TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
KHOA CÔNG NGHỆ SINH HỌC

AN TOÀN SINH HỌC
Chủ đề: Trên quan điểm của người ủng hộ, hãy trình bày
và phân tích tiềm năng phát triển cây trồng chuyển gen trên
thế giới?
GVHD PGS. TS. Nguyễn Thị Phương Thảo
NHÓM
15
1. Đặng Văn Sơn 550391
2. Nguyễn Thị Tâm 550392
3. Lê Bá Tân 550394
4. Nguyễn Thị Thái 550395
LỚP CNSHAK55
Hà Nội, 2012
I. ĐẶT VẤN ĐỀ
Đảm bảo an ninh lương thực luôn là một vấn đề nóng và được toàn thế giới
quan tâm. Theo dự báo của Liên Hợp Quốc vừa công bố,đến năm 2050, dân số
thế giới sẽ đạt mức 9 tỉ người. Con số này khiến nhiều người quan ngại về tác
động mà số dân khổng lồ này tạo ra cho thế giới. Bên cạnh đó, tình hình biến
đổi khí hậu đe dọa nghiêm trọng đến an ninh lương thực và phát triển nông
nghiệp: Thu hẹp diện tích đất nông nghiệp, tác động lớn đến sinh trưởng năng
suất cây trồng, thời vụ gieo trồng, làm tăng nguy cơ lây lan sâu bệnh hại cây
trồng, ảnh hưởng đến sinh sản, sinh trưởng, tăng khả năng sinh bệnh, truyền
dịch của gia súc, gia cầm Do tác động của biến đổi khí hậu, tài nguyên nước
phải chịu thêm nguy cơ suy giảm do hạn hán ngày một tăng ở một số vùng,
mùa, ảnh hưởng trực tiếp đến nông nghiệp, cung cấp nước ở nông thôn, thành
thị và sản xuất thủy điện
Báo cáo do Hội đồng năng lượng thế giới (WEC) công bố tại Hội nghị năng
lượng thế giới lần thứ 20 diễn ra tại thủ đô Rôma (Italia), cho biết đến năm

đưa ra giống mới nhanh hơn và vượt qua giới hạn của tạo giống
truyền thống.
c. Diện tích cây trồng CNSH
Cây trồng chuyển gen là thành tựu khoa học đã được áp dụng
rộng rãi và thành công trên thế giới với diện tích ngày càng tăng.
Hầu hết những nghiên cứu về chuyển gen đều được tiến hành ở các
nước phát triển chủ yếu là Bắc Mỹ và Tây Âu. Hơn nữa, nhiều
nước đang phát triển cũng đang bắt đầu nghiên cứu về kỹ thuật di
truyền. Các công ty công nghệ sinh học đã đi đầu trong việc ứng
dụng kỹ thuật chuyển gen trong nông nghiệp là Aventin, Dow
Agrosciences, DuPont/Pioneer, Monsanto và Syngenta,…
Năm 1996 là năm đầu tiên cây trồng CNSH được thương mại
hóa với diện tích 1,7triệu ha. Tính đến năm 2012 có 17,3 triệu
nông dân ở 28 nước trồng 170,5 triệu hecta (theo James ,2012).
Như vậy, diện tích trồng cây CNSH năm 2012 tăng tới 100 lần so
với năm 1996. Điều này làm cho cây trồng CNSH trở thành công
nghệ cây trồng được chấp nhận ứng dụng nhanh nhất trong lịch sử
nông nghiệp đương đại.
d. Lợi ích mà cây trồng CNSH đem lại
 đảm bảo an ninh lương thực và hạ giá thành lương thực trên
thế giới
 bảo tồn đa dạng sinh học
 góp phần xóa đói giảm nghèo
 giảm tác hại của các hoạt động nông nghiệp đối với môi
trường
 giảm thiểu tác hại của biến đổi khí hậu và giảm lượng khí
gây hiệu ứng nhà kính
 tăng hiệu quả sản xuất nhiên liệu sinh học
2. Xu hướng phát triển cây trồng CNSH(GMC) trong
tương lai

bắp
Ngắn hạn
(5-10 năm)
Cải thiện thành phần dinh dưỡng Các loại ngũ cốc chủ yếu,
khoai lang
Kháng nấm và virus gây bệnh Khoai tây, lúa mì, gạo, chuối,
trái cây, rau
Kháng côn trùng chích hút gây
hại
Gạo, trái cây, rau
Cải tiến chế biến và lưu trữ Lúa mì, khoai tây, trái cây,
rau
Khả năng chịu hạn Ngũ cốc và các cây trồng chủ
yếu lấy củ
Trung hạn
(10-20
năm)
Khả năng chịu mặn Ngũ cốc và các cây trồng chủ
yếu lấy củ

