4. TRIỂN VỌNG VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN
4.1. Chuyển gen kháng thuốc trừ cỏ
Cỏ dại là loại thực vật mọc không theo mục đích của con người, chúng gây ra ảnh hưởng xấu đến cây trồng. Vì vậy, nền nông nghiệp gắn liền với việc sử dụng thuốc trừ cỏ. Vấn đề đặt ra là khi dùng thuốc trừ cỏ chỉ diệt cỏ mà không ảnh hưởng xấu hay diệt cây trồng. Muốn vậy, người ta phải tạo ra các giống có đặc tính kháng thuốc trừ cỏ. Phương pháp chuyển gen sẽ giải quyết tốt vấn đề này. Người ta sẽ chuyển gen kháng thuốc trừ cỏ vào cây trồng. Những cây trồng này sẽ không bị ảnh hưởng bởi thuốc trừ cỏ.
Nguyên tắc chung là phải tìm được gen kháng lại cơ chế gây hại của thuốc trừ cỏ như: nâng cao hoạt tính của các enzyme bị hại do thuốc trừ cỏ, tạo ra các enzyme đột biến không bị ảnh hưởng bởi thuốc trừ cỏ, tạo các enzyme làm mất tính độc của thuốc trừ cỏ,…
Ví dụ: Thuốc glyphosat là một loại thuốc trừ cỏ được dùng phổ biến vì chúng có tác dụng diệt cỏ cao, dễ phân giải và ít gây ô nhiễm môi trường. Cơ chế hại của thuốc là kìm hãm hoạt động của enzyme enol pyruvat sikimat phosthat synthetase (EPSPS). Enzyme này biến đổi sản phẩm quang hợp thành acid mang mạch vòng. Cơ thể thực vật nếu thiếu acid này sẽ bị rối lo toàn bộ quá trình trao đổi chất và chết. Người ta đã tìm được các gen mã hóa EPSPS có hoạt tính rất cao, cải biến chúng và chuyển vào cây trồng.
Kết quả tạo ra cây có hàm lượng hoạt tính của enzyme EPSPS cao hơn gấp 4 lần so với cây bình thường và hoàn toàn chống chịu với thuốc trừ cỏ glyphosphat. Bằng cách này người ta đã tạo hàng loạt các cây trồng kháng thuốc trừ cỏ như cây đậu tương, ngô, cây bông,…
4.2.Chuyển gen kháng sâu
Hơn 30 năm nay, trong sản xuất người ta đã sử dụng thuốc trừ sâu vi sinh Bt do
vi khuẩn Bacillus thuringiensis tạo ra. Vi khuẩn này mang các gen sản sinh ra các ptotein kết tinh rất độc đối với ấu trùng của nhiều loại côn trùng nhưng không độc đối với động vật có xương sống. Người ta đã tách chiết, xác định trình tự tổng hợp thiết kế vào vector và chuyển các gen này vào nhiều loại cây trồng khác nhau như: bông, lúa, đậu,.. Kết quả tạo ra nhiều giống cây trồng kháng sâu có ý nghĩa. Các nhà khoa học còn tiếp tục cải tiến các gen này để nâng cao hoạt tính độc của chúng.
Ngoài ra, vi khuẩn Bacillus cereus có mang các gen mã hóa cho các protein ức chế hoạt động của enzyme protease làm hỏng quá trình tiêu hóa của côn trùng. Các nhà nghiên cứu đã tách chiết, xác định trình tự tổng hợp thiết kế vào vector và chuyển các gen này vào nhiều loại cây trồng khác nhau như: ngô, đậu,..
Việc phối hợp chuyển đồng thời gen mã hóa sản phẩm protein gây độc đối với sâu vào cây trồng có khả năng làm tăng hoạt tính, tăng phổ hoạt động của cây được chuyển gen, đồng thời duy trì được ổn định đặc tính kháng sâu của cây qua nhiều thế hệ.