Nội dung bài viết trình bày vai trò của công nghệ sinh học trong đời sống và sản xuất; đào tạo nguồn nhân lực và đầu tư cơ sở hạ tầng; thành tựu ứng dụng công nghệ sinh học phục vụ sản xuất nông nghiệp ở Việt Nam...
28(2): 1-9 6-2006 Tạp chí Sinh học NGHiêN CứU Và ứNG DụnG CôNG NGHệ SINH họC PHụC Vụ SảN XUấT NôNG NGHIệp việt nam TRONG 20 năm QUA (1985-2005) Là Tuấn Nghĩa, Trần Duy Quý Viện Di truyền nông nhiệp I Vai trò công nghệ sinh học đời sống sản xuất Qua nửa kỷ phát triển, kể từ ngày Watson Crick (1953) phát minh cấu trúc xoắn kép DNA, công nghệ sinh học (CNSH) giới đà có bớc tiến vợt bậc khẳng định vai trò to lớn lĩnh vực nông - sinh - y học khoa học hình Hàng loạt sở lý thuyết, quy trình công nghệ đà đợc làm sáng tỏ ứng dụng vào sống; sản phẩm CNSH đợc tạo ngày Sự kiện cừu Dolly đợc nhân vô tính đời đà tạo nên dấu ấn công nghệ nhân vô tính nói riêng CNSH nói chung; kiện đà thu hút quan tâm nh đầu t tăng nhanh lĩnh vực CNSH đầy tiềm này; từ đó, đà tạo hàng loạt kết nh nhân vô tính bò, lợn, cừu, dê mèo nớc Anh, Mỹ, Nhật Bản Trung Quốc Việc giải mà thành công hệ gien ngời lúa đà tạo dấu ấn lĩnh vực công nghệ gien, thành công đem lại lợi ích vô to lớn lĩnh vực y học chăm sóc sức khỏe ngời khai thác nguồn gien lúa Kế thừa thành tựu đà đạt đợc, chắn tơng lai có hàng loạt công nghệ, sản phẩm CNSH đợc tạo ra, đem lại hiệu kinh tế - xà hội to lớn hàng loạt hệ gien trồng vật nuôi nh ngô, đậu tơng, bò, lợn đợc giải mÃ; chủng vi sinh vật mang gien tái tổ hợp có ích đợc tạo để phục vụ công nghiệp chế biến thực phẩm bảo vệ môi trờng [2, 7] CNSH đợc chia thành lĩnh vực nh sau: c«ng nghƯ gien, c«ng nghƯ tÕ bào - m« ph«i, công nghệ enzim - protein công nghệ vi sinh Bốn công nghệ ny tùy thuộc vo giai đoạn v mức đầu t nghiên cứu m tốc độ phát triển, thnh tựu đem lại cho xà hội mức khác Trong năm đầu hai thập kỷ 5060, công nghệ enzim - protein vi sinh phát triển mạnh, đem lại thnh tựu to lớn c«ng nghƯ chÕ biÕn thùc phÈm c«ng nghƯ kháng sinh, đáp ứng đợc nhu cầu thiết yếu xà hội lúc Từ năm 60-80 cđa thÕ kû XX, c«ng nghƯ nu«i cÊy m« tÕ bo đà phát triển mạnh nhiều nớc giới v có đóng góp đáng kể việc cải tiến v nhân nhanh giống trồng u việt, phục vụ sản xuất nông lâm nghiệp [2] Giai đoạn từ năm 80 đến l giai đoạn phát triển mạnh mẽ CNSH, với tiến vợt bậc thnh tựu to lớn công nghệ gien, công nghệ đợc xem l tảng v l linh hồn CNSH Bởi kỹ thuật ny liên quan đến gien-cơ sở vật chất định đặc tính di truyền sinh vật Nếu thay đổi đợc gien dựa kỹ thuật DNA tái tổ hợp, tạo sinh vật mang đặc tính quý mong muốn tự nhiên để phục vụ cho lợi ích ngời [2] Các kỹ thuật sinh học phân tử v thao tác di truyền đà giúp cho công nghệ gien phát triển nhanh chóng, vợt bậc Đến lợt lại giúp cho công nghệ khác nh công nghƯ tÕ bào, c«ng nghƯ vi sinh, c«ng nghƯ enzim - protein có nhiều hội để phát triển nhảy vọt chất Vì vậy, 20 năm cuối kỷ XX v năm đầu kỷ XXI, doanh thu CNSH đà tăng từ vi tỷ USD lên đến gần 500 tỷ USD dự kiến đến năm 2010 doanh thu đạt trªn 1000 tû USD ChØ tÝnh riªng thu nhËp cđa trồng chuyển gien (1 phận nhỏ công nghệ gien) nớc Mỹ đà tăng đáng kể, từ 75 triệu USD vo năm 1995, tăng gấp lần vo năm 1996, năm 1997 đạt 670 triệu USD năm 1999 đạt tới 2,3 tỷ USD; đến nay, trung bình doanh thu đạt 12,7 tỷ USD năm, dự kiến đến năm 2006 tăng lên 34 tỷ USD ë thÞ tr−êng thÕ giíi tû USD vo năm 2000, tỷ USD vo năm 2005 v đạt 25 tỷ USD vo năm 2010 [8, 10] Đến nay, đà có 60 nớc tiến hnh thử nghiệm chuyển gien v 18 nớc phát triển trồng chuyển gien, bao gồm hầu hết châu lục Diện tích trồng chuyển gien tăng đặc biệt nhanh, từ 1,7 triệu vo năm 1996, đến năm 1997 tăng lên 11 triệu ha, năm 2000 l 44,2 triệu năm 2003 dự kiến l 69 triƯu Trong ®ã, n−íc Mü cã 39 triƯu ha, chiếm 66% tổng diện tích trồng chuyển gien toàn gíới; tiếp l áchen-ti-na 13,5 triệu ha, chiÕm 23%; Ca-na-da 3,5 triÖu ha, chiÕm 6%; Trung Quèc 2,1 triệu ha, chiếm 4% Đến nay, đà có 120 loại trồng chuyển gien đợc trồng nhiều nớc để lm thức ăn cho ngời v cho gia súc, làm thuốc