Bạn đang quan tâm đến Tạo Giống Cây Trồng Biến Đổi Gen, Chuyên Đề Cây Trồng Biến Đổi Gen phải không? Nào hãy cùng VCCIDATA đón xem bài viết này ngay sau đây nhé, vì nó vô cùng thú vị và hay đấy!
XEM VIDEO Tạo Giống Cây Trồng Biến Đổi Gen, Chuyên Đề Cây Trồng Biến Đổi Gen tại đây.
Tìm hiểu về cây trồng biến đổi gen
Chi tiếtLượt xem: 18172
Cây trồng biến đổi gen(Genetically Modified Crop –GMC)là loại cây trồng được lai tạo ra bằng cách sử dụng các kỹ thuật của công nghệ sinh học hiện đại, hay còn gọi là kỹ thuật di truyền, công nghệ gene hay công nghệ DNA tái tổ hợp, để chuyển một hoặc một số gene chọn lọc để tạo ra cây trồng mang tính trạng mong muốn.
Đang xem: Tạo giống cây trồng biến đổi gen
Về mặt bản chất, các giống lai từ trước đến nay (hay còn gọi là giống truyền thống) đều là kết quả của quá trình cải biến di truyền. Điểm khác biệt duy nhất giữa giống lai truyền thống và giống chuyển gen là gen (DNA) được chọn lọc một cách chính xác dựa trên khoa học công nghệ hiện đại và chuyển vào giống cây trồng để đem lại một tính trạng mong muốn một cách có kiểm soát.
Tổng quan
Cây trồng chuyển gen là sự biến đổi vật chất di truyền, tiếp nhận thêm những gen mới, kết quả là xuất hiện những tính trạng mới dưới sự tác động của môi trường. Quá trình biến đổi vật chất di truyền (thêm gen mới) nhờ vào công nghệ chuyển gen, nếu so sánh quá trình này với quá trình đột biến trong tự nhiên về bản chất thì hai quá trình là một, bởi vì quá trình tiến hóa của sinh vật đều phải trông chờ vào quá trình biến đổi vật chất di truyền, trong đó đột biến đóng vai trò quan trọng. Dưới tác động của các nhân tố gây đột biến, vật chất di truyền được biến đổi theo hai hướng: thêm đoạn hay bớt đoạn. Như vậy, quá trình thêm đoạn nhờ chuyển gen cũng tương tự như quá trình thêm đoạn ADN trong đột biến tự nhiên.
Tuy nhiên, hai quá trình này có nhiều điểm khác nhau: Nếu quá trình chọn lọc tự nhiên chỉ giữ lại những biến dị có lợi cho quá trình tiến hóa của loài, thì trong kỹ thuật chuyển gen cây trồng chỉ giữ lại tính trạng đã được định hướng trước, có lợi về kinh tế, không đóng góp gì cho quá trình tiến hóa của loài. Đây là điểm khác biệt căn bản nhất giữa đột biến tự nhiên và “đột biến” nhờ kỹ thuật chuyển gen. Sản phẩm của đột biến tự nhiên là tính trạng có lợi cho tiến hóa, còn sản phẩm của quá trình chuyển gen là các tính trạng có lợi cho con người, đây là ưu điểm nổi bật nhất của công nghệ chuyển gen.
Quá trình hình thành tính trạng mới trong tự nhiên phải diễn ra hàng trăm năm, triệu năm, thậm chí hàng tỷ năm, còn quá trình hình thành tính trạng mới nhờ công nghệ chuyển gen chỉ diễn ra trong vài năm, nhờ tính ưu việt này mà chúng ta có thể rút ngắn được quá trình chọn tạo giống cây trồng mới, bổ sung các tính trạng ưu việt mới, đáp ứng tốt nhất mục tiêu chọn giống và phục vụ sản xuất.
Lịch sử
Cây trồng chuyển đổi gen được tạo ra lần đầu tiên vào năm 1982, bằng việc sử dụng loại cây thuốc lá chống kháng sinh. Những khu vực trồng thử nghiệm cây thuốc lá có khả năng chống thuốc diệt cỏ đầu tiên là ở Pháp và Hoa Kỳ vào năm 1986.
Năm 1987, Plant Genetic Systems (Ghent, Bỉ), được thành lập bởi Marc Van Montagu and Jeff Schell, là công ty đầu tiên phát triển cây trồng thiết kế gen di truyền (thuốc lá) có khả năng chống chịu côn trùng bằng cách biểu hiện các gen mã hóa protein diệt côn trùng từ vi khuẩn Bacillus thuringiensis (Bt).Trung Quốc là quốc gia đầu tiên chấp thuận cây công nghiệp chuyển đổi gen với cây thuốc lá kháng vi rút được giới thiệu lần đầu vào năm 1992, nhưng rút khỏi thị trường Trung Quốc vào năm 1997.
Gạo vàng, một loại thực phẩm biến đổi gen có nhiều ưu điểm
Cây trồng biến đổi gen đầu tiên được phê chuẩn bán ở Mỹ vào năm 1994 là cà chua FlavrSavr, có thời gian bảo quản lâu hơn các loại cà chua thông thường. Năm 1994, Liên minh châu Âu phê chuẩn cây thuốc lá có khả năng chống thuốc diệt cỏ bromoxynil. Năm 1995, khoai tây Bt đã được phê duyệt an toàn bởi Cơ quan Bảo vệ môi trường, trở thành cây nông sản kháng sâu đầu tiên được phê duyệt tại Hoa Kỳ.
Các loại cây trồng chuyển đổi gen sau đó cũng được chấp thuận giao dịch ở Mỹ vào năm 1995: cải dầu với thành phần dầu chuyển đổi (Calgene), ngô bắp có vi khuẩn Bacillus thuringiensis (Bt) (Ciba-Geigy), bông kháng thuốc diệt cỏ bromoxynil (Calgene), bông kháng côn trùng (Monsanto), đậu nành kháng thuốc diệt cỏ glyphosate (Monsanto), bí kháng vi rút (Asgrow), và cà chua chín chậm (DNAP, Zeneca / Peto, và Monsanto). Tính đến giữa năm 1996 đã có tổng cộng 35 phê chuẩn được cấp cho 8 loại cây công nghiệp chuyển đổi gen và 1 loại hoa cẩm chướng, với 8 điểm khác nhau tại 6 quốc gia cộng thêm EU.
Năm 2000, lần đầu tiên các nhà khoa học đã biến đổi gen thực phẩm để gia tăng giá trị dinh dưỡng bằng việc sản xuất ra hạt gạo vàng.
Phương pháp
Cây trồng biến đổi gen được tạo ra trong phòng thí nghiệm bằng cách thay đổi cấu trúc gen của chúng. Để làm được điều này, người ta dùng kĩ thuật di truyền thêm vào một hoặc nhiều gen trong bộ gen của cây trồng. Hai phương pháp phổ biến là phương pháp bắn gen (súng hạt) và chuyển gen gián tiếp thông qua vi khuẩnAgrobacterium tumefaciens. Các nhà thực vật học, dựa vào kết quả từ nghiên cứu toàn diện mới đây về cơ cấu cây trồng, đã chỉ ra rằng cây trồng biến đổi dựa vào công nghệ biến đổi gen ít có khả năng gặp phải những đột biến không mong đợi hơn là cây trồng nhân giống thông thường. Theo nghiên cứu, thuốc lá và “Arabidopsis thaliana(cây có hoa nhỏ thuộc họ Cải) là những loại cây trồng biến đổi gen phổ biến nhất do được dùng phương pháp biến đổi tân tiến, tính dễ nhân giống và hệ gen được nghiên cứu kĩ. Vì vậy, chúng được dùng làm sinh vật mô hình cho các loài thực vật khác.
Ở phương pháp bắn gen, ADN được đúc trong các hạt vàng hoặc vonfram nhỏ li ti, sau đó được bắn vào mô hoặc tế bào thực vật đơn dưới áp suất cao. Các hạt ADN với tốc độ cao sẽ thâm nhập vào cả thành và màng tế bào. Sau đó, ADN tách khỏi lớp vỏ kim loại và được tích hợp vào bộ gen thực vật bên trong nhân tế bào. Phương pháp này đã được áp dụng thành công cho rất nhiều loại cây trồng, đặc biệt là thực vật một lá mầm như lúa mì hoặc ngô. Ở những cây này phương pháp chuyển gen bằng vi khuẩnAgrobacterium tumefaciensthường ít hữu hiệu hơn do có thể gây ra những hư hỏng nghiêm trọng đối với mô tế bào.
Agrobacteriumlà kí sinh trùng thực vật tự nhiên, khả năng chuyển gen vốn có của chúng đã góp phần cung cấp phương pháp cho sự phát triển của thực vật biến đổi gen. Để tạo ra môi trường sống thích hợp cho mình, các vi khuẩnAgrobacteriumchèn gen của chúng vào thân cây chủ, làm tăng nhanh tế bào thực vật ở gần mặt đất (tạo khối u sần sùi). Thông tin di truyền cho sự tăng trưởng của khối u được mã hóa trên một đoạn ADN vòng có khả năng nhân bản độc lập gọi là Ti-plasmid (trên Ti-plasmid có đoạn T-ADN). Khi một vi khuẩn lây nhiễm vào thân cây, nó chuyển đoạn T-ADN này đến một vị trí ngẫu nhiên trong hệ gen của cây đó. Điều này được ứng dụng trong công nghệ di truyền bằng cách lấy đoạn gen vi khuẩn T-ADN ra khỏi các plasmid vi khuẩn và thay thế bởi các gen mong muốn bên ngoài. Các vi khuẩnAgrobacteriumsau đó hoạt động như một vector chuyển tải các gen ngoại nhập vào trong thân cây. Phương pháp này đặc biệt hữu hiệu cho cây hai lá mầm như khoai tây, cà chua và thuốc lá trong khi ít thành công ở các loại thực vật như lúa mì và ngô.
Việc đưa những gen mới vào cây trồng đòi hỏi một chất hoạt hóa cụ thể cho từng khu vực thể hiện gen. Ví dụ, nếu muốn gen chỉ biểu hiện ở hạt mà không phải lá gạo thì phải dùng chất hoạt hóa nội nhũ đặc trưng. Codon của gen cũng phải được tối ưu hóa cho sinh vật do thiên hướng sử dụng codon. Các sản phẩm chuyển hóa gen cũng nên được biến tính bằng nhiệt để triệt tiêu trong quá trình chế biến.
Các loại công nghệ gen
Cây chuyển gen được gắn gen từ các loài khác vào cơ thể chúng. Các gen được đưa vào có thể đến từ các loài trong cùng giới (cây với cây) hoặc giữa các giới với nhau (ví dụ, vi khuẩn với cây trồng). Trong nhiều trường hợp ADN chèn vào phải được điều chỉnh đôi chút để biểu hiện chính xác và hiệu quả trong sinh vật chủ.
Cây trồng chuyển gen được dùng để tạo ra các protein như là Cry Toxin trong trực khuẩn Gram dương có tác dụng giết chết côn trùng, gen kháng thuốc diệt cỏ và kháng nguyên cho tiêm phòng. Cà rốt biến đổi gen đã được sử dụng để sản xuất thuốc Taliglucerase alfa điều trịbệnh Gaucher.
Xem thêm: Xem Bói Tử Vi Tuổi Đinh Tỵ Năm 2017 Nữ Mạng 1977 Cực Chính Xác
Trong phòng thí nghiệm, thực vật chuyển gen đã được biến đổi để tăng khả năng quang hợp (hiện nay là khoảng 2% ở hầu hết các cây trồng tới tiềm năng khoảng 9-10% về mặt lý thuyết). Điều này có thể thực hiện được thông qua việc chuyển hóa enzyme rubisco (tức chuyển cây C3 thành cây C4) bằng cách đặt các rubisco trong một carboxysome, thêm các ống bơm CO2 vào thành tế bào, từ đó thay đổi hình dáng/kích thước lá. Cây trồng cũng đã được nghiên cứu trong lĩnh vực phát quang sinh học mà trong tương lai có thể là một sự thay thế bền vững cho việc chiếu sáng bằng điện.
Tuy nhiên các cây chuyển gen khác cũng đang được điều chỉnh để khắc phục ni tơ bao quanh thân cây. Cây chuyển gen đồng loài dùng gen trong cùng loài hoặc những loài có họ hàng gần, tương tự như phương pháp nhân giống thông thường. Một số nhà nhân giống và các nhà khoa học cho rằng biến đổi gen đồng loài sẽ rất hữu ích cho các cây trồng khó lai tạo bằng phương pháp thông thường (như khoai tây). Họ cũng nhận định rằng cây trồng chuyển gen đồng loài không nên đòi hỏi cùng một mức độ quy định pháp luật như các sinh vật biến đổi gen khác.
Tình hình sử dụng
Trên thế giới
Diện tích cây trồng biến đổi gen toàn cầu tăng đáng kể từ 1,7 triệu ha vào năm 1996 lên trên 175 triệu ha vào năm 2013. Trong đó các quốc gia giữ có diện tích canh tác cây trồng công nghệ sinh học (CNSH) lớn có thể kể đến như Hoa Kỳ với diện tích canh tác cây trồng CNSH là 70,2 triệu ha, với tỷ lệ canh tác các loại cây trồng CNSH/tổng diện tích canh tác là 90% vào năm 2013. Argentina với 24,4 triệu ha; Ấn Độ có sản lượng 11 triệu ha bông CNSH vào năm 2013.
Diện tích canh tác ở các nước đang phát triển đang ngày càng được mở rộng. Tỷ trọng diện tích canh tác cây trồng CNSH của nông dân Mỹ La tinh, châu Á và châu Phi lên tới 54% trong tổng diện tích canh tác cây trồng CNSH toàn cầu (tăng 2% so với năm 2012), do đó làm gia tăng chênh lệch về diện tích canh tác giữa các nước công nghiệp và các nước đang phát triển từ khoảng 7 triệu năm 2012 lên đến 14 triệu ha vào năm 2013. Tính chung Nam Mỹ đã trồng 70 triệu ha hoặc chiếm 41%; châu Á trồng 20 triệu ha, chiếm 11%; và châu Phi trồng hơn 3 triệu ha, chiếm 2% diện tích canh tác cây trồng CNSH toàn cầu.
Liên minh châu Âu vốn xưa nay là nơi có diện tích cây trồng CNSH khiêm tốn nhất cũng bắt đầu có những thay đổi tích cực khi diện tích canh tác cây trồng CNSH trong năm 2013 đã tăng lên 15% so với các năm trước. Tây Ban Nha dẫn đầu khối các nước EU với diện tích trồng ngô đột biến gen là 136.962 ha.
Đặc biệt Trung Quốc, với dân số 1,3 tỷ người, là nước đông dân nhất trên thế giới, cây bông CNSH ở Trung Quốc đã đem lại lợi ích kinh tế trên 15 tỷ USD trong vòng 12 năm từ năm 1996 đến năm 2012. Một số nhà quan sát dự đoán Trung Quốc có thể mở đường cho việc phê chuẩn một số cây trồng CNSH lớn như ngô phytase – giống ngô đã nhận được phê duyệt về an toàn sinh học năm 2009, khi hai đặc tính lúa CNSH cũng được phê duyệt. Nhu cầu về thức ăn chăn nuôi để duy trì 500 triệu con lợn và 13 tỷ con gia cầm của Trung Quốc đã khiến nước này ngày càng trở nên phụ thuộc vào ngô nhập khẩu để bổ sung cho 35 triệu ha trồng ngô trong nước.
Việt Nam
Tình hình thực tế
Cây trồng biến đổi gen có thể là câu trả lời cho rất nhiều vấn đề nan giải mà ngành nông nghiệp Việt Nam đang gặp phải. Theo số liệu của Hiệp hội Thức ăn chăn nuôi, trong 8 tháng đầu năm 2013, Việt Nam nhập khẩu 1,34 triệu tấn ngô và 897.000 tấn đậu dùng làm nguyên liệu thức ăn chăn nuôi.Số liệu của Tổng Cục Hải Quan cũng cho biết, chỉ trong tháng đầu tiên của năm 2014, cả nước nhập khẩu 580 nghìn tấn ngô, tăng gấp hơn 5 lần so với tháng 01/2013. Đáng chú ý là nguồn nhập khẩu ngô của Việt Nam chủ yếu có xuất xứ từ thị trường Braxin, Argentina, Mỹ, Ấn Độ, Thái Lan (chiếm tới hơn 90%), những nước có diện tích trồng cây biến đổi gen lớn nhất thế giới. Cây trồng biến đổi gen lại luôn là chủ đề nhạy cảm và có nhiều ý kiến trái chiều xung quanh vấn đề sử dụng các sản phẩm từ cây trồng biến đổi gen.Nhiều chuyên gia cho biết: Thực phẩm biến đổi gen đã có mặt khá lâu trên thị trường Việt Nam, hầu hết người dân nào cũng đã dùng qua những sản phẩm này. Tuy nhiên có một thực tế là không phải người tiêu dùng nào cũng có những hiểu biết cần thiết về loại thực phẩm mà họ đang sử dụng, chính vì vậy Bộ Y tế Việt Nam đã đưa ra yêu cầu: Cần thông tin rõ ràng về sản phẩm biến đổi gen với người tiêu dùng. Nhà sản xuất cần đưa ra khuyến cáo:Nếu sản phẩm nào có quá 5% thành phần trong sản phẩm thì phải dán nhãn công bố. Điều này là sự tôn trọng người tiêu dùng để họ có quyền lựa chọn.
Có một thực tế, những loại thực phẩm biến đổi gen đang có mặt hầu hết ở các chợ và siêu thị tại thành phố Hồ Chí Minh. Một cuộc khảo sát cho thấy 111/323 mẫu thực phẩm gồm: bắp, đậu nành, khoai tây, gạo, cà chua, đậu Hà Lan… chọn ngẫu nhiên ở 17 chợ, siêu thị trên địa bàn thành phố được kiểm nghiệm cho kết quả là sản phẩm biến đổi gen, trong đó có bắp Mỹ, bắp trái non, bắp non đóng hộp, bột bắp, bắp giống có nguồn gốc trong nước và nước ngoài dương tính với promoter 35S hoặc terminatornos – một dạng biến đổi gen. Dự kiến đến năm 2015 Việt Nam sẽ cho áp dụng trồng đại trà ba loại cây trồng biến đổi gen bao gồm: đậu tương và ngô để phục vụ cho chăn nuôi; cây bông phục vụ cho dệt may.
Hành lang pháp lý
Tại Việt Nam, cây trồng biến đổi gen đã được đầu tư nghiên cứu và khảo nghiệm từ năm 2006 sau khi “Chương trình trọng điểm phát triển và ứng dụng công nghệ sinh học trong lĩnh vực nông nghiệp và phát triển nông thôn đến năm 2020” được phê duyệt tạiQuyết định số 11/2006/QĐ-TTg. Vào năm 2011, việc đưa ngô biến đổi gen vào sản xuất thương mại tại Việt Nam được dự kiến triển khai vào năm 2012 sau hai đợt khảo nghiệm trên diện rộng. Đến 2013, Bộ NN&PTNT đã công nhận kết quả khảo nghiệm 5 giống ngô biến đổi gen để trình Bộ Tài nguyên và Môi trường cấp phép an toàn sinh học.
Thời gian qua, Bộ NN&PTNT đã ban hành hàng loạt nghị định, thông tư để đẩy mạnh ứng dụng công nghệ sinh học nhưNghị định số 69/2010/NĐ-CPvề an toàn sinh học đối với sinh vật biến đổi gien, mẫu vật di truyền và sản phẩm của sinh vật biến đổi gien;Quyết định số 418/QĐ-TTgvề việc phê duyệt Chiến lược phát triển KH và CN giai đoạn 2011 – 2020;Thông tư 72/2009/TT-BNNPTNTngày 17 tháng 11 năm 2009 ban hành danh mục loài cây trồng biến đổi gen được phép khảo nghiệm đánh giá rủi ro đối với đa dạng sinh học và môi trường cho mục đích làm giống cây trồng ở Việt Nam.
