- Trang Chủ
- Công nghệ - Môi trường
- LUẬN VĂN ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH CÂY NGÔ MANG GEN KHÁNG THUỐC TRỪ CỎ BẰNG KĨ THUẬT PCR VÀ ĐÁNH GIÁ ĐA DẠNG DI TRUYỀN TẬP ĐOÀN NGÔ MANG GEN KHÁNG THUỐC TRỪ CỎ
Xem mẫu
- Bé Gi¸o dôc vµ ®µo t¹o
Khoa c«ng nghÖ sinh häc
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
§Ò tµi: Nghiªn cøu, x¸c ®Þnh c©y ng« mang gen kh¸ng
thuèc trõ cá b»ng kÜ thuËt PCR vµ ®¸nh gi¸ ®a d¹ng di
truyÒn tËp ®oµn ng« mang gen kh¸ng thuèc trõ cá
HÀ NỘI - 2008
- Khãa luËn tèt nghiÖp Bïi V¨n HiÖu
PhÇn I: Më ®Çu
1.1. §Æt vÊn ®Ò
§Çu nh÷ng n¨m 80 thÕ kû XX xuÊt hiÖn nh÷ng c«ng bè ®Çu tiªn vÒ c©y
chuyÓn gen vµ tõ ®ã më ra mét ra ch©n trêi míi, chøa ®ùng mét t−¬ng lai ®Çy
høa hÑn vÒ c¶i tiÕn c©y trång. NhiÒu gièng c©y trång ®· ®−îc chuyÓn gen ®Ó t¹o
ra c¸c ®Æc tÝnh −u viÖt, gióp c¶i thiÖn n¨ng suÊt, chèng chÞu s©u bÖnh, h¹n, mÆn,
l¹nh, t¨ng chÊt l−îng vµ c¶i thiÖn m«i tr−êng. Tõ ®ã kü thuËt gen trë thµnh c«ng
cô h÷u hiÖu ®−îc øng dông trong c¶i tiÕn gièng c©y trång.
Sù ph¸t triÓn nhanh chãng cña C«ng nghÖ Sinh häc ®· ®−a c¸c thùc vËt
chuyÓn gen vµ c¸c s¶n phÈm cña chóng ®Õn víi thÞ tr−êng tiªu dïng. Vµ kÓ tõ
khi kü thuËt gen thùc vËt ®−îc thiÕt lËp, thö nghiÖm thµnh c«ng th× nh÷ng øng
dông cña nã ®· ®−îc ®Çu t− vµ ®−îc tiÕn hµnh mét c¸ch réng r·i ®Ó gi¶i quyÕt
c¸c vÊn ®Ò cßn tån t¹i cña N«ng nghiÖp. V× vËy thùc vËt chuyÓn gen ®· ®−îc
trång phæ biÕn trªn ®ång ruéng ®Ó lµm t¨ng tÝnh kh¸ng bÖnh, kh¸ng s©u, kh¸ng
thuèc trõ cá trong hÖ thèng canh t¸c. Tõ cuèi n¨m 1997, c¸c c©y trång biÕn ®æi
gen vµ c¸c s¶n phÈm cña chóng ®· ®−îc chÊp nhËn th−¬ng m¹i ho¸ ë mét sè
quèc gia. Ngµy nay viÖc s¶n xuÊt vµ sö dông c©y trång chuyÓn gen ®ang ngµy
mét gia t¨ng, vµ kh¼ng ®Þnh tÇm quan träng trong nÒn s¶n xuÊt n«ng nghiÖp vµ
mét sè nghµnh kh¸c. N¨m 2007 diÖn tÝch trång tiÕp tôc t¨ng 2 con sè, ®¹t 12%
t−¬ng ®−¬ng víi 12,3 triÖu hecta (30 triÖu mÉu. Trong ®ã tæng diÖn tÝch trång
trong 12 n¨m (1996-2007) ®¹t 690 triÖu hÐc-ta (1,7 tû mÉu). Víi møc t¨ng ch−a
tõng thÊy gÊp 67 lÇn tõ 1996-2007, trë thµnh c«ng nghÖ c©y trång ®−îc ¸p dông
nhanh nhÊt trong thêi gian gÇn ®©y.
Ngµy nay, c©y chuyÓn gen ®−îc trång ngµy cµng réng r·i ë rÊt nhiÒu n−íc
trªn thÕ giíi. Nh−ng c©u hái vÒ sù an toµn trong viÖc sö dông c¸c s¶n phÈm cña
c©y chuyÓn gen còng ®ång thêi ®−îc ®Æt ra vµ trë thµnh mét vÊn ®Ò nãng báng
víi hµng lo¹t c¸c vÊn ®Ò liªn quan xoay quanh nã, liÖu chóng ®−îc sö dông d−íi
-2-
- Khãa luËn tèt nghiÖp Bïi V¨n HiÖu
d¹ng nµo vµ kh¶ n¨ng rñi ro ®Õn víi søc khoÎ con ng−êi, víi sù ®a d¹ng sinh
häc, tiÒm Èn « nhiÔm m«i tr−êng.... ë ViÖt Nam, ®Õn nay vÉn ®ang trong thêi
gian x©y dùng vµ hoµn thiÖn c¸c quy chÕ vÒ qu¶n lý an toµn sinh häc c¸c c©y
chuyÓn gen vµ kiÓm so¸t c¸c s¶n phÈm biÕn ®æi gen. Tuy nhiªn, ®Ó ®−a nhanh
c¸c c©y chuyÓn gen vµo s¶n xuÊt t¹i ViÖt Nam th× viÖc nghiªn cøu t¹o c©y
chuyÓn gen, trång thö nghiÖm vµ kiÓm so¸t c©y trång biÕn ®æi gen cÇn ph¶i tiÕn
hµnh tr−íc mét b−íc. Trong sè c¸c c©y trång biÕn ®æi gen ®ang thö nghiÖm th×
c©y ng« ®ang rÊt ®−îc quan t©m nhÊt ®Æc biÖt lµ ng« chuyÓn gen kh¸ng thuèc
trõ cá.
§Ó ®¸p øng c¸c chØ tiªu kü thuËt trong viÖc ph¸t hiÖn chÝnh x¸c ng«
chuyÓn gen kh¸ng thuèc trõ cá vµ nhanh chãng sö dông c¸c dßng ng« nµy phôc
vô c«ng t¸c t¹o gièng ng« lai kh¸ng thuèc diÖt cá cña ViÖt Nam. Chóng t«i ®·
thùc hiÖn ®Ò tµi “Nghiªn cøu, x¸c ®Þnh c©y ng« mang gen kh¸ng thuèc trõ cá
b»ng kÜ thuËt PCR vµ ®¸nh gi¸ ®a d¹ng di truyÒn tËp ®oµn ng« mang gen
kh¸ng thuèc trõ cá”.
1.2. Môc ®Ých
– Thu thËp d÷ liÖu vÒ c©y trång biÕn ®æi gen vµ t×m hiÓu mét c¸ch tæng
quan vÒ c©y ng« chuyÓn gen .
– B−íc ®Çu lµm quen víi c¸c kü thuËt nghiªn cøu vÒ c©y chuyÓn gen
– X¸c ®Þnh ®o¹n tr×nh tù ®Æc tr−ng cña promoter CaMV-35S (195bp) cã
trong ng« chuyÓn gen.
– X¸c ®Þnh gen PAT (Phosphinothricin-N-Acetyltransferase) lµ gen kh¸ng
thuèc trõ cá glufosinate cã trong ng« chuyÓn gen b»ng kü thuËt PCR
– §¸nh gi¸ ®Æc ®iÓm h×nh th¸i, chØ tiªu n«ng sinh häc chÝnh vµ ®a d¹ng di
truyÒn ë møc ph©n tö b»ng kÜ thuËt PCR-RAPD cña mét sè dßng ng« thuÇn
mang gen kh¸ng thuèc trõ cá phôc vô cho c«ng t¸c backcross t¹o dßng ng« −u
viÖt mang gen gen kh¸ng thuèc trõ cá.