chữa bệnh, hoa, cảnh lâm nghiệp Có thể nói rằng, CNSH đại ®· cã nh÷ng b−íc nh·y vät vỊ chÊt; cã nh÷ng phát minh rực rỡ nghiên cứu hệ gien ngời lúa; nhân động vật; nghiên cứu bệnh nan y nh ung th, HIV/AIDS; đà tạo đợc nghiên cứu tế bào gốc nhiều loại vắc-xin tái tổ hợp hệ sinh phẩm chuẩn đoán nhanh nhạy để phòng bệnh cho ngời v cho gia súc; đà tạo đợc nhiều loại giống trồng, vật nuôi vi sinh vật có suất cao, chống chịu đợc dịch bƯnh, cã phÈm chÊt tèt, cã ho¹t tÝnh sinh häc cao để phục vụ cho việc phát triển nông, lâm, ng nghiệp cách bền vững Vì vậy, ngời ta hon ton có sở để nói rằng: kỷ XX l kỷ công nghệ thông tin thÕ kû XXI thÕ kû cđa CNSH II Thµnh tựu ứng dụng CNSH phục vụ sản xuất nông nghiệp Việt Nam Do nhận thức đợc tầm quan trọng có tính chiến lợc CNSH, nh xuất phát từ tình hình thực tiển nớc ta, Đảng v Chính phủ đà có nghị 18CP phát triển CNSH đến năm 2010 Trớc hết, cần tập trung vào chơng trình giống trồng, công nghệ bảo quản chế biến nông sản, hải sản, gien Tháng năm 2005, có thị Ban Bí th Trung ơng Đây chủ trơng đắn, sở pháp lý cho nhà khoa học, viện nghiên cứu, trờng đại học dựa vo để nghiên cứu, đo tạo nguồn nhân lực nhằm xây dựng v phát triển ngnh CNSH Việt Nam ngang tầm với khu vực [1, 5, 6] Đào tạo nguồn nhân lực đầu t sở hạ tầng Trong hai mơi năm qua, Đảng Nhà nớc ta đà đặc biệt trọng đến công tác đào tạo nguồn nhân lực lĩnh vực khoa học [3, 4, 5, 6], có CNSH Nhiều cán khoa học, cán trẻ, đợc đào tạo quy, chuyên sâu nớc có khoa học công nghệ tiên tiến nh Mỹ, Anh, Nhật Bản, Pháp, Đức Các cán nghiên cứu nói hoàn toàn có đủ khả năng, chủ động tiếp cận với công nghệ tiên tiến giới Họ lực lơng nòng cốt tất phòng thí nghiệm CNSH chủ nhân sản xuất sản phẩm CNSH đóng vai trß quan träng nỊn kinh tÕ ë n−íc ta Chúng ta đà xây dựng đợc số phòng thí nghiệm CNSH với trang thiết bị đại, tiến hành đợc tất thí nghiệm, công việc liên quan đến công nghệ cao tiếp cận đợc thành tựu khoa học - công nghệ giới Đó phòng thí nghiệm cđa ViƯn CNSH, ViƯn Di trun n«ng nghiƯp, ViƯn Lóa Đồng sông Cửu Long, Viện Vệ sinh Dịch tễ Trung ơng, Trung tâm CNSH thuộc Đại học Quốc gia Hà Nội Gần đây, Trung ơng đà có dự án đầu t xây dựng phòng thí nghiệm trọng ®iĨm qc gia vỊ CNSH nh−: phßng thÝ nghiƯm träng điểm công nghệ gien, công nghệ tế bào động vật, công nghệ tế bào thực vật phía Bắc phía Nam, công nghệ enzim protein Nh vậy, hai mơi năm qua, đà có bớc tiến đáng kể xây dựng nguồn nhân lực sở hạ tầng phục vụ nghiên cứu ứng dụng CNSH Thành tựu công nghệ gien Công nghệ gien nớc ta lĩnh vực đợc xem non trẻ so với công nghệ vi sinh, tế bào - mô phôi enzim - protein; vậy, thời gian phát triển trởng thành không lâu, lĩnh vực đà đạt đợc số thành tựu đáng ghi nhận nh: nghiên cứu tính đa dạng di truyền trồng vi sinh vật; lập đồ gien đặc tính nông sinh học quý; phân lập, biến nạp quy tụ gien [2, 3, 8, 10] Trớc tiên, cần phải kể tới kết đạt đợc nghiên cứu tính đa dạng di truyền phân loại trồng, vi sinh vật thị phân tử DNA (DNA marker) Hầu hết thị phân tử nh: RFLP, RAPD, AFLP, SSR, CAP, RGA, STS đà đợc ứng dụng để nghiên cứu, phân tích đa dạng di truyền đối tợng trồng, vật nuôi, thủy sản vi sinh vật nh: lúa, đậu tơng, ngô, bông, cà chua, bạch đàn, keo, bò, lợn, gà, cá, vi sinh vật Thông tin tính đa dạng di truyền đà đợc sử dụng việc xác định thành phần loài, phân bố sinh vật, xác định cặp lai chọn tạo giống làm tiền đề cho bớc nghiên cứu, phân tích , giúp quản lý, khai thác sử dụng hợp lý tài nguyên di truyền sinh vật phong phú nớc ta [2] Bản đồ gien bất dục đực nhạy cảm với nhiệt độ giống lúa Việt Nam đà đợc thiết lập, làm sở để tạo dòng bất dục mẫn cảm với nhiệt độ (TGMS) ổn định phát triển lúa lai hai dòng Bản đồ gien tính trạng chống chịu mặn, chịu hạn, úng, chịu lạnh, chống chịu nhôm bệnh đạo ôn số giống lúa địa phơng Việt Nam đà đợc xác lập, làm sở để khai thác gien chống chịu chơng trình tạo giống trồng [2] Bên cạnh đó, đà xác định vị trí thể nhiễm sắc phân tích chức số gien nh: gien bất dục đực, Rf-3 (phục hồi phấn