ĐÁNH GIÁ RỦI RO CỦA THỰC VẬT BIẾN ĐỔI GEN TỚI SỨC KHỎE CỦA CON NGƯỜI VÀ ĐỘNG VẬT

Việc đánh giá xem xét cho thấy: - Gen bar, biểu hiện trong các mô xanh của thực vật và được điều khiển bởi promoter PssuAra được tách từ vi khuẩn Arabidopsis thaliana, cho phép việc chọ

BÁO CÁO TÓM TẮT ĐÁNH GIÁ RỦI RO CỦA THỰC VẬT BIẾN ĐỔI GEN TỚI SỨC KHỎE CỦA CON

Bayer CropScience (BCS) đã phát triển hệ thống lai tạo cho phép sản xuất 100% cây lai; con số mà không có một hệ thống lai tạo cải dầu nào có thể đạt được Cải dầu có thể tự thụ tới 70% và thụ phấn chéo (30%) Việc kiểm soát thụ phấn đối với cây cải dầu

là điều tiên quyết với việc sản xuất cây lai F1 để đạt được độ thuần cần thiết cho việc thương mại hóa Cho tới nay, các nhà chọn tạo giống cải dầu đã tập trung nghiên cứu việc lai tạo với các dòng cytoplasmic mã hóa việc bất dục đực có mặt trong một số dòng

Brassica Tuy nhiên, hầu hết các hệ thống này đều không đạt mức tin cậy 100% đối với

ruộng thương mai của các chương trình phát triển

Trong hệ thống lai tạo BCS, bất dục đực được tạo ra do việc biểu hiện trực tiếp

của gen barnase mã hóa đối với ribonuclease (RNase) Barnase, tại giai đoạn đặc trưng

trong quá trình phát triển nhị trong một lớp tế bào đặc biệt của nhị hoa Việc phục hồi khả năng sinh sản được thiết lập sau khi lai dòng bất dục đực (dòng MS) với một dòng phục

hồi (RF) có biểu hiện của gen barstar mã hóa cho protein Barstar, là một chất ức chế đặc

hiệu tạo ra bởi RNAse Hệ thống lai tạo mới với cấu trúc đơn giản và hài hòa của nhân cho phép việc lai tạo và đảm bảo tính độc lập của kiểu gen Sự liên kết của các thành

phần trong hệ thống lai tạo mới và gen chỉ thị (bar) có khả năng chống chịu thuốc trừ cỏ

ammonium glufosinate thiết lập một công cụ thuận lợi cho việc kiểm soát việc tích hợp của hệ thống lai tạo và việc sản xuất hạt bằng cách kiểm tra sự có mặt của gen mong muốn trước khi cây ra hoa để biểu hiện kiểu hình

Thêm vào đó, việc kết hợp với gen bar cung cấp cho người trồng cải dầu một công

cụ để kiểm soát cỏ dại Thuốc trừ cỏ ammonium glufosinate mang các đặc điểm thân thiện với môi trường; có khả năng phân hủy sinh học cao, không có các hoạt tính tồn dư

và có độc tính thấp đối với con người và sinh vật hoang dã

Các thành phần di truyền của hệ thống lai được tìm hiểu chi tiết và đã công bố chi tiết trong các nghiên cứu (Mariani et al., 1990; Mariani et al., 1992) Các gen chức năng

đã được phân lập từ vi khuẩn và các hoạt tính của chúng trong nền tự nhiên đã được ghi lại đầy đủ Không phát hiện được bất kỳ chỉ thị liên quan của các gen này đối với khả năng gây dị ứng, gây bệnh, hay độc tính

Phương pháp chuyển gen được sử dụng dể chuyển hệ thống lai vào cây trồng có

nguồn gốc từ hệ thống chuyển gen Agrobacterium tumefaciens Hệ thống chuyển gen này

dẫn đến việc kết hợp đơn giản của các gen chức năng trong nhân của các vật liệu di truyền và đã được nghiên cứu chi tiết (De Block et al., 1989) Đoạn T-DNA chèn vào được phân tích chi tiết và mô tả về các thành phần chức năng được cung cấp đầy đủ trong báo cáo Chức năng của các thành phần trong hệ lai trong cây, bao gồm cả các trình tự kiểm soát cũng được xem xét Việc đánh giá xem xét cho thấy:

- Gen bar, biểu hiện trong các mô xanh của thực vật và được điều khiển bởi promoter PssuAra được tách từ vi khuẩn Arabidopsis thaliana, cho phép việc

chọn lọc có hiệu quả trên cánh đồng thông qua khả năng chống chịu lại thuốc trừ cỏ glufosinate-ammonium

