tựu chuyển gen
Ngành trồng lúa đang phải đương đầu với 12 loài vi khuẩn, 15 loài virus gây hại và khoảng 40 loại bệnh hại lúa do nấm gây ra đã được phát hiện trên thế giớ. Trong số các bệnh hại do nấm gây ra thì bệnh đạo ôn (piricularia oryzae) là bệnh lâu đời, phổ biến và có tính huỷ diệt mạnh nhất. Tiếp đến là các bệnh khô vằn (Fusarium moniliforme), đốm nâu (Cochliobolus miya beanus), bệnh hoa cúc (False smut) (Ustilaginoidea virens), đốm nâu lá lúa (Cercospora oryzae) và thối bẹ lá đòng (Sheath rot) (Sarocladium oryzae) [17].
Việc chuyển gen mã hoá cho các protein kháng nấm đã được công bố ở lúa. Gen chitinase (Chi11) ở lúa được điều khiển bởi promoter 35S đã được chuyển vào tế bào trần và cây lúa chuyển gen đã được thực tế công nhận có khả năng kháng nấm Sheath blight (Lin và cs, 1995) [6].
Nishizawa và cs, (1999) [6] đã chuyển hai gen chitinase (Cht-2 và Cht-3) vào giống lúa japonica dưới sự điều khiển của promoter 35S đã được tăng cường. Các thí nghiệm đã chứng minh cả hai gen được biểu hiện liên tục và tính kháng bệnh Sheath blight và bệnh Magnaporthe ở các thực vật chuyển gen đã được tăng cường.
Cheng và cs, (1998) đã thành công trong việc tạo ra quần thể lớn các giống lúa chuyển gen CryIAb và CryIAc bằng phương pháp thông qua vi khuẩn Agrobacterium tumefaciens. Các thí nghiệm lai DNA, ARN và phản ứng miễn dịch với các giống lúa chuyển gen ở thế hệ R1 đã chứng minh gen CryIAb và CryIAc đã được gắn, di truyền, biểu hiện trong quần thể các giống lúa chuyển gen và thu được mức độ biểu hiện cao, các gen Bt và tính độc của các protein Bt với các loại sâu SSB và ISB cũng đã được khẳng định [6].
Nhóm nghiên cứu của Maqbool thì đã đồng thời chuyển hai gen chống sâu Bt (CryIAc, Cry2A) và một gen chuyển hoá cho protein ngưng kết tế bào (lectin) ở cây hoa tuyết trắng và giống lúa indica. Kết quả là các giống lúa chuyển 3 gen kể trên có tính kháng sâu cao hơn nhiều so với giống lúa chuyển đơn gen [6].
Stroidark-Lorenzen và cs, (1997) [6] đã chuyển gen Synthetase Stilbene ở nho (grapevine) dưới sự điều khiển của chính promoter của gen Synthetase ở nho. Sự biểu hiện của gen Synthetase Stilbene đã được phát hiện trong các thực vật chuyển gen với bệnh đạo ôn cũng đã được cải thiện.
Các cây thuộc chi cải (Brassica) là các cây nông nghiệp quan trọng có giá trị dinh dưỡng cao (như cải dầu, cải bắp) được nghiên cứu trong vấn đề chuyển gen. Cho đến nay những thành tựu đã thu được rất nhiều như các giống suplơ xanh (Broccoli) chuyển gen CryIA và gen Bt có tác dụng kháng sâu tơ và các côn trùng khác của trường đại học Cornell ở Mỹ, cây cải bắp chuyển gen kháng sâu tơ của phòng thí nghiệm Di Truyền phân tử thực vật quốc gia Trung Quốc.
Se Lijun và cs, đã sử dụng chủng Agrobacterium tumefaciens LBA 4404 mang vectơ nhị phân pTOK/BKS chuyển gen nptII kháng kanamicin và gen tổng hợp protein vỏ của virus khảm thuốc lá L (TMV-L) vào cải bắp Trung Quốc. Cây cải bắp chuyển gen này đã chịu được nồng độ kanamicin 15mg/l [18].
Xue Bao Li và cs, đã chuyển gen nptII, gen CryIAb (tổng hợp tinh thể kháng côn trùng) vào cây rutabaga (Brassicanapo brassica). Cây chuyển gen đã chiu được nồng độ kanamicin cao 50-100mg/l và thể hiện tính kháng côn trùng pieris rapae. Tính kháng kanamicin và côn trùng được truyền lại cho thế hệ sau [19].
Các cây cải dầu chuyển gen được thử nghiệm và trồng rộng rãi ở một số nước như: Argentina, Mỹ, Canada, Nhật, Cuba... các giống cải dầu chịu thuốc trừ cỏ, chất lượng dầu, nồng độ acid lauric cao đã được thương mại hoá, đem lại lợi nhuận cao. Trung Quốc là nước đầu tiên trên thế giới thương mại hoá cây thuốc lá chuyển gen kháng virus và đến cuối năm 1997đã có 48 sản phẩm chuyển gen của 12 loại cây trồng biến đổi gen đã được thương mại hoá [17].
Nước ta, những thành tựu về cây chuyển gen thu được khá nhiều trên những đối tượng khác nhau:
Nguyễn Hữu Hổ, Ngyuễn Văn Uyển và cs thuộc Viện Công Nghệ Sinh Học Nhiệt Đới Thành phố Hồ Chí Minh đã thu được cây lúa và cây ngô mang gen kháng kanamicin và gen Gus; cây thuốc lá và cây ngô biến nạp mang gen kháng kanamicin, gen Gus và gen CryIA nhờ phương pháp xung điện [3].
Trần Thị Phương Liên Và Nông Văn Hải thuộc Viện Công Nghệ Sinh Học cũng đã thu được cây thuốc lá chuyển gen mang tổ hợp Gus-BNG bằng phương pháp thông qua Agrobacterium [3].
Tại Viện Di Truyền Nông Nghiệp bằng phương pháp chuyển gen thông qua Agrobacterium. Trần Bích Lan và cộng sự đã thu được hai giống lúa DT10 và DT13 chuyển gen kháng hygromicin (70mg/l) và gen Gus mã hoá
cho enzym β-glucuronidase [7]; Đặng Trọng Lương và cs đã chuyển được các gen hptII kháng hygromicin, Gus và gen Bt kháng sâu vào hai giống cải bắp CB26 và cải bắp Trung Quốc. Cây cải bắp chuyển gen đã sống sót trong môi trường chứa 50mg/l kanamicin, gen Gus biểu hiện bằng phương pháp thử hoá mô với X- Gluc, gen Bt được xác định bằng kỹ thuật Southern blot [9].
Nguyễn Thị Lan Hoa và cộng sự đã chuyển được gen Anti-Aco vào cây hoa cúc vàng HCVI nhằm kéo dài tuổi thọ hoa cắt của cây hoa này [5].