Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
Kỹ thuật biến đổi gen

Kỹ thuật biến đổi gen

Tải bản đầy đủ - 0trang

Môi trường đã hưởng lợi từ các hạt giống biến đổi gen kháng sâu chủ yếu từ việc giảm lượng

thuốc trừ sâu sử dụng trong canh tác, từ hạt giống biến đổi gen kháng thuốc trừ cỏ nhờ vào việc

ứng dụng các lại thuốc trừ cỏ lành tính và chuyển đổi hệ thống canh tác từ các phương pháp canh

tác truyền thống sang phương pháp canh tác không làm đất ở cả Bắc và Nam Mỹ. Sự thay đổi

trong hệ thống sản xuất này đã giảm thiểu mức độ khí thải nhà kính vào mơi trường bằng việc

giảm các nhiên liệu sử dụng cho máy kéo và tăng lưu trữ khí carbon trong đất

Nhược điểm

Ngơ BĐG kháng sâu, sâu ăn sâu chết nhưng sâu sẽ tiến hóa và về lâu về dài sẽ phát triển ra

loại sâu mà ăn ngô đó khơng chết. Điều này đã được dự báo từ trước khi đưa cây trồng BĐG vào

sản xuất vì vậy ngay từ khi đưa gen đầu tiên vào sản xuất người ta đã nghĩ rằng phải đưa 2,3 gen

vào để việc phát triển tính kháng đó chậm hơn. Người ta có chế độ canh tác có những cánh đồng

tị nạn để ở đó lồi sâu bình thương. Tức là trồng ngô biến đổi gen song song với cây trồng biến

đổi gen cho các loại sâu vẫn sống. Tức là áp lực chọn lọc tự nhiên lên quần thể sâu sẽ giảm và

tạo ra tính kháng sẽ chậm. Loại sâu thích nghi được với gen sẽ giao phối với loại sâu chưa thích

nghi được thì thế hệ sau cũng làm chậm đi.

7 Giống ngô biến đổi gen:

Ngô biến đổi gen MON 89034

Ngô biến đổi gen MON 89034 là thế hệ thứ hai của ngô chuyển gen kháng sâu hại, tạo ra 2

protein CryA.105 và Cry2Ab2 thuộc nhóm protein trừ sâu có nguồn gốc từ Bacillus

thuringiensis (Bt). Ngô biến đổi gen MON 89034 kiểm soát được các loại sâu hại bộ cánh vảy ở

phổ rộng.

Ngô biến đổi gen MON89034 đã được thương mại hóa ở các nước Úc/ New Zealand, Brazil,

Canada, Colombia, Cộng đồng Châu Âu, Nhật Bản, Hàn Quốc, Mexico, Philippines, Đài Loan,

Hoa Kỳ.

Ngô biến đổi gen NK603

Ngô biến đổi gen NK603 có khả năng chống chịu thuốc trừ cỏ. Ngơ NK603 đã được trồng

khảo nghiệm tại nhiều nước trên thế giới và Châu Âu, đã được thương mại hóa ở các nước

Argentina, Úc/ New Zealand, Brazil, Canada, Trung Quốc, Colombia, Cộng đồng Châu Âu,

Honduras, Nhật Bản, Hàn Quốc, Malaysia, Mexico, Philippines, Liên bang Nga, Singapore, Nam

Phi, Đài Loan, Hoa Kỳ. Tính chống chịu glyphosate của ngơ NK603 là kết quả của việc đưa vào

cây một gen mã hóa tính chống chịu với glyphosate 5-enoylpyruvylshikimate-3-phosphate

synthase từ vi khuẩn Agrobacterium sp. chủng CP4 (CP4 EPSPS).

Ngô biến đổi gen MON 89034 x NK603



MON 89034 x NK603 là con lai của 2 dòng ngơ MON 89034 và NK603 được tạo ra bằng

phương pháp lai tạo truyền thống. Các kết quả nghiên cứu đều cho thấy khơng có sự tương tác

tính trạng giữa 2 dòng MON 89034 với NK603 trong MON 89034 x NK603. Ngô biến đổi gen

MON 89034 xNK603 vừa có khả năng kháng sâu hại bộ cánh vảy vừa có khả năng chống chịu

thuốc diệt cỏ glyphosate. Ngô MON 89034 x NK603 được thương mại hóa ở các nước Canada,

Nhật Bản, Hàn Quốc, Mexico, Philippines, Đài Loan, Hoa Kỳ.