- Gen barstar mã hóa cho protein Barstar, là chất ức chế của protein Barnase,

chỉ biểu hiện ở các tế bào tapetum dẫn đến việc phục hồi sinh sản sau khi lai tạo với dòng bất dục đực

- Không có dữ liệu mới nào được tìm thấy về tác động ảnh hưởng đến các kết luận của đánh giá an toàn trước đó Các điểm chính về đánh giá an toàn gồm có:

1 Một đoạn DNA đơn mang một bản sao của cassette biểu hiện gen bar và cassette biểu hiện gen barnase được đưa vào giống cải dầu Drakkar bằng phương pháp chuyển gen qua vi khuẩn Agrobacterium tumefaciens Các phần của khung vecto không

có mặt trong cây

2 Gen bar được tách từ hệ DNA của vi khuẩn Streptomyces hygroscopicus, một

loại vi khuẩn đất thông thường, được biết đến là vi khuẩn không gây bệnh cho người,

động vật và thực vật Gen barstar có nguồn gốc từ vi khuẩn Bacillus amyloliquefaciens,

là một chủng Bacillus không sản sinh racác độc tố

3 Gen bar mã hóa enzyme đặc hiệu, phosphinothricin acetyltransferase (PAT) có

tác dụng acetyl hóa ammonium glufosinate và do đó giải độc của thuốc trừ cỏ đối với

cây Gen barstar dẫn tới biểu hiện của Barstar, là chất ức chế của ribonuclease

4 Các gen được chèn vào được phân tích đặc điểm của đoạn chèn qua phân tích lai Southern và các thử nghiệm PCR Cả đoạn ADN chèn vào cũng như đoạn bờ giữa đoạn chèn và bộ gen cây cải đầu đều được phân tích trình tự ADN chèn vào trong cải

dầu RF3 chỉ mang PSsuAra-bar-3'g7 và PTA29-barstar-3'nos

5 Các gen chèn vào được di truyền lại như một tính trạng trội đơn lẻ Sự ổn định của đoạn chèn được chứng minh bằng các phân tích lai Southern và định luật lai Menden

6 Promoter TA29 kiểm soát sự biểu hiện của gen barstar Promoter TA29 đặc hiệu cho bao phấn Promoter SsuAra kiểm soát sự biểu hiện của gen bar Promoter này

hoạt động trong các mô xanh của cây

7 Tương đương cơ bản đã được chứng minh đối với các phần của hạt có nguồn gốc từ cải dầu sự kiện RF3 Các mẫu hạt được thu về từ nhiều điểm khảo nghiệm Các dòng chuyển gen được trồng bằng các phương pháp canh tác thông dụng có sử dụng thuốc trừ cỏ thông thường hay thuốc trừ cỏ ammonium glufosinate (Liberty®) Cải dầu không chuyển gen được trồng bằng phương pháp truyền thống có sử dụng thuốc trừ cỏ Việc so sánh các thành phần của các chất dinh dưỡng chính giữa cải dầu chuyển gen và cải dầu truyền thống khẳng định sự tương đương Các yếu tố chống dinh dưỡng được biết của cải dầu (như glucosinolates, axit erucic) đều nằm trong khoảng của các dòng cải dầu hiện đang được thương mại hóa Đồng thời không xác định được bất kỳ quan ngại nào về độc tố hay chống dinh dưỡng

8 Sự tương đương cơ bản được biểu hiện đối với kiểu hình của cây thông qua so

sánh từng điểm với đối chứng truyền thống cận huyết, giống cải dầu B.napus Drakkar

Thêm vào đó, do các sự kiện chuyển gen được lai tạo với giống truyền thống khác để đưa tính trạng mới vào, không một chỉ tiêu về kiểu hình nào khi xem xét có kết quả nằm

ngoài khoảng của các giống cải dầu B.napus đang được trồng để sản xuất Không có biểu

hiện nào của các ảnh hưởng không chủ đích ảnh hưởng đến việc thay đổi di truyền được tìm thấy

9 Nghiên cứu về đặc tính tự nhiên của protein PAT không cho thấy bất kỳ quan ngại nào về tính an toàn Sự có mặt với một lượng nhỏ của protein PAT trong chuỗi cung ứng thực phẩm và thức ăn chăn nuôi không đại diện cho bất kỳ nguy cơ rủi ro nào Các đặc tính enzyme đều nằm trong phổ chức năng sinh học và đặc hiệu cao với cơ chất là thuốc trừ cỏ ammonium glufosinate Một bộ kiểm nghiệm đã được xây dựng để đánh giá protein PAT qua các đặc điểm liên kết với dị ứng thực phẩm và độc tố không cho thấy bất kỳ vấn đề quan ngại nào Trình tự của protein PAT không tương đồng với các chất gây dị ứng hay độc tố đã biến nào và protein này không bền trong môi trường tiêu hóa Nghiên cứu độ độc cấp tính đối với chuột không tìm thấy bất kỳ ảnh hưởng bất lợi nào khi phải tiếp xúc với một lượng lớn protein PAT Việc đánh giá tính an toàn của protein PAT ở nhiều quốc gia cũng như ở EU đều cho thấy tính an toàn của protein này

