câu 18: Thực vật chuyển gen là gì? nêu rõ những lợi ích và hiểm họa có thể có của thực vật chuyển gen?

1.     Thực vật chuyển gen:

          Chuyển gen vào thực vật  là 1 trong những lĩnh vực phát triển nhanh nhất của CNSH p/tử. Việc ứng dụng KT DT để tạo ra những giống cây trồng có các đặc tính quí như: thích nghi với đk khí hậu địa phương, kháng sâu bệnh, năng suất cao, đáp ứng nhu cầu dinh dưỡng,..mang lại nhiều triển vọng cho sự p/triển của ngành nông nghiệp hiện đại.

2.     Những lợi ích của thực vật chuyển gen:

·        cây trồng chuyển gen thường mang những tính trạng chủ yếu:

-         Tạo giống kháng sâu bệnh:

Người ta đã phân lập và chuyển thành công gen mã hóa tinh thể protein độc tố của VK Bacillus thuringiensis vào cây trồng tạo giống có k/năng kháng nhiều loại sâu hại, đặc biệt là sâu đục thân hại thuốc lá, sâu xanh hại cà chua và sâu xanh đục quả bông, ... Một số cây trồng chuyển gen Bt đc trồng trên qui mô thương mại là cà chua, bông, ngô, khoai tây.

       Bên cạnh đó, gen mã hóa chất ức chế trypsin của đậu bò cũng đc chuyển vào thuốc lá để phòng trừ sâu hại lá.

-         Tạo giống kháng virus:

Có nhiều cách tạo cây kháng virus: Chuyển gen mã hóa protein vỏ của virus, chuyển gen tạo enzyme phân giải virus (vd: enzyme ribozyme) hoặc chuyển gen có trình tự đối bản (antisense) với ADN của virus. PP chuyển gen mã hóa vỏ pro của VR vào cây thường đc dùng phổ biến. TB tv biểu hiện gen  mã hóa vỏ pro cản trở quá trình nhân của VR. Bằng pp này, ng/ta đã đạt đc k/quả trên 1 vài đối tượng có giá trị k/tế như: Đu đủ kháng với VR gây bệnh đốm vòng (PRVS- Papaya ringpot virus), cây thuốc lá kháng với VR khảm dưa chuột (CMS-Cucumber mosaic virus), khoai tây kháng VR X, virus Y,...

       Những cây trồng chuyển gen kháng VR trồng trên diện tích lớn gồm: thuốc lá, cà chua, bí đỏ và đu đủ.

-         Tạo giống kháng thuốc diệt cỏ:

         Các loại thuốc diệt cỏ thường tấn công vào hệ thống quang hợp và sinh tổng hợp pro, amino acid do đó ko phân biệt đc cây trồng hay cỏ dại. Người ta đã chuyển gen aroA mã hóa cho enzyme 5-enolpyruvylshikimate-3-phosphate synthetase (EPSP)- enzyme tham gia vào việc tạo acid amin thơm cần cho sự sinh trưởng của cỏ dại. enzyme này có k/năng phân giải, vô hiệu háo thuốc diệt cỏ glyphosphate cho nhiều loại cây trồng : đậu tương, ngô, bông, thuốc lá,..Chuyển gen mã hóa cho enzyme phosphinothrincin acetyltransferase có k/năng khử độc phosphinothrincin (PPT) tạo ra cây kháng PPT là bialaphos.

    Một số cây trồng đc chuyển gen kháng thuốc trừ cỏ và trồng trên qui mô thương mại là đậu tương, ngô, bông, cải dầu, thuốc lá.

-         tăng chất lượng s/pẩm

Năm 1988, 2 nhóm nhà k/hoc đã sd antisense của gen mã hóa enzyme poly-galaturonase tạo giống cà chua chín chậm và khó dập hơn khi vận chuyển.

              Chuyển gen mã hóa cho pro chứa nhiều methionine vào đạu tương và ngô. Kết quả là các cây chuyển gen đã tăng loại pro giàu methionine lên hơn 8% trong tổng số pro có trong hạt.

           Người ta cũng đã tách từ cây Thaumatococcus danielli gen mã hóa cho việc tổng hợp 1 loại chất là Thaumatin (chất có đo ngọt gấp nghìn lần so với đường mía) rồi chuyển thành công vào khoai tây. Kết quả toàn bộ thân, lá, rễ và củ khoai tây đề ngọt.

       Bằng biến nạp nhờ Agrobacterium, ng/ta đã chuyển thành công nhóm gen quy định toàn bộ chuỗi sinh tổng hợp β-carotene (tiền chaatsvitamin A) vào lúa. Giống lúa cho hạt gạo màu vàng nên gọi là “lúa vàng” (golden rice). Gạo có hàm lượng β-carotene cao giải quyết vấn đề thiếu vitamin A cho con người.

-         tạo giống cây sx pro động vật.

người ta đã tạo ra 2 loại thuốc lá có k/năng tổng hợp kháng thể (immunoglobulin), cây thuốc lá chuyển gen này có k/năng tổng hợp kháng thể rất cao và có hoạt tính sinh học (1.3% pro của lá là kháng thể). Các nhà k/học cũng đã tạo thành công các thực vật sx enkephalin ở cây cải dầu làm chất giảm đau. gần đây đã tạo đc giống lúa biểu hiện các r-protein người là lysozyme và lactoferrin. Đại học Tokyo (1998) đã tạo ra giống lúa có k/năng tổng hợp Globutin miễn dịch chống virus viêm gan B.

         Bên cạnh đó các nhà khoa học cũng tạo ra những cây trồng chuyển gen có những tính trạng quý như: chuyển gen bất dục đực cho Ngô để giảm công bẻ cờ cho công tác lai tạo giống ngô, chuyển gen chịu hạn cho cây,...

3.     Những lo ngại và hiểm họa của TVCG:

-         Vấn đề về môi trường: Việc tạo cây trồng chuyển gen kháng côn trùng có thể diệt luôn các loài côn trùng có ích. Bên cạnh đó, sự du nhập các gen ngoại lai giữa các loại thực vật có thể làm x.hiện các giống mới bất lợi cho môi trường.

-         Về vấn đề sức khỏe con người: Thực phẩm an toàn là vấn đề nhạy cảm đối với người tiêu dùng. Sản phẩm chuyển gen là Protein, do đó có thể những thực phẩm do cây chuyển gen tạo ra mang những chất gây dị ứng cho người tiêu dùng. Sự chuyển gen giữa các loại VK khác nhau và TB tv có thể làm tăng nguy cơ kháng thuốc kháng sinh của nhiều loài vi trùng gây bệnh.

           Do đó, các nhà khoa học cho rằng cần đánh giá về độ an toàn của các GMO, đặc biệt các gen đc chọn lọc để đưa vào cây trồng như:

+ Gen kháng côn trùng như Bt tạo độc tố Cryl A từ B. thuringiensis.

+ Các gen kháng thuốc diệt cỏ.

+ Các gen kháng thuốc kháng sinh làm gen đánh dấu để chọn lọc.

+ Các gen bất dục đực kiểu “ Terminater” biểu hiện ở hạt phấn hoa

+ Các antisense-ARN.