THỰC PHẨM BIẾN ĐỔI GEN, SỰ KIỆN CÂY TRỒNG BIẾN ĐỔI GEN GA21

Cây trồng biến đổi gen là một thành tựu lớn của công nghệ sinh học hứa hẹn mang lại nhiều lợi ích to lớn cho ngành nông nghiệp tuy nhiên tính an toàn của cây trồng biến đổi gen và thực phẩm biến đổi gen đang là vấn đề được cả thế giới quan tâm. Việt Nam cũng là một trong những nước rất chú trọng đến vấn đề quản lý an toàn sinh học và an toàn thực phẩm đối với cây trồng và thực phẩm biến đổi gen, ở nước ta vấn đề nay đã được đưa vào các luật nhằm đảm bảo tính an toàn cho con người, động thực vật, hệ sinh thái và đa dạng sinh học nói chung. Ở nước ta đã có một số cây trồng được cấp phép cho trồng và sử dụng làm thực phẩm, thức ăn chăn nuôi trong đó sự kiện về cây ngô GA21 là một trong những sự kiện tiêu biểu. Do đó, nhóm em xin phép chọn đề tài về “Sự kiện cây trồng biến đổi cây ngô GA21” để tìm hiểu trong tiểu luận này.

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM TIỂU LUẬN MÔN HỌC: THỰC PHẨM BIẾN ĐỔI GEN SỰ KIỆN CÂY TRỒNG BIẾN ĐỔI GEN GA21 Giảng viên hướng dẫn: TS Nguyễn Tiến Thành Nhóm sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Liên – 20132244 Nguyễn Thị Hồng - 20131685 Lại Ngọc Dung – 20130574 Nguyễn Thị Thảo – 20131229 Nguyễn Thu Hà – 20131169 Nguyễn Thị Hưng - 20131955 HÀ NỘI, THÁNG 12 - 2016 PHẦN MỞ ĐẦU Cây trồng biến đổi gen thành tựu lớn công nghệ sinh học hứa hẹn mang lại nhiều lợi ích to lớn cho ngành nơng nghiệp nhiên tính an tồn trồng biến đổi gen thực phẩm biến đổi gen vấn đề giới quan tâm Việt Nam nước trọng đến vấn đề quản lý an toàn sinh học an toàn thực phẩm trồng thực phẩm biến đổi gen, nước ta vấn đề đưa vào luật nhằm đảm bảo tính an tồn cho người, động thực vật, hệ sinh thái đa dạng sinh học nói chung Ở nước ta có số trồng cấp phép cho trồng sử dụng làm thực phẩm, thức ăn chăn ni kiện ngô GA21 kiện tiêu biểu Do đó, nhóm em xin phép chọn đề tài “Sự kiện trồng biến đổi ngô GA21” để tìm hiểu tiểu luận Nhóm em có sáu thành viên phân cơng nội dung tìm hiểu cho thành viên sau: STT Họ tên Nguyễn Thị Liên Nguyễn Thị Hồng Lại Ngọc Dung Nguyễn Thị Thảo Nguyễn Thu Hà MSSV 20132244 20131685 20130574 20131229 20131169 Nguyễn Thị Hưng 20131955 Nội dung tìm hiểu Tổng quan kiện Thơng tin chung phương pháp chuyển gen Vector chuyển gen Đánh giá hiệu chuyển gen Đánh giá nguy trồng biến đổi gen với môi trường đa dạng sinh học Đánh giá an toàn thực phẩm thức ăn chăn nuôi Quản lý rủi ro phòng ngừa Trong q trình tìm hiểu để hồn thành tiểu luận này, chúng em nhận nhiều giảng dạy, bảo thầy Nguyễn Tiến Thành, chúng em xin chân thành cảm ơn! PHẦN NỘI DUNG Tổng quan Tên kiện: Sự kiện chuyển gen GA21 Cây trồng BĐG: Ngô Sự kiện chuyển gen: GA21, có gen biến đổi 5-enol pyruvylshikimate-3-phosphate synthase I - (mepsps) từ enzyme