1.4.2.1. Thành tựu về cõy trồng biến đổi gen
Hiện nay, phần lớn những nghiờn cứu về cõy trồng biến đổi di truyền (GMC) đều được tiến hành ở cỏc nước phỏt triển, chủ yếu là Bắc Mỹ và Tõy Âu. Tại cỏc nước cụng nghiệp, cỏc cụng ty cụng nghệ sinh học đó đi đầu trong việc ứng dụng kỹ thuật biến đổi gen vào cõy trồng nụng nghiệp. Tuy nhiờn, gần đõy, nhiều nước đang phỏt triển cũng đó bắt đầu những nghiờn cứu về cụng nghệ gen.
Thử nghiệm ngoài đồng ruộng đầu tiờn là cõy thuốc lỏ biến đổi gen khỏng thuốc diệt cỏ, được tiến hành ở Mỹ và Phỏp năm 1986. Trong giai đoạn 1986 - 1997, bắt đầu thời điểm thương mại hoỏ cõy trồng biến đổi gen. Cỏc thử nghiệm này tập trung vào 10 loại tớnh trạng trờn đối tượng là 60 loại cõy trồng. Trong thời kỳ này, những loại cõy trồng biến đổi gen được thử nghiệm là : Ngụ, cà chua, đậu tương, cải dầu, khoai tõy và bụng với cỏc đặc tớnh được quan tõm nhất như khỏng thuốc diệt cỏ, khỏng sõu và khỏng virus. Cỏc cõy chuyển gen đầu tiờn được thương mại hoỏ trờn thị trường Mỹ là cõy cà chua chuyển gen Flavor Saver mang gen chớn chậm.
Năm 2009 cú 25 nước canh tỏc cỏc giống cõy trồng biến đổi gen đó được thương mại húa và cú 32 nước cho phộp nhập khẩu và sử dụng cõy trồng biến đổi gen làm lương thực và thức ăn chăn nuụi, nõng tổng số nước cho phộp sử dụng cõy trồng biến đổi gen trờn toàn thế giới lờn con số 57 nước. Ưu tiờn hàng đầu của CNSH trong giai đoạn 2010 - 2015 là phỏt triển và sử dụng hệ thống quản lý mới, phự hợp hơn, tiết kiệm thời gian và chi phớ hơn. Tiếp theo là tăng cường hỗ trợ tài
chớnh, khoa học và chớnh sỏch cho cỏc hoạt động nghiờn cứu phỏt triển và ứng dụng cõy trồng biến đổi gen trờn toàn cầu.
1.4.2.2. Cỏc nghiờn cứu chuyển gen vào cõy khoai tõy a) Tỡnh hỡnh nghiờn cứu ở nước ngoài
Năm 2007, Soto đó nghiờn cứu biến nạp gen bar khỏng thuốc diệt cỏ vào đoạn thõn cõy khoai tõy. Theo phương phỏp này hiệu quả biến nạp đạt 68%, chồi tỏi sinh hỡnh thành sau 4-5 tuần nuụi cấy trong mụi trường chọn lọc cú bổ sung 2 mg/l phosphinothricin [43].
Theo Gonzalez (2008), cú rất nhiều nhõn tố ảnh hưởng đến quỏ trỡnh biến nạp của khoai tõy như ảnh hưởng của chất điều hoà sinh trưởng, ảnh hưởng của nhiệt độ đồng nuụi cấy hay nồng độ AS... ễng cho rằng, ở 280C, nồng độ AS 200 uM cho hiệu quả biến nạp cao hơn so với nồng độ AS 400 uM. Tuy nhiờn ngược lại ở 250C hiệu quả biến nạp như nhau ở hai nồng độ AS này [28].
Tổ chức Dịch vụ nghiờn cứu Nụng nghiệp (ARS) của Bộ Nụng Nghiệp Hoa Kỳ đó phỏt triển một dũng khoai tõy mới khỏng được tuyến trựng gõy bệnh sưng rễ (Columbia root-knot nematode: CRN), một vi sinh vật gõy thiệt hại hàng năm cho ngành khoai tõy Hoa Kỳ khoảng 40 triệu USD. Tuyến trựng này phỏt triển ở vựng Tõy Bắc Thỏi Bỡnh Dương và một số vựng trồng khoai tõy chủ lực ở Hoa Kỳ. Người ta thường sử dụng hoỏ chất dạng xụng hơi để quản lý tuyến trựng. Kiểm soỏt CRN bằng hoỏ chất khỏ hiệu quả, nhưng rất đắt tiền. Người ta ước chừng người trồng khoai tõy phải mất 20 triệu USD mỗi năm để kiểm soỏt tuyến trựng. Tớnh trạng khỏng tuyến trựng CRN được quan sỏt từ giống khoai tõy hoang dại Solanum
bulbocastanum. Nhưng loài hoang dại và loài thuần hoỏ cú bộ nhiễm sắc thể khỏc
nhau, khụng tương hợp nhau, do đú, khụng thể ỏp dung lai cổ điển để cú con lai mong muốn. Vỡ thế, cỏc nhà khoa học đó ỏp dụng kỹ thuật dung hợp tế bào trần. Họ tiến hành dung hợp tế bào trần của S. bulbocastanum và giống khoai thuần, rồi tiến hành lai hồi giao để loại bỏ cỏc tớnh trạng khụng mong muốn. Cỏc gen marker liờn kết với gen khỏng RMc1 của giống khoai tõy hoang dại đó được sử dụng để xỏc
định của mức độ khỏng sau khi lai. Giống khoai tõy mới này sẽ phải được khảo nghiệm trờn đồng ruộng hai năm trước khi nú cú thể trở thành giống thương mại.
b) Tỡnh hỡnh nghiờn cứu trong nước
Cụng nghệ sinh học đó làm nờn nhiều điều kỳ diệu, gúp phần tăng năng suất và đỏp ứng nhu cầu của cuộc sống. Chỉ tớnh riờng trong lĩnh vực nụng nghiệp, nhiều giống cõy trồng vật nuụi cú giỏ trị đó được chọn tạo bằng cụng nghệ sinh học. Nhiều gen quý như cỏc gen quy định năng suất, chất lượng, chống chịu đó được phõn lập và chuyển gen vào cõy trồng, vật nuụi tạo nờn những giống lý tưởng. Ở Việt Nam, nghiờn cứu chuyển gen vào cõy trồng đang đựơc tiếp cận, đầu tư và triển khai nghiờn cứu, ứng dụng chủ yếu tại Viện cụng nghệ sinh học, Viện di truyền Nụng nghiệp, Viện sinh học nhiệt đới và Viện nghiờn cứu Lỳa đồng bằng sụng Cửu Long.
Trong lĩnh vực chuyển gen, do cũn nhiều hạn chế về thiết bị, kỹ thuật nờn cỏc cụng trỡnh về chuyển gen cũn ớt nhưng trong thời kỳ gần đõy cũng thu được những thành cụng bước đầu. Năm 1994, Phan Tố Phượng và cộng sự đó chuyển gen
qua Agrobacterium vào cõy Arabidopsis. Cựng năm đú tại thành phố Hồ Chớ Minh,
Nguyễn Thị Liờn Chi và cộng sự đó chuyển thành cụng gen khỏng kanamycin vào cõy thuốc lỏ. Năm 1995, Ló Tuấn Nghĩa và cộng sự đó thu được những cõy cà chua cú khả năng khỏng kanamycin với nồng độ 100 mg/l và cỏc mụ lỏ, thõn, rễ, đều cú phản ứng mầu với X-Glucbiểu hiện sự cú mặt của gen gus. Tiếp đú năm 1997 Trần Thị Phương Liờn và Nụng Văn Hải đó tiến hành nghiờn cứu và chuyển tổ hợp gen
GUS-BNG vào cõy thuốc lỏ. Đặng Trọng Lương và Nguyễn Đức Doanh cũng đó sử dụng phương phỏp chuyển gen giỏn tiếp để đưa gen Cryla(c) vào một số giống bắp cải và đó thu được những giống mới cú giỏ trị kinh tế cao.
Tại Viện di truyền nụng nghiệp, nhiều cụng trỡnh nghiờn cứu chuyển gen đó được tiến hành nhằm mục đớch xõy dựng quy trỡnh chuyển gen vào một số cõy trồng quan trọng, làm cơ sở cho bước chuyển gen cú giỏ trị vào cỏc đối tượng cõy trồng. Một số phũng thớ nghiệm đó thu được thành cụng nhất định khi nghiờn cứu và ỏp dụng thành cụng để đưa cỏc gen giỏ trị vào hàng loạt cỏc cõy trồng quan trọng như: lỳa, cà chua, khoai tõy, bắp cải, xỳp lơ.
Ở Việt Nam cho đến nay chưa cú nghiờn cứu nào về chuyển gen vào khoai tõy. Nguyờn nhõn là do chưa cú văn bản quy phạm về hệ thống tiờu chuẩn giống khoai tõy của Việt Nam để làm cơ sở cho việc sản xuất, kiểm định và xỏc nhận chất lượng giống khoai tõy; cụng nghệ bảo quản khoai tõy giống cũ kỹ và thiếu thốn; hệ thống phũng nuụi cấy in vitro, phũng kiểm tra bệnh, hệ thống nhà lưới, địa điểm nhõn giống cũn chưa đỏp ứng yờu cầu. Cú lẽ, đõy chớnh là lý do vỡ sao cỏc dự ỏn nụng nghiệp cụng nghệ cao của nước ta thực hiện chậm chạp, thậm chớ thất bại và chặng đường vươn tới nền nụng nghiệp hiện đại vẫn cũn xa vời.
Chƣơng 2
VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIấN CỨU