hoa), Pi-2 (kháng bệnh đạo ôn), gien Xa-4, Xa-5, Xa-13, Xa-21 (kháng bệnh bạc lá), pBH-10 (kháng rầy nâu), gien kháng sâu thuốc diệt cỏ [2] Trong chăn nuôi, kỷ thuật PCR, RFLP giải trình tự DNA, đà phát gien Halothan liên quan đến tỷ lệ nạc v khả chống stress lợn, gien Kappa casein v -Latolobulin điều khiển suất v chất lợng sữa bò, gien hoóc môn sinh trởng liên quan đến tốc độ sinh trởng v thnh phần thịt xẻ lợn v gien quy định giới tính bò để xác định giới tính phôi ngy tuổi Chúng ta đà phân lập tái thiết kế lại gien vectơ phục vụ cho công tác chuyển gien đà phân lập đợc gien helicaza mở xoắn DNA phục vơ cho lÜnh vùc kü tht di trun vµ chun gien Trong thời gian qua, nhà khoa học Việt Nam đà xác lập đồ giải mà 100 gien tính trạng quý đối tợng động thực vật khác nhau; gien đà đợc công bố Ngân hàng gien giới GENEBANK Phơng pháp quy tụ gien đà đợc ứng dụng để cải tạo, nâng cao khả chống chịu với sâu bệnh điều kiện môi trờng bất thuận, nâng cao suất phẩm chất số giống trồng phỉ biÕn ë n−íc ta C¸c gièng lóa (CR203, Q5, Khang dân, MT508-1, OM1606) đợc quy tụ gien kháng bệnh bạc (Xa-4, Xa-5, Xa-7, Xa-21), gien kháng đạo ôn (Pi-1, Pi-2, Pi-3), QTL chịu hạn mặn, gien quy định hàm lợng amyloza, mùi thơm Kết bớc đầu cho thấy dòng lúa đợc chọn tạo giữ nguyên đợc đặc tính nông sinh học quý ban đầu nâng cao khả chống chịu Một số dòng lúa đợc chọn tạo theo hớng đà đợc triển khai vào sản xuất nh giống CR203 quy tụ gien kháng đạo ôn giống OM4495 có phẩm chất gạo tốt, hàm lợng amyloza trung bình, kháng đợc bệnh rầy nâu đạo ôn Trong lâm nghiệp, đà nghiên cứu sử dụng thị phân tử chọn tạo giống keo, bạch đàn lát hoa Quy tụ gien chịu phèn từ lúa hoang Đồng Tháp Mời vào lúa trồng để tạo giống lúa chịu phèn có suất cao (giống AS 996) [2] Trong năm qua, phòng thí nghiệm nớc đà tập trung nghiên cứu chuyển gien vào số trồng quan trọng nh: lúa, ngô, đậu tơng, bông, cải dầu, cải bắp, hoa, thuốc lâm nghiệp khác Các gien kháng thuốc diệt cỏ kháng bệnh khô vằn đà đợc chuyển vào hai giống lúa DT10 DT13, gien kháng bệnh bạc vào giống lúa VL902, gien kháng sâu tơ vào giống cải bắp CB26 Các gien CryIA(c) (kháng sâu), GNA (kháng rầy), Xa-21 (kháng bạc lá) đợc chuyển vào loài phụ lúa indica; gien -caroten (tiền chất vitamin A) vào giống lúa MTL250, IR64, KDML để có giống lúa giàu vitamin A, gien Bt vào bông, gien anti-ACO (gien chín chậm hoa lâu tàn) vào hoa cúc, gien Bt vào ngô, gien vỏ bọc (protein coat) kháng đốm vàng vào đu đủ Một số dòng bạch đàn đợc biến nạp gien để thay đổi hàm lợng tính chất lignin đợc thử nghiệm Do nớc ta cha có luật an toàn sinh học, đặc biệt trồng biến đổi gien nên tất nghiên cứu dừng quy mô phòng thí nghiệm nhà kính Với thành tựu đà đạt đợc, đà sẵn sàng cho việc triển khai quản lý trồng biến đổi gien sau luật an toàn sinh học đợc ban hành [8, 10] Bên cạnh việc nghiên cứu chọn tạo giống trồng biên đổi gien, xây dựng quy trình xác định trồng sản phẩm biến đổi gien đánh giá khả gây hại chúng Để thực nhiệm vụ này, thông tin gien đợc sử dụng chuyển vào trồng đà đợc thu thập phân tích nh: Xa-21 (kháng bệnh bạc lúa), gien CryIA (a, b, c, d) (kháng sâu), gien chitinaza (kháng nấm), gien P5CS, OAT, TPS, nhaA, HAL (chịu hạn mặn), gien CgS, SA (tăng hàm lợng axit amin), gien CP, replicaza (kháng bệnh đốm vòng), gien anti-ACO (gien chín chậm hoa lâu tàn), gien bar (kháng thuốc trừ cỏ) Quy trình xác định có mặt loại gien trồng, sản phẩm thức ăn cho ngời cho vật nuôi đợc xây dựng Một số quy trình đà đợc ứng dụng thực tế để xác định trồng sản phẩm biến đổi gien nh quy trình xác định gien bar gien Bt Các kỹ thuật DNA (kỹ thuật lai DNA, PCR) công cụ hữu hiệu phục vụ cho công tác chẩn đoán xác định nhanh bệnh hại trồng vật nuôi, nh ngời, vốn khó khăn áp dụng biện pháp truyền thống Hàng loạt chủng loại kít phân tử chẩn đoán nhanh đợc thiết kế sản xuất có độ xác cao rút ngắn thời gian vài chục phút Nhờ có kít chuẩn đoán, số bệnh virút vốn khó xác định trớc đợc phát dễ dàng nh loại virút hại chuối có múi nh cam quýt; bệnh