Nêu minh chứng về sự phát tán gen ở cây trồng chuyển gen sang các cây trồng truyền thống và các loài có quan hệ họ hàng? Trình bày các chiến lược phát triển cây trồng chuyển gen mang đặc tính chịu thuốc trừ cỏ thế hệ mới?

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘIKHOA CÔNG NGHỆ SINH HỌC AN TOÀN SINH HỌC Chuyên đề 6: Nêu minh chứng về sự phát tán gen ở cây trồng chuyển gen sang các cây trồng truyền thống và các loà

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

KHOA CÔNG NGHỆ SINH HỌC

AN TOÀN SINH HỌC

Chuyên đề 6: Nêu minh chứng về sự phát tán gen ở cây trồng chuyển gen sang các cây trồng truyền thống và các loài có quan

hệ họ hàng? Trình bày các chiến lược phát triển cây trồng chuyển

gen mang đặc tính chịu thuốc trừ cỏ thế hệ mới?

GV hướng dẫn: PGS.TS Nguyễn Thị Phương Thảo

SV thực hiện: Nhóm 6-Lớp K56CNSHB

Nguyễn Thị Thu Hiền 560923

Trịnh Thị Hường 560944 Nguyễn Thị Khánh 560947 Nguyễn Khánh Linh 560954 Nguyễn Thái Tâm 560989

1

NỘI DUNG TRÌNH BÀY

I Cơ sở của hiện tượng phát tán gen.

II Bằng chứng về hiện tượng phát tán gen.

III.Chiến lược phát triển cây trồng biến đổi gen chống chịu thuốc trừ cỏ thế hệ mới.

IV Kết luận và kiến nghị.

2

I PHÁT TÁN GEN

Phát tán gen là sự lưu chuyển gen được chuyển nạp từ cây

trồng biến đổi gen sang cây trồng khác (cây trồng truyền

thống hay các loài có quan hệ họ hàng)

Hoặc thông qua

sự di chuyển của hạt giống hoặc các thể sinh dưỡng vào môi trường mới

I CƠ SỞ CỦA HIỆN TƯỢNG PHÁT TÁN GEN

3

• Điều kiện để phát tán gen xảy ra:

Có sự phù hợp về cơ quan sinh sản Khoảng cách đủ gần

Phù hợp về thời gian sinh sản

4

Sự phát tán gen qua các con đường khác nhau

Phát

tán gen Khả năng xảy ra Yếu tố hạn chế phát tán gen

Qua

hạt phấn Phổ biến

Tỉ lệ tạp giao của đối tượng nhận, mức

độ tương hợp hạt phấn, môi trường truyền phấn (gió, động vật) và thời tiết

Qua hạt Phổ biến Môi trường phát tán hạt (gió, nước, động vật, con người) và thời tiết

II.Bằng chứng về hiện tượng phát tán gen.

6

 Ngô là cây giao phấn chéo nhờ gió điển hình và có nguy

cơ phát tán gen chuyển sang các cây họ hàng hoang dại ở mức độ cao.

 Thụ phấn chéo của ngô chuyển gen với ngô bình thường đã được ghi nhận ở khoảng cách xa nhất là 800m.

 Khả năng thụ phấn chéo của ngô chuyển gen với ngô truyền thống đã được nghiên cứu.(Vd:nghiên cứu của các nhà khoa học ở ĐH cộng hòa Uruguay,Mexico)

II BẰNG CHỨNG VỀ SỰ PHÁT TÁN GEN Trên cây

ngô

7

Ex :Nghiên cứu của các nhà khoa học thuộc

ĐH cộng hòa Uruguay(2011)

• Uruguay cho phép trồng các loại ngô biển đổi

gen như MON810(2003),Bt11(2004)

• Quy định khoảng cách cách li giữa ngô chuyển gen và ngô truyền thống là:250m

• Phải duy trì 10% diện tích ngô truyền thông để đảm bảo đa dạng di truyền

8

• Nghiên cứu tiến hành trên 5 cặp ruộng,nơi mà ngô

chuyển gen được trồng cùng thời điểm và gần với

ruộng trồng ngô truyền thống.

