Công nghệ chuyển gen Thực vật

Khái niệm chuyển gen
Sơ lược các vấn đề chuyển gen ở Thực vật
Phương pháp chuyển gen ở Thực vật
Một số đánh giá về chuyển gen ở Thực vật
Một số thành tựu chuyển gen Thực vật

Tìm hiểu chuyển gen ở Thực vật
Nhóm thực hiện: Đan Thanh - Thủy Hậu - Đặng T Minh
I. Khái niệm công nghệ chuyển gen
Công nghệ chuyển gen là việc chuyển gen của một sinh vật này sang cho một sinh vật khác, bắt buộc chuỗi AND của sinh vật đó phải tiếp nhận gen mới.
Sinh vật biến đổi gen là một sinh vật có cấu trúc gen bị thay đổi do công nghệ chuyển gen. Các sinh vật bị biến đổi gen theo cách khác (như dùng phóng xạ hay hoá chất để gây đột biến, hoặc lai hữu tính.) thì không được coi là sinh vật biến đổi gen.

II. Sơ lược các vấn đề chuyển gen ở Thực vật

1) Tại sao phải tạo cây chuyển gen?
Theo phương pháp truyền thống, nhà tạo giống tìm cách tổ hợp lại các gen giữa hai cá thể thực vật nhằm tạo ra con lai mang những tính trạng mong muốn.
Bị hạn chế bởi:
? Chỉ có thể thực hiện được giữa cá thể cùng loài hoặc có họ hàng gần.
? Phải mất nhiều thời gian mới thu được kết quả mong muốn và thường là đặc tính quan tâm lại không tồn tại trong loài có họ hàng gần.
? Kỹ thuật chuyển gen cho phép những nhà chọn giống cùng lúc đưa vào một thực vật những gen mong muốn từ những sinh vật sống khác nhau.
2) Ai tạo ra chuyển gen?
Hầu hết những nghiên cứu về cây chuyển gen đều được tiến hành ở các nứơc phát triển, chủ yếu ở Bắc Mỹ và Tây Âu.
Tuy nhiên gần đây các nước đang phát triển cũng bắt đầu nghiên cứu kỹ thuật di truyền.
Ở các nước phát triển, các công ty công nghệ sinh học đã đi đầu trong việc ứng dụng kỹ thuật chuyển gen vào nông nghiệp. Các công ty này gồm: Aventis, Dow AgroSciences, Dupont/Pioneer, Monsato và Syngenta.
3) Thế nào là một cây chuyển gen?
- Cây chuyển gen là một thực vật mang một hay nhiều gen được đưa vào nhân tạo thay vì thông qua lai tạo.
- Những gen được đưa vào ( gen chuyển ) có thể được phân lập từ những loài thực vật có có quan hệ họ hàng hoặc từ loài khác biệt hoàn toàn.
- Thực vật tạo ra được gọi là" chuyển gen" mặc dù trên thực tế tất cả thực vật đều được "chuyển gen" từ tổ tiên hoang dại của chúng bởi quá trình thuần hoá, chọn lọc lai giống có kiểm soát trong một thời gian dài.
4) Cây chuyển gen được trồng ở đâu?
Năm 1994, giống cà chua Calgene chuyển gen chín chậm, trở thành cây chuyển gen đầu tiên được sản xuất và tiêu thụ ở các nước công nghiệp.

Diện tích trồng cây chuyển gen tăng từ 1.7 triệu ha năm 1996 lên 90 triệu trong năm 2005, trong đó có 10 nước đang phát triển và 4 nước công nghiệp.


III. Phương pháp chuyển gen ở Thực vật
Cây chuyển gen được tạo ra thông qua 1 quá trình được gọi là kỹ thuật di truyền. Các gen quan tâm được chuyển từ cá thể này sang cá thể khác.
Hiện nay có 2 phương pháp chính như sau:
1) Phương pháp chuyển gen trực tiếp: nhờ vào 1 dụng cụ gọi là súng bắn gen.
Gen chuyển sẽ được bao bọc ra ngoài những hạt kim loại vô cùng nhỏ. Những hạt này sau đó đưa vào theo phương thức dùng súng "bắn" trực tiếp vào tế bào thực vật. Hay nói cách khác phương pháp này sử dụng tốc độ cao của vi đạn có tẩm RNA hoặc DNA xuyên vào trong tế bào thực vật.

