TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
KHOA CÔNG NGHỆ SINH HỌC
TIỂU LUẬN AN TOÀN SINH HỌC
CHUYÊN ĐỀ 3:
Mô tả một sự kiện chuyển gen chịu thuốc trừ cỏ ở cây đậu tương và nêu các
nội dung đánh giá an toàn sinh học đã được thực hiện tại một quốc gia đã cấp
phép trồng trọt và thương mại hóa giống đậu tương chuyển gen đó
GV hướng dẫn: PGS.TS Nguyễn Phương Thảo
Nhóm sinh viên thực hiện:
Đặng Thị Thanh Bình 560778
Mai Đăng Hùng 560809
Nguyễn Văn Hùng 560810
An Hoàng Kim 560815
Đinh Thị Lan 560816
A. ĐẶT VẤN ĐỀ
Đậu tương là một loại cây trồng lâu đời đã được trồng tại Trung Quốc từ năm 3.000
trước công nguyên.Đây là loại cây chứa dầu đem lại lợi ích kinh tế to lớn nhất trên thế
1
giới. Hạt đậu tương có chứa tỷ lệ amino acid không thay thế nhiều hơn ở cả thịt, do vậy
đậu tương là một trong những loại cây trồng lương thực quan trọng nhất trên thế giới hiện
nay.
Các loài cây trồng chuyển gen có khả năng chống chịu thuốc diệt cỏ, kháng côn
trùng, thay đổi hàm lượng dầu và kháng virus hiện nay đã được phê chuẩn sử dụng làm
thức ăn gia súc. Nhiều loại protein biểu hiện trong các cây trồng biến đổi gen đều có lịch
sử sử dụng an toàn và giống với những loại protein đang tồn tại tự nhiên. Ví dụ, cây trồng
biến đổi gen kháng côn trùng biểu hiện loại protein có nguồn gốc từ vi khuẩn Bacillus
thuringensis (Bt), một loại vi khuẩn đất phổ biến và được những người nông dân trên khắp
thế giới sử dụng làm thuốc trừ sâu vi sinh vật.Protein (CP 4 ÉPP) biểu hiện trong các cây
trồng biến đổi gen có khả năng kháng thuốc diệt cỏ glyphosate là giống với protein EPSPS
nội sinh hiện có trong các loại thực phẩm (Mackenrie và cs, 2002).
2
tumufaciens
↓
↓
↓
↓
↓
Đánh giá các cây biến nạp thành công và có khả
năng chịu glyphosate
↓
5
Chuyển vector PV-GMGOX20 trong
Agrobacterium tumufaciens vào trong dòng đậu
tương thông thường A3244
Lựa chọn biến nạp và chồi mọc lên từ mô phân
sinh chuyển gen
Đánh giá các cây chống chịu với glyphosate
Chọn cây đồng hợp tử
↓
↓
2. Cơ chế kháng thuốc trừ cỏ glyphosate của MON89788
Dòng đậu tương chuyển gen MON89788 kháng lại được thuốc diệt cỏ Glyphsate bằng cách
chuyển vào giống đậu tương thông thường A3244 một gen mã hóa cho enzyme EPSPS đột
biến thông qua vi khuẩn Agrobacterium dòng CP4.
6
Xác định MON89788 như thế hệ “cha mẹ” và tiếp
tục đánh giá các thế hệ con cháu trong phòng thí
nghiệm và hiệu suất nông học
Tiến hành nghiên cứu đặc điểm và tính an toàn
So sánh MON89788 với các dòng đậu tương thông
thường và kiến nghị thương mại hóa
Thông qua cơ chế kháng thuốc trừ cỏ nêu trên, ta có thể khẳng định tính an toàn của
dòng đậu tương này.
II. ĐÁNH GIÁ AN TOÀN SINH HỌC MON89788 TẠI HOA KỲ
Ngày 26/05/2006, công ty MONSANTO gửi đơn đệ trình tới Cục quản lý Thực
phẩm và Dược phẩm Hoa Kỳ (FDA) đề nghị xác định tính an toàn của MON89788.
Ngày 27/06/2006, Cơ quan kiểm dịch động thực vật Hoa Kỳ (APHIS) nhận được
đơn đề nghị từ công ty MONSANTO về việc đánh giá MON89788.
Các cơ quan chức năng có thẩm quyền đã tiến hành các nghiên cứu, đánh giá an toàn
sinh học đối với MON89788.
II.a) Đánh giá an toàn sinh học đối với đậu tương chuyển gen MON89788
1. Lịch sử sử dụng an toàn của protein CP4 EPSPS
8
Các phân tích sử dụng các công cụ tin sinh học để so sánh sự tương đồng về trình tự
axit amin cho thấy protein này không tương đồng với bất kì chất gây dị ứng hay chất độc
nào đã biết.
Protein CP4 EPSPS được sản sinh và tham gia vào sinh tổng hợp các axit amin thơm
trong các loài thực vật, vi sinh vật nhưng chúng lại không có mặt ở người và các động vật
có vú bởi các động vật có vú không có bộ máy đồng hóa để tổng hợp các axit amin có
vòng thơm. Điều này giải thích đặc tính hoạt động chọn lọc trên thực vật, vi sinh vật mà
không gây độc đến động vật của protein CP4 EPSPS.