• 3/5 cặp ruộng phát hiện gen chuyển trên ruộng trồng cây ngô truyền thống.

• Tỉ lệ giao phấn cao nhất là 0.83% ở khoảng cách 100m

kể từ nơi trồng ngô chuyển gen.

• Thụ phấn cheo cũng được phát hiện ở ruộng trồng ngô thương có hàng rào bạch đàn rộng 30m,cao 12m bao quanh và cách nơi trồng ngô chuyển gen 250m.

9

Khoảng cách cách li 250m là không đủ

Các nghiên cứu ở Mexico cũng cho những kết

luận tương tự

10

11

Tỉ lệ thụ phấn chéo ở khoảng cách khác nhau

so với nguồn cho phấn Tài liệu tham khảo

Khả năng thụ tinh (% hạt phấn có khả năng thụ

tinh) giảm khi khoảng cách từ nguồn cho phấn

tăng: - 100 m: 4-12%

- 250 m: 2-7%

Loubet và Foueillassar (2003)

12

• Cải dầu được xem là cây trồng

chuyển gen có nguy cơ lưu

chuyển gen sang cây trồng

khác và sang họ hàng hoang

dại ở mức độ cao.

• Tính trạng chủ yếu trong cây

cải dầu chuyển gen là các gen

kháng thuốc diệt cỏ

• Cải dầu lai được với một số họ

hàng hoang dại, vì vậy có khả

năng lưu chuyển gen vào các

giống này

II BẰNG CHỨNG VỀ SỰ PHÁT TÁN GEN Trên cây

cải dầu

13

Theo nghiên cứu của J.Brown,C.Mallory-Smith:

• Khi trồng liền kề các cây cải dầu không mang

gen chuyển và cây mang gen chuyển thi tỉ lệ thụ phấn chéo là 6,3%.

• Khi khoảng cách là >7.5m thi tỉ lệ thụ phấn chéo

1.Củ cải đường:

• Hạt phấn từ cây củ cải đường đã được ghi nhận phát tán ở khoảng cách hơn 1 km với tần số khá cao.

• Lai xa và nạp gen giữa củ cải đường trồng và

giống hoang dại được chứng minh là có xảy ra.

• Tuy nhiên phát tán gen ở củ cải đương là không đáng lo ngại do nó được thu hoạch trước khi ra

hoa.

Trên các cây trồng khác

16

Biện pháp ngăn ngừa phát tán gen

• Cách ly khu vực trồng cây chuyển gen với khu vực

trồng cây truyền thống và loài có quan hệ họ hàng.

• Quy hoạch vùng trồng cây chuyển gen một cách hợp lý(tránh hướng gió).

• Trồng hàng rào bảo vệ hoặc vùng đệm.

• Không trồng cây chuyển gen và cây truyền thống vào cùng thời điểm.

• Vận chuyển hạt giống phải đảm bảo an toàn không thất thoát ra môi trường.

18

• Cỏ dại gây thiệt hại 20% sản lượng cây trồng hàng năm.

phát triển cây trồng chuyển gen kháng thuốc trừ cỏ.

III:CÁC CHIẾN LƯỢC PHÁY TRIỂN CÂY TRỒNG BIẾN ĐỔI GEN MANG ĐẶC TÍNH CHỐNG CHỊU

THUỐC TRỪ CỎ THẾ HỆ MỚI

19

1 Tình hình phát triển cây trồng kháng

thuốc trừ cỏ

• Cơ chế tác động của gen kháng thuốc trừ cỏ:

-Ngăn cản không cho cây hấp thu thuốc trừ cỏ

-Vô hiệu hóa các enzyme kích hoạt của thuốc trừ cỏ

- Ức chế tác động của thuốc trừ cỏ đối vờ\ các

protein mục tiêu trong cây trồng

- Kích thích protein mục tiêu kháng lại thuốc trừ

cỏ của cây tròng

20

2.Lợi ích từ cây trồng chuyển gen kháng

thuốc trừ cỏ

• Hạn chế lượng thuốc sử dụng

• Hiệu quả tác động cao

• Giảm chi phí sản xuất

• Ít ảnh hưởng tới môi trường và sức khỏe con người

22

3.Chiến lược phát triển cây trồng chuyển

sao,tăng sự biểu hiện của gen mục tiêu

• Tạo ra các enzyme làm mất tính độc của thuốc trừ cỏ:chuyển gen tổng hợp enzyme có khả năng phá vỡ hoặc thay đổi cấu trúc của phân tử thuốc trừ cỏ dẫn đến thuốc trừ cỏ bị mất hoạt tính.