10 Không có đặc tính quan ngại mới nào được xác định liên quan đến các protein mới, Barstar và PAT hay với các vai trò đã biết của cải dầu trong chế độ dinh dưỡng của con người Không có chất mới hay sự thay đổi trong độc tố được tìm thấy trong RF3

11 Các dòng cải dầu RF3 và MS8xRF3 được thương mại hóa đầu tiên tại Canada năm 2000 Sự kiện này đã có một lịch sử sử dụng an toàn từ thời điểm đó và không có bất

kỳ một ảnh hưởng bất lợi nào liên kết với sự kiện này

PHẦN I THÔNG TIN CHUNG

1 Thông tin cá nhân đăng ký:

- Tên tổ chức đăng ký: Công ty TNHH Bayer Việt Nam

- Người đại diện của tổ chức: Tổng Giám đốc – Kohei Sakata

- Đầu mối liên lạc của tổ chức: T.S Đặng Ngọc Chi – Giám đốc đăng ký

- Địa chỉ: Lô 118/4, Khu Công Nghiệp Amata, phường Long Bình, Thành Phố Biên Hòa, Tỉnh Đồng Nai

- Điện thoại: (+ 84 61) 8 877 120

- Fax: (+ 84 61) 3 936 951

- Email: chi.dang@bayer.com

2 Tên thực vật biến đổi gen: Cải dầu sự kiện RF3

- Tên thông thường: Cải dầu

- Tên khoa học: Brassica napus L

- Tên thương mại: không

- Sự kiện chuyển gen: RF3

- Tính trạng mới liên quan đến gen chuyển: Cải dầu B.napus phục hồi bất

dục đực và chống chịu thuốc trừ cỏ glufosinate ammonium

- Mã nhận diện duy nhất (nếu có): ACS-BNØØ3-6

PHẦN II THÔNG TIN LIÊN QUAN ĐẾN CÂY CHỦ NHẬN GEN

1 Tên cây chủ nhận gen

(a) Tên khoa học: Brassica napus L

(b) Tên thông thường: Oilseed rape, canola

Brassica napus L là một thành viên của họ phụ Brassicinae, thuộc họ Brassiceae,

họ thập tự Cruciferous (Brassicaceae), đôi khi còn được gọi là họ mù tạt Tên gọi “thập

tự - cruciferous” xuất phát từ hình dạng hoa, với 4 cánh xếp đối xứng theo hình chữ thập

Bộ lá màu xanh đậm của cải dầu B napus có phấn, trơn hoặc có một số ít lông thưa nằm

gần mép lá và đan vào nhau Thân cây phân nhánh, mặc dù lượng nhánh phụ thuộc vào giống và các điều kiện môi trường; các nhánh có nguồn gốc từ chồi của các lá cao nhất trên thân và mỗi nhánh kết thúc bằng một chùm hoa Hoa là cấu trúc chùm hoa dài, hoa

có màu vàng, phân cành từ đỉnh nhưng không cao hơn chồi trên cùng và nở về phía trên

từ đế của chùm hoa (Musil, 1950)

Có hai loại cải B napus: 1) cải thập (oleiferous) có chất luợng dầu cao, trong đó

có một nhánh có các đặc điểm chất lượng đặc biệt và được gọi là "canola" (tên bản xứ),

và 2) cải có dạng củ như cải củ Thụy Điển hay rutabaga Loại cải dầu oleiferous có thể được phân tiếp thành phân nhóm phụ là loại xuân và đông Các bản viết tiếng Phạn vào những năm 2000 đến năm 1500 truớc công nguyên đã miêu tả trực tiếp các loại cải dầu

oleiferous B napus (sarson types) và mù tạt Ghi chép của Hy lạp, người La Mã và Trung

Quốc những năm 500 đến 200 trước công nguyên có nói đến các loại cải thuộc nhóm

rapiferous của B rapa (Downey and Röbbelen, 1989) Tại châu Âu, việc thuần hoá cải