Ngô biến đổi gen Bt11

Là ngô chuyển gen kháng sâu đục thân Châu Á mang gen Cry1Ab. Ngơ Bt11, mang gen

kháng sâu đục thân có lịch sử lâu dài của việc sử dụng an toàn, được chấp thuận cho canh tác

dùng làm thực phẩm và thức ăn gia súc ở nhiều nước trên thế giới, ngơ Bt11 chỉ độc đối với một

số lồi sâu đục thân đặc thù thuộc bộ cánh vảy Lipedopteran. Ngô Bt11 đã được thương mại hóa

từ năm 1996 tại Mỹ và Canada và nó được sử dụng làm thức ăn trên gần 20 nước trên thế giới

với diện tích canh tác năm 2009 là 1,7 triệu ha, đối với châu Á thì ngơ Bt11 đã được thương mại

hóa từ năm 2005 tại Philippine và cũng đã thương mại hóa ở các nước Uruguay, Collombia,

Argentina, Brazil và Nam Phi.

Ngô biến đổi gen GA21

Ngơ GA21 được tạo ra với mục đích là chống chịu thuốc diệt cỏ glyphosate. GA21 được chấp

thuận cho canh tác ở Mỹ, Canada, Argentina, Brazil, Philippine và Nhật Bản. Sản phẩm ngô hạt

được chấp thuận cho sử dụng thức ăn gia súc tại Mỹ, Canada, Argentina, Nam Phi, Mexico, Nhật

Bản, Philippines, Nga, EU, Thụy Sĩ, Đài Loan, Hàn Quốc và Trung Quốc và cho sử dụng trong

thực phẩm tại Mỹ, Canada, Argentina, Mexico, Nhật Bản, Nam Phi, Nga, Cộng đồng Châu Âu,

Úc, New Zealand, Hàn Quốc, Philippines, Đài Loan và Trung Quốc.

Ngô biến đổi gen Bt11xGA21

Là giống ngô kết hợp hai đặc tính trên, được áp dụng phương pháp lai tạo thơng thường để

ngơ này có cả hai đặc tính chống chịu thuốc trừ cỏ gyphosate và kháng sâu đục thân Châu Á.

Ngô biến đổi gen TC1507

Ngô biến đổi gen TC1507 mang đoạn ADN chứa gen cry1F là gen chủ đích mã hóa cho

protein Cry1F kháng cơn trùng cánh phấn và gen chỉ thị Pat mã hóa cho protein Pat giúp cây

chịu thuốc diệt cỏ chứa glufosinate. Khơng có ADN nào khác được dùng trong sự kiện chuyển

gen này.

Dòng ngô TC1507 được chấp thuận cho trồng trọt tại Argentina, Brazil, Canada, Colombia,

Nhật, và Mỹ. Từ khi được chấp thuận thương mại hóa ở Mỹ năm 2001, diện tích trồng giống ngô

chuyển gen này tăng lên đến 5.9 triệu hecta vào năm 2007, dẫn đầu là Mỹ và ít hơn ở Canada và

Argentina. Dòng ngơ TC1507 cũng được chấp thuận cho nhập khẩu để sử dụng trực tiếp như

thực phẩm, thức ăn cho chăn nuôi hay để chế biến ở Phi-líp-pin từ năm 2003. Các nước khác cho



phép nhập khẩu và sử dụng dòng ngơ TC1507 làm thức ăn chăn nuôi là Nhật, Đài Loan, Úc/

New Zealand, Trung Quốc, Cộng đồng Châu Âu, Hàn Quốc, Mexico, và Nam Phi.

2.1Phương pháp tạo giống ngô biến đổi gen Bt11

a.Sinh vật cho gen

Sự kiện Bt11 có chứa thêm hai gen mã hố cho hai protein là gen Cry1Ab và gen pat (là gen

chỉ thị), trong đó:

- Vi khuẩn B.thuringiensis là vi khuẩn gram dương sống phổ biến trong đất, cho protein

CryIAb được phát hiện ở nước Đức;

- Vi khuẩn Streptomyces viridochromogenes là vi khuẩn gram dương, sống trong đất thuộc họ

Actinomycetae cho protein PAT.

B. thuringiensis là vi khuẩn gram dương tạo bào tử trong điều kiện hiếu khí, có thể tạo ra các

protein dạng tinh thể, các protein dạng tinh thể này có tác dụng như các loại thuốc trừ sâu sinh

học để kiểm sốt một số loại cơn trùng và sâu bọ nhạy cảm chun biệt khi chúng ăn phải. Vì có

q trình hình thành các loại protein này nên B. thuringiensis đã được sử dụng như một loại

thuốc trừ sâu sinh học nhiều thập kỷ nay.