2) Phương pháp chuyển gen qua trung gian: nhờ vi khuẩn Agrobacterium tumefaciens
Ta sẽ nhờ vi khuẩn Agrobacterium tumefaciens tạo nên khối u ở thực vật hay vết thương cho cây. Thông qua đó sẽ chuyển 1 phần DNA của nó (thường là các Ti-plasmid) vào trong tế bào thực vật.
IV. Một số đánh giá về chuyển gen ở Thực vật
1) Những lợi ích tiềm tàng: (có thể thấy được ở các nước đang phát triển đã áp dụng)
- Tăng sản lượng, dù với diện tích đất canh tác ít hơn vẫn có thể thu hoạch được nhiều lương thực hơn. VD: ở Mỹ vào 1999 đã có 66 triệu ruộng ngô tránh được sâu đục thân.
- Giảm chi phí sản xuất, tăng lợi nhuận nông nghiệp
- Thực vật có khả năng tự bảo vệ chống lại côn trùng và cỏ dại, do vậy sẽ giảm liều lượng & nồng độ các thuốc trừ sâu như đã dùng. Dẫn đến chất lượng nước tốt hơn vì không còn nhiễm thuốc trừ sâu. VD: nước chảy qua các cánh đồng trồng Bông Bt ở Mỹ hoàn toàn không còn nhiễm thuốc trừ sâu trong suốt 4 năm nghiên cứu của Bộ nông nghiệp Mỹ.
- TV kháng thuốc diệt cỏ làm cho việc sử dụng biện pháp không cày đất - 1 yếu tố quan trọng trong việc bảo tồn đất - trở nên phổ biến. VD: người ta trồng cải dầu chuyển gen ở Canada đã ít phải cày cấy hơn khi trồng truyền thống.

2) Những lợi ích trực tiếp với tiêu dùng:
- Lúa gạo giàu Vitamin A và sắt.
- Khoai tây tăng hàm lượng tinh bột.
- Vacxin ăn được ở ngô và khoai tây.
- Những giống mô có thể trồng được trong điều kiện nghèo dinh dưỡng.
- Dầu ăn có lợi cho sức khỏe hơn từ đậu nành và cải dầu.
3) Những nguy cơ tiềm ẩn & rủi ro có thể:
- Mối nguy hiểm trong việc vô tình đưa những chất gây dị ứng hoặc làm giảm dinh dưỡng vào thực phẩm.
- Sâu bệnh có nguy cơ tăng cường tính kháng với các chất độc tiết ra từ cây chuyển gen. Đã có 1 quy định rằng: mọi cánh đồng trồng cây chuyển gen kháng côn trùng phải có cả cây không chuyển gen để côn trùng phát triển mà không bị chọn lọc đối với những giống kháng sâu.
- Khả năng xảy ra lai chéo xa của gen được chuyển vào các cây cỏ họ hàng cũng như khả năng sẽ tạo ra các loại cỏ mới.
- Nguy cơ những chất độc này tác động tới sinh vật không phải là sinh vật cần diệt.
V. Một số thành tựu chuyển gen
* Quốc tế: Một số thành tựu đã đưa vào sản xuất
- Củ cải đường chịu rét: nhờ ghép thêm cấu trúc di truyền ADN gen chống lạnh của giống cá bắc cực.
- Lúa sống chung với lũ : do viện nghiên cứu lúa quốc tế IRRI thử nghiệm dùng giống lúa hoang dại ở châu Phi để đưa vào cây luá ngập nứơc.
- Thực phẩm phòng bệnh và cây giống mới với kỹ thuật chuyển nạp các các gen lạ : thực hiện ở lúa bắp, khoai tây, đậu tương, bông vải, lúa ca chua , táo, và một số vật nuôi.
- Cây gỗ có ít lignin hơn: dùng kỹ thuật biến đổi gen để tạo ra khả năng phát triển nhanh, chống chịu gió bão.
Cây tự sinh độc tố diệt sâu hại: để trừ một số sâu hại thuờng thấy ở cây cải dầu và vẫn bảo đảm an toàn cho loài côn trùng thiên địch .




* Việt Nam : những công trình trong phòng thí nghiệm
Tại viện sinh học nhiệt đới, sử dụng phương pháp chuyển gen thông qua A.tumefaciens hoặc phương pháp bắn gen , các nhà khoa học đã tạo ra được các cây thuốc lá, lúa đậu xanh, cải bông cải xanh, và cây cà tím GM mang gen cry kháng côn trùng, gen kháng thuốc diệt cỏ.

- Thay đổi màu hoa bằng các ghép gen: thực hiện ở các loại hoa cẩm chướng để có thêm các màu mới như tím hoa cà, màu chàm xanh.


Nhóm thực hiện:
Ông Thị Đan Thanh
Võ Nguyễn Thủy Hậu
Đặng Thị Minh
* Tài liệu tham khảo *
Công nghệ vi sinh - Trần Thị Thanh
Nhập môn Công nghệ sinh học - Phạm Thành Hổ
Web: www.google.com