được cho là xảy ra vào đầu thời kỳ Trung cổ Việc trồng trọt thương mại hoá của cải dầu được ghi nhận ở Hà Lan vào đầu những năm của thế kỷ thứ 16 Vào thời điểm đó, dầu cải được sử dụng chủ yếu cho việc đốt đèn

Sau này, dầu cải được sử dụng chủ yếu làm dầu nhớt trong các động cơ hơi nước Mặc dù được sử dụng rộng rãi là dầu ăn ở Châu Á, thông qua chọn tạo giống để nâng cao chất lượng dầu và phát triển các kỹ thuật chế biến đã giúp cho dầu cải có vai trò quan trọng ở các nước phương Tây Kể từ Thế chiến thứ hai, sản phẩm dầu cải tại châu Âu và Canada đã tăng đột biến do chất lượng dầu và khô dầu đã được cải thiện đáng kể Các kỹ thuật hiện đại của việc chuyển gen và phân loại kiểu gen sử dụng isozyme, chỉ thị RFLP, hay các chỉ thị RAPDs là các công cụ đầy đủ của chọn tạo giống truyền thống cho việc sản xuất các dòng cải tiến (Buzza, 1995) Trung Quốc, Ấn độ, Châu Âu và Canada hiện tại là các quốc gia sản xuất hàng đầu đối với cải dầu, mặc dù cây trồng này cũng được trồng thành công tại Hoa Kỳ, Nam Mỹ và Úc, với sản luợng tăng vọt hàng năm trong thời gian qua

Lịch sử phát triển chọn tạo giống

Ngày nay, hai loại cải của Brassica đã có những giống thương mại hoá với đặc

tính “hai thấp”, tức là có hàm lượng axit erucic trong thành phần axit béo thấp và có thành phần glucosinolate trong khô dầu rất thấp, các đặc điểm này rất thích hợp với dầu thực vật chất lượng cao cũng như thức ăn chăn nuôi chất lượng cao Tại Bắc Mỹ, các

giống này (B napus và B rapa) được gọi là "canola" chất lượng, mặc dù B rapa trên thực tế không còn được trồng ở Bắc Mỹ nữa Tại một số quốc gia khác, B napus được

trồng như cây vụ đông hàng năm tại các khu vực có nhiệt độ vào mùa đông không quá thấp, khiến cây trồng không thể sinh truởng được Các dạng sinh học điển hình của các giống này yêu cầu phải có xuân hoá trước khi thân bắt đầu kéo dài, chùm hoa phát triển,

bắt đầu vào hoa và hạt Tại Bắc Mỹ và phía bắc của Châu Âu, loại hình mùa xuân của B napus không yêu cầu phải xuân hoá trước khi có hoa nhưng lại yêu cầu ít thời gian hơn

để hoàn thành 1 vòng đời Loại oleiferous B napus mùa xuân, thường được trồng vào

mùa mát, không có khả năng chống chịu hạn Loại cây này rất thích hợp và có biểu hiện tốt khi trồng trên nhiều phổ đất khác nhau khi được cung cấp đủ ẩm và dinh dưỡng thích hợp Nhiệt độ không khí và nhiệt độ đất ảnh huởng đến sinh truờng và năng suất cây trồng Nhiệt độ thích hợp cho cây sinh trưởng và phát triển nhất của cải dầu loại mùa xuân là khoảng 20°C, trong đó cây sinh trưởng tốt trong khoảng nhiệt độ từ 12°C đến 30°C Nhiệt độ mát thích hợp cho cây con từ sau khi nảy mầm đến khi ra hoa; nhiệt độ cao giai đoạn ra hoa thúc đẩy quá trình phát triển của cây, giảm thời gian từ lúc ra hoa

cho đến khi chín Trong các giống canh tác, các giống Brassica có yêu cầu cao về nhất về

dinh dưỡng đối với lưu huỳnh

Do các vấn đề về đất được quan tâm nhiều, việc sản xuất B napus trong điều kiện

làm đất tối thiểu hoặc không làm đất được khuyến cáo Đây là biện pháp mà hầu như toàn

bộ tồn dư của cây trồng và gốc cây được để lại trên bề mặt đất để giữ lớp tuyết không bị tan nhanh, giảm thiểu được xói mòn đất do gió và nước, tăng khả năng giữ nước của đất Các phương thức canh tác giảm thiểu làm đất chỉ phát huy tác dụng khi có kết hợp với một phương án kiểm soát cỏ dại tốt Cải dầu vụ đông che phủ dất trong vòng 10 – 11 tháng, yêu cầu dinh dưỡng cho cây cao vào mùa thu và làm giảm xói mòn đất vào mùa đông

Cỏ dại là một trong những chỉ tiêