny (di truyền huyết thống), và kịch bản tiến hóa của IbMYB1/2/3 thông qua sử dụng 4 hệ gen cây IpomoeaIbMYB1/2/3 định vị kế cận nhau thành một chùm gen “anthocyanin MYB”, giống như kết quả của lặp đoạn cùng song song (tandem duplications). Tất cả 3 IbMYBs kích thích anthocyanins trong cây thuốc lá và tăng hoạt promoters của những gen chủ chốt điều hành lộ trình anthocyanin: gen IbCHS-D và IbDFR-B. Phẩn tích biểu hiện gen giữa các giống khoai lang khác nhau; kết quả IbMYB1 thống trị màu tím của thịt củ khoai tươi, trong khi, IbMYB2/3 tham gia vào màu lá và màu vỏ củ khoai. Sự biểu hiện mạnh mẽ của IbMYB1/2/3 trong khoai lang kích hoạt rễ xơ màu tím. Transcriptomics của gen IbMYB2-OX rễ xơ cho thấy nó điều tiết kiểu “up” của toàn bộ gen điều hành chu trình anthocyanin. Những phân tử “upregulated transcription factors” có hiệu quả cao là IbMYB27 và IbHLH2. Ảnh hưởng ức chế bởi IbMYB27 có thể giải thích kết quả sắc tố mờ nhạt trong rễ khoai tồn trữ IbMYB2-OX. Vai trò của IbMYB2/3 trong điều tiết siêu nhạy (fine-tuning) về sắc tố tím của khoai lang đã được tóm tắt. Đây là kết quả bổ sung cho nhiều kết quả trước đây về IbMYB1, có giá trị khoa học tốt trong mạng lưới điều hòa anthocyanin vô cùng phức tạp và hỗ trợ tích cực cho cải tiến giống khoai lang có hàm lượng dinh dưỡng cao và phẩm chất thẩm mỹ.

Xem https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41012047/

Hình: Mức độ tương đồng của trình tự DNA và tìm kiếm vị trí gen đích trên nhiễm sắc thể của gen IbMYB1IbMYB2, and IbMYB3

Thứ Năm, 25 tháng 9, 2025

Khoai tây làm thay đổi thế giới

Khoai tây làm thay đổi thế giới

Thanh An - Tiasang, theo smithsonianmag.com

Được các nhà thám hiểm Tây Ban Nha mang từ Tân Thế giới đến châu Âu, những củ khoai tây nhỏ bé đã góp phần tạo ra nền nông nghiệp hiện đại ngày nay

Khi cây khoai tây ra hoa, những bông hoa của chúng năm cánh rạng rỡ như những ngôi sao màu xanh tím trên cánh đồng. Theo một số tài liệu, hoàng hậu Marie Antoinette của Pháp thích những bông hoa này đến mức cài lên tóc. Chồng bà, Vua Louis XVI, cũng cài hoa khoai tây vào khuy áo, tạo nên một trào lưu thời trang ngắn trong giới quý tộc Pháp. Đây là một trong những nỗ lực nhằm thuyết phục người dân Pháp trồng và ăn loại cây mới lạ này. 

Ngày nay, khoai tây là cây trồng quan trọng thứ năm trên thế giới, sau lúa mì, ngô, lúa nước và mía. Nhưng vào thế kỷ 18, khoai tây là một loài cây mới lạ, khiến một số người sợ hãi hoặc bối rối – tất cả nằm trong cơn biến động sinh thái toàn cầu do Christopher Columbus gây ra.

“Cuộc trao đổi Columbus”

Khoảng 250 triệu năm trước, thế giới chỉ có lục địa khổng lồ duy nhất là Pangaea. Các lực địa chất đã phá vỡ Pangaea, tạo ra các lục địa quen thuộc ngày nay. Theo thời gian, hệ sinh thái động thực vật ở mỗi nơi đã phát triển hoàn toàn khác biệt. Tuy nhiên, các chuyến đi của Columbus đã gắn kết lại các ranh giới của Pangaea – nhà sử học Alfred W. Crosby mô tả quá trình này là “cuộc trao đổi Columbus”. Các hệ sinh thái tách biệt lâu đời trên thế giới đột ngột va chạm và hòa trộn, dẫn đến những thay đổi lịch sử. Bông hoa khoai tây được cài lên áo của Louis XVI, bắt nguồn từ những cây khoai tây ở Peru đã băng qua Đại Tây Dương, vừa là biểu tượng của “cuộc trao đổi Columbus”, vừa là một phần quan trọng trong cuộc trao đổi sinh thái này. 