-3-
- Khãa luËn tèt nghiÖp Bïi V¨n HiÖu
PhÇn II: Tæng QUAN Tμi LiÖu
2.1. Giíi thiÖu vÒ c©y ng«
2.1.1. Vµi nÐt s¬ l−îc vÒ c©y ng«
C©y ng« cã tªn khoa häc lµ Zea mays L., thuéc chi Maydeae, hä
Gramineae. Tõ thÕ kû 16 khi Colombus mang h¹t gièng tõ ch©u Mü vÒ th× s¶n
xuÊt ng« ®· lan trµn kh¾p thÕ giíi vµ trë thµnh lo¹i c©y ngò cèc quan träng cung
cÊp l−¬ng thùc cho loµi ng−êi. HiÖn trªn thÕ giíi ®ang tån t¹i hai hÖ thèng ph©n
lo¹i ®èi víi lo¹i Zea.
Wilkes (1967) Iltis & Doebly (1984)
Nhãm Euchleana Nhãm Luxuriantes
Z. penrennis (Hitch) Reeves & Mangelsdorf Z. diploperennis Iltis Doebly & Guzman
Z. mexicana (Schrader) Kuntze Z. perennis Hitch Reeves & Mangelsdorf
Nßi Guatemala
Nhãm Zea
Z. mays subsp. Parviglumis Iltis & Doebly
Nßi Huchuetenango Var. Huchuetenangensis Iltis & Doebly
Nßi Balsas Var. Parviglumis Iltis & Doebly subsp
Mexicana (Schrader) Iltis
Nßi Chalco Nßi Chalco
Nßi Cao nguyªn trung phÇn Nßi Cao nguyªn trung phÇn
Nßi Nobogame Nßi Nobogame
Nhãm Zea
Z. mays L. Z. mays subsp. mays
Tõ loµi Zea mays L, dùa vµo cÊu tróc néi nhò cña h¹t ®−îc ph©n thµnh
c¸c loµi phô, sau ®ã dùa vµo mµu h¹t vµ mµu lâi ®Ó ph©n c¸c thø (varieta).
Nh÷ng loµi phô chÝnh bao gåm:
- ng« ®¸
Zea mays Subsp. indurata
- ng« r¨ng ngùa
Zea mays Subsp. indentata
-4-
- Khãa luËn tèt nghiÖp Bïi V¨n HiÖu
- ng« nÕp
Zea mays Subsp. ceratina
- ng« nÕp
Zea mays Subsp. saccharata
- ng« bét
Zea mays Subsp. everta
- ng« bét
Zea mays Subsp. amylacea
- ng« bäc
Zea mays Subsp. tunecata
Ng« cã nguån gèc tõ Trung Mü song c©y ng« ®· thÝch nghi nhanh víi
nh÷ng ®iÒu kiÖn sinh th¸i rÊt kh¸c nhau. ë B¾c b¸n cÇu, ng« cã thÓ trång ë §an
M¹ch ®Õn vÜ tuyÕn 55o-56o, cßn ë Liªn X« cò vµ Canada tíi vü tuyÕn 58o. ë
P P P
P P P
Nam b¸n cÇu, ng« ®−îc trång ë New Zealand ®Õn vÜ tuyÕn 42o-43o (Humlam P P
P P
John, 1942, Necula GH. vµ cs, 1957). Ng« còng lµ c©y trång thÝch øng réng.
Theo Necula G. H. (1957) ng« cã thÓ trång ë ®é cao 3900m. Tuy nhiªn cµng xa
khái xÝch ®¹o th× ®é cao cµng gi¶m. VÝ dô nh− Peru (16o nam) ng« trång ®−îc ë
P
P
®é cao 3900m, ë B¾c Carolia (34o-37o b¾c) trång ®−îc ë 1200m, ë Ch©u ¸ nh−
P P
P P
thung lòng Kasmir ë 2000m, cßn ë Ch©u ¢u (kho¶ng 45o-48o b¾c) ë ®é cao P P
P P
500-800m.
Trªn ph¹m vi thÕ giíi, c¸c nhµ khoa häc ®· chia sinh th¸i c©y ng« thµnh 4
vïng chÝnh:
– ¤n ®íi
– CËn nhiÖt ®íi
– NhiÖt ®íi cao (trªn ®é cao 2000m so víi mÆt biÓn)
– NhiÖt ®íi thÊp (d−íi 2000m)
Theo ph©n lo¹i nµy, ViÖt Nam n»m trong vïng sinh th¸i nhiÖt ®íi thÊp.
C¸c bé gièng tõ vïng nhiÖt ®íi thÊp biÓu hiÖn sù thÝch øng h¬n c¶ th«ng qua
kh¶ n¨ng chèng chÞu vµ n¨ng suÊt, kÓ c¶ ë c¸c th¶o nguyªn cao phÝa B¾c hoÆc
vô ®«ng ë §ång b»ng B¾c Bé.
2.1.2. Nguån gen vµ ®a d¹ng di truyÒn c©y ng«
Ng« lµ c©y trång ®−îc thu thËp, m« t¶ vµ b¶o tån rÊt tèt tõ c¸c trung t©m
®a d¹ng di truyÒn. Tõ n¨m 1943, quü Rockefeller hîp t¸c víi c¸c n−íc Mü La
tinh ®· thu thËp nguån gen ng« tõ nh÷ng trung t©m ®a d¹ng chÝnh, t¹o c¬ së cho
-5-
- Khãa luËn tèt nghiÖp Bïi V¨n HiÖu
c¸c tËp ®oµn ng« ë Mexico, Colombia vµ Brazil. Ngµy nay cã kho¶ng 15.000
mÉu gièng ng« ®· ®−îc thu thËp tõ c¸c n−íc kh¸c nhau trªn thÕ giíi.
ë ViÖt Nam, nguån gen ng« ®−îc b¶o tån t¹i ViÖn nghiªn cøu ng« víi
kho¶ng 400 mÉu gièng thô phÊn tù do vµ 3.000 dßng [10].
TËp ®oµn ng« Mexico – trung t©m xuÊt cña ng« cã sù ®a d¹ng tèi ®a. ë
®©y cã bèn nßi chÝnh ®−îc x¸c lËp ®ã lµ:
A. Nhãm nßi b¶n ®Þa cæ ®¹i: Ng−êi ta cho r»ng nhãm nµy xuÊt ph¸t tõ
ng« bäc nguyªn thuû ë Mexico. C¸c nßi ë nhãm nµy kh¸c nhau bëi sù ph¸t triÓn
®éc lËp ë nh÷ng ®Þa bµn vµ m«i tr−êng kh¸c nhau tuy chóng cïng mét tæ tiªn.
Bèn nßi chÝnh trong nhãm nµy lµ Palomero toluqueno, Arrocillo amarillo,
Chapalote vµ Nal-tel.
B. Nhãm nhËp néi tiÒn Columbus: C¸c nßi cña nhãm nµy ®−îc nhËp vµo
Mexico tõ Trung vµ Nam Mü vµo thêi tiÒn sö. Bèn nßi nµy lµ: Cacahuacintle,
Harinoso de Ocho, Oloton vµ ng« ngät.
C. Nhãm con lai tiÒn sö: Nhãm nµy bao gåm c¸c nßi ®−îc coi lµ t¹o ra tõ
viÖc lai t¹p gi÷a c¸c nßi b¶n ®Þa cæ ®¹i víi c¸c nßi nhËp néi tiÒn Columbus, hoÆc
gi÷a hai nhãm trªn víi Teosinte. HiÖn nay cßn t¸m nßi lµ: Conico, Reventador,
Tablonicillo, Tehua, Tepecintla, Comiteco, Jala vµ Zapalote chico.
D. Nhãm hiÖn ®¹i: Bao gåm c¸c nßi ph¸t triÓn gÇn ®©y vµ ch−a ®¹t ®Õn
tr¹ng th¸i æn ®Þnh, tuy nhiªn cã nh÷ng ®Æc ®iÓm ph©n biÖt x¸c ®Þnh. Cã bèn nßi
®−îc gäi lµ: Chalqueno, Celaya, Conico Norteno vµ Bolita.
Tõ ®©y ta thÊy râ sù biÕn dÞ to lín ®· ®−îc x¶y ra nh− thÕ nµo. §ã lµ
nh÷ng nßi gièng c¬ b¶n s¶n sinh ra nguån gen ng« thÕ giíi vµ sù ®a d¹ng di
truyÒn cña nã.