23

Phát triển cây trồng chuyển gen

kháng các loại thuốc trừ cỏ khác

Phát triển cây trồng chuyển gen với tính kháng nhiều loại thuốc trừ cỏ

24

• Tạo các cây trồng kháng các loại thuốc trừ cỏ khác

không phải là Roundup hay Liberty.

• Mosanto đang xin cấp phép cho cây trồng chuyển gen kháng thuốc trừ cỏ dicamba.

• Dow Agroscience xin cấp phép cho cây trồng chuyển gen kháng thuốc trừ cỏ 2,4-D và đã được thông qua.

• 1/9/2014 Argentina thông qua đậu tương DAS

44406-6 kháng 2,4-D,glyphonate và gluphosinate của Dow.

Cây trồng chuyển gen kháng các loại

thuốc trừ cỏ khác

25

• Don Weeks và các cộng sự thuộc đại học Nebraska(Lincoln) đã tìm ra gen mã hóa cho protien giúp phân giải dicamba từ vi khuẩn Pseudomonas maltophilia.

• Gen mã hóa cho protein giúp phân giải 2,4-D lấy từ vi khuẩn Ralstonia eutropha.

• Gen mã hóa protein kháng glyphosate và gluphosinate.

Chuyển vào cây trồng để tạo cây chuyển gen kháng nhiều loại thuốc trừ

cỏ khác nhau.

26

Các tổ hợp gen đồng kháng được sử

dụng hiện nay

• Gen kháng glyphosate + gen ức chế enzyme

tổng hợp acetolactate (ALS)

• Gen kháng glyphosate + gen ức chế

acetylcoenzymeA carboxylase(ACCase) + gen

ức chế 4-hydroxyphenyl pyruvate dioxygenase (HPPD)

27

• C/ty Mosanto đã tạo ra các dòng đậu tương chuyển gen như:

-Roundup Ready 2 Xtend:kháng dicamba,glyphosate.

-Đậu MON 88708-9 kháng dicamba

-Đậu tương FG72 mang gen khang glyphosate,isoxaflutole.

• C/ty Dow tạo ra một số cây trồng chuyển gen kháng thuốc trừ cỏ: -Đậu tương Dow DAS-68416-4 kháng glyphosate, gluphosinate và 2,4-D.

-Ngô Dow DAS-40278-9 kháng 2,4-D,MCPA,mecoprop,và

quizalofop.

28

IV.KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

• Mặc dù còn tiềm ẩn nguy cơ mất an toàn sinh học,làm

phát tán gen chuyển sang cây trồng truyền thống và các loài họ hàng hoang dại.Nhưng tỉ lệ của nó là rất nhỏ và có thể kiểm soát được nếu thực hiện tốt các biện pháp cách ly.

• Hơn nữa cây trồng biến đổi gen là một trong những thành tựu quan trọng của công nghệ sinh học hiện đại,có khả

năng mang đến những lợi ích to lớn cho xã hội loài người như:giải quyết vấn đề lương thực,làm giảm tình trạng ô

nhiễm môi trường,giảm chi phí lao động và sản xuất,tạo ra các sản phẩm có năng suất chất lượng cao

29

• Do đó cần tiếp tục nghiên cứu tạo ra các loại cây trồng chuyển gen mang lại lợi ích cho con người đồng thời phải có những biện pháp quản lý,kiểm soát chặt chẽ các loại cây trồng

chuyển gen trước khi đưa vào sản xuất đại trà

30

THE END!

THANK FOR YOUR LISTENING!

31