Theo dự kiến, tới năm 2015, ngô biến đổi được đưa vào trồng đại trà.
Bên cạnh những lợi ích cơ bản của cây trồng biến đổi gen, theo một vài nhà khoa học thế giới, thì loại thực phẩm này cũng tiềm ẩn nhiều nguy cơ ảnh hưởng lâu dài tới sức khỏe cộng đồng, môi trường.
Đối với sức khỏe con người: Theo các nhà khoa học, cây trồng biến đổi gen có thể gây gây dị ứng, làm nhờn kháng sinh, có thể tạo ra độc tố và gây độc lâu dài cho cơ thể. Đây là một trong những tranh luận chủ yếu và vấn đề chỉ được tháo gỡ khi chứng tỏ được rằng sản phẩm protein có được từ sự chuyển đổi gen không phải là chất gây dị ứng. Gen kháng sinh có thể được chuyển vào các cơ thể vi sinh vật trong ruột của người và động vật ăn thành phẩm biến đổi gen. Điều này có thể dẫn tới việc tạo ra các vi sinh vật gây bệnh có khả năng kháng thuốc.
Đối với môi trường:
* Cây trồng biến đổi gen mang các yếu tố chọn lọc (chịu lạnh, hạn, mặn hay kháng sâu bệnh…) phát triển tràn lan trong quần thể thực vật. Điều này làm mất cân bằng hệ sinh thái và làm giảm tính đa dạng sinh học của loài cây được chuyển gen.
Xem thêm: Hội Đồng Quản Trị Là Gì – Quy Định Về Hội Đồng Quản Trị Công Ty Cổ Phần
* Cây trồng biến đổi gen mang các gen kháng thuốc diệt cỏ có thể thụ phấn với các cây dại cùng loài hay có họ hàng gần gũi, làm lây lan gen kháng thuốc diệt cỏ trong quần thể thực vật. Việc gieo trồng cây trồng biến đổi gen kháng sâu bệnh trên diện rộng, ví dụ, kháng sâu đục thân, có thể làm phát sinh các loại sâu đục thân mới kháng các loại cây trồng biến đổi gen này. Việc sử dụng thuốc trừ sâu sinh học Bt đã cho phép phòng trừ hiệu quả sâu bệnh, nhưng sau 30 năm sử dụng, một số loại sâu bệnh đã trở nên nhờn thuốc ở một vài nơi
* Ngoài ra, một bộ phận các nhà khoa học lo ngại đến khả năng chuyển gen từ cây trồng vào các vi khuẩn trong đất. Tuy nhiên, khả năng xảy ra điều này là vô cùng nhỏ. Hiện nay, các chuyên gia CNSH đang cố gắng giảm thiểu các rủi ro nêu trên và theo dõi cẩn thận các thử nghiệm cây trồng biến đổi gen trong phòng thí nghiệm, cũng như ngoài đồng ruộng trước khi đưa ra thị trường thương mại. Nếu được thiết kế và sử dụng đúng phương pháp thì có thể quản lý được các nguy cơ của cây trồng biến đổi gen đối với môi trường một cách hiệu quả.
Ngoài ra, cũng theo nhiều chuyên gia, nếu trồng đại trà thực phẩm biến đổi gene thì một số lợi ích kinh tế có thể bị nguy hại, như người nông dân bị ép giá do lệ thuộc vào các công ty cung ứng giống, môi trường nông nghiệp bị biến đổi, những công ty xuyên quốc gia trong lĩnh vực này đang sử dụng giống biến đổi gen, khiến cho nông dân ngày càng phụ thuộc vào họ để đạt mục tiêu lợi nhuận
Vậy là đến đây bài viết về Tạo Giống Cây Trồng Biến Đổi Gen, Chuyên Đề Cây Trồng Biến Đổi Gen đã dừng lại rồi. Hy vọng bạn luôn theo dõi và đọc những bài viết hay của chúng tôi trên website VCCIDATA.COM.VN
Chúc các bạn luôn gặt hái nhiều thành công trong cuộc sống!