Các loại cây cho củ thường có năng suất cao hơn ngũ cốc. Nếu phần bông nằm ở ngọn cây lúa nước hoặc lúa mì phát triển quá lớn, cây có thể bị gãy đổ. Nhưng các loại củ mọc dưới đất không bị giới hạn như vậy. Năm 2008, một người nông dân ở Lebanon đã đào được một củ khoai tây nặng hơn 11 kg.

Năm 1853, Andreas Friederich, nhà điêu khắc người Alsace (vùng lãnh thổ của Pháp, trước đây từng nằm dưới quyền kiểm soát của Đức) đã dựng một bức tượng của Ngài Francis Drake (nhà thám hiểm và cướp biển người Anh, người thứ hai đi vòng quanh thế giới) ở Offenburg, phía Tây Nam nước Đức. Bức tượng khắc họa nhà thám hiểm người Anh đang nhìn về phía chân trời xa xôi, tay phải đặt lên chuôi kiếm, tay trái cầm một cây khoai tây. Dưới chân bức tượng có khắc những câu sau: “Người phổ biến khoai tây ở châu Âu/Vào năm 1586/Hàng triệu người/Canh tác đất đai/Ban phước cho ký ức bất tử của ông”. 

Bức tượng đã bị Đức quốc xã kéo đổ vào đầu năm 1939, trong làn sóng bài Do Thái và bài ngoại sau cơn cuồng loạn bạo lực Kristallnacht (Đêm kính vỡ: chỉ cuộc thảm sát người Do Thái đã nổ ra trên khắp nước Đức vào ngày 9-10/11/1938). Việc phá hủy bức tượng là một tội ác chống lại nghệ thuật, không phải lịch sử: Drake khó có thể là người mang khoai tây đến châu Âu. Và dù có mang đến đi chăng nữa, phần lớn công lao phát triển cây khoai tây chắc chắn thuộc về những người Andes (cư dân bản địa thuộc khu vực trung tâm dãy Andes ở Nam Mỹ) đã thuần hóa nó. 

Về mặt địa lý, Andes không phải là nơi sinh ra các loại cây lương thực chính. Là dãy núi dài nhất hành tinh, tạo thành một rào cản băng giá trên bờ biển Thái Bình Dương của Nam Mỹ, dài 5.500 dặm và ở nhiều khu vực cao hơn 22.000 feet (hơn 6000m). Các núi lửa đang hoạt động nằm rải rác dọc theo chiều dài dãy núi, xen kẽ những đứt gãy địa chất, chúng đẩy nhau và gây ra động đất, lũ lụt, sạt lở đất. Ngay cả khi không có địa chấn, vẫn còn vấn đề khác – khí hậu Andes rất biến động. Nhiệt độ ở vùng cao có thể dao động từ 75 độ F (gần 24oC) xuống mức đóng băng trong vài giờ – không khí quá loãng để giữ nhiệt.

Từ điều kiện địa hình có vẻ không lý tưởng này đã sinh ra một trong những truyền thống văn hóa vĩ đại nhất thế giới. Khi người Ai Cập xây dựng kim tự tháp, người Andes cũng tạo ra những ngôi đền và quảng trường nghi lễ đồ sộ. Trong nhiều thiên niên kỷ, những dân tộc hiếu chiến đã tranh giành quyền lực từ Ecuador đến miền Bắc Chile. Nổi tiếng nhất là người Inca – họ đã nhanh chóng chiếm giữ phần lớn dãy Andes, xây dựng những xa lộ và thành phố tráng lệ huy hoàng bằng vàng, rồi sụp đổ trước bệnh tật và quân lính Tây Ban Nha. Các nền văn hóa ở dãy Andes có nhiều điểm khác nhau, nhưng có một điểm chung là tất cả đều sử dụng các loại cây ăn củ và rễ, quan trọng nhất khoai tây. 