Tăng hiệu quả sử dụng nitơ
Khả năng chịu nhiệt độ cao
Dài hạn
(>20 năm)
Apomixis(sản xuất hạt giống
không cần thụ tinh)
Ngũ cốc và các cây trồng chủ
yếu lấy củ
Cố định nitơ
Sản xuất chất ức chế quá trình

 Nhiều gen kháng sâu sẽ được quy tụ trên một giống để tạo các dòng
kháng bền vững.
 Các gene BT cải tiến có khả năng sinh tổng hợp các độc tố mới, với độ
độc cao hơn, kháng phổ sâu rộng hơn sẽ được phát triển.
 Biểu hiện protein ở mô đặc thù cụ thể. VD: tế bào biểu bì, nơi côn trùng
tấn công đầu tiên hoặc vỏ cây(côn trùng chích hút), trong lục lạp
3.3Cây trồng kháng bệnh hại
 Cây trồng chuyển gen kháng các nấm gây bệnh
- Nấm bệnh là những tác nhân gây hại cây trồng rất nặng, nhất là ở các
nước nhiệt đới có độ ẩm cao. Các enzyme làm thoái hóa các thành phần
chính của vỏ tế bào nấm chitin và β-1,3 glucan là loại đang được chú ý.
Khi chuyển gen chitinase vào cây thuốc lá đã tăng hoạt tính kháng nấm
gây hại. Sự biểu hiện đồng thời của cả hai gen chitinase và glucanase
trong thuốc lá làm cho cây có tính kháng nấm gây hại cao hơn cây có một
gen độc lập.
- Tương tự, cà chua cho tính kháng nấm Fusarium cao hơn hẳn sau khi
được chuyển cả hai gen nói trên. Protein ức chế ribosome (ribosomal
inhibition protein-RIP) cũng biểu hiện tính kháng nấm tốt. Cây thuốc lá
cho tính kháng nấm rất cao, khi cây được chuyển giao đồng thời gen RIP
và chitinase.
 Cây trồng chuyển gen kháng các vi khuẩn gây bệnh
Đối với bệnh vi khuẩn, hướng nghiên cứu tạo giống mới bằng công
nghệ gen chỉ mới bắt đầu. Về cơ bản có ba hướng :
 Dùng gen mã hóa enzyme làm thoái hóa thành tế bào vi khuẩn. Chẳng
hạn, gen lysozyme từ các nguồn tế bào động vật hoặc từ thực khuẩn
thể T4 (bacteriophage T4) đưa vào cây thuốc lá và khoai tây. Các gen
này biểu hiện hoạt tính lysozyme mạnh và các tế bào có khả năng
phòng trừ vi khuẩn Erwina carotovora rất tốt.
 Gen mã hóa α size 12{α} {}-thionin-cystein được chuyển giao sang
cây thuốc lá cũng phòng ngừa được vi khuẩn Pseudomonas syringae.

