CÂY TRỒNG BIẾN ĐỔI GIEN

Cây trồng biến đổi gene được bắt đầu thực hiện năm 1982. Năm 1994, giống cà chua Calgene chuyển gen chín chem. trở thành cây chuyển gen đầu tiên được sản xuất và tiêu thụ ở các nước công nghiệp. Hiện nay công nghệ chuyển nạp gen trên cây trồng đang được thực hiện ở nhiều nước phát triển như Mỹ, Anh, Nhật, Úc trên nhiều loại cây khác nhau như: đậu nành, bắp, khoai tây, cà chua, bông vải… với các loại gen khác nhau. Các nước đang phát triển chú trọng công nghệ này là Trung Quốc, Ấn Độ. Năm 2008, số nông dân canh tác cây trồng sinh học trên toàn cầu đạt 13,3 triệu nông dân trên tổng số 25 nước.Đối với Việt Nam, các thành tựu trong lĩnh vực này còn khiêm tốn so với trong khu vực và thế giới. Gần đây nhất, Việt Nam thành công trong chuyển nạp gen giầu vitamin A vào các giống lúa indica. Đó là ly do đề tài cây trồng biến đổi gene là mối quan tâm không nhỏ của nhiều nhà khoa học trên thế giới và Việt Nam.

Bộ Công Thương Trường Đại Học Công Nghiệp Thực Phẩm Tp HCM Khoa Khoa CNSH & KTMT Bài tiểu luận Đề tài : CÂY TRỒNG BIẾN ĐỔI GENE MỤC LỤC I Giới thiệu đề tài II Nội dung 1.Định nghĩa trồng chuyển gene (Genetically Modified Crop - GMC) Các phương pháp chuyển gene trồng a Chuyển gen qua trung gian Agrobacterium tumefaciens: b Chuyển gen trực tiếp: c Sử dụng gen đánh dấu Thực trạng trồng biến đổi gene a Thế giới b Việt Nam c Những nguy tiềm ẩn trồng biến đổi gen hướng khắc phục III Ứng dụng Tài liệu tham khảo 12 I Giới thiệu đề tài Cây trồng biến đổi gene bắt đầu thực năm 1982 Năm 1994, giống cà chua Calgene chuyển gen chín chem trở thành chuyển gen sản xuất tiêu thụ nước công nghiệp Hiện công nghệ chuyển nạp gen trồng thực nhiều nước phát triển Mỹ, Anh, Nhật, Úc nhiều loại khác như: đậu nành, bắp, khoai tây, cà chua, vải… với loại gen khác Các nước phát triển trọng công nghệ Trung Quốc, Ấn Độ Năm 2008, số nông dân canh tác trồng sinh học toàn cầu đạt 13,3 triệu nông dân tổng số 25 nước Đối với Việt Nam, thành tựu lĩnh vực khiêm tốn so với khu vực giới Gần nhất, Việt Nam thành công chuyển nạp gen giầu vitamin A vào giống lúa indica Đó ly đề tài trồng biến đổi gene mối quan tâm không nhỏ nhiều nhà khoa học giới Việt Nam II Nội dung Định nghĩa trồng chuyển gene (Genetically Modified Crop - GMC) Cây trồng biến đổi gen mà vật liệu di truyền chúng biến đổi theo ý muốn chủ quan người nhờ công nghệ sinh học đại, hay gọi công nghệ gene Cây chuyển gen có chứa gen đưa vào nhân tạo thay phải lấy chúng thông qua thụ phấn Đoạn gen đưa vào gọi gen chuyển (transgen) lấy từ khác loài hay từ loài khác biệt hoàn toàn Cây chuyển gen chứa gen genome đưa vào kỹ thuật biến nạp gen nhằm tạo cách xác sinh vật mang tính trạng mong muốn Cây chuyển gen loại thực vật có chứa nhiều gen đưa vào nhân tạo thay thông qua lai tạo Các phương pháp chuyển gene trồng a Các mục tiêu cần thỏa mãn chuyển gene để cải thiện giống trồng - Thích nghi điều kiện khí hậu địa phương - Kháng sâu bệnh, suất cao - Mùi vị, màu sắc hấp dẫn, đáp ứng nhu cầu dinh dưỡng vệ sinh - Thuận tiện cho bảo quản lâu, khó giập vận chuyển - Tạo bất dục đực (5%) Do tế bào thực vật có vách cứng nên có nhiều phương pháp khác để đưa