Khoai tây hoang dại chứa solanine và tomatine – những chất độc bảo vệ cây trước sự tấn công của nấm, vi khuẩn và con người. Việc nấu nướng thường phá vỡ các cơ chế bảo vệ hóa học của thực vật, tuy nhiên, solanine và tomatine trong khoai tây lại không bị ảnh hưởng bởi nhiệt. Ở dãy Andes, guanaco và vicuña (họ hàng hoang dã của lạc đà không bướu) liếm đất sét trước khi ăn các loại cây có độc. Các chất độc bám dính – về mặt kỹ thuật gọi là “hấp phụ” – vào các hạt đất sét mịn, đi vào dạ dày, qua hệ tiêu hóa mà không ảnh hưởng đến động vật. Người dân nơi đây đã bắt chước quá trình này, họ nhúng khoai tây dại vào “nước sốt” gồm đất sét và nước. Cuối cùng, họ đã tạo ra loại khoai tây ít độc tố hơn, dù một số giống khoai cũ vẫn được ưa chuộng nhờ khả năng chịu lạnh tốt. Do vậy, các khu chợ ở Peru và Bolivia đã bán các loại bột đất sét để ăn kèm với loại khoai này. 

Cứu vãn nạn đói

Việc ăn đất sét không cản bước sáng tạo ẩm thực nơi đây. Chắc chắn, các thổ dân châu Mỹ ở Andes đã ăn khoai tây luộc, nướng và nghiền, giống như người châu Âu hiện nay. Và họ cũng luộc khoai tây, gọt vỏ, thái nhỏ và phơi khô để làm món papas secas (khoai tây khô); hoặc lên men khoai tây trong những hố nước để tạo ra món toqosh dẻo, có mùi thơm; họ cũng nghiền nhỏ khoai tây, ngâm và lọc để tạo ra almidón de papa (tinh bột khoai tây). Phổ biến nhất là chuño (khoai tây đông khô), được làm bằng cách phơi khoai tây ngoài trời vào những đêm lạnh, khiến chúng đóng băng rồi sau đó rã đông dưới ánh nắng mặt trời buổi sáng. Chu kỳ đông lạnh – rã đông lặp đi lặp lại biến khoai tây thành những cục mềm, mọng nước. Sau khi vắt hết nước, chúng trở thành chuño: những củ khoai tây cứng, xốp, nhỏ và nhẹ hơn nhiều so với ban đầu. Khi nấu trong món hầm cay Andes, chúng giống món gnocchi, bánh bao bột khoai tây ở miền Trung nước Ý. Chuño có thể được bảo quản trong nhiều năm mà không cần tủ lạnh, trở thành lương thực dự phòng khi mất mùa. Đây là nguồn thực phẩm đã nuôi sống quân đội Inca.

Ngày nay, một số người dân ở vùng nông thôn Andes vẫn ăn mừng vụ mùa thu hoạch khoai tây, giống như tổ tiên họ nhiều thế kỷ trước. Ngay sau khi nhổ khoai tây, người ta đổ đất vào những lò đất có hình dạng giống như lều tuyết, cao 18 inch (45cm). Sau đó, họ bỏ thân cây, rơm, cành cây, mẩu gỗ, phân bò vào lò. Khi nhiệt độ cao khiến lò chuyển sang màu trắng, người ta sẽ đặt khoai tây tươi lên tro để nướng. Hơi nước bốc lên từ những củ khoai tây nóng, bay lên giữa không khí lạnh lẽo và trong lành. Mọi người sẽ nhúng khoai tây vào muối thô và đất sét ăn được. Những làn gió đêm mang theo mùi khoai nướng bay xa hàng dặm. 

Khoai tây của người Andes khi chưa tiếp xúc với người châu Âu không phải là khoai tây hiện đại; họ trồng các giống khoai khác nhau ở những độ cao khác nhau. Người dân trong một làng thường trồng vài loại cơ bản, nhưng hầu hết người Andes đã trồng nhiều loại khoai tây khác nhau để làm phong phú hương vị. Kết quả là tạo ra sự đa dạng đầy hỗn loạn. Khoai tây trong một ngôi làng ở độ cao này có thể rất khác so với những củ khoai tây cách đó vài dặm, thuộc ngôi làng khác ở độ cao khác. 

Năm 1995, một nhóm nghiên cứu người Mỹ gốc Peru phát hiện các gia đình ở một thung lũng thuộc miền Trung Peru trồng trung bình 10,6 giống khoai tây truyền thống – họ gọi là giống bản địa, mỗi giống có tên riêng. Ở những ngôi làng lân cận, Karl Zimmerer, nhà khoa học môi trường ở Đại học bang Pennsylvania, đã đến thăm các cánh đồng trồng 20 giống bản địa. Trung tâm Khoai tây quốc tế tại Peru đã bảo tồn gần 5.000 giống khoai tây. Zimmerer nhận xét, sự đa dạng của các loại khoai tây trên một cánh đồng ở Andes “vượt qua 9/10 khoai tây trên toàn bộ nước Mỹ”. Do vậy, khoai tây Andes không phải là thực vật đơn loài mà là tập hợp nhiều thực thể di truyền có họ hàng với nhau. Việc phân loại khoai tây là một bài toán đau đầu với các nhà  phân loại học trong nhiều thập kỷ. 

Những người Tây Ban Nha đầu tiên đến đây, do nhà thám hiểm Tây Ban Nha Francisco Pizarro dẫn đầu vào năm 1532, thấy các thổ dân châu Mỹ ăn những vật thể tròn kỳ lạ này và bắt chước họ. Thông tin về loại thực phẩm mới nhanh chóng lan truyền. Trong vòng ba thập kỷ, nông dân Tây Ban Nha ở quần đảo Canary đã xuất khẩu khoai tây sang Pháp và Hà Lan. Mô tả khoa học đầu tiên về khoai tây xuất hiện vào năm 1596, khi nhà tự nhiên học người Thụy Sĩ Gaspard Bauhin đặt tên khoa học cho khoai tây là Solanum tuberosum esculentum (sau này được đơn giản hóa thành Solanum tuberosum).

Khác với tất cả những loại cây trồng ở châu Âu, khoai tây không được trồng bằng hạt mà bằng những miếng khoai nhỏ – được gọi nhầm là “khoai tây giống”. Nông dân châu Âu vừa nghi ngờ, vừa tò mò trước loại thực phẩm xa lạ này; một số người tin rằng nó có tác dụng kích thích ham muốn, những người khác cho rằng nó là nguyên nhân gây sốt hoặc bệnh phong. Nhà triết học và nhà phê bình người Pháp Denis Diderot đã bày tỏ lập trường trung dung về khoai tây trong cuốn Bách khoa toàn thư (1751-65) của mình – bộ bách khoa toàn thư đầu tiên của châu Âu đại diện cho cho tư tưởng Khai sáng. “Dù chế biến như thế nào thì nó cũng vô vị và nhiều tinh bột”, ông viết. “Nó không dễ ăn, nhưng là nguồn thực phẩm dồi dào, lành mạnh cho những người chỉ cần dinh dưỡng để sống. Diderot coi khoai tây là “khí” (nó gây đầy hơi) nhưng vẫn ủng hộ nó. “Đầy hơi có là gì đối với những người nông dân và người lao động khỏe mạnh?”, ông bày tỏ. 

Với sự tán thành yếu ớt như vậy, khoai tây phổ biến khá chậm ở châu Âu. Khi nạn đói xảy ra ở Phổ năm 1744, Frederick Đại đế, một người đam mê khoai tây, phải ra lệnh bắt nông dân ăn khoai tây. Vào thế kỷ 18, nông dân Anh đã lên án khoai tây liên quan đến Công giáo La Mã vốn bị ghét ở Anh. “Không khoai tây, không Giáo hoàng!” là khẩu hiệu bầu cử ở Anh năm 1765. Việc sử dụng khoai tây ở Pháp cũng rất chậm chạp. Antoine-Augustin Parmentier, dược sĩ và nhà nông học người Pháp, đã góp phần quan trọng trong công cuộc biến khoai tây trở thành đồ ăn của người Pháp. 

Là một dược sĩ, Parmentier phục vụ trong quân đội trong Chiến tranh Bảy năm (Seven Years’ War: cuộc xung đột giữa các cường quốc châu Âu từ năm 1756-1763) và bị quân Phổ bắt giữ năm lần. Khi bị giam giữ, ông buộc phải ăn khoai tây theo khẩu phần nhưng vẫn sống sót khỏe mạnh. Parmentier rất bất ngờ bởi ở Pháp, khoai tây đã bị cấm (từ năm 1748-1772) vì chính phủ cho rằng nó độc và gây ra bệnh tật. Khi chiến tranh kết thúc, ông đã trở thành một nhà hóa học dinh dưỡng và dành phần đời còn lại của mình để phổ biến khoai tây ở Pháp. 

Parmentier đã chọn đúng thời điểm. Sau khi lên ngôi năm 1775, Louis XVI bãi bỏ kiểm soát giá ngũ cốc, qua đó làm giá bánh mì tăng vọt, gây ra cuộc chiến tranh bột mì: hơn 300 vụ bạo loạn dân sự ở 82 thị trấn. Parmentier khẳng định, tình trạng này sẽ chấm dứt nếu người dân chấp nhận ăn khoai tây. Ông cũng tìm nhiều cách quảng cáo khoai tây: thết đãi các vị khách thượng lưu một bữa tiệc toàn khoai tây (người ta nói rằng một trong những vị khách là Thomas Jefferson, Tổng thống thứ ba của nước Mỹ, đã rất hứng thú và đưa khoai tây chiên kiểu Pháp đến Mỹ); thuyết phục vua và hoàng hậu cài hoa khoai tây; trồng 40 mẫu Anh khoai tây ở vùng ven Paris, vì biết những người dân đói khát sẽ ăn trộm chúng. 

Trong lúc nâng tầm khoai tây, Parmentier đã góp phần thay đổi loài cây này. Tất cả khoai tây ở châu Âu đều bắt nguồn là một vài củ khoai tây do người Tây Ban Nha gửi về. Khi nông dân trồng các mẩu củ nhỏ thay vì hạt giống, tạo ra mầm khoai tây theo hình thức sinh sản vô tính. Bằng cách thúc đẩy trồng khoai tây trên quy mô lớn, Parmentier vô tình khuyến khích ý tưởng canh tác khoai tây nhân giống vô tính trên diện tích lớn – một hình thức độc canh thực thụ.

Quá trình này mang lại tác động đặc biệt: giờ đây, không thể bỏ qua khoai tây khi nhắc đến lịch sử châu Âu. Nạn đói là tình trạng quen thuộc ở châu Âu vào thế kỷ 17-18. Hầu hết các thành phố vẫn no đủ, với các kho lương được kiểm soát chặt chẽ, nhưng người dân nông thôn luôn có nguy cơ bị đói. Theo nhà sử học Fernand Braudel, 40 nạn đói đã xảy ra trên toàn nước Pháp trong giai đoạn 1500-1800, tức là mỗi thập kỷ có hơn một nạn đói. Pháp không phải là trường hợp ngoại lệ; Anh đã trải qua 17 nạn đói lớn trên toàn quốc và khu vực từ năm 1523-1623. Châu Âu không thể tự cung cấp đủ lương thực ổn định. 

Khoai tây đã thay đổi tất cả. Hằng năm, nhiều nông dân bỏ trống một nửa diện tích đất trồng ngũ cốc, cho đất nghỉ ngơi và chống cỏ dại (được cày xới vào mùa hè). Giờ đây, các nông hộ nhỏ có thể trồng khoai tây trên đất trống, kiểm soát cỏ dại bằng cách xới đất. Kết quả là nguồn cung thực phẩm của châu Âu đã tăng gấp đôi (xét theo lượng calo), vì khoai tây có năng suất cao. 

“Lần đầu tiên trong lịch sử Đông Âu, vấn đề lương thực đã được giải quyết rốt ráo”, nhà sử học người Bỉ Christian Vandenbroeke nhận xét vào những năm 1970. Đến cuối thế kỷ 18, khoai tây đã trở thành lương thực chính ở nhiều nơi tại châu Âu – giống như ở Andes. Khoảng 40% người Ireland không ăn bất kỳ loại thực phẩm rắn nào khác ngoài khoai tây; ở Hà Lan, Bỉ, Phổ và Ba Lan rơi vào khoảng 10-30%. Nạn đói thường xuyên gần như biến mất ở xứ sở khoai tây – một dải đất kéo dài 2000 dặm từ Ireland ở phía Tây đến dãy núi Ural của Nga ở phía Đông. Cuối cùng, châu Âu có thể tự sản xuất lương thực đủ ăn. 

Thậm chí, theo nhà sử học William H. McNeill, khoai tây đã góp phần hình thành các đế chế: “Bằng cách nuôi sống dân số đang tăng nhanh, nó giúp một số quốc gia châu Âu khẳng định quyền thống trị trên phần lớn thế giới trong giai đoạn 1750-1950”. Nói cách khác, khoai tây đã thúc đẩy sự trỗi dậy của phương Tây.  