nấm nh nấm sơng mai khoai môn, khoai sọ; khô vằn ngô; vi khuẩn héo xanh hại lạc, khoai tây, cà chua vi khuẩn bạc hại lúa Đặc biệt xác định đợc virút H5N1 số loại gien kháng vi sinh vật gây bệnh khác (bệnh sốt xuất huyết) Thành tựu công nghệ tế bào-mô phôi Công nghệ tế bào - mô phôi lĩnh vực cã nhiỊu thµnh tùu nỉi bËt nhÊt ë n−íc ta 20 năm qua; đà làm chủ cải tiến công nghệ, từ nghiên cứu đến xây dựng quy trình tạo đợc nhiều phục vụ cho sản xuất nông nghiệp a Thành tựu công nghệ tế bào - mô phôi thực vật Ngày nay, hàng năm nhân giống, sản xuất hàng chục triệu giống gồm dòng đặc biệt lúa, ngô, chuối, mía, dứa, khoai tây, ăn quả, lâm nghiệp, dợc liệu, hoa cảnh công nghệ nuôi cấy mô tế bào, công nghệ mô hom Công nghệ nuôi cấy mô tế bào giúp nhanh chóng tạo giống dòng thuần, phục vụ cho công nghệ sản xuất giống lúa lai, ngô lai để phát triển chúng sản xuất Khai thác biến dị dòng soma kết hợp với đột biến hóa chất đà tạo đợc dòng lúa KDM39 giống lúa DR2, DR3 có đặc tính tốt đợc triển khai sản xuất Kỹ thuật lai xa cứu phôi đà đợc tiến hành nhằm tạo lai có nhiều đặc tính nông học quý nh tạo dòng lúa TGMS CMS chọn tạo lúa lai, kỹ thuật cứu phôi đợc ứng dụng thành công chọn tạo giống trồng rau khác nh bầu bí , ứng dụng nuôi cấy bao phấn chọn tạo lúa thuần, nâng cao hiệu chọn lọc lúa có chất lợng cao, chống chịu sâu bệnh tạo giống lúa lai Hàng loạt dòng lúa (ĐV2, MT4, DT26 ), ngô đà đợc tạo kỹ thuật đơn bội nuôi cấy bao phấn nuôi cấy noÃn; với ngô, đà tạo đợc 27 nguồn có khả tạo phôi 8/27 nguồn có khả tái sinh trồng; bên cạnh đó, qua nuôi cấy bao phấn, đà tạo đợc dòng ngô hai tổ hợp ngô lai có triển vọng Đặc biệt, đà sản xuất đợc dòng lúa mang gien quý nh gien bất dục đực tế bào chất, bất dục đực nhân (các gien TGMS, PGMS), gien kết hợp rộng, gien kháng sâu bệnh để phục vụ cho tạo giống u lai Công nghệ phôi vô tính thực vật đà đợc nghiên cứu triển khai vài năm gần đây; nhờ công nghệ này, nhân nhanh sản xuất giống hoa, có múi không hạt với nhu cầu hàng triệu năm Một số xí nghiệp, công ty giống quy mô lớn đà đời với công suất từ vài trăm nghìn đến 10 triệu năm Đợc hỗ trợ kỹ thuật Viện Di truyền nông nghiệp, công ty đờng Hiệp Hòa tỉnh Long An địa phơng khác nớc đà nhân hàng trăm triệu mía giống (các giống K84 K84200) để trồng diện tích 10.000 Giống mía K84-200 có hàm lợng đờng suất cao hẳn giống cũ, đồng thời lại thích hợp với vùng đất phèn mặn miền Tây Nam bộ, giống mía cao sản đợc tiến hành nhân nhanh để phục vụ cho nhà máy đờng tỉnh Hòa Bình, Thanh Hóa, Tuyên Quang Trung tâm giống lâm nghiệp thuộc Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam đà chọn đợc dòng bạch đàn, giống keo lai có suất cao đạt sản lợng hàng chục vạn mét khối gỗ Các trung tâm nhân giống công nghệ mô hom tỉnh Quảng Ninh, Phú Thọ năm sản xuất khoảng 15 triệu giống bạch đàn keo lai chất lợng cao, phục vụ đắc lùc cho viƯc trång rõng nguyªn liƯu giÊy ë n−íc ta Viện Sinh học nông nghiệp đà nhân nhanh sản xuất đợc hàng loạt giống khoai tây bệnh phục vụ cho sản xuất [2] Công nghệ nhân giống hoa đà đợc phát triển mở rộng nhanh vài năm gần đây, với tham gia hàng chục doanh nghiệp t nhân Quy trình nuôi cấy mô, nhân số giống hoa phong lan, địa lan, cúc, lily, đồng tiền, cẩm chớng đà đợc xây dựng đa vào sản xuất Nhờ ứng dụng CNSH biện pháp truyền thống, nhiều mô hình trồng hoa công nghệ cao (mô hình trồng hoa lily đồng sông Hồng, mô hình trồng hoa trái vụ) đà thành công đem lại hiệu kinh tế-xà hội cao Chúng ta hoàn thiện công nghệ tạo hạt nhân tạo số trồng quý nh trầm hơng, tếch, hoa lily, phong lan Thông qua công nghệ in-vitro, đà tạo đợc nhiều trồng bệnh nh có múi, hoa, dứa, sắn, chuối, khoai tây, cà chua để phục vụ cho công tác sản xuất quản lý dịch hại trồng nh bảo vệ môi trờng Cũng nhờ công nghệ này, đà lu giữ đợc nhiều giống trồng quý, phục vụ cho công tác bảo tồn, khai thác hợp lý bền vững nguồn gien trồng b Thành tựu công nghệ tế bào - mô phôi động vật Trong chăn nuôi, đà hoàn thiện công nghệ sản xuất phôi tơi đông lạnh, sử