Công nghệ sinh học
Công nghệ sinh học
biến đổi gen với thực
biến đổi gen với thực
phẩm chức năng
phẩm chức năng
PGS. TS. Dương Thanh Liêm
Bộ môn Dinh dưỡng
Khoa Chăn nuôi – Thú y
Trường Đại học Nông Lâm

Công nghệ sinh học ứng dụng trên cây
Công nghệ sinh học ứng dụng trên cây
trồng để tạo ra thực phẩm chức năng
trồng để tạo ra thực phẩm chức năng

Thực phẩm có chất
Thực phẩm có chất
dinh dưỡng chức năng
dinh dưỡng chức năng
cao hơn thực phẩm
cao hơn thực phẩm
truyền thống.
truyền thống.

Tạo ra sản phẩm có khả
Tạo ra sản phẩm có khả
năng trao đổi chất tốt.
năng trao đổi chất tốt.


thể từ gen của động vật sang loài thực vật, điều
thể từ gen của động vật sang loài thực vật, điều
mà không thể xảy ra theo phưong pháp lai tạo
mà không thể xảy ra theo phưong pháp lai tạo
truyền thống).
truyền thống).
+
Dâu tây kháng được
Dâu tây kháng được
giá lạnh, giàu omega-3
giá lạnh, giàu omega-3
=
4
5
DNA của cá hồi Bắc cực
Dâu tây

Sự tiến bộ kỹ thuật ở phía trước
Sự tiến bộ kỹ thuật ở phía trước

http://www.organicconsumers.org/ge/meltdown.cfm
Ngược lại, lúc bấy giờ ở châu Âu, họ không
cho phép sử dụng thực phẩm biến đổi gen, từ đó
họ cấm nhập khẩu giống cây trồng biến đổi gen
từ Mỹ. Đây cũng là những hạn chế tốc độ nghiên
cứu ứng dụng cây thực phẩm biến đổi di truyền
GMO ở các nước châu Âu.
http://scope.educ.washington.edu/gmfood/commentary/s
how.php?author=Arntzen


(Lai tạo)
(Chuyển cả gen tốt lẫn xấu)
Giống biến đổi gen
Giống biến đổi gen
Công nghệ sinh học chỉ
chuyển những gen mong
muốn vào đời sau, không
như phương pháp lai
truyền thống.
Gene mong muốn
Dòng thương phẩm
Đời con lai
(Chuyển gen)
=
Gene mong muốn
(Chỉ có gen tốt được chuyển sang)

Đậu nành chuyển gen theo 2 hướng
Đậu nành chuyển gen theo 2 hướng
Tiện lợi trong trồng trọt – Có giá trị phòng bệnh
Tiện lợi trong trồng trọt – Có giá trị phòng bệnh
u nành khángĐậ
thu c di t cố ệ ỏ
Giàu Omega-3
u nànhĐậ
Hai m c tiêu chuy n genụ ể
t o gi ng u nànhđể ạ ố đậ
ti n d ng cho s n xu t và tiêu thệ ụ ả ấ ụ
RR Gene từ Bacterium
O-3 gene từ cá

Năng lượng thô GE
X
X
X
X
•
•
Mô tả ứng dụng đặc biệt
Mô tả ứng dụng đặc biệt
RRS
RRS
O3S
O3S
•
•
Nguồn gen chuyển vào từ
Nguồn gen chuyển vào từ
Vi khuẩn
Vi khuẩn
Cá
Cá
•
•
Hiệu quả trang trại và thực phẩm
Hiệu quả trang trại và thực phẩm
*
*
**
**
•

Giống cà chua biến đổi gen đã được FDA chấp thuận và
được thương mại hóa từ năm 1994. Tên thương mại giống
cà chua này là “Flavr Savr® tomato”.
Trong cà chua có gen được copy nhiều lần để tổng hợp ra
enzyme polygalacturonase (PG), enzyme này phân giải pectin
làm cho quả chín trở nên mềm nhũn mau hư, khó bảo quản.
Bằng kỹ thuật di truyền, người ta loại trừ gen này ra, quả chín
có thể kéo dài, bảo quản quả cà chua được tốt hơn, lâu hơn.
Ngoài ra người ta còn cải thiện màu của cà chua đỏ hơn,
giàu lycopene hơn, tạo được độ đồng đều và chín cùng lúc,
rất tiện cho cơ giới hóathu hoạch và chuyên chở.
Gene kháng lại kháng sinh
kanamycin cũng có trong giống cà
chua này làm cho quả cà chua
chín sớm, chín đồng đều hơn.

Giống cà chua chuyển gen
Giống cà chua chuyển gen

http://dragon.zoo.utoronto.ca/~jlm-gm
f/T0501D/results_index.html
http://news.bbc.co.uk/1/hi/health/769507.stm
http://www.essentialbiosafety.info/dbase.ph
p?action=ShowProd&data=FLAVR+SAVR
Có một số câu hỏi về an toàn thực phẩm của giống cà
chua này. FDA đã thử nghiệm và chấp nhận là giống cà
chu này không tổng hợp ra protein gây dị ứng, nó được tiêu
hóa nhanh trong dạ dày, ruột. Thực ra, không thể đoán
trước được nguy cơ về sức khỏe cho người tiêu thụ với
giống cà chua GMO, mà phải chờ một thời gian lâu hơn

Chín rục
rất nhanh,
mau hư.
Cà chu truyền thống
sắp chín vẫn còn xanh.
Khi chín đỏ rất nhanh
hư và thối rửa.
Flavr Savr is modified tomato for suiting modern productions and distributions. Credit: Owen Koo
http://resources.emb.gov.hk/envir-ed/globalissue/PowerPoint/2.4.10 gmfood_powerpoint_e_v2(2001-9-22).ppt

Sản phẩm đầu tiên –
Cà chua Flav’r Sav’r
trên thị trường Mỹ.
Sản phẩm đầu tiên –
Cà chua Flav’r Sav’r
trên thị trường Mỹ.