gene vào tế bào b Chuyển gen qua trung gian Agrobacterium tumefaciens: Nhờ vi khuẩn tạo khối u thực vật, chủ yếu qua Ti-plasmid Đây phương pháp thông dụng dễ thực c Chuyển gen trực tiếp: - Bắn gen: sử dụng tốc độ cao vi đạn đạo mang RNA hay DNA xuyên vào tế bào Các vi đạn hạt tungsten hay vàng (đường kính 14 u) tẩm DNA - Vi tiêm: Một ống tiêm vi sử dụng để xâm nhập vào nhân tế bào với gen bên trong, thực để dàng với tế bào trần - Biến nạp qua trung gian sợi silicon carbide: Trộn chung plasmid DNA với tế bào diện sợi silicon carbide lắc Khi lắc dung dịch, sợi mảnh silicon carbide tương tự kim làm thủng vách tế bào để plasmid DNA xâm nhập vào d Sử dụng gen đánh dấu Ví dụ gen gusA (uidA) mã hóa cho β-glucuronidase (GUS) thực phản ứng tạo màu xanh ánh sáng huỳnh quang biến đổi chất X-gluc (5-bromo-4chloro-3-indolyl glucuronide) Thực trạng trồng biến đổi gene a Thế giới Cho đến nay, diện tích trồng biến đổi gen (GMC) toàn cầu tiếp tục gia tăng mức 12-15% Trong giai đoạn năm kể từ năm 1996 tới năm 2003, diện tích trồng GMC toàn cầu tăng gấp 40 lần (từ 1,7 triệu ha/1996 lên 67,7 triệu ha/2003), diện tích trồng nước phát triển tăng đáng kể Khoảng phần ba diện tích trồng GMC toàn cầu năm 2004 (tương đương 20 triệu ha) diện tích trồng nước phát triển, nơi có mức tăng lớn Trong giai đoạn 1996-2003, đặc tính chống chịu thuốc diệt cỏ trồng biến đổi gen liên tục giữ vị trí hàng đầu, đặc tính kháng sâu bệnh cho thấy xu hướng gen biến đổi chiếm tỷ lệ lớn diện tích trồng biến đổi gen phạm vi toàn cầu Biểu đồ thể gia tăng diện tích trồng biến đổi gen b.Việt Nam Ở Việt Nam, có ba trồng biến đổi gen diện lúa, ngô Một tỷ lệ định sản phẩm biến đổi gen có mặt thức ăn chăn nuôi Song, nhà quản lý, nhà khoa học chưa nắm có diện tích, chủng loại biến đổi gen Chủ trương Việt Nam cho phép trồng biến đổi gen đẩy mạnh phát triển loại thực vật Mới nhất, Thủ tướng Chính Phủ ký định đồng ý Chương trình trọng điểm phát triển ứng dụng Công nghệ sinh học lĩnh vực Nông Nghiệp - Phát Triển Nông Thôn đến năm 2020 Theo đó, việc đưa số giống trồng biến đổi gen vào sản xuất, Việt Nam tiến tới ứng dụng thành công nhân vô tính động vật Mỗi năm, Ngân sách Nhà nước chi khoảng 100 tỷ đồng cho chương trình Tất nhiên, Chính phủ yêu cầu phải bảo đảm 100% sinh vật biến đổi gen lưu hành thị trường qua đánh giá rủi ro Việt Nam, dán nhãn bị theo dõi, giám sát theo quy định; 50% dân số tiếp cận với thông tin tham gia ý kiến định cấp giấy chứng nhận an toàn sinh học Những nguy tiềm ẩn trồng biến đổi gen hướng khắc phục Bao có nguy tiềm ẩn việc phát triển kỹ thuật ● Mối nguy hiểm việc vô tình đưa chất gây dị ứng làm giảm dinh dưỡng vào thực phẩm ● Khả phát tán gen biến nạp trồng sang họ hàng hoang dại ● Sâu bệnh có nguy tăng cường tính kháng với chất độc tiết từ chuyển gen ● Nguy chất độc tác động tới sinh vật sinh vật cần diệt Hướng khắc phục - Qui chế: Để khắc phục nguy trồng biến đổi gen quốc gia giới ban hành số qui định riêng để quản lý việc nghiên cứu, phát triển, thử nghiệm sinh vật biến đổi gene trồng biến đổi gen Đặc biệt để quản lí chặc chẽ số nước giới đưa qui trinh đánh giá quản lí mức độ rủi ro trồng biến đổi gen để có biện pháp khắc phục cấp phép trước ap dụng thực tế ● Ở Mỹ, sinh vật biến đổi gen đánh giá Bộ Nông nghiệp Mỹ (USDA), Cục Quản lý Thực phẩm Dược phẩm (FDA) quan bảo vệ môi trường (EPA) ● Liên minh châu Âu (EU) có quy định nghiêm ngặt trồng biến đổi gen giới Tất trồng biến đổi gen coi "thực phẩm mới" chủ đề rộng lớn, trường hợp trường hợp, khoa học thực phẩm dựa đánh giá củaCơ quan An toàn thực phẩm châu Âu (EFSA) ● Y tế Canada Cơ quan Kiểm tra Thực phẩm Canada có trách nhiệm để đánh giá an toàn giá trị dinh dưỡng trồng biến đổi gen Canada Và số nước khác nữa… - Biện pháp: Để tránh ảnh hưởng xấu thực vật chuyển gen lên an toàn lương thực phẩm nên phát triển thực vật chuyển gen lương thực, thực phẩm chẳng hạn như: bông, caosu, loài lâm nghiệp tránh chuyển gen liên quan đến chất gây dị ứng Để tránh giao phối thực vật chuyển gen với thực vật không chuyển gen phải có quy định trồng chuyển gen khu vực cách ly, không trồng lẫn với không chuyển gen III Ứng dụng Lý thuyết phục công nghệ sinh học mà cụ thể trồng biến đổi gen khả đóng góp chúng lĩnh vực sau: - Nâng cao sản lượng trồng góp phần đảm bảo an ninh lương thực, thức ăn gia súc chất xơ toàn cầu - Bảo toàn đa dạng sinh học công nghệ tiêu tốn đất có khả đem lại sản lượng cao - Sử dụng cách có hiệu yếu tố đầu vào đáp ứng yêu cầu phát triển bền vững nông nghiệp môi trường - Tăng khả ổn định sản xuất làm giảm thiệt hại phải gánh chịu điều kiện khó khăn - Cải thiện lợi ích kinh tế xã hội loại bỏ tình trạng đói nghèo nước phát triển Ví dụ: Một số ứng dụng hiệu kinh tế -Cây ngô biến đổi gen để mang tính trạng kháng côn trùng chống chịu thuốc diệt cỏ giàu dưỡng chất Hình ảnh trái ngô biến đổi gen -Đậu tương biến đổi gen để mang tính trạng khả chống chịu thuốc diệt cỏ có hàm lượng oleic acid cao -Chuyển gen lúa có tính trạng chống chịu thuốc diệt cỏ sản xuất vitamin A Giống lúa vàng đời năm 1999 cách cài xen hai gen đảm nhận chức đóng mở, tạo giống lúa màu vàng, hạt giàu hàm lượng betacarotene (tiền vitamin A) màu sắc vàng gạo thể mức độ giàu vitamin A Hình ảnh gạo biến đổi gen có màu vàng (phải) mẫu đối chứng (trái) -Cây cải dầu biến đổi gen mang tính trạng chống chịu thuốc diệt cỏ, có hàm lượng laurate oleic acid cao -Khoai tây biến đổi gen mang tính trạng khả kháng côn trùng kháng virus -Cà chua biến đổi gen mang tính trạng khả chịu thuốc diệt cỏ, kháng vật ký sinh làm chậm trình chín Cà chua chuyển gen kháng vật ký sinh (bên phải) cà chua đối chứng (bên trái) Các chuyên gia Trung tâm Nghiên cứu John Inne Centre Anh tạo loại cà chua chuyển gen đặc biệt có hàm lượng anthocyanins cao, chất chống ôxi hóa có tác dụng giảm nhiều bệnh cho người, có bệnh ung thư Người ta coi thực phẩm chữa bệnh tiêu chí làm tăng giá trị kinh tế cho sản phẩm nông nghiệp giàu chất chống ôxi giống có loại mọng dâu tây, mâm xôi, nho Cà chua giàu chất oxi hóa Tài liệu tham khảo http://www.agbiotech.com.vn/vn/?key=123&mnu=preview http://fcri.com.vn/article_d/c153-331/6-sieu-cay-trong-chuyen-gen http://voer.edu.vn/module/khoa-hoc-xa-hoi/mot-so-thanh-tuu-trong-linh-vuc-taothuc-vat-chuyen-gen.html http://www.nepadbiosafety.net/subjects/biotechnology/plant-transformation-agro