Chương 5 Công nghệ chuyển gen ở Thực vật

Trước đây, để tạo một giống mới các nhà tạo giống thường sử dụng phương pháp truyền thống để tổ hợp lại các gen giữa hai cá thể thực vật tạo ra con lai mang những tính trạng mong muốn. Phương pháp này được thực hiện bằng cách chuyển hạt phấn từ cây này sang nhụy hoa của cây khác. Tuy nhiên, phép lai chéo này bị hạn chế bởi nó chỉ có thể thực hiện được giữa các cá thể cùng loài (lai gần), lai giữa những các thể khác loài (lai xa) thường bị bất thụ do đó...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Chương 5 Công nghệ chuyển gen ở Thực vật 146Chương 5 Công nghệ chuyển gen ở Thực vậtI. Khái niệm chung Trước đây, để tạo một giống mới các nhà tạo giống thường sửdụng phương pháp truyền thống để tổ hợp lại các gen giữa hai cá thểthực vật tạo ra con lai mang những tính trạng mong muốn. Phươngpháp này được thực hiện bằng cách chuyển hạt phấn từ cây này sangnhụy hoa của cây khác. Tuy nhiên, phép lai chéo này bị hạn chế bởinó chỉ có thể thực hiện được giữa các cá thể cùng loài (lai gần), laigiữa những các thể khác loài (lai xa) thường bị bất thụ do đó khôngthể tạo ra con lai được. Tuy nhiên, lai gần cũng phải mất nhiều thờigian mới thu được những kết quả mong muốn và thông thườngnhững tính trạng quan tâm lại không tồn tại trong những loài có họhàng gần nhau. Ngày nay, công nghệ chuyển gen cho phép nhà tạo giống cùnglúc đưa vào một loài cây trồng những gen mong muốn có nguồn gốctừ những cơ thể sống khác nhau, không chỉ giữa các loài có họ gầnnhau mà còn ở những loài rất xa nhau. Phương pháp hữu hiệu nàycho phép các nhà tạo giống thực vật thu được giống mới nhanh hơnvà vượt qua những giới hạn của kỹ thuật tạo giống truyền thống. Cây chuyển gen (transgenic plant) là cây mang một hoặc nhiềugen được đưa vào bằng phương thức nhân tạo thay vì thông qua laitạo như trước đây. Những gen được tạo đưa vào (gen chuyển) có thểđược phân lập từ những loài thực vật có quan hệ họ hàng hoặc từnhững loài khác biệt hoàn toàn. Thực vật tạo ra được gọi là thực vật“chuyển gen” mặc dù trên thực tế tất cả thực vật đều được “chuyểngen” từ tổ tiên hoang dại của chúng bởi quá trình thuần hóa, chọnlọc và lai giống có kiểm soát trong một thời gian dài. Nhìn chung, việc ứng dụng cây chuyển gen đã có những lợi íchrõ rệt như sau: 147 - Tăng sản lượng. - Giảm chi phí sản xuất. - Tăng lợi nhuận nông nghiệp. - Cải thiện môi trường. Những cây chuyển gen “thế hệ thứ nhất” đã giúp giảm chi phísản xuất. Ngày nay, các nhà khoa học đang hướng đến việc tạo ranhững cây chuyển gen “thế hệ thứ hai” nhằm tăng các giá trị dinhdưỡng hoặc có những đặc điểm thích hợp cho công nghiệp chế biến.Lợi ích của những cây trồng này hướng trực tiếp hơn vào người tiêudùng. Chẳng hạn như: - Lúa gạo giàu vitamin A và sắt. - Khoai tây tăng hàm lượng tinh bột. - Vaccine thực phẩm (edible vaccine) ở ngô và khoai tây. - Những giống ngô có thể trồng được trong điều kiện nghèodinh dưỡng. - Dầu ăn có lợi cho sức khoẻ hơn từ đậu nành và cải dầu. Tuy nhiên, bên cạnh những ưu điểm cũng có những nguy cơtiềm ẩn trong việc phát triển những kỹ thuật mới. Bao gồm: - Mối nguy hiểm trong việc vô tình đưa những chất gây dị ứnghoặc làm giảm dinh dưỡng vào thực phẩm. - Khả năng phát tán những gen biến nạp trong cây trồng sanghọ hàng hoang dại. - Sâu bệnh có nguy cơ tăng cường tính kháng với các chất độctiết ra từ cây chuyển gen. - Nguy cơ những chất độc này tác động tới các sinh vật khôngphải là loại sinh vật cần diệt, vì thế có thể làm mất cân bằng sinhthái. Nhìn chung, mặc dù còn những điểm còn chưa rõ ràng về câychuyển gen nhưng với khả năng tạo ra những giống cây trồng mới cógiá trị kinh tế, công nghệ này có vai trò không thể phủ nhận được.Tuy vậy, vẫn còn một số vấn đề đáng lo ngại. Để giải quyết nhữngvấn đề này thì những kết luận thu được phải dựa trên những thôngtin tin cậy và có cơ sở khoa học. 148 Cuối cùng, vì tầm quan trọng của lương thực thực phẩm chocon người, nên các chính sách liên quan tới cây chuyển gen sẽ phảidựa trên những cuộc tranh luận cởi mở và trung thực có sự tham giacủa mọi thành phần trong xã hội.1. Khái niệm về thực vật chuyển gen Muốn tạo một sinh vật biến đổi gen (genetically modifiedorganism-GMO) cần phải có phương pháp thích hợp để đưa DNAngoại lai (foreign DNA) vào trong tế bào của chúng. Ở vi khuẩn, tếbào được xử lý bằng dung dịch muối calcium chloride. Ở tế bào nấmmen, sự tiếp nhận DNA tăng lên khi tế bào tiếp xúc với lithiumchloride hoặc lithium acetate. Tuy nhiên, đối với phần lớn sinh vậtbậc cao cần phải có các phương pháp khác tinh vi hơn. Chuyển gen ở thực vật đã phát triển cùng với sự phát triển củacác kỹ thuật nuôi cấy mô và tế bào thực vật. Nó đã trở thành phươngtiện quan trọng để nghiên cứu cơ bản trong sinh học thực vật. Ngoàiviệc mở ra triển vọng chuyển các gen có ý nghĩa kinh tế vào câytrồng, các kỹ thuật này còn cho phép nghiên cứu cấu trúc và điềukhiển hoạt động của gen. Quá trình đưa một DNA ngoại lai vào genome (hệ gen) củamột sinh vật được gọi là quá trình biến nạp (transformation). Nhữngcây được biến nạp được gọi là cây biến đổi gen (geneticallymodified plant-GMP). Ứng dụng công nghệ gen ...