Quần đảo Chincha, gồm ba hòn đảo nhỏ cách bờ biển phía Nam Peru 13 dặm, thường bốc mùi hôi khó chịu. Trên đảo chủ yếu là đá granite khô cằn, hầu như không có gì mọc trên đó. Điểm khác biệt là những đàn cá lớn dọc theo bờ biển nơi đây đã thu hút quần thể chim biển, đặc biệt là chim điên Peru, bồ nông Peru và chim cốc Peru, làm tổ trên quần đảo Chincha trong nhiều thiên niên kỷ. Theo thời gian, chúng phủ lên các hòn đảo một lớp phân chim dày 150 feet (hơn 45m). 

Đây là một loại phân bón tuyệt vời. Chúng cung cấp nitơ cho thực vật – hợp chất cần thiết để tạo ra diệp lục, giúp lá cây hấp thụ năng lượng Mặt trời để quang hợp. Dù trong khí quyển có nhiều nitơ nhưng khí này được tạo ra từ hai nguyên tử nitơ liên kết rất chặt chẽ, thực vật không thể tách ra để dùng. Do vậy, thực vật sẽ tìm kiếm các hợp chất chứa nitơ có thể sử dụng được như amoniac và nitrat từ đất. Tuy nhiên, vi khuẩn trong đất liên tục tiêu thụ các hợp chất này, vì vậy, nitơ trong đất thường không đáp ứng đủ nhu cầu của cây trồng. 

Năm 1840, nhà hóa học hữu cơ Justus von Liebig đã xuất bản một chuyên luận giải thích vai trò của nitơ với thực vật, ca ngợi phân chim là nguồn cung cấp nitơ dồi dào. Những người nông dân nhạy bén đã chạy đua để mua phân chim. Năng suất của họ tăng gấp đôi, thậm chí gấp ba. Sự màu mỡ trong một chiếc túi! Sự thịnh vượng có thể mua được trong một cửa hàng!

Cơn sốt phân chim đã bắt đầu. Trong 40 năm, Peru đã xuất khẩu khoảng 13 triệu tấn phân chim, phần lớn được khai thác trong điều kiện lao động khủng khiếp với nhân công là nô lệ đến từ Trung Quốc. Các nhà báo lên án tình trạng bóc lột lao động, nhưng công chúng chủ yếu bức xúc vì tình trạng độc quyền phân chim của Peru. Tạp chí Nông dân Anh đã chỉ ra vấn đề vào năm 1854: “Chúng tôi không nhận được lượng phân chim theo yêu cầu; chúng tôi muốn nhiều hơn, nhưng phải có giá thấp hơn”. Nếu Peru vẫn tiếp tục độc quyền sản phẩm giá trị như vậy, thì giải pháp duy nhất là xâm lược. Cướp lấy các đảo phân chim! Dưới sự phẫn nộ của công chúng, Quốc hội Hoa Kỳ đã thông qua Đạo luật Đảo Phân chim vào năm 1856, cho phép người Mỹ chiếm hữu bất kỳ mỏ phân chim nào mà họ phát hiện. Trong nửa thế kỷ tiếp theo, các thương nhân Mỹ đã khẳng định chủ quyền với 94 hòn đảo, cồn cát, đầu san hô và đảo san hô vòng. 

Nhìn từ góc độ hiện nay, người ta sẽ thấy khó hiểu trước sự phẫn nộ của công chúng, những đe dọa hành động pháp lý, bàn tán về chiến tranh, các bài xã luận về phân bón phân chim. Nhưng vào thời đó, nông nghiệp là “hoạt động kinh tế chính của mọi quốc gia”, nhà sử học môi trường Shawn William Miller giải thích. “Độ màu mỡ của một quốc gia, được quyết định bởi phạm vi tự nhiên của đất đai, đương nhiên sẽ định hình thành công về mặt kinh tế”. Chỉ trong vài năm, nông nghiệp Mỹ và châu Âu đã phụ thuộc vào phân bón thâm canh, giống như giao thông ngày nay phụ thuộc vào dầu mỏ – đến giờ vẫn chưa thay đổi.

Phân chim đã thiết lập khuôn mẫu cho nền nông nghiệp hiện đại. Nhờ von Liebig, nông dân đã coi đất như công cụ để họ đổ các bao chất dinh dưỡng hóa học xuống, từ đó thu hoạch mùa màng sản lượng lớn để phân phối đến các thị trường xa xôi. Để tối đa hóa năng suất, nông dân ngày càng mở rộng diện tích canh tác với một loại cây trồng duy nhất – hình thức độc canh công nghiệp. 