dụng phơng pháp cấy truyền phôi để tạo đàn bò có u lai đạt 30-40% Đang tiến hành nghiên cứu có triển vọng thành công công nghệ cắt phôi để nhân nhanh đàn bò sữa Một vài nghiên cứu ban đầu thụ tinh ống nghiệm, ghép phôi, cấy chuyển nhân đà đợc tiến hành Đà hoàn thiện công nghệ sản xuất tinh cọng rạ đông lạnh để thay dần tinh lạnh dạng viên, với môi trờng pha chế tinh dịch, cho phép bảo quản tinh trùng điều kiện nhiệt độ thờng đợc 2-3 ngày, thuận tiện để vận chuyển xa Hiện 30-35% số lợn nái nớc đợc thụ tinh nhân tạo tinh dịch đợc pha chế môi trờng [2] Bằng phơng pháp cấy truyền phôi, đà tạo 60 bò sữa có 10 cho vắt sữa, suất đạt 4.500-5.500 kg sữa/chu kỳ Ngoài ra, thông qua chơng trình giống, với việc sử dụng 8,2 vạn liều tinh, đà góp phần nâng đàn bò sữa nớc từ 29.500 (năm 1999) lên 54.345 (năm 2002), đồng thời nâng suất sữa từ 3.150 kg/chu kỳ lên 3.400 kg/chu kỳ Trong năm 2001-2002, dự án sản xuất đợc 160.000 lít môi trờng pha loÃng tinh dịch lợn VCN, 680.000 liều tinh bò thịt dạng viên đông lạnh dạng cọng rạ, 500 phôi bò rạng tơi, đông lạnh thụ tinh ống nghiệm [2] Công nghệ tế bào mô phôi đợc ứng dụng số đối tợng động vật khác nh gà; đà thành công với công nghệ mở cửa sổ trứng gà bớc đầu đà đạt đợc kết ghép phôi, tế bào gốc, tạo hệ gà có đặc tính Thành tựu công nghệ enzim - protein Các kỹ thuật enzim - protein đà đợc ứng dụng để xác định ®éc tè cña nÊm, møc ®é tån d− thuèc trõ sâu sản phẩm nông nghiệp, làm giảm độc tố xianua-glucozit tăng hàm lợng protein Sử dụng chế phẩm enzim để sản xuất rợu vang, bảo quản chế biến nông sản nh Iturin A chế phẩm đậu tơng lên men từ vi khuẩn Bacillus subtilis, hơng thơm chất gạo, chế phẩm bacterioxin để bảo quản thực phẩm tơi sống Đà sản xuất vắc-xin cho gia súc, gia cầm ứng dụng công nghệ lên men vi sinh vật (để sản xuất vắc-xin tụ huyết trùng trâu bò) nuôi cấy tế bào động vật (để sản xuất vắc-xin dịch tả vịt parovirut lợn) Trong năm 2001-2002, dự án đà sản xuất đợc 5.340.000 liều vắc-xin tụ huyết trùng trâu bò, 4.000.000 liều vắc-xin parovirut lợn, 32.000.000 liều vắc-xin dịch tả vịt Sản xuÊt mËt tinh bét tõ tinh bét s¾n b»ng công nghệ enzim, năm 2001 đà sản xuất đợc 25 xirô maltoza [2] Các quy trình sản xuất thử nghiệm quy mô phòng thí nghiệm số protein kìm hÃm enzim (PI) bất hoạt ribô xôm (RIP) có giá trị sử dụng y dợc nông nghiệp, chế phẩm có hoạt độ kìm hÃm enzim (60UI) protein khác có hiệu lực diệt côn trùng Đà phân lập tinh đợc hai enzim T4 ligaza Taq DNA polymeraza enzim quan trọng đợc sử dụng kỹ thuật sinh học phân tử Xây dựng đợc quy trình công nghệ sử dụng enzim khác enzim đa chức bảo quản chế biến nông sản nh nớc hoa quả, rợu bia Chúng ta đà nghiên cứu, thử nghiệm sản xuất kít để chuẩn đoán bệnh trồng, vật nuôi vệ sinh an toµn thùc phÈm nh− bé kÝt PCR dïng chẩn đoán nhanh bệnh greening cam, bệnh héo xanh cà chua, thực phẩm (thịt, cá ); kít dùng để chuẩn đoán bệnh dịch tả lợn, bệnh Salmonella gà, bệnh tụ huyết trùng trâu bò, bệnh tôm Bên cạnh đó, sản xuất loại vắc-xin dùng phòng chống bệnh vật nuôi nh vắc-xin chống bệnh Salmonella gà Sản xuất kít ELISA loại virút, vi khuẩn nấm nh kháng huyết virút khảm thuốc cà chua, tàn lụi ë cam chanh, vi khuÈn hÐo xanh ë hä cµ, nấm Phytophthora dứa dâu Thành tựu công nghệ vi sinh Đà sử dụng vi sinh vật sản xuất phân bón sinh học, vi sinh vật cố định nitơ rễ họ đậu để cung cấp đạm cho trồng; vi sinh vật phân giải phốtphát khó tan thành dạng dễ tan mà trồng hấp thụ đợc; số loại phân có vai trò nấm (Mycorhiza), vi khuẩn (Rhizobium), xạ khuẩn (Farankia) dùng cho lâm nghiệp nh phi lao, thông, keo, đen; chế phẩm vi sinh vật làm thức ăn bổ sung cho gà, lợn Chế phẩm hóa sinh để cải tạo đất (các chế phẩm Hoàng Hà, Hoàng Nông) có hiệu cao thúc đẩy sinh trởng, tỷ lệ đậu quả, tăng suất ăn (đặc biệt ớt) lúa Công nghệ sử dụng vi sinh vật sản xuất phân bón đợc ứng dụng nhiều nhà máy phân hữu sinh học, nhà máy đờng xí nghiệp chế biến rác thải Khoảng 300-400 ngàn phân bón loại đà đợc cung cấp cho sản xuất nông nghiệp [9] Các chế phẩm thuốc bảo vệ thực vật sinh học đợc ứng dụng rộng r·i nh− NPV, VBt TËp Kú, 1,8EC, Song M· 24,5EC, Lục Sơn 0,26DD, Bitadin WP, Ketonium để diệt trừ sâu khoang, sâu xanh hại rau, bông, đay thuốc Chế phẩm vi khuẩn huỳnh quang (Pseudomnas fluorescence) để phòng trừ bệnh hại cà phê, vải lạc Nấm Metarhizium flovoviridae trừ mối, châu chấu hại mía Nấm Beauveria bassiana trừ sâu róm hại thông Nấm Beauveria bassiana nấm Metarhizium aniopliae trừ sâu hại dừa Nấm đối kháng Trichoderma trừ bệnh khô vằn ngô Sử dụng vi khuẩn gây bệnh chuyên tính Salmonella enteriditis ischenco để sản xuất chế phẩm diệt chuột đạt hiệu suất cao [9] Công nghệ vi sinh đợc ứng dụng để xử lý chất thải rắn lỏng Một số quy trình công nghệ xử lý chất thải lỏng hữu cơ, xử lý phân gia súc, xử lý ô nhiễm dầu mỏ đà đợc ứng dụng nhiều nơi nớc Nhờ có công nghệ nói mà ô nhiễm môi trờng chất thải từ nhà mày (các nhà máy bia Hải Dơng Hà Đông, nhà máy sản xuất sữa Hanoimilk Hà Nội) đà đợc xử lý cách hiệu không gây tác hại tới sức khoẻ ngời nh sinh vật có lợi khác Nhiều chủng vi sinh vật đợc phân lập để xử lý chất thải dạng đặc thù nh chất thải quốc phòng (thuốc nổ, nhiên liệu tên lửa, thuốc nhuộm vũ khí, xăng dầu mỡ chuyên dụng quân ) Các chất thải sau đà đợc xử lý, đợc tận dụng để tạo nguồn lợng có lợi khác nh quy trình công nghệ khí sinh học (biogas) đà chuyển chất thải hữu thành khí đốt phân hữu cơ; chuyển đổi sinh học nguồn phụ, phế thải nông nghiệp lâm nghiệp thành phân bón trồng [2] III Những tồn phát triển CNSH phục vụ nông nghiệp Việt Nam Bên cạnh thành công đà đạt đợc 20 năm qua, CNSH nói chung CNSH phục vụ nông nghiệp nói riêng Việt Nam tồn hạn chế cần đợc khắc phục thêi gian tíi VỊ ngn nh©n lùc ë nớc ta, số lợng cán nghiên cứu nhân viên kỹ thuật CNSH ít, công nghệ gien (nớc Mỹ có 20.000 nhà khoa học chuyên công nghệ gien, Việt Nam với gần 80 triệu dân có khoảng trăm ngời) Mặt khác, cha có kế hoạch đào tạo cách hệ thống, chuyên sâu, toàn diện đồng nhất, mà lực lợng nghiên cứu CNSH nớc ta nói chung bất cập Mặc dù CNSH đà đợc đa vào chơng trình giảng dạy nhiều trờng đại học nhng giáo trình học tập, trang thiết bị giảng dạy thiếu không đồng bộ, trình độ giáo viên lại hạn chế Về đầu t CNSH lĩnh vực đòi hỏi đầu t lớn Mặc dù đà đợc Nhà nớc quan tâm, nhng nhìn chung, việc đầu t cha đồng bộ, dàn trải kéo dài Một số phòng thí nghiệm đà đợc đầu t trang thiết bị tơng đối đại nhng lại thiếu vốn hoạt động nên cha sử dụng sử dụng với công suất thấp, gây lÃng phí Trong suốt 20 năm qua, chơng trình CNSH Việt Nam đợc đầu t 5,5 triệu USD, tức 1/10 tổng số vốn đầu t Thái Lan năm 2002 Đài Loan, năm 2001 đầu t cho CNSH 500 triệu USD VỊ tỉ chøc triĨn khai Thêi gian qua, m¹ng l−íi phòng thí nghiệm CNSH đà đợc thiết lập viện nghiên cứu, trờng đại học sở địa phơng Tuy nhiên, phối hợp nghiên cứu đào tạo hạn chế; đề tài nghiên cứu manh mún; nội dung nghiên cứu dàn trải, cha mang tính chiến lợc tổng thể; kế thừa thành nghiên cứu cha cao sản phẩm nghiên cứu Trong đó, giới, CNSH đà phát triển có chỗ đứng vững kinh tế Về thơng mại hóa sản phẩm CNSH Cha có chế hỗ trợ hấp dẫn cho doanh nghiệp tham gia đầu t phát triển thơng mại hóa sản phẩm CNSH Khả chuyển giao thành nghiên cứu tiến kỹ thuật vào sản xuất hạn chế Về chế sách Còn chậm cụ thể hóa đờng lối sách Đảng Nhà nớc vào thực tế; cha có sách thu hút nhân lực nhân tài thực hiệu Tuy phủ đà ban hành quy chế an toàn sinh học (tháng năm 2005), phải chờ đợi hớng dẫn thực ngành liên quan để triển khai nghiên cứu ứng dụng CNSH IV kết luận kiến nghị Kết luận CNSH phục vụ nông nghiệp Việt Nam lĩnh vực phát triển sau nhiều nớc, kể số nớc Đông Nam Tuy nhiên, CNSH phục vụ nông nghiệp nhận đợc quan tâm to lớn Đảng Nhà nớc Trong suốt 20 năm phát triển, CNSH phục vụ nông nghiệp Việt Nam đà trởng thành nhanh chóng đà đạt đợc kết đáng khích lệ nh: - Bớc đầu xây dựng đợc hệ thống sở nghiên cứu, đào tạo CNSH; nhiều cán khoa học đợc đào tạo quy chuyên sâu nớc có khoa học công nghệ tiên tiến có khả chủ động, tiếp