Sù ®a d¹ng di truyÒn cña ng« ®−îc thÓ hiÖn ë tÊt c¶ c¸c tÝnh tr¹ng cña c©y
b«ng cê vµ b¾p. ë c¸c ®Æc ®iÓm cña c©y, sù biÕn ®éng thÓ hiÖn ë chiÒu cao c©y,
chiÒu cao ®ãng b¾p vµ ®Æc ®iÓm cña l¸ (dµi l¸, chiÒu réng l¸, sè l¸ trªn c©y, sè l¸
-6-
- Khãa luËn tèt nghiÖp Bïi V¨n HiÖu
trªn b¾p), mµu th©n vµ d¹ng lãng. Sù biÕn ®éng ë cê thÓ hiÖn ë ®é dµi b«ng cê,
cuèng b«ng cê, ®é nh¸nh dµi, sè nh¸nh cÊp hai vµ ba, ®−êng kÝnh b¾p vµ sè
hµng h¹t. §Æc biÖt sù biÕn ®éng rÊt ®a d¹ng ë néi nhò h¹t, tõ ®©y ta ph©n biÖt
c¸c d¹ng r¨ng ngùa, ®¸ r¾n, bét, ®−êng, nÕp, næ vµ bäc. Sù biÕn ®éng cßn thÓ
hiÖn ë kÝch th−íc h¹t, mµu h¹t vµ chÊt l−îng h¹t.
ë ViÖt Nam ng« lµ c©y trång nhËp néi do vËy sù phong phó vÒ nguån gen
cã h¹n hÑp. Theo c¸c nghiªn cøu ph©n lo¹i ng« ®Þa ph−¬ng ViÖt Nam (GS.TS
Ng« H÷u T×nh, 1995) tõ nh÷ng n¨m 60 ®Õn nay cho thÊy, ng« ViÖt Nam tËp
trung chñ yÕu vµo hai loµi phô lµ ®¸ r¾n vµ nÕp.
Ngµy nay ®Ó ®¸nh gi¸ sù ®a d¹ng di truyÒn cña mét loµi, ng−êi ta kh«ng
chØ dùa vµo c¸c ®Æc ®iÓm thùc vËt häc dÔ nhËn biÕt vµ riªng rÏ mµ cÇn ph©n tÝch
trªn c¬ së nhiÒu tÝnh tr¹ng ®Ó ph©n biÖt c¸c nhãm c¸ch biÖt di truyÒn th«ng qua
kho¶ng c¸ch ¥clit hoÆc kho¶ng c¸ch Mahalanobis... GÇn ®©y c«ng nghÖ sinh
häc ®· gãp phÇn rÊt ®¾c lùc trong viÖc x¸c ®Þnh ®a d¹ng di truyÒn th«ng qua kü
thuËt Isozyme hoÆc “sù ®a h×nh ®é dµi c¸c ph©n ®o¹n c¾t h¹n chÕ” (RFLP –
Restriction Flagment Length Polymorphis), RAPD (§a h×nh c¸c ®o¹n khuÕch
®¹i ngÉu nhiªn)…
2.1.3. §Æc ®iÓm h×nh th¸i c©y ng«
RÔ: Ng« cã hÖ rÔ chïm tiªu biÓu cho bé rÔ c¸c c©y hä hßa th¶o. Ng« cã
ba lo¹i rÔ chÝnh: RÔ mÇm, RÔ ®èt (rÔ phô cè ®Þnh), RÔ ch©n kiÒng, chóng gióp
c©y ng« hót n−íc vµ c¸c chÊt dinh d−ìng tõ ®Êt.
Th©n, l¸: Ng« thuéc hä hßa th¶o, song cã th©n kh¸ ch¾c, cã ®−êng kÝnh
tõ 2-4cm tïy thuéc vµo gièng, ®iÒu kiÖn sinh th¸i vµ ch¨m sãc. Th©n cã chiÒu
cao kho¶ng 1,5-4m. Th©n ng« tr−ëng thµnh bao gåm nhiÒu lãng (dãng) n»m
gi÷a c¸c ®èt vµ kÕt thóc b»ng b«ng cê. L¸ ng« ®−îc mäc tõ c¸c ®èt cña th©n
ng«, bÑ l¸ «m chÆt lÊy th©n vµ l−ìi l¸ (th×a l×a).
-7-
- Khãa luËn tèt nghiÖp Bïi V¨n HiÖu
B«ng cê vµ b¾p: Ng« lµ lo¹i c©y cã hoa kh¸c tÝnh cïng gèc. Hai c¬ quan
sinh s¶n ®ùc (b«ng cê) vµ c¸i (b¾p) tuy cïng n»m trªn mét c©y, song ë c¸c vÞ trÝ
kh¸c nhau. Hoa ®ùc th−êng ®−îc gäi lµ b«ng cê n»m ë ®Ønh c©y. Hoa c¸i (b¾p
ng«) ph¸t sinh tõ chåi n¸ch c¸c l¸, song chØ 1-3 chåi kho¶ng gi÷a th©n míi t¹o
thµnh b¾p.
H¹t: H¹t ng« thuéc lo¹i qu¶ dÝnh gåm n¨m phÇn chÝnh: vá h¹t, líp
al¬ron, ph«i, néi nhò vµ ch©n h¹t. Vá h¹t bao quanh h¹t, lµ mét mµng nh½n. Líp
al¬ron n»m d−íi vá h¹t, bao lÊy néi nhò vµ ph«i. Néi nhò lµ phÇn chÝnh cña h¹t
chøa c¸c tÕ bµo dù tr÷ chÊt dinh d−ìng. Néi nhò cã hai phÇn: néi nhò bét vµ néi
nhò sõng. Tû lÖ nµy phôc thuéc vµo chñng ng« vµ c¸c gièng ng« kh¸c nhau.
2.1.4. T×nh h×nh vµ ®Þnh h−íng ph¸t triÓn c©y ng« ë ViÖt Nam
ë ViÖt Nam, ng« lµ c©y l−¬ng thùc quan träng thø hai sau c©y lóa, cã sù
ph¸t triÓn réng kh¾p, liªn tôc vµ ®¹t ®Ønh ®iÓm vµo n¨m 2005. Theo “tæng quan
n«ng nghiÖp n¨m 2005” cña NguyÔn Sinh Cóc (NN vµ PTNT – 1/2006) th× s¶n
xuÊt ng« n¨m 2005 cã tiÕn bé v−ît bËc: DiÖn tÝch ®¹t 1039 ngh×n ha, n¨ng suÊt
®¹t 35,5 t¹/ha vµ s¶n l−îng ®¹t 3,69 triÖu tÊn, ®· lµm thay ®æi tû träng c¬ cÊu
s¶n l−îng thùc tõ 5,7% n¨m 2000 lªn 9% n¨m 2005 [1].
Nh÷ng tiÕn bé vÒ s¶n xuÊt ng« ViÖt nam thÓ hiÖn rÊt râ nÐt trong giai
®o¹n 20 n¨m thùc hiÖn ®−êng lèi ®æi míi cña §¶ng. Trong suÊt 20 n¨m qua
(1985-2004) diÖn tÝch, n¨ng suÊt vµ s¶n l−îng ng« ViÖt Nam t¨ng liªn tôc víi
tèc ®é rÊt cao. Tû lÖ t¨ng tr−ëng b×nh qu©n hµng n¨m trong suèt 20 n¨m vÒ diÖn
tÝch lµ 7,5%/n¨m, n¨ng suÊt 6,7%/n¨m vµ s¶n l−îng lµ 24,5%/n¨m, cao h¬n
nhiÒu 10 n¨m tr−íc ®ã khi ®Êt n−íc ta thèng nhÊt 1975-1985 (c¸c tû lÖ t−¬ng
øng giai ®o¹n nµy lµ 4,2%; 3,9% vµ 10,0%). NÕu chóng ta lÊy sè liÖu tuyÖt ®èi
cña 2 n¨m (1985) vµ sau 20 n¨m ®æi míi (2004) thÊy r»ng diÖn tÝch ng« t¨ng
2,5 lÇn, n¨ng suÊt 2,3 lÇn vµ s¶n l−îng 5,9 lÇn [1].