EPSPS từ ngô biến đổi, enzyme enzyme phổ biến có thực vật vi sinh vật không xuất động vật enzyme m PSPS enzyme biến - đổi với đặc tính nhận biết giống với enzyme gốc ngơ tới 99,3% Tính trạng đưa vào: kháng thuốc trừ cỏ với đặc tính biểu hiện: Ngơ GA21 mang đặc tính có lợi chống chịu thuốc trừ cỏ chứa hoạt chất glyphosate, với tính sử dụng linh hoạt phun thuốc trừ cỏ glyphosate trùm lên ngô GA21 khoảng 16 đến 40 ngày sau gieo trước khép tán (tùy vào mùa vụ giống ngô) Sau phun cỏ - chết ngơ mang kiện GA21 sống sinh trưởng bình thường Đơn vị khảo nghiệm: Công ty TNHH Syngenta Việt Nam Trung tâm khảo kiểm nghiệm giống, sản phẩm trồng phân bón Nam Bộ Viện Bảo vệ Thực vật Khả kháng thuốc trừ cỏ Glyphosate ngô NK66GA21trong khảo nghiệm diện rộng tại: Hưng Yên, Sơn - La, BRVT Đăk Lăk Những tính trạng và đặc điểm mới của ngô biến đổi gen so với ngô thông thường Giống Ngơ biến đổi gen GA21 có tính trạng khác biệt so với ngô truyền thống khả kháng thuốc trừ cỏ: Glyphosate, có khả phòng trừ cỏ dại ngô - Đặc điểm giống sử dụng khảo nghiệm Việt Nam Giống NK66 : • Ngơ hay gọi bắp có tên khoa học Zea mays L., thuộc chi Maydeae, họ hoà thảo (Poaceae hay gramineae), hoà thảo (Poales hay Graminales), lớp mầm (Monocotylens), ngành hạt kín (Angiospermatophyta), phân giới thực vật bậc cao (Cosmobionia) - • Được tạo từ tổ hợp lai dòng ngơ có nguồn gốc nhiệt đới NP5024/NP5063 • Dạng hình gọn sinh trưởng phát triển khoẻ, xanh lâu tàn, cứng đổ ngã • Khơng chống chịu thuốc trừ cỏ chứa hoạt chất glyphosate Giống thương mại hóa vào năm 2006, với số đặc điểm nông sinh học chế độ canh tác:  Giống thích nghi rộng, trồng trến tất  vùng sinh tái mùa vụ khác  Cho suất cao, ổn định  Thời gian sinh trưởng: 95-100 ngày  Nồng độ m EPSPS mẫu đo tươi nhận từ ngô GA21 - Thông tin phương pháp chuyển gen Muốn tạo sinh vật biến đổi gen (genetically modified organism-GMO) cần phải có phương - pháp thích hợp để đưa DNA ngoại lai (foreign DNA) vào tế bào chúng Ở vi khuẩn, tế bào xử lý dung dịch muối calcium chloride +Ở tế bào nấm men, - tiếp nhận DNA tăng lên tế bào tiếp xúc với lithium chloride lithium acetate Tuy nhiên, phần lớn sinh vật bậc cao cần phải có phương pháp khác tinh vi Chuyển gen thực vật phát triển với phát triển kỹ thuật nuôi cấy mô tế II bào thực vật Nó trở thành phương tiện quan trọng để nghiên cứu sinh học thực vật Ngoài việc mở triển vọng chuyển gen có ý nghĩa kinh tế vào trồng, kỹ thuật cho phép nghiên cứu cấu trúc điều khiển hoạt động gen  Mô tả quá trình tạo sinh vật biến đổi gen gồm mô tả sơ bộ phương pháp chuyển gen - Ngô biến đổi gen mang kiện GA21 tạo từ dòng bố mẹ ban đầu phương pháp bắn gen sử dụng plasmid pDPG434 mang gen 5’- enolpyruvylshikimate -3 Phosphate Synthase - cải biến (mepsps) vật liệu ban đầu Plasmid