Các test in vitro về khả năng tiêu hóa cũng đã được tiến hành trên protein CP4 EPSPS cho
thấy enzim này phân hủy nhanh chóng trong các phản ứng kiểm tra trong hệ tiêu hóa.
Đánh giá độc cấp tính: bởi không có tác hại nào được phát hiện nên không cần tiến hành
thêm các phân tích bổ sung. Tuy nhiên nghiên cứu về tính độc cấp tính đã được tiến hành
để cung cấp thêm bằng chứng về tính an toàn của các sản phẩm cây trồng mang gen
CP4EPSPS. Thực nghiệm đánh giá tính độc cấp tính của CP4EPSPS cho thấy chuột không
có bất kì biểu hiện nhiễm độc cấp tính nào khi cho ăn liều lượng cao protein CP4EPSPS
(>572mg/kg trọng lượng cơ thể).
Trên thực tế, kể từ khi thươg mại hóa sản phẩm cây trồng mang gen CP4EPSPS đến
nay, cho có bằng chứng nào về ảnh hưởng bất lợi của cây trồng mang gen mã hóa cho
Zhu và cộng sự cũng không tìm thấy tác dụng phụ của đậu tương chuyển gen chống chịu
glyphosate khi cho chuột ăn với chế độ lên tới 90% đậu tương chuyển gen.
Đối với nghiên cứu về các thành phần đậu tương chuyển gen, nhiều nghiên cứu đã cho thấy
thành phần và giá trị dinh dưỡng của MON89788 là tương đương với đậu tương thông
thường.
Theo Kim và cộng sự tính gây dị ứng của dịch chiết đậu tương truyền thống và đậu tương
chuyển gen là giống nhau ở người trưởng thành
II.b) Kết quả đánh giá
Đặc tính phân tử: EPSPS CP4 tích hợp duy nhất tại 1 locus trên hệ gen
Đặc tính sinh hóa của protein EPSPS CP4 trong MON89788 tương tự như protein EPSPS
CP4 có nguồn gốc từ các cây thông thường, cụ thể là đậu tương truyền thống 40-3-2
Đánh giá tiềm năng độc tính và khả năng gây dị ứng cho thấy EPSPS CP4 là an toàn
11
Đánh giá về thành phần dinh dưỡng và tác động môi trường:
+ đậu tương MON89788 được chứng minh là có thành phần tương tự đậu tương thông thường
+ một nghiên cứu khẳng định gà thịt cho ăn MON89788 là an toàn và lành mạnh cho tiêu
dung
+ đánh giá phạm vi rộng về đặc điểm kiểu hình, tương tác sinh thái cho thấy MON89788
không có khả năng gây hại cho sinh vật cho và môi trường
Phạm vi ứng dụng của đậu tương MON89788: được sử dụng làm thực phẩm và thức
ăn trong chăn nuôi.
Sau rất nhiều khảo nghiệm, đánh giá và trưng cầu ý kiến, ngày 23/07/2007, FDA ra
quyết định chính thức cấp phép thương mại hóa dòng đậu tương chuyển gen MON89788.
III. ƯU ĐIỂM CỦA MON89788
1. Lợi ích mà MON89788 mang lại
- Kiểm soát cỏ dại một cách hiệu quả và do vậy tăng năng suất cây trồng.
- Linh hoạt - có thể kiểm soát cỏ dại sau khi cây trồng phát triển.
- Giảm số lần phun thuốc diệt cỏ sử dụng trong vụ gieo trồng;
- Giảm nhiên liệu cần sử dụng (vì cần phun thuốc ít hơn)
- Sử dụng các thành phần độc tố thấp và không để lại chất kích hoạt trong đất
Quan điểm: với đặc tính tốt như vậy của giống này thì tại Việt Nam cần có dự án
phát triển cũng như khuyến khích các dự án cây trồng biến đổi gen có lợi khác nhằm
nâng cao năng suất chất lượng hơn.
Bên cạnh đó, việc kết hợp giữa đậu tương truyền thống với đậu tương biến đổi
gen đã đang và sẽ khắc phục được tình trạng thiếu nguồn nguyên liệu như hiện nay.
13
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Cây trồng công nghệ công nghệ sinh học, Nguyễn Phương Thảo, Nguyễn
Thùy Linh, 2011
2. U.S. Department of Agriculture, Animal and Plant Health Inspection
Service
3. Federal Register/ Vol. 72, No. 148 / Thursday, August 2, 2007 / Notices
4. Giáo trình Công nghệ gen trong nông nghiệp, Trần Thị Lệ, Nguyễn Hoàng
Lộc, Trần Quốc Dung, 2006
5. hp://www.aphis.usda.gov/brs/aphisdocs/06_17801p.pdf
6. hp://cera-gmc.org/docs/decdocs/07-138-001.pdf
7. hp://cera-gmc.org/docs/decdocs/07-191-001.pdf
8. hp://cera-gmc.org/docs/decdocs/07-110-001.pdf
14