-8-
- Khãa luËn tèt nghiÖp Bïi V¨n HiÖu
Tuy nhiªn, n¨ng suÊt ng« cña ViÖt Nam n¨m 2004 (34,9 t¹/ha) vÉn cßn
thÊp h¬n n¨ng suÊt b×nh trung b×nh thÕ giíi (48,5 t¹/ha), vÉn thÊp h¬n nhiÒu so
víi Mü (100,0 t¹/ha) vµ Trung Quèc (51,1 t¹/ha) song ®· v−ît ®−îc n¨ng suÊt
b×nh qu©n khèi c¸c n−íc ®ang ph¸t triÓn (31,3 t¹/ha). MÆc dÇu vËy, kh¸ch quan
mµ nãi: S¶n xuÊt ng« ViÖt Nam trong thêi kú ®æi míi ®· cã sù ph¸t triÓn v−ît
bËc, toµn diÖn vµ ®¸ng tr©n träng.
2.2. C©y trång biÕn ®æi gen
2.2.1. Kh¸i niÖm vÒ c©y trång biÕn ®æi gen
C©y trång biÕn ®æi gen hoÆc c©y trång c«ng nghÖ sinh häc lµ c¸c c©y
trång ®· ®−îc biÕn ®æi vÒ mÆt di truyÒn nh»m lµm cho c©y trång mang mét sè
®Æc tÝnh quý gi¸ mµ c©y trång tù nhiªn kh«ng cã. C«ng nghÖ nµy cho phÐp c¸c
gen riªng biÖt ®· chän läc ®−îc chuyÓn tõ mét c¬ thÓ nµy sang mét c¬ thÓ kh¸c
còng nh− gi÷a c¸c loµi kh«ng cã liªn quan víi nhau. C¸c tÝnh tr¹ng th−êng ®−îc
chuyÓn vµo c©y trång nh− tÝnh kh¸ng c«n trïng, kh¸ng nÊm bÖnh, kh¸ng vi
khuÈn, kh¸ng thuèc trõ cá, kh¸ng mÆn, cho n¨ng suÊt cao, chÊt l−îng s¶n phÈm
tèt. §©y lµ mét ph−¬ng h−íng quan träng gi¶i quyÕt vÊn ®Ò an toµn l−¬ng thùc
cho nh©n lo¹i gãp phÇn gi¶m thiÓu c¸c lo¹i n«ng d−îc vµ ph©n bãn ho¸ häc, b¶o
vÖ m«i tr−êng sinh th¸i bÒn v÷ng.
Sù biÕn ®æi vÒ mÆt di truyÒn th−êng bao gåm sù chÌn ®o¹n ADN, t¸i tæ
hîp nh÷ng m¶nh ADN nhá h¬n vµo trong hÖ gen cña c©y trång bÞ biÕn ®æi. CÊu
tróc cña gen chÌn ®iÓn h×nh trong GMC (Genetically Modified Crops) ®−îc t¹o
nªn bëi 3 bé phËn:
1. §o¹n promoter (®o¹n khëi ®éng) cã chøc n¨ng ®iÒu khiÓn ho¹t ®éng
cña gen cÊu tróc, nã ®−îc vÝ nh− chiÕc c«ng t¾c bËt/më ®Ó ®äc gen chÌn vµo.
2. Gen ®· ®−îc chÌn (gen ®· bÞ biÕn ®æi) ®©y thùc chÊt lµ mét gen cÊu
tróc m· ho¸ cho ®Æc ®iÓm ®· chän läc riªng biÖt.
3. §o¹n terminator (®o¹n kÕt thóc) cã chøc n¨ng nh− mét tÝn hiÖu dõng
®Ó ®äc gen ®· chÌn .
-9-
- Khãa luËn tèt nghiÖp Bïi V¨n HiÖu
Ngoµi ra mét vµi yÕu tè kh¸c cã thÓ cã mÆt trong cÊu tróc cña ®o¹n ADN
chÌn vµ chøc n¨ng cña chóng th−êng lµ ®Ó ®iÒu chØnh vµ æn ®Þnh chøc n¨ng cña
gen hoÆc lµ ®Ó chøng minh sù cã mÆt cña cÊu tróc ADN chÌn trong GMC hoÆc
®Ó cã sù kÕt hîp dÔ dµng cña c¸c thµnh phÇn kh¸c nhau trong cÊu tróc ®o¹n
ADN chÌn. CÊu tróc cña ®o¹n ADN chÌn ph¶i t−¬ng hîp víi hÖ gen cña c¬ thÓ
nhËn ®Ó nã cã sù di truyÒn æn ®Þnh.
2.2.2. Nh÷ng vÊn ®Ò liªn quan ®Õn c©y trång biÕn ®æi gen
2.2.2.1. Lîi Ých cña c©y trång biÕn ®æi gen
Thùc tr¹ng ph¸t triÓn nhanh chãng cña c©y trång biÕn ®æi gen trong
nh÷ng n¨m qua ®· chøng tá chóng cã nh÷ng mÆt m¹nh næi tréi h¬n h¼n nh÷ng
c©y trång kh«ng biÕn ®æi gen. Sau ®©y lµ nh÷ng lîi Ých mµ chóng ®em l¹i cho
con ng−êi trong thêi gian kÓ tõ khi c©y trång biÕn ®æi gen ®Çu tiªn xuÊt hiÖn cho
®Õn nay:
– Lîi Ých trong nghiªn cøu c¬ b¶n: ViÖc sö dông GMC ®· gãp phÇn to lín
trong viÖc ph¸t hiÖn c¸c gen quan träng, x¸c ®Þnh ®−îc chøc n¨ng cña mét gen
bÊt kú.
– Lîi Ých trong c¶i t¹o gièng c©y trång: Nhê cã c«ng nghÖ gen mµ nhiÒu
gièng c©y trång míi ®−îc t¹o ra víi c¸c ®Æc tÝnh kh«ng cã ë c©y trång tù nhiªn
nh− kh¶ n¨ng chèng chÞu c¸c ®iÒu kiÖn ngo¹i c¶nh, chèng chÞu s©u bÖnh, chèng
chÞu thuèc diÖt cá nh»m n©ng cao s¶n l−îng vµ chÊt l−îng c©y trång.
– Lîi Ých trong ch¨n nu«i gia sóc: C«ng nghÖ chuyÓn gen thùc vËt ®· t¹o ra
c¸c lo¹i thøc ¨n gia sóc chøa c¸c kh¸ng thÓ ®Æc hiÖu hay v¨cxin t¸i tæ hîp, lµm
t¨ng søc ®Ò kh¸ng cña vËt nu«i ®èi víi bÖnh tËt, t¹o ra c¸c lo¹i thøc ¨n cã chÊt
l−îng dinh d−ìng cao.
– Lîi Ých trong c«ng nghÖ thùc phÈm: RÊt nhiÒu lo¹i thùc phÈm míi cã chÊt
l−îng dinh d−ìng cao, mÉu m· ®Ñp, thêi gian b¶o qu¶n l©u, hay lµm thay ®æi
hµm l−îng acid bÐo trong dÇu thùc vËt nh»m lµm gi¶m nguy c¬ m¾c bÖnh tim
m¹ch ®· ®−îc t¹o ra nhê c«ng nghÖ chuyÓn gen thùc vËt.
-10-
- Khãa luËn tèt nghiÖp Bïi V¨n HiÖu
– Lîi Ých trong c«ng nghÖ d−îc phÈm: Nhê kü thuËt ADN t¸i tæ hîp, ng−êi
ta cã thÓ s¶n xuÊt ra c¸c s¶n phÈm nh− c¸c kh¸ng nguyªn, c¸c protein ng−êi,
hemoglobin, mét sè kh¸ng thÓ ... tõ c©y trång biÕn ®æi gen.
– Lîi Ých vÒ m«i tr−êng: N¨ng suÊt cña c©y trång biÕn ®æi gen cao h¬n rÊt
nhiÒu so víi c¸c c©y trång tù nhiªn do ®ã sù ph¸t triÓn cña GMC sÏ lµm gi¶m
nhu cÇu chuyÓn ®æi ®Êt rõng vµ ®Êt ë thµnh ®Êt n«ng nghiÖp. Lµm gi¶m nhu cÇu
sö dông thuèc trõ s©u, thuèc trõ cá, bãn ®¹m ... nh− vËy sÏ lµm gi¶m « nhiÔm
nguån n−íc vµ nguy c¬ g©y h¹i cho søc khoÎ con ng−êi.