Cà chua chuyển gen ở Mỹ
Cà chua chuyển gen ở Mỹ

Thực phẩm chuyển gen GM, cà
Thực phẩm chuyển gen GM, cà
chua FLAVR SAVR
chua FLAVR SAVR
TM
TM
được tiêu
được tiêu
thụ ở Mỹ năm 1994.
thụ ở Mỹ năm 1994.

màu sắc sặc sở lại vừa giàu DHA.
Cà chua
Cà chua
Cá
Cá
Cá cà chua, vừa giàu
Omega3 vừa giàu Lycopene
Sao chép DNA
Trứng cá loại bỏ nhân
Tế bào cá
DNA cá
Tế bào cà chua
DNA cà chua
Xác định gene
Credit: Owen Koo
http://resources.emb.gov.hk/envir-ed/globalissue/PowerPoint/2.4.10 gmfood_powerpoint_e_v2(2001-9-22).ppt

Nghiên cứu chuyển gen tạo ra
Nghiên cứu chuyển gen tạo ra
giống lúa hạt gạo vàng giàu caroten
giống lúa hạt gạo vàng giàu caroten
Lúa cho hạt gạo vàng giàu caroten được tạo
Lúa cho hạt gạo vàng giàu caroten được tạo
ra từ giống lúa truyền thống được
ra từ giống lúa truyền thống được
chuyển thêm 2 gen: 1 gen của cây thủy
chuyển thêm 2 gen: 1 gen của cây thủy
tiên hoa vàng và 1 gen của vi khuẩn
tiên hoa vàng và 1 gen của vi khuẩn
Erwinia uredovora. Công trình này do

đổi gen (GM) tổng hợp tiếp thành α-, β-Caroten
http://cls.casa.colostate.edu/TransgenicCrops/vitApath.html

Tổ hợp gen điều khiển tổng hợp
Tổ hợp gen điều khiển tổng hợp
α
α
-,
-,
β
β
-caroten trong hạt gạo chuyển gen
-caroten trong hạt gạo chuyển gen

Có 3 gen điều khiển tổng h
Có 3 gen điều khiển tổng h
ợ
ợ
p alpha- và beta-
p alpha- và beta-
caroten sau đây:
caroten sau đây:

psy
psy
(phytoene synthase),
(phytoene synthase),

lyc
lyc

psy
psy
,
,
lyc
lyc
và
và
crt1
crt1
đư
đư
ợ
ợ
c chuyển vào hệ gen trong
c chuyển vào hệ gen trong
nhân cây lúa
nhân cây lúa
ở
ở
vị trí phía sau đoạn promoter đặc
vị trí phía sau đoạn promoter đặc
biệt trong nội nhũ
biệt trong nội nhũ
. Quá trình tổng h
. Quá trình tổng h
ợ
ợ
p beta-caroten
p beta-caroten

được chuyển gene
tạo ra

So sánh giữa hạt gạo truyền thống và hạt gạo vàng
So sánh giữa hạt gạo truyền thống và hạt gạo vàng
chuyển gen giàu beta-caroten
chuyển gen giàu beta-caroten
http://en.wikipedia.org/wiki/Golden_rice#Creation_of_golden_rice
http://en.wikipedia.org/wiki/Golden_rice#Creation_of_golden_rice
Không có caroten
Không có caroten
(Provitamin A)
(Provitamin A)
Rất giàu caroten
Rất giàu caroten
(Provitamin A)
(Provitamin A)
Video Clips: Kỹ thuật chuyển gen
Sản xuất lúa gạo vàng

“
“
Gạo vàng” từ giống lúa Nhật Bản
Gạo vàng” từ giống lúa Nhật Bản
http://www.foe.org/safefood/rice.html
Người ta gọi gạo vàng “Golden Rice” để
chỉ tên cho một giống lúa biến đổi gen được
tạo ra và phát triển bởi các nhà khoa học ở
Thụy sĩ và Đức năm 1999. Hạt gạo này
được thiết kế để sản xuất giống lúa có hàm

loại thức ăn khác cũng cung cấp vitamin A.
Hiện nay giống lúa này còn giới hạn, chưa sản xuất
với số lượng lớn. Lý do cơ bản là còn nhiều người
phản đối những thực phẩm chuyển gen GMO, do đó
nó gặp trở ngại trong sự phát triển. Khi con người
xem xét kỹ lưỡng loại gạo này về nhiều mặt, quan
trọng nhất là sự an toàn thực phẩm. Hy vọng lúc đó
sẽ có cơ hội cho giống lúa có hạt gạo vàng sẽ phát
triển nhanh trên thế giới.

Giống lúa chuyển
Giống lúa chuyển
gen ở Nhật
gen ở Nhật

Dễ dàng giải quyết nạn đói trên
Dễ dàng giải quyết nạn đói trên
Thế giới
Thế giới

Phát triển giống cây trồng có thể sinh
Phát triển giống cây trồng có thể sinh
trưởng trên vùng đất có giới hạn,
trưởng trên vùng đất có giới hạn,
thửa ruộng nhỏ
thửa ruộng nhỏ

Làm giảm sự căng thẳng đất đai,
Làm giảm sự căng thẳng đất đai,
nguồn tài nguyên không tái tạo

Đu đủ truyên thống nhiểm virus lá vàng & Đu đủ chuyển gen
kháng virus lá xanh, không nhiểm bệnh
kháng virus lá xanh, không nhiểm bệnh