Phương thức hoạt động của protein tinh thể của B. thuringiensis: Bacillus thuringiensis var.

kurstaki (Btk) tạo ra nhờ việc tinh thể hố protein trong q trình tạo tiền độc tố trong quá trình

hình thành bào tử, còn được gọi là “protoxins”. Những protoxins này bị phân huỷ bởi dịch tiêu

hố trong ruột có tính kiềm và bị qúa trình thuỷ phân cắt thành các mạch nhỏ có độc tính, đây

chính là các mạch chính cần quan tâm (Hofte và Whiteley, 1989), các mạch hoạt động này có

tính trơ với các qúa trình tiêu hố tiếp theo bởi theo các protease như trypsin. Các protein được

kích hoạt sẽ bám vào lớp mao mạch của màng nang trong ruột giữa của cơn trùng, thúc đẩy qúa

trình tạo lỗ làm ảnh hưởng đến cân bằng thẩm thấu. Các tế bào sẽ phình lên và bị ly giải do vậy

các ấu trùng nhạy cảm với protein này sẽ ngừng ăn và chết từ từ. Đối với nhiều loại protein Bt,

các điểm bám chun biệt đã được trình bày là có tồn tại trên biểu mô ruột giữa của các côn

trùng nhạy cảm (Hofte và Whiteley, 1989).

Ngồi gen Btk, ngơ Bt11 cũng mang một gen pat được phân lập từ Streptomyces

viridochromogenes (vi khuẩn gram dương), sống trong đất thuộc họ Actinomycetae. Phương

thức hoạt động của gen pat mã hoá là enzyme phosphinothricin-N-acetyl transferase có tác dụng

khử glufosinate ammonium (thành phần hoạt động trong thuốc diệt cỏ Basta®). Glufosinate

ammonium ngăn chặn sự xúc tác tổng hợp glutamine của cây, gây ra quá trình tích luỹ ammonia

trong các mơ thực vật, khiến cho cây bị chết khi phun thuốc diệt cỏ này, tuy nhiên cây chuyển

gen biểu hiện gen pat sẽ được bảo vệ trước thuốc diệt cỏ có chứa hoạt chất glufosinateammonium.



Phương thức hoạt động của gen pat: gen pat mã hoá enzyme phosphinothricin-N-acetyl

transferase có tác dụng khử glufosinate ammonium, thành phần hoạt động trong thuốc diệt cỏ

Basta®. Glufosinate ammonium ngăn chặn sự xúc tác tổng hợp glutamine của cây, gây ra q

trình tích luỹ ammonia trong các mơ thực vật, khiến cho cây bị chết. Cây chuyển gen biểu hiện

gen pat sẽ được bảo vệ trước thuốc diệt cỏ có chứa hoạt chất glufosinate ammonium.

b.Đặc điểm giống ngô nền NK66

Giống ngô NK66 là giống ngô lai đơn đã được cho phép thương mại hóa ở Việt Nam từ năm

2006. NK66 là giống quốc gia, thích nghi rộng và có thể trồng trên tất cả các vùng sinh thái và

mùa vụ khác nhau. Giống cho năng suất cao, ổn định và được nơng dân và người tiêu dùng ưa

chuộng với diện tích trồng năm 2010 vào khoảng 70000 ha/1.1 triệu ha ngô. Sau đây là một số

đặc điểm nông sinh học và chế độ canh tác cho ngô NK66 ở Việt Nam:

- Thời gian sinh trưởng: 95-100 ngày 19

- Dạng hình cây gọn, bộ lá đứng

- Lá bi bao kín trái bắp

- Bắp to, hạt hình trụ có 14-16 hàng hạt/bắp

- Khả năng thích ứng rộng

- Cho năng suất 12-14 tấn/ha

- Sử dụng để chế biến thức ăn gia súc, gia cầm

c.Quá trình chuyển nạp gen

Ngơ Bt11 được tạo ra từ dòng bố mẹ ban đầu được chuyển gen sử dụng plasmid pZO1502

mang gen kháng sâu và chống chịu thuốc diệt cỏ glufosinate ammonium, phương pháp chuyển

gen dung hợp tế bào trần (protoplast transformation) sau đó tái sinh cây.

Vị trí đoạn gen được chuyển: Đoạn gen được chèn vào nằm ở dọc trên nhiễm sắc thể số 8.

Việc chèn đó kết hợp vững chắc vào trong nhiễm sắc thể cây ngô và được di truyền như một gen

trội đơn theo quy luật di truyền Mendel.

Số lượng bản sao của gen đưa vào: Vị trí chèn là 1 bản sao của cả gen Bt và pat và được điều

khiển bởi đoạn vector 35S trên nhiễm sắc thể số 8. Ngồi ra, vị trí chèn cho thấy tính ổn định của

gen được di truyền qua các thế hệ và biểu hiện như một tính trạng trội theo quy luật di truyền của

Mendel.

Plasmid pZO1502 có nguồn gốc plasmid pUC18 được chèn 2 phân đoạn gen 35S1/intron/BtkHD-1/nos và 35S-2/intron/pat/nos. Gen Btk là một phiên bản biến đổi của toàn bộ

chiều dài gen Cry1A(b) của vi khuẩn Bacillus thurigiensis var. kurstaki chủng HD-1. Gen Btk có



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Kỹ thuật biến đổi gen

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×