cận với công nghệ - Xây dựng đợc số phòng thí nghiệm CNSH với trang thiết bị đại, tiến hành đợc tất thí nghiệm, công việc liên quan đến công nghệ cao, công nghệ tiên tiến tiếp cận đợc thành tựu khoa họccông nghệ giới Đà có dự án đầu t xây dựng phòng thí nghiệm trọng điểm quốc gia CNSH Nh vậy, tơng lai, nghiên cứu ứng dụng CNSH có bớc phát triển đáng kể - Chúng ta đà làm chủ nghiên cứu công nghệ gien để phân loại, xác định tính đa dạng di truyền; lập đồ, phân lập, giải mÃ, biến nạp quy tụ gien Qua ứng dụng công nghệ gien, đà tạo giống trồng vật nuôi có đặc tính mong muốn; sản phẩm sinh học dùng y tế, chăn nuôi, trồng trọt, bảo vệ thực vật giảm thiểu ô nhiễm môi trờng; quy trình công nghệ dùng phân tích chẩn đoán nhanh bệnh trồng vật nuôi - Hiện nay, nghiên cứu ứng dụng công nghệ tế bào - mô phôi nớc ta đà sản xuất đợc hàng loạt sản phẩm trồng, vật nuôi phục vụ phát triển nông nghiệp Hàng năm, đà cung cấp cho sản xuất hàng triệu giống thông qua kỹ thuật nuôi cấy mô tế bào; đà nhân đợc giống trồng quý, tạo trồng bệnh Bên cạnh đó, chọn tạo đợc giống trồng đa vào sản xuất thông qua biến dị dòng soma gây đột biến in-vitro Trong lĩnh vực động vật, đà bảo quản, lu giữ thành công dạng tế bào khác cấy ghép thành công tế bào phục vụ chăn nuôi - Trong lĩnh vực công nghệ vi sinh, đà chế biến đợc sản phẩm xây dựng đợc nhiều quy trình sản xuất thuốc bảo vệ thực vật, phân bón sinh học chế phẩm xử lý ô nhiễm môi trờng Các sản phẩm quy trình công nghệ đà đợc triển khai sản xuất, đạt hiƯu qu¶ kinh tÕ - x· héi cịng nh− b¶o vệ môi trờng - Công nghệ enzim - protein đà đợc ứng dụng thành công lĩnh vực nông nghiệp nớc ta Nhiều quy trình sử dụng công nghệ đà đợc ứng dụng vào sống nh xác định độc tố, d lợng thuốc trừ sâu, giảm ®éc tè C¸c chÕ phÈm sư dơng chÕ biÕn thực phẩm, nông sản, thức ăn chăn nuôi; vác-xin phòng trừ bệnh chăn nuôi Các quy trình bất hoạt sản xuất nông nghiệp; sản phẩm enzim sử dụng nghiên cứu sản xuất; quy trình chẩn đoán nhanh bệnh động thực vật Kiến nghị Trớc hội thách thức hội nhËp kinh tÕ khu vùc vµ thÕ giíi, chóng ta cần phải có chiến lợc định hớng rõ ràng phát triển CNSH để chủ động sẵn sàng thích ứng với tình hình Chúng ta cần phải giải dứt điểm tồn đặt nhiệm vụ cụ thể sau: a Chính sách, đầu t chế quản lý - Tiếp tục đầu t dứt điểm phòng thí nghiệm trọng điểm quốc gia, hoàn thiện quy chế hoạt động phòng thí nghiệm trọng điểm để sớm vào hoạt động - Tiếp tục đào tạo nguồn nhân lực cho CNSH cách hệ thống, toàn diện chuyên sâu - Cơ chế hoạt động KHCN cần thông thoáng hơn, kịp thời cấp phát kinh phí, chi tiêu tài Cần có sách phát huy tinh thần tự chủ, động, trách nhiệm cạnh tranh nghiên cứu khoa học Nên quản lý giám sát hoạt động KHCN đơn giản nhng hiệu - Nhanh chóng đa quy chế thích hợp để đẩy mạnh phát triển chơng trình kinh tế kỹ thuật CNSH nớc ta, kết thật đánh giá kết nghiên cứu đề tài dự án áp dụng vào thực tiễn đợc sản phẩm - Đầu t đào tạo chuyên sâu đội ngũ cán khoa học kế cận Có chế thích hợp để cán nghiên cứu có sống đầy đủ ổn định để thu hút lực lợng cán khoa học giỏi, đặc biệt cán công tác nớc trở cống hiến phục vụ tổ quốc b Lĩnh vực nghiên cứu - Đầu t nghiên cứu bản, đặc biệt vấn đề đặc thù quốc gia để làm sở liệu khoa học vật liệu cho việc khai thác, sử dụng hợp lý, lâu bền tài nguyên sinh học giàu có nớc ta - Chọn tạo giống trồng vật nuôi có suất cao, phẩm chất tốt, có khả chống chịu với sâu bệnh điều kiện bất thuận môi trờng - Tập trung đầu t bảo quản chế biến nông sản, u tiên phát triển sản phẩm nông sản có sức cạnh tranh thị trờng khu vực giới - Tạo chế phẩm sinh học, vác-xin hệ sử dụng phòng chống dịch bệnh trồng vật nuôi - Giảm thiểu ô nhiễm môi trờng, thông qua việc tăng cờng sử dụng sản phẩm phân bón vi sinh, sử dụng vi sinh vật để phân giải chất thải, tập trung tạo giống trồng vật nuôi kháng sâu bệnh - Đánh giá bảo tồn đa dạng sinh học nông nghiệp, sử dụng hợp lý nguồn gien động thực vật Tài liệu tham khảo Bộ Khoa học Công nghệ, 2003: Hội nghị toàn quốc đánh giá tình hình