dùng để nuôi cừu, tăng trọng lượng 7% và sản lượng lông tăng 8% so với
cừu nuôi bằng loại hạt bình thường. Thành công này thúc đẩy các nhà
nghiên cứu đưa gen này vào biểu hiện ở lá cây cỏ, nhằm cải tiến cân bằng
amino acid không thay thế ở dạ cỏ.
Thực ra việc sản xuất protein trong thực vật dễ dàng, nhưng tinh sạch
protein này từ mô thực vật là khó khăn và trước hết là giá thành cao. Vì
vậy, người ta hy vọng vào một phương pháp mới, được giới thiệu bởi
Raskin và cs (1999). Những gen mã hóa cho protein được gắn với một
promoter và đảm bảo cho protein chỉ được tổng hợp ở rễ. Tiếp theo
protein tạo thành có một hệ thống tín hiệu, đảm bảo cho nó được vận
chuyển vào một vị trí xác định trong tế bào. Trong trường hợp đặc biệt
protein được vận chuyển vào mạng lưới nội chất (endoplasmatic
reticulum: ER). Protein đi vào ER có thể được thải ra bên ngoài và chỉ ở
vùng rễ, vì promoter chỉ đặc hiệu cho vùng này. Người ta dùng một số
dung dịch muối để tách protein một cách dễ dàng và với giá thành hợp lý.
Ví dụ:
- Người ta đã tạo ra được hai loại thuốc lá chuyển gen, mỗi loại có
khả năng sản xuất một trong hai mạch immunoglobin nhẹ và nặng.
Thế hệ con sinh ra từ sự lai hai loại cây trên biểu hiện được một
kháng thể hoạt động gồm hai loại mạch với hàm lượng cao (1,3%
tổng protein của lá) và có tất cả các đặc tính của một kháng thể đơn
dòng sản sinh từ hybridoma.
- Thaumatin là những protein được chiết xuất từ thịt quả của cây
Thaumatococus danielle, có độ ngọt gấp 1.000 lần đường
saccharose. Người ta đã thành công trong việc chuyển một gen mã
hóa cho thaumatin (thaumatin II) vào cây khoai tây, tạo một cây
khoai tây có lá, thân rễ, củ đều ngọt. Kết quả này mở ra một triển
vọng rất lớn đối với cây ăn quả ngọt.
3.5Cải thiện axit béo trong dầu
- Chuyển gene để điều khiển các gene tham gia vào con đường

- Tuy nhiên, công trình thử nghiệm mới đã chuyển một phức hợp gồm gen
rolC của A. tumefaciens và promoter CaMV 35S (cauliflower mosaic
virus: virus gây bệnh khảm ở súp-lơ) vào cây thuốc lá và đã thu được cây
chuyển gen bất thụ. Kết quả này đang được nghiên cứu và áp dụng trên
những loại cây khác.
3.8 Cây trồng chống chịu điều kiện bất lợi của môi trường
Trong điều kiện biến đổi khí hậu toàn cầu, khả năng chống chịu các
điều kiện ngoại cảnh như nóng, lạnh, ngập mặn của cây trồng ngày càng
được quan tâm. Nhất là đặc tính chống chịu hạn, chịu mặn. Cây trồng
CNSH mang đặc tính chống chịu hạn được xem như tính trạng quan
trọng nhất sẽ được thương mại hóa trong thập kỉ thứ hai của thương mại
hóa cây trồng công nghệ sinh học, từ năm 2006-2015.
Hướng tiếp cận bằng công nghệ RNAi là rất có tiềm năng.
VD: - Tạo khoai tây chịu hạn bằng cách sử dụng cấu trúc RNAi mang
một phần trình tự gene SDD1 câm gen SDD1. trong điều kiện nhà
kính, các cây này có mật độ khí khổng là 115%
- Một trong những sản phẩm GM có khả năng giúp con người
khắc phục nạn đói thiếu lương thực là loại lúa GM chịu được hạn hán, lũ
lụt có tên là SNORKEL1 và SNORKEL2. Đây là những giống lúa mới
do các nhà khoa học Nhật Bản tạo ra có năng suất cao thân cao rất phù
hợp ở những chân ruộng thường xuyên bị úng lụt như Thái Lan và
Campuchia(Hattori và cs.,2009).
4. Tình hình phát triển cây trồng CNSH ở Việt Nam
Nước ta là quốc gia đang phát triển, tính tới thời điểm hiện nay
thì cây trồng biến đổi gen chưa được đồng ý để đưa vào sản xuất
đại trà mà vẫn đang trong quá trình khảo nghiệm, kiểm tra, đánh
giá.
Những cây trồng được khảo nhiệm vẫn là GM thế hệ 1 mang đặc tính
kháng sâu và kháng thuốc trừ cỏ trên ngô, bông vải, đậu tương.
Theo Quyết định 11/2006/QĐ-TTg Thủ tướng chính phủ, kế hoạch

- Nguyễn Thị Phương Thảo- Nguyễn Thùy Linh, GT Cây trồng công nghệ
sinh học đánh giá an toàn đối với môi trường và sức khỏe con người,.
Nhà xuất bản Hà Nội,2011
- http://www.gm.org/gm-foods/the-next-step-in-genetic-modification/
- http://www.sciencemag.org/content/327/5967/812/T1.expansion.html
- http://cropsci.illinois.edu/news/herbicide-resistant-weeds-current-
challenges-new-tools
- http:// voer.edu.vn/module/khoa-hoc-xa-hoi/cong-nghe-chuyen-gen-o-
thuc-vat.html
-