Trước khi khoai tây (và ngô), và bón phân thâm canh xuất hiện, mức sống của người dân ở châu Âu gần tương đương với Cameroon và Bangladesh ngày nay. Độc canh công nghiệp đã giúp hàng tỷ người ở châu Âu và nhiều nơi khác trên thế giới thoát khỏi đói nghèo. Cuộc cách mạng bắt đầu từ khoai tây, ngô và phân chim đã nâng mức sống trên toàn thế giới tăng gấp đôi hoặc gấp ba, ngay cả khi dân số vào những năm 1700 chưa đầy một tỷ người đã tăng lên khoảng bảy tỷ người hiện nay. 

Thúc đẩy ngành công nghiệp thuốc trừ sâu

Tên Phytophthora infestans có nghĩa là “kẻ phá hoại thực vật rắc rối”. P. infestans thuộc loại nấm oomycete, gây ra bệnh mốc sương/tàn lụi khoai tây. Nó phát tán những túi nhỏ gồm 6 đến 12 bào tử theo gió, thường bay xa không quá 20 feet, đôi khi là nửa dặm hoặc hơn. Khi rơi xuống một cái cây dễ bị bệnh, nó sẽ vỡ ra, giải phóng bào tử động. Nếu đủ nóng ẩm, bào tử động sẽ nảy mầm, tỏa ra những sợi nhỏ bám vào lá. Các triệu chứng rõ ràng đầu tiên là những đốm màu đen tím hoặc nâu tím trên lá có thể thấy rõ trong khoảng năm ngày. Lúc đó thường đã quá muộn để cứu những cây này. 

P. infestans nhắm đến các loài trong họ cà, đặc biệt là khoai tây và cà chua. Các nhà khoa học cho rằng, loại bệnh hại này có nguồn gốc từ Peru. Hoạt động thương mại quy mô lớn giữa Peru và Bắc Âu bắt đầu từ cơn sốt phân chim. Dù không tìm thấy bằng chứng song nhiều người cho rằng các tàu chở phân chim đã mang theo P. infestans, có lẽ đã đến Antwerp (Bỉ). P. infestans bùng phát lần đầu tiên vào đầu mùa hè năm 1845, tại Kortrijk, vùng Tây Flanders (Bỉ), cách biên giới Pháp sáu dặm.

Bệnh dịch đã lan đến Paris vào tháng tám cùng năm. Vài tuần sau, nó đã phá hủy khoai tây ở Hà Lan, Đức, Đan Mạch và Anh. Các chính phủ hoảng loạn. P. infestans đã xuất hiện ở Ireland vào ngày 13/9/1845. Theo Cormac O Grada, nhà kinh tế học và sử gia về bệnh dịch tại Đại học Dublin (UCD), nông dân Ireland đã trồng khoảng 2,1 triệu mẫu Anh khoai tây vào năm đó. Trong hai tháng, P. infestans đã xóa sổ một nửa đến ba phần tư triệu mẫu Anh. Các năm sau còn tệ hơn. Đến năm 1852, bệnh dịch mới chấm dứt. Hơn một triệu người Ireland đã chết – một trong những nạn đói thảm khốc nhất trong lịch sử, xét theo thiệt hại về tỉ lệ dân số. Nó tương đương với một nạn đói giết chết gần 40 triệu người ở Mỹ ngày nay. 

Trong vòng một thập kỷ, hai triệu người đã rời bỏ Ireland, gần ba phần tư trong số này đến Mỹ. Sau đó nhiều người khác cũng đi theo. Đến những năm 1960, dân số Ireland vẫn chỉ bằng một nửa so với năm 1840. Ngày nay, Ireland là quốc gia duy nhất ở châu Âu, và có lẽ là duy nhất trên thế giới, có số dân ít hơn so với 150 năm trước dù ranh giới không đổi. 