pDPG434 sử dụng để tạo dòng ngơ GA21 qua biến nạp súng bắn gen có - nguồn gốc từ vectơ pSK, sử dụng rộng rãi sinh học phân tử Phân đoạn giới hạn NotI chứa đoạn peptide vận chuyển tối ưu mang chức hướng protein mEPSPS chuyển tới lục lạp Phân đoạn gen chuyển vào môi trường mô tế bào ngô không chứa ADN lẫn tạp bao gồm - gen thị kháng kháng sinh đoạn khởi động mã ColE1cũng gen bla trình tự gen lacZ Thông tin gen chuyển 1.1 Đánh giá chung - Trình tự chuỗi axit amin protein mEPSPS giống đến 99,3% so với protein EPSPS enzyme quan trọng đường axit shikimic enzyme tìm thấy tự - nhiên tất thực vật, nấm, vi khuẩn So sánh trình tự chuỗi axit amin protein mEPSPS với trình tự protein độc tố ngân hàng liệu thông tin cho thấy mEPSPS không tương đồng với độc tố - biết Ngồi ra, nghiên cứu protein mEPSPS dễ dàng bị thủy phân môi trường giống ruột người hoạt tính nhiệt độ cao Đánh giá nguồn tác nhân gây dị ứng khơng thấy có nguy trình tự protein khơng tương đồng với tác nhân dị ứng biết Cùng với có mặt với nồng độ thấp protein ngô, mức phơi nhiễm người động vật chúng thấp 1.2 Cấu trúc - EPSP synthase enzyme monomeric có khối lượng phân tử khoảng 46.000 Nó bao gồm hai lĩnh vực mà tham gia sợi protein Sợi đóng vai trò lề, mang hai lĩnh protein gần Khi chất liên kết với enzyme, phối tử liên kết gây hai phần enzyme để kiểm soát xung quanh chất - trang web hoạt động EPSP synthase chia thành hai nhóm theo độ nhạy glyphosate + Lớp men, chứa nhà máy số vi khuẩn, ức chế nồng độ glyphosate micromolar thấp + Trong lớp II enzyme tìm thấy vi khuẩn khác, có khả chống ức chế glyphosate 1.3 Đường Shikimate - EPSP synthase tham gia vào trình tổng hợp thơm axit amin phenylalanine , tyrosine tryptophan qua đường shikimate vi khuẩn, nấm thực vật EPSP synthase sản phẩm thực vật vi sinh vật; gen mã hóa cho khơng có hệ gen động vật có vú 1.4.Phản ứng -EPSP synthase xúc tác phản ứng mà chuyển shikimate-3-phosphate cộng phosphoenolpyruvate đến enolpyruvylshikimate-3-phosphate (EPSP) 5-enolpyruvylshikimate-3-phosphate (EPSP) synthase enzyme sản xuất nhà máy vi sinh vật Đó mục tiêu sinh học thuốc diệt cỏ glyphosate , phiên kháng glyphosate gen sử dụng ngơ biến đổi gen-GA21 Vị trí epsps ->The Roundup Ready gene uses the 35S promoter to give expression in all cells It also has the EPSPS (Roundup resistance) coding region with the addition of the CTP coding segment to direct the EPSPS protein to the chloroplasts 2.Các bước tiến hành kỹ thuật chuyển gen 2.1 Một số nguyên tắc việc chuyển gen - Khi đặt mục đích thực thí nghiệm chuyển gen cần ý số vấn đề sinh học ảnh hưởng đến q trình chuyển gen sau: • Khơng phải tồn tế bào thể tính tồn (totipotency) • Các khác có phản ứng không giống với xâm nhập gen ngoại lai • Cây biến nạp tái sinh từ tế bào có khả