– Lîi Ých vÒ kinh tÕ: GMC ®· vµ ®ang mang l¹i cho ng−êi n«ng d©n nhiÒu
lîi Ých vÒ kinh tÕ, nã lµm gi¶m chi phÝ s¶n xuÊt, gi¶m søc lao ®éng vµ t¨ng gi¸
trÞ s¶n phÈm. N¨m 2007, doanh thu tõ GMC ®¹t 6,9 tû USD vµ dù ®Þnh n¨m
2008 lµ 7,5 tû USD [42].
– Lîi Ých ng−êi tiªu dïng: Nhê cã c«ng nghÖ chuyÓn gen thùc vËt mµ ng−êi
tiªu dïng cã thÓ cã ®−îc c¸c s¶n phÈm thùc phÈm cã lîi h¬n ®èi víi con ng−êi
nh− c¸c s¶n phÈm cã chÊt l−îng dinh d−ìng cao, cã h−¬ng vÞ, cã thêi gian b¶o
qu¶n l©u, hay ®−îc bæ sung mét sè chÊt nh− vitamin A, vitamin E [12, 20].
– Ngoµi nh÷ng lîi Ých to lín kÓ trªn, khi ®−a GMC ra ngoµi m«i tr−êng
ng−êi ta ®Æc biÖt quan t©m ®Õn nh÷ng ¶nh h−ëng cña nã ®èi víi m«i tr−êng vµ
sù c©n b»ng hÖ sinh th¸i... Thùc tÕ ®· cho thÊy c©y trång biÕn ®æi gen cã Ých lîi
tiÒm tµng ®èi víi m«i tr−êng. Chóng gióp b¶o tån c¸c nguån lîi tù nhiªn, sinh
c¶nh vµ c¸c nguån lîi b¶n ®Þa, chóng gãp phÇn gi¶m xãi mßn ®Êt, c¶i thiÖn chÊt
l−îng n−íc, c¶i thiÖn rõng vµ n¬i c− ngô cña ®éng vËt hoang d¹i.
2.2.2.2. Nh÷ng rñi ro cã thÓ cã cña c©y trång biÕn ®æi gen
C©y trång biÕn ®æi gen mang c¸c ®Æc tÝnh ®· ®−îc c¶i biÕn nh»m mang
l¹i nh÷ng lîi Ých tèi ®a cho con ng−êi nh−ng khi ®−a chóng ra m«i tr−êng tù
nhiªn vµ th−¬ng m¹i ho¸ chóng th× kh«ng thÓ kh«ng ®¸nh gi¸ nh÷ng rñi ro cã
thÓ x¶y ra. Nh÷ng rñi ro nµy th−êng ®−îc xem xÐt ë mét sè khÝa c¹nh chÝnh sau:
-11-
- Khãa luËn tèt nghiÖp Bïi V¨n HiÖu
– HiÓm ho¹ cá d¹i: Kh¶ n¨ng x¶y ra lµ c¸c gen míi trong GMC cã thÓ
chuyÓn sang c©y hä hµng sèng hoang d· ngoµi tù nhiªn theo ph−¬ng thøc lan
truyÒn h¹t phÊn, còng nh− kh¶ n¨ng tao ra nh÷ng lo¹i cá míi, kh¸ng thuèc trõ
cá hay kh¸ng c«n trïng [5].
– Kh¶ n¨ng kh¸ng s©u: C©y trång kh¸ng s©u cã kh¶ n¨ng tiªu diÖt c¸c loµi
sinh vËt kh«ng ph¶i lµ sinh vËt cÇn diÖt lµm ¶nh h−ëng ®Õn chuçi thøc ¨n tù
nhiªn, ¶nh h−ëng ®Õn sù ®a d¹ng sinh häc.
– Nguy c¬ ph¸t sinh c¸c mÇm bÖnh: Mét nguy c¬ tiÒm tµng kh¸c lµ kh¶
n¨ng t¸i tæ hîp cña mét gen virus s½n cã trong GMC víi c¸c gen tõ mét virus
kh¸c nhiÔm vµo c©y ®ã vµ t¹o ra mét virus míi [5].
– Sù kh¸ng kh¸ng sinh: Do c¸c GMC th−êng ®−îc chuyÓn c¸c gen quy ®Þnh
tÝnh tr¹ng kh¸ng kh¸ng sinh, v× thÕ g©y ra mèi lo l¾ng r»ng liÖu c¸c gen nµy cã
thÓ ®−îc ph¸t t¸n tõ GMC sang c¸c vi sinh vËt c− tró trong ruét ng−êi vµ lµm
chóng t¨ng kh¶ n¨ng ®Ò kh¸ng ®èi víi kh¸ng sinh. Tuy nhiªn ng−êi ta thÊy r»ng
mèi nguy c¬ nµy x¶y ra víi x¸c suÊt v« cïng nhá vµ nÕu cã x¶y ra th× t¸c ®éng
nµy còng kh«ng ®¸ng kÓ v× gen chØ thÞ ®−îc sö dông trong GMC ®−îc øng dông
rÊt Ýt trong thó y vµ y häc [12].
2.2.2.3. VÊn ®Ò an toµn vµ nh÷ng quy ®Þnh vÒ qu¶n lý c©y trång biÕn ®æi
gen
MÆc dï GMC ®ang ®−îc th−¬ng m¹i ho¸ cã nhiÒu ®Æc tÝnh −u viÖt h¬n so
víi c¸c c©y trång cïng lo¹i nh−ng do míi xuÊt hiÖn nªn ng−êi ta ch−a ®¸nh gi¸
hÕt ®−îc nh÷ng ¶nh h−ëng bÊt lîi cña chóng. V× vËy yªu cÇu ®Æt ra khi th−¬ng
m¹i hãa GMC vµ s¶n phÈm cña chóng lµ chóng ta ph¶i ®Æt vÊn ®Ò xem xÐt vÒ
møc ®é an toµn cña c¸c s¶n phÈm nµy lªn hµng ®Çu. V× thÕ bÊt kú mét s¶n phÈm
chuyÓn gen nµo tr−íc khi ®−îc ®−a ra thÞ tr−êng ph¶i ®−îc thö nghiÖm toµn
diÖn, ®−îc c¸c nhµ khoa häc vµ gi¸m ®Þnh viªn ®¸nh gi¸ ®éc lËp xem cã an toµn
hay kh«ng vÒ mÆt dinh d−ìng, ®éc tÝnh, kh¶ n¨ng g©y dÞ øng vµ c¸c khÝa c¹nh
khoa häc thùc phÈm kh¸c. Nh÷ng ®¸nh gi¸ vÒ an toµn thùc phÈm nµy dùa trªn
-12-
- Khãa luËn tèt nghiÖp Bïi V¨n HiÖu
nh÷ng quy ®Þnh cña tõng quèc gia. Chóng bao gåm: mét h−íng dÉn sö dông s¶n
phÈm, mét th«ng tin chi tiÕt vÒ môc ®Ých sö dông s¶n phÈm, c¸c th«ng tin vÒ
ph©n tö, ho¸ sinh, ®éc tÝnh, dinh d−ìng, kh¶ n¨ng g©y dÞ øng...
Do nh÷ng rñi ro vµ nh÷ng lo ng¹i bÊt th−êng xung quanh qu¸ tr×nh biÕn
®æi di truyÒn mµ viÖc b¾t buéc d¸n nh·n c¸c s¶n phÈm GMC ®· trë thµnh mét
yªu cÇu vµ lµ quy ®Þnh cña nhiÒu quèc gia. ViÖc d¸n nh·n GMC cho phÐp ng−êi
tiªu dïng lùa chän s¶n phÈm theo phong tôc, t«n gi¸o, chÕ ®é ¨n hµng ngµy cña
hä v× nhiÒu t«n gi¸o kh«ng thÝch sö dông c¸c s¶n phÈm ®−îc t¹o ra nhê sù biÕn
®æi di truyÒn.
2.2.3. T×nh h×nh s¶n xuÊt, sö dông c©y trång biÕn ®æi gen trªn thÕ giíi
Sau khi nh÷ng kÕt qu¶ nghiªn cøu ®Çu tiªn vÒ c©y trång biÕn ®æi gen ®−îc
c«ng bè nh÷ng n¨m 80 thÕ kû XX, sù ph¸t triÓn cña c©y tr«ng biÕn ®æi gen cã
nh÷ng b−íc ®ét ph¸ quan träng vÒ nh÷ng kÕt qu¶ nghiªn cøu vµ øng dông chóng
vµo s¶n xuÊt:
N¨m 1994, lÇn ®Çu tiªn FDA (C¬ quan qu¶n lý thùc phÈm vµ d−îc phÈm
Mü) chÊp nhËn thùc phÈm ®−îc t¹o ra b»ng CNSH lµ cµ chua. N¨m 1996, c©y
trång biÕn ®æi gen thùc sù bïng næ víi sù øng dông réng r·i trong s¶n xuÊt.
N¨m 1997, c©y trång biÕn ®æi gen lÇn ®Çu tiªn ®−îc th−¬ng m¹i hãa, diÖn tÝch
c©y trång biÕn ®æi gen th−¬ng m¹i ho¸ ®¹t gÇn 11 triÖu hecta (chñ yÕu lµ Mü,
Achentina, Auxtralia, Canada, Trung Quèc vµ Mehico). N¨m 2000, diÖn tÝch
c©y trång biÕn ®æi gen ®¹t 44,2 triÖu ha trªn 13 n−íc. N¨m 2001, chÌn thµnh
c«ng gen ®¬n tõ Arabidopsis vµo c©y cµ chua ®Ó t¹o ra c©y trång ®Çu tiªn cã thÓ
trång trªn ®Êt vµ n−íc mÆn. N¨m 2002, tæng gi¸ trÞ thÞ tr−êng toµn cÇu cña c©y
trång biÕn ®æi gen −íc tÝnh ®¹t kho¶ng 4,5 tû USD. N¨m 2004, diÖn tÝch c©y
trång biÕn ®æi gen ®¹t con sè 81 triÖu hecta. N¨m 2005 diÖn tÝch c©y biÕn ®æi
gen ®· ®¹t 90 triÖu hecta, diÖn tÝch c©y trång biÕn ®æi gen ®· t¨ng h¬n 50 lÇn
trong thËp kû ®Çu tiªn c©y biÕn ®æi gen ®−îc trång ®¹i trµ, sè n−íc trång c©y
biÕn ®æi gen t¨ng lªn tíi 21 n−íc. N¨m 2007 diÖn tÝch c©y CNSH tiÕp tôc t¨ng 2
-13-
- Khãa luËn tèt nghiÖp Bïi V¨n HiÖu
con sè, ®¹t 12% t−¬ng ®−¬ng víi 12,3 triÖu hecta (30 triÖu mÉu). DiÖn tÝch ®Êt
canh t¸c c©y CNSH lªn tíi 114, 3 triÖu hecta [42].
Tæng diÖn tÝch ®Êt trång c©y CNSH tõ n¨m 1996 ®Õn n¨m 2007 ®¹t 690
triÖu hecta (1,7 tû mÉu), t¨ng 67 lÇn so víi n¨m 1996, ®−a CNSH trë thµnh
thµnh tùu ®−îc øng dông nhanh nhÊt trong n«ng nghiÖp. N¨m 2007 còng lµ
n¨m ®Çu tiªn tæng luü kÕ sè n«ng d©n quyÕt ®Þnh canh t¸c c©y trång CNSH v−ît
con sè 50 triÖu ng−êi [42].
H×nh 1: DiÖn tÝch c©y trång CNSH trªn toµn cÇu 1996-2007 (triÖu ha)
Tõ n¨m 1996 ®Õn n¨m 2007, tØ träng diÖn tÝch trång c©y CNSH cña c¸c
n−íc ®ang ph¸t triÓn so víi diÖn tÝch trång trªn toµn thÕ giíi t¨ng ®Òu mçi n¨m.
N¨m 2007, 43% diÖn tÝch c©y trång CNSH trªn toµn cÇu lµ ë c¸c n−íc ®ang ph¸t
triÓn (t¨ng 3% so víi tû träng 40% n¨m 2006), t−¬ng ®−¬ng víi 49,4 triÖu hecta.
Trong kho¶ng thêi gian tõ 2006 ®Õn 2007, diÖn tÝch trång c©y CNSH ë c¸c n−íc
®ang ph¸t triÓn (8,5 triÖu ha hay 21%) t¨ng cao h¬n so víi c¸c n−íc c«ng nghiÖp
(3,8 triÖu ha hay 6%). §¸ng chó ý lµ cã 5 n−íc lín vµ ®ang ph¸t triÓn ®−a c©y
trång CNSH vµo canh t¸c, n»m ë 3 ch©u lôc: Trung Quèc vµ Ên §é ë Ch©u ¸,
Achentina vµ Braxin ë ch©u Mü Latinh, Nam Phi ë ch©u Phi; tæng d©n sè ë c¶ 5
-14-
- Khãa luËn tèt nghiÖp Bïi V¨n HiÖu
quèc gia nµy lµ 2,6 tØ ng−êi, chiÕm 40% d©n sè thÕ giíi, trong ®ã cã 1,3 tØ ng−êi
sèng hoµn toµn dùa vµo n«ng nghiÖp.
B¶ng 1: DiÖn tÝch trång c©y CNSH n¨m 2007 ph©n theo n−íc (®/v: triÖu ha)
TT N−íc trång DiÖn tÝch trång Lo¹i c©y biÕn ®æi gen
1* Hoa Kú §Ëu t−¬ng, ng«, b«ng, c¶i, ®u ®ñ, cá alfalfa
57.7
2* Achentina* 19.1 §Ëu t−¬ng, ng«, b«ng
3* Brazin* §Ëu t−¬ng, ng«
15.0
4* Canada* 7.0 C¶i canola, ng«, ®Ëu t−¬ng
5* Ên §é* B«ng
6.2
6* Trung quèc* 3.8 B«ng, cµ chua, thuèc l¸, ®u ®ñ, h¹t tiªu
7* Paraguay* 2.6 §Ëu t−¬ng
8* Nam phi* 1.8 Ng«, ®Ëu t−¬ng, b«ng
9* Urugoay* 0.5 §Ëu t−¬ng, ng«
10* Philippin* 0.3 Ng«
11* Australia* 0.1 B«ng
12* Spain* 0.1 Ng«
13* Mexico* B«ng, ®Ëu t−¬ng
0.1
14 Colombia 0.1 B«ng, cÈm ch−íng
15 Chile
- Khãa luËn tèt nghiÖp Bïi V¨n HiÖu
nhiÒu nhÊt. Hoa Kú vÉn dÉn ®Çu thÕ giíi víi 57,7 triÖu hecta (chiÕm 50% diÖn
tÝch ®Êt trång c©y CNSH trªn thÕ giíi), do nhu cÇu ngµy cµng t¨ng cña thÞ tr−êng
ng« dïng trong s¶n xuÊt cån ethanol, diÖn tÝch trång ng« CNSH t¨ng tíi 40% -
møc t¨ng nµy ®· phÇn nµo bï l¹i møc gi¶m ®«i chót ®èi víi diÖn tÝch trång ®Ëu
t−¬ng vµ b«ng CNSH. §¸ng chó ý lµ 63% ng« CNSH, 78% b«ng CNSH vµ 37%
c¸c lo¹i c©y CNSH kh¸c ë Hoa Kú lµ c¸c s¶n phÈm mang gien ®én (c¸c s¶n
phÈm tËp hîp nhiÒu ®Æc tÝnh) cã chøa hai hay ba ®Æc tÝnh vµ ®em l¹i nhiÒu lîi
Ých trªn mét c©y trång. Xu thÕ cña t−¬ng lai lµ sö dông nh÷ng lo¹i c©y trång
CNSH mang gien ®én kiÓu nµy nh»m ®¸p øng nhu cÇu cña n«ng d©n vµ ng−êi
tiªu dïng.
Nh− vËy, trªn thÕ giíi t×nh h×nh ph¸t triÓn cña c©y trång biÕn ®æi gen rÊt
m¹nh mÏ, nã ®· ®em l¹i rÊt nhiÒu lîi Ých cho con ng−êi, ®Æc biÖt trong lÜnh vùc
n«ng nghiÖp: c©y trång biÕn ®æi gen cho phÐp t¹o ra nh−ng c©y trång cho n¨ng
suÊt cao, chÊt l−îng tèt, cã kh¶ n¨ng chèng chÞu s©u bÖnh, h¹n, mÆn...
2.2.4. T×nh h×nh s¶n xuÊt vµ sö dông c©y trång biÕn ®æi gen ë ViÖt Nam
HiÖn nay ë n−íc ta lÜnh vùc nghiªn cøu t¹o sinh vËt biÕn ®æi gen, ®Æc biÖt
lµ c©y trång biÕn ®æi gen ®ang ®−îc tiÕp cËn, ®Çu t− vµ triÓn khai nghiªn cøu,
øng dông víi sù chó träng ®Æc biÖt. NhiÒu gen quý cã gi¸ trÞ øng dông nh− n¨ng
suÊt cao, chÊt l−îng tèt, cã kh¶ n¨ng chèng chÞu ®· ®−îc ph©n lËp vµ nghiªn cøu
nh»m chuyÓn vµo c©y trång ®Ó t¹o nªn nh÷ng gièng lý t−ëng. CNSH ViÖt Nam
nãi chung vµ lÜnh vùc c©y trång biÕn ®æi gen nãi riªng ®· cã nh÷ng b−íc ph¸t
triÓn ®¸ng chó ý:
§· thµnh c«ng trong viÖc ph©n lËp ®o¹n promoter ®Æc tr−ng h¹t cña gen
Gluteline lóa vµ thiÕt kÕ c¸c gen Cry Xa21 vµo Plasmid pCAMBIA nh»m lµm
chñ nguån gen cã gi¸ trÞ ®Ó t¹o ra chñng vi khuÈn Agrobacterium cho viÖc
chuyÓn gen vµo thùc vËt. Hoµn thiÖn quy tr×nh chuyÓn gen CryIA(b), CryIA(c)
kh¸ng c«n trïng, gen Chitinase kh¸ng bÖnh nÊm, gen Xa21 kh¸ng bÖnh b¹c l¸
-16-
- Khãa luËn tèt nghiÖp Bïi V¨n HiÖu
vi khuÈn vµ gen Bar kh¸ng thuèc diÖt cá th«ng qua vi khuÈn Agrobacterium vµo
c©y lóa gièng C71, gièng DT10 vµ DT13, c©y c¶i dÇu vµ b¾p c¶i.
§èi víi c©y lóa, ®· t¹o ®−îc lóa biÕn ®æi gen gièng Nµng H−¬ng Chî §µo
vµ 2 dßng c©y biÕn ®æi gen GUS A vµ hph.
KÕt qu¶ ®· thu ®−îc nh÷ng c©y trång biÕn ®æi gen vµ l−u gi÷ chóng trong
®iÒu kiÖn invitro vµ trong ®iÒu kiÖn nhµ kÝnh.
2.3. C©y ng« biÕn ®æi gen
2.3.2. T×nh h×nh s¶n xuÊt c©y ng« biÕn ®æi gen trªn thÕ giíi
Trªn thÕ giíi th× diÖn tÝch c©y ng« biÕn ®æi gen lµ lín thø 2 sau ®Ëu t−¬ng
víi diÖn tÝch 25,2 triÖu ha chiÕm 25% diÖn tÝch c©y trång biÕn ®æi gen trªn thÕ
giíi. C©y ng« biÕn ®æi gen ®−îc trång nhiÒu nhÊt ë Mü, Achentina, Brazin,
Canada, China, Nam Phi, Uruguay, Philippin…C©y ng« chñ yÕu ®−îc nghiªn
cøu, s¶n xuÊt vµ sö dông gièng cã tÝnh tr¹ng chèng chÞu thuèc trõ cá, kh¸ng s©u,
chÞu h¹n.
N¨m 2006, thªm mét sè n−íc thuéc liªn minh Ch©u ¢u (EU) lÇn ®Çu tiªn
®−a ng« Bt vµo trång ®¹i trµ. Tæng diÖn tÝch trång ng« Bt ë 5 n−íc (Ph¸p, Céng
Hoµ SÐc, Bå §µo Nha, §øc vµ Slovakia) ®· t¨ng trªn 5 lÇn tõ xÊp xØ 1.500 ha
n¨m 2005 lªn gÇn 8.500 ha n¨m 2006, diÖn tÝch nµy cßn t¨ng lªn rÊt nhiÒu trong
n¨m 2007.
Ng« lµ c©y trång ®−îc c¸c quèc gia trªn thÒ giíi cÊp phÐp sö dông lµm
thùc phÈm vµ thøc ¨n ch¨n nu«i nhiÒu nhÊt víi tæng sè 35 gièng kh¸c nhau, v−ît
h¼n c©y trång ®øng thø 2 lµ b«ng (víi 19 gièng kh¸c nhau). Gièng ng« ®−îc cÊp
phÐp nhiÒu nhÊt lµ ng« kh¸ng s©u bÖnh (MON 810) vµ ng« kh¸ng thuèc trõ cá
(NK603), c¶ hai gièng ng« ®−îc 18 n−íc cÊp phÐp.
N¨m 2006, theo −íc tÝnh cña h·ng ph©n tÝch thÞ tr−êng Cropnosis, thÞ
tr−êng c©y trång biÕn ®æi gen toµn cÇu trÞ gi¸ kho¶ng 6,15 tû ®« la, chiÕm 16%
thÞ tr−êng c©y trång ®−îc b¶o hé trªn toµn cÇu vµ chiÕm 21% thÞ tr−êng h¹t
-17-
- Khãa luËn tèt nghiÖp Bïi V¨n HiÖu
gièng toµn cÇu. Trong ®ã gi¸ trÞ cña ng« biÕn ®æi gen chiÕm 39% t−¬ng ®−¬ng
kho¶ng 2,39 tû ®« la.
Do ®Æc tÝnh sinh lý cña c©y ng« nªn tû lÖ ®¹t kÕt qu¶ nghiªn cøu chuyÓn
gen trong c©y ng« trªn thÕ giíi lµ rÊt cao vµ ®¹t ®é an toµn cao nhÊt so víi c¸c
lo¹i c©y trång biÕn ®æi gen trªn thÕ giíi. Nh− vËy, víi viÖc ®−a c©y ng« biÕn ®æi
gen vµo s¶n xuÊt ®· gãp phÇn æn ®Þnh l−¬ng thùc trªn thÕ giíi trong hiÖn t¹i vµ
trong t−¬ng lai.
2.3.3. T×nh h×nh s¶n xuÊt vµ sö dông c©y ng« biÕn ®æi gen t¹i ViÖt Nam
ViÖt Nam lµ mét quèc gia víi nÒn kinh tÕ n«ng nghiÖp chñ yÕu. Ng« lµ
mét trong nh÷ng c©y l−¬ng thùc ®ãng vai trß quan träng. V× vËy, viÖc nghiªn
cøu c©y ng« biÕn ®æi gen ®ang ®−îc ®Çu t− m¹nh mÏ.
Vµo ngµy 5/09/2005 thµnh phè Hå ChÝ Minh ®· tiÕn hµnh trång thö
nghiÖm hai lo¹i b¾p chuyÓn gen trªn diÖn tÝch 1.000 m2 ®Êt ë Q.12. Hai lo¹i ng«
P
P
chuyÓn gen nãi trªn lµ hai lo¹i ng« ®· ®−îc chuyÓn gen kh¸ng thuèc diÖt cá vµ
kh¸ng s©u [41].
KÕt qu¶ tõ viÖc trång thö nghiÖm b¾p chuyÓn gen sÏ ®−îc so s¸nh víi c¸c
gièng b¾p th«ng th−êng hiÖn ®ang ®−îc trång t¹i thµnh phè Hå ChÝ Minh. Trªn
c¬ së ®ã, c¸c nhµ khoa häc sÏ ®Ò xuÊt nªn hay kh«ng nªn øng dông trång ng«
chuyÓn gen ë ViÖt Nam.
§Æc biÖt míi ®©y, ®Ò tµi/dù ¸n t¹o ng« biÕn ®æi gen kh¸ng s©u vµ kh¸ng
thuèc diÖt cá ®−îc nghiªn cøu t¹i viÖn Di TruyÒn N«ng NghiÖp do TS. NguyÔn
V¨n §ång chñ nhiÖm ®Ò tµi, môc tiªu lµ t¹o dßng ng« kh¸ng s©u vµ kh¸ng thuèc
diÖt cá cã n¨ng suÊt cao vµ thÝch nghi tèt víi c¸c vïng sinh th¸i kh¸c nhau. §©y
lµ ®Ò tµi/dù ¸n thuéc ch−¬ng tr×nh träng ®iÓm “Ph¸t triÓn øng dông c«ng nghÖ
sinh häc trong lÜnh vùc N«ng nghiÖp” thùc hiÖn tõ th¸ng 10 n¨m 2006.
2.4. Nh÷ng vÊn ®Ò liªn quan ®Õn c©y trång kh¸ng thuèc trõ cá vµ mét sè
dßng ng« mang gen kh¸ng thuèc trõ cá
2.4.1. Mét sè vÊn ®Ò liªn quan ®Õn c©y trång kh¸ng thuèc trõ cá
-18-
- Khãa luËn tèt nghiÖp Bïi V¨n HiÖu
Khi ®−îc hái, bÊt cø ng−êi n«ng d©n nµo còng tr¶ lêi r»ng cá d¹i lu«n lµ
mét vÊn ®Ò g©y lo l¾ng cho hä. Cá d¹i kh«ng chØ c¹nh tranh víi c©y trång ®Ó lÊy
n−íc, chÊt dinh d−ìng, ¸nh n¾ng mÆt trêi, kho¶ng kh«ng ®Ó mäc mµ cßn lµ n¬i
c− tró cho c«n trïng vµ c¸c lo¹i s©u bä g©y bÖnh, g©y t¾c nghÏn hÖ thèng t−íi
tiªu, lµm gi¶m sót chÊt l−îng mïa mµng, vµ cßn ®em theo c¶ h¹t gièng cá vµo
c©y trång ®−îc thu ho¹ch.
Th«ng th−êng, n«ng d©n sÏ cµy bõa tr−íc khi trång trät nh»m lµm gi¶m
sè l−îng cá d¹i trªn c¸nh ®ång. Sau ®ã hä phun thuèc diÖt cá theo diÖn réng ®Ó
lµm cho cá d¹i kh«ng thÓ mäc ®−îc ngay tr−íc khi geo h¹t. BiÖn ph¸p diÖt cá
nµy rÊt tèn kÐm vµ viÖc cµy xíi ®Êt sÏ khiÕn giã vµ n−íc lµm xãi mßn líp ®Êt
phÝa trªn bÒ mÆt g©y hËu qu¶ nghiªm träng kÐo dµi cho m«i tr−êng. Ngoµi ra,
mét sè thuèc diÖt cá l¹i tån t¹i dai d¼ng trong m«i tr−êng. Sù t¹o thµnh c¸c c©y
trång kh¸ng thuèc diÖt cá lµ mét c¸ch ®Ó kh¾c phôc c¸c yÕu ®iÓm ®ã.
Mét sè c¶i biÕn sinh häc kh¸c nhau cã thÓ lµm cho c©y trång trë nªn
kh¸ng thuèc diÖt cá cã thÓ nªu ra lµ:
– T¹o ra mét lo¹i protein míi gi¶i ®éc thuèc diÖt cá.
– Thay ®æi protein môc tiªu cña thuèc diÖt cá do vËy mµ protein nµy sÏ
kh«ng bÞ t¸c ®éng bëi thuèc diÖt cá.
– S¶n xuÊt qu¸ møc protein môc tiªu nh¹y c¶m thuèc diÖt cá sao cho vÉn cã
d− ®Ó duy tr× c¸c chøc n¨ng tÕ bµo bÊt chÊp sù cã mÆt cña thuèc diÖt cá.
– Cho c©y kh¶ n¨ng bÊt ho¹t vÒ mÆt chuyÓn ho¸ thuèc diÖt cá.
Ba c¸ch ®Çu tiªn lµ nh÷ng c¸ch phæ biÕn nhÊt mµ c¸c nhµ khoa häc dïng
®Ó ph¸t triÓn lo¹i c©y trång chÞu ®−îc thuèc diÖt cá (b¶ng 2).
Trong sè c¸c c©y trång CNSH ®−îc ®−a vµo th−¬ng m¹i hãa tõ n¨m 1996
®Õn n¨m 2007 tÝnh tr¹ng chÞu thuèc trõ cá vÉn lµ tÝnh tr¹ng næi tréi. N¨m 2007,
tÝnh tr¹ng chÞu ®−îc thuèc trõ cá ®−îc triÓn khai trªn c©y ®Ëu t−¬ng, ng«, c¶i
canola, cá alfalfa víi diÖn tÝch trång lµ 72,7 triÖu hecta (chiÕm 63% diÖn tÝch ®Êt
trång c©y CNSH toµn cÇu). C¸c gièng phæ biÕn nhÊt lµ chÞu ®−îc thuèc
-19-
- Khãa luËn tèt nghiÖp Bïi V¨n HiÖu
glyphosate vµ glufosinate [42]. B¶ng d−íi ®©y cho thÊy c¸c n−íc ®· chuÈn y c¸c
lo¹i c©y trång chÞu ®−îc thuèc diÖt cá chÝnh dïng lµm thùc phÈm
B¶ng 2: Mét sè vÝ dô vÒ sù kh¸ng thuèc diÖt cá
Thuèc diÖt cá C¬ chÕ ph¸t triÓn tÝnh kh¸ng thuèc diÖt cá
TÝnh kh¸ng thuèc lµ do sù thay ®æi gen psbA m· ho¸
Triazin
cho ®Ých cña thuèc diÖt cá, protein lôc n¹p D-1.
Sulfonylure C¸c gen m· ho¸ c¸c d¹ng kh¸ng cña enzym axetolactat
synthetaza ®· ®−îc ®−a vµo lóa, c©y d−¬ng, c©y lanh,
c©y c¶i dÇu
Imidazolimon C¸c gièng cã c¸c d¹ng enzym axetolactat synthetaza
kh¸ng ®· ®−îc chän läc trong nu«i cÊy m«.
Aryloxphenoxypropio C¸c thuèc diÖt cá nµy k×m h·m enzym axetyl coenzym
nat A carboxylaza. Sù kh¸ng ®−îc chän läc trong nu«i cÊy
xyclohexanedion m«, cã ®−îc lµ do enzym thay ®æi kh«ng nh¹y c¶m
thuèc diÖt cá hoÆc ph©n huû thuèc diÖt cá.
TÝnh kh¸ng do s¶n xuÊt qu¸ møc EPSPS, ®Ých cña thuèc
Glyphosat diÖt cá nµy. TÝnh kh¸ng thuèc ®−îc c¶i biÕn b»ng biÕn
n¹p ®Æc tr−ng víi gen EPSPS kh¸ng glyphosat vµ thuèc
l¸ víi gen glyphosat oxidoreductaza m· ho¸ enzym ph©n
huû glyphosat.
C©y b«ng vµ thuèc l¸ cã tÝnh kh¸ng ®−îc t¹o thµnh b»ng
biÕn n¹p víi gen tfdA tõ Alcaligenes m· ho¸
Axit
phenoxycarboxylic dioxygenaza ph©n huû chÊt diÖt cá nµy.
H¬n 20 lo¹i c©y kh¸c nhau ®· ®−îc biÕn n¹p víi gen bar
(nh− 2,4-D vµ 2,4,5-T)
tõ Streptomyces hygroscopicus hoÆc gen pat tõ S.
Glufosinat Viridochromogenes. Phosphinothrixin axetyltransferaza
(phosphinothrixin) mµ c¸c gen nµy m· ho¸ khö ®éc thuèc diÖt cá nµy.
-20-
nguon tai.lieu . vn