thực nghị 18/CP Chính phủ Kế hoạch phát triển CNSH đến năm 2010: 3-49 Hà Nội Bộ NN & PTNT, 2003: Hội nghị toàn quốc đánh giá tình hình thực nghị 18/CP Chính phủ Kế hoạch phát triển CNSH đến năm 2010: 50-60 Hà Nội Trung tâm KHTN & CN QG, 2003: Hội nghị toàn quốc đánh giá tình hình thực nghị 18/CP Chính phủ Kế hoạch phát triển CNSH đến năm 2010: 8192 Hà Nội Bộ Giáo dục Đào tạo, 2003: Hội nghị toàn quốc đánh giá tình hình thực nghị 18/CP Chính phủ Kế hoạch phát triển CNSH đến năm 2010: 102-111 Hà Nội ChÝnh phđ n−íc CHXHCN ViƯt Nam, 2003: NghÞ qut 18/CP Kế hoạch phát triển CNSH đến năm 2010: 123-132 Hà Nội Bộ Nông nghiệp & PTNT, 2005: Hội nghị quán triệt chi thị số 50-CT/TW Ban Bí th Trung ơng Đảng triển khai chơng trình hành động phủ việc đẩy mạnh phát triển øng dơng CNSH phơc vơ sù nghiƯp c«ng nghiƯp hãa, đại hóa đất nớc: 19-28 Hà Nội Trần Duy Quý, 2005: Hội nghị quán triệt thị số 50-CT/TW Ban Bí th Trung ơng Đảng triển khai chơng trình hành động phủ việc đẩy mạnh phát triển ứng dụng CNSH phục vụ nghiệp công nghiệp hóa, đại hóa đất nớc: 2938 Hà Nội Đặng Trọng Lơng, 2005: Hội nghị KHCN trồng Hà Nội Nguyễn Văn Tuất cs., 2005: Nghiên cứu ứng dụng CNSH để sản xuất chế phẩm sinh học phòng trừ dịch hại trồng Hội nghị KHCN trồng Hà Nội 10 Vũ Đức Quang cs., 2005: Hội nghị KHCN trång Hµ Néi Research and development of the Agricultural Biotechnology in Vietnam during the last twenty years (1985-2005) La Tuan Nghia, Tran Duy Quy During the last twenty years (1985-2005), the agricultural biotechnology has been rapidly developed in Vietnam and obtained significant achievements in constructing the infrastructure and in research Vietnamese researchers have been trained at developed countries where there were the advanced laboratories with excellent experts, thus they have improved their knowledge and skill They were playing key role in the biotechnological laboratories in Vietnam There were several institutes/universities which were equipped with good instruments Recently, six national key biotechnological laboratories were established where almost the experiments of the advanced biotechnology could be conducted We have obtained results on research and application of the biotechnology in the crop breeding such as: using of the DNA markers in analysis of the gienetic diversity; mapping of the genes responsive for tolerance to the biotic and a-biotic factors; pyramiding and transfer of the useful genes into important crops; using of the cell and embryo technologies in propagation of the crops and breeds; generation of the free disease crops; crop breeding based on selection of the soma variation and mutation; created animals such as: cow, chicken, pig by applying the cell and embryo By research and application of the microbiological technology, we have produced bio-pesticides, bio-fungicides, bio-fertilizer and bio-products used in the food production By using of the enzyme and protein technologies, we have developed kits for detection of the poisons in crops as well as in foods, kits for rapid determination the plant and animal diseases We have produced vaccines for the animal protection, bio-products for the produce and storage of foods and enzymes used in research an agricultural production The agricultural biotechnology has played a very important role in the agricultural development of Vietnam Ngµy nhËn bµi: 27-7-2005 ... Bắc phía Nam, công nghệ enzim protein Nh vậy, hai mơi năm qua, đà có bớc tiến đáng kể xây dựng nguồn nhân lực sở hạ tầng phục vụ nghiên cứu ứng dụng CNSH Thành tựu công nghệ gien Công nghệ gien... nhiều nớc, kể số nớc Đông Nam Tuy nhiên, CNSH phục vụ nông nghiệp nhận đợc quan tâm to lớn Đảng Nhà nớc Trong suốt 20 năm phát triển, CNSH phục vụ nông nghiệp Việt Nam đà trởng thành nhanh chóng... chế an toàn sinh học (tháng năm 200 5), phải chờ đợi hớng dẫn thực ngành liên quan để triển khai nghiên cứu ứng dụng CNSH IV kết luận kiến nghị Kết luận CNSH phục vụ nông nghiệp Việt Nam lĩnh vực