Tuy gây thiệt hại nặng nề song về mặt lâu dài, P. infestans không nguy hiểm bằng loài bọ khoai tây Colorado: Leptinotarsa decemlineata. Xuất phát từ phía Nam miền Trung Mexico, sinh vật màu cam và đen này thường ăn một loại cây họ cà, Solanum rostratum, một loài họ hàng với khoai tây. Các nhà sinh vật học cho rằng Solanum rostratum ban đầu chỉ có ở Mexico, sau đó người Tây Ban Nha đến châu Mỹ, mang theo ngựa và bò. Thổ dân châu Mỹ nhanh chóng nhận ra sự hữu ích của các loài động vật này, họ đã ăn trộm chúng và đưa về phía Bắc. Solanum rostratum có lẽ đã vướng vào bờm ngựa, đuôi bò và túi yên ngựa. Bọ khoai tây Colorado cũng bám theo, đến những vùng trồng khoai tây quanh khu vực sông Missouri vào đầu những năm 1860, và thích hương vị của loài cây này. 

Trong nhiều thiên niên kỷ, loài bọ này đã quen với những cây Solanum rostratum nằm rải rác trên những ngọn đồi ở Mexico. Vì những cánh đồng chỉ có một vài giống khoai tây, nên các loài bệnh hại dễ dàng vượt qua những hàng phòng thủ tự nhiên. Quá trình này càng thuận lợi hơn nhờ các sáng chế như đường sắt, tàu hơi nước và tủ lạnh. Bọ khoai tây lan rộng đến mức khi đến Bờ Đông nước Mỹ, những con bọ màu cam rực rỡ trải kín bờ biển, và phủ lên đường ray khiến xe lửa không thể đi qua vì trơn trượt. 

Những người nông dân tuyệt vọng đã thử mọi cách, một người đã đổ ít sơn xanh còn thừa lên cây khoai tây bị nhiễm bệnh và thấy hiệu quả. Sắc tố xanh ngọc trong sơn là màu xanh Paris, chủ yếu được làm từ asen và đồng, xuất hiện từ cuối thế kỷ 18. Những người nông dân đã pha loãng, trộn với bột mì để rắc lên khoai tây hoặc trộn với nước để phun lên khoai tây. 

Màu xanh Paris là một món quà của Chúa. Nó gợi mở ý tưởng mới cho các nhà hóa học: nếu asen tiêu diệt được bọ khoai tây, vì sao không thử với các bệnh hại khác? Vào giữa những năm 1880, một nhà nghiên cứu người Pháp phát hiện dung dịch đồng sunfat và vôi tiêu diệt được P. infestans. Phun màu xanh Paris lên khoai tây, sau đó là đồng sunfat sẽ tiêu diệt được cả hai loại bệnh hại này. Ngành công nghiệp thuốc trừ sâu hiện đại đã bắt đầu.

Từ năm 1912, bọ khoai tây bắt đầu có dấu hiệu miễn dịch với màu xanh Paris. Nhưng nông dân không để ý vì ngành công nghiệp thuốc trừ sâu liên tục đưa ra các hợp chất asen mới có khả năng tiêu diệt bọ khoai tây. Đến những năm 1940, những người nông dân ở Long Island phát hiện lượng thuốc trừ sâu phải sử dụng ngày càng nhiều. Sau Thế chiến II, một loại thuốc trừ sâu hoàn toàn mới đã được sử dụng rộng rãi: DDT. Nông dân đã mua DDT và vui mừng khi côn trùng biến mất khỏi cánh đồng. Hiệu quả chỉ kéo dài bảy năm, bọ khoai tây đã kịp thích nghi và nông dân muốn loại thuốc mới. Ngành công nghiệp thuốc trừ sâu tạo ra dieldrin. Hiệu quả kéo dài khoảng ba năm. Đến giữa những năm 1980, một loại thuốc trừ sâu mới ở miền đông nước Mỹ chỉ có hiệu quả trong một vụ.

Những người chỉ trích gọi đây là “vòng lặp độc hại”, mỗi mùa vụ, những người trồng khoai tây sử dụng ít nhất hàng chục lần các loại hóa chất liên tục thay đổi này. Có năm, bệnh mốc sương khoai tây đã xóa sổ phần lớn cà chua và khoai tây ở Bờ Đông nước Mỹ. Do mùa hè ẩm ướt bất thường, các vùng trồng nhiễm bệnh đã biến thành những đống nhầy nhụa. Nó cũng quét qua số cà chua ít ỏi chưa chìm trong nước mưa tại khu vườn của tôi ở New England. Một trong những người hàng xóm của tôi đã đổ lỗi cho “cuộc trao đổi Columbus” đã gây ra dịch bệnh này. “Những cây cà chua đó đến từ Trung Quốc”, ông buồn bã nói.□