tái sinh khả thu nhận gen biến nạp vào genome - Mô thực vật hỗn hợp quần thể tế bào có khả khác Cần xem xét số vấn đề như: có số tế bào có khả biến nạp tái sinh Ở tế bào khác có hai trường hợp xảy ra: số tế bào tạo điều kiện phù hợp trở nên có khả năng, số khác hồn tồn khơng có khả biến nạp tái sinh - Thành phần quần thể tế bào xác định loài, kiểu gen, quan, giai đoạn phát triển mô quan - Thành tế bào ngăn cản xâm nhập DNA ngoại lai Vì thế, chuyển gen vào tế bào có thành cellulose thơng qua Agrobacterium, virus bắn gen phải phá bỏ thành tế bào để chuyển gen phương pháp xung điện, siêu âm vi tiêm - Khả xâm nhập ổn định gen vào genome không tỷ lệ với biểu tạm thời gen - Các DNA (trừ virus) xâm nhập vào genome tế bào vật chủ chưa đảm bảo liên kết - ổn định với genome Các DNA (trừ virus) không chuyển từ tế bào sang tế bào kia, nơi mà đưa vào - Trong đó, DNA virus xâm nhập vào genom chủ lại không liên kết với genome mà chuyển từ tế bào sang tế bào khác ngoại trừ mô phân sinh (meristem) 2.2 Quá trình chuyển gen thực qua bước sau : - Xác định gen liên quan đến tính trạng cần quan tâm - Phân lập gen (PCR sàng lọc từ thư viện DNA từ thư viện genomic DNA) - Gắn gen vào vector biểu (expression vector) để biến nạp - Biến nạp vào E coli - Tách chiết DNA plasmid - Biến nạp vào mô tế bào thực vật phương pháp khác kể - Chọn lọc thể biến nạp môi trường chọn lọc - Tái sinh biến nạp - Phân tích để xác nhận cá thể chuyển gen (PCR Southern blot) đánh giá mức độ biểu chúng (Northern blot, Western blot, ELISA thử nghiệm in vivo khác ) -> Tóm lại, bước tạo GMO: Lựa chọn gen sinh vật cho gen-> Tách gen từ sinh vật cho gen-> Thiết kế cấu trúc biểu gen> Đưa gen lên phương tiện vận chuyển->Chuyển gen vào tế bào đích->Sàng lọc tế bào đạt yêu cầu 2.2.2 Phân lập gen 2.2.2.1.Tách gen từ sinh vật cho - Thu gen nguyên vẹn, không lẫn tạp chất, hiệu suất thu hồi cao  Phương pháp: +Phá màng TB, màng nhân( enzym, học) +Tách ADN khỏi thành phần khác( trích ly, cột silica) +Thu nhận ADN (kết tủa ly tâm, rửa giải màng silica) 2.2.2.2 Phương pháp nhân gen PCR +PCR- Polymerasa Chain Reaction cho phép khuyeesch đại số lượng lớn gen thời gian ngắn +Nguyên tắc: dựa biến tính, hồi tính ADN nguyên lí tổng hợp ADN +Cơ sở: trình tự ADN khn, mồi xuôi (PrimerF) mồi ngược (PrimerR), enzym ADN polymerase, Nu tự *Primers and Probes Chuỗi phản ứng liên tục ->Phương pháp chạy PCR gồm giai đoạn: - Biến tính 94-96oC - Bắt cặp 55-65OC - Kéo dài 72oC - *Các yếu tố ảnh hưởng đến phản ứng PCR ADN khn: tinh sạch, kích thước Ngô GA21 khơng thể có ảnh hưởng làm thay đổi đời sống sức khỏe người động vật sống xung quanh ăn phải phận ngô GA21 Thử nghiệm dinh dưỡng: - Thực gà giò 49 ngày kết hợp theo dõi cân nặng, tỷ lệ chết, hiệu chuyển hoá thức ăn… chứng minh ngô GA21 an tồn giàu dinh dưỡng - ngơ thơng thường Các đánh giá phòng thí nghiệm cho thấy thành phần dinh dưỡng ngô GA21 không khác với ngơ thường VI Quản lý rủi ro phòng ngừa: Chương trình khảo sát chung tác động bất lợi không lường trước ngô GA21: - Sử dụng mạng lưới giám sát cấp độ kênh thơng tin sẵn có nhằm xây dựng chương trình giám sát, đánh giá, phân tích cung cấp thông tin nguy bất lợi - chưa tính đến Xây dựng hệ thống câu hỏi khảo sát đưa cho nông dân để đánh giá tình hình canh tác thường niên với mục đích theo dõi phát nguy rủi ro tiềm ẩn - Phát hành tài liệu Hướng dẫn kỹ thuật thực hành nông nghiệp chất lượng cho nông dân Báo cáo kết giám sát: Tổ chức giám sát quản lý công ty tập hợp, phân tích số liệu báo cáo kết giám sát thường xuyên Nếu phát rủi ro nào, báo cáo cho quan chức để tìm hướng giải Các biện pháp xử lý hạn chế rủi ro: - Khoanh vùng nơi xảy tác động xấu đến môi trường sức khỏe người, động vật - Tiến hành thu hoạch tiêu hủy trồng giống ngô thường sử dụng thuốc - trừ cỏ, băm nhỏ, đốt nấu chín trước chôn Cày ải ruộng sau chấm dứt canh tác Để đất không theo dõi trồng khác loại ruộng ngơ cũ Trong vòng tháng sau thu hoạch, nhân viên quản lý giám sát tiến hành kiểm tra nhổ bỏ ngô mọc lại đất ruộng kết thúc canh tác Cách thức tiêu hủy giống phương pháp nêu Quá trình giám sát thực thường xuyên (1-2 tuần/lần) KẾT LUẬN Trên báo cáo nhóm kiện trồng biến đổi gen “cây ngô GA21” công ty TNHH Syngenta Theo nghiên cứu lý thuyết tiến hành khảo nghiệm nhiều nơi, ngô biến đổi gen mang kiện GA21 hoàn toàn an toàn với người, động thực vật, môi trường sinh thái đa dạng sinh học Đây kiện trồng biến đổi gen tiêu biểu Nông nghiệp phát triển nông thôn công nhận cho phép trồng, sử dụng làm thực phẩm thức ăn chăn nuôi Chúng em đọc tìm hiểu nhiều tài liệu kiện nhiên khơng thể tránh khỏi thiếu sót, kính mong thầy giáo xem xét, góp ý để làm nhóm hồn thiện Chúng em xin chân thành cảm ơn! Nhóm sinh viên thực (Nhóm 8) TÀI LIỆU THAM KHẢO - Báo cáo kết khảo nghiệm đánh giá rủi ro ngô GA21 môi trường đa dạng sinh học – SYNGENTA - http//www.agbios.com PGS.TS Khuất Hữu Thanh – Kỹ thuật gen Nguyên lí ứng dụng – NXB Khoa học kĩ thuật Hà Nội ... quan Tên kiện: Sự kiện chuyển gen GA21 Cây trồng BĐG: Ngơ Sự kiện chuyển gen: GA21, có gen biến đổi 5-enol pyruvylshikimate-3-phosphate synthase I - (mepsps) từ enzyme EPSPS từ ngô biến đổi, enzyme...PHẦN MỞ ĐẦU Cây trồng biến đổi gen thành tựu lớn công nghệ sinh học hứa hẹn mang lại nhiều lợi ích to lớn cho ngành nơng nghiệp nhiên tính an tồn trồng biến đổi gen thực phẩm biến đổi gen vấn đề... ta có số trồng cấp phép cho trồng sử dụng làm thực phẩm, thức ăn chăn ni kiện ngơ GA21 kiện tiêu biểu Do đó, nhóm em xin phép chọn đề tài Sự kiện trồng biến đổi ngơ GA21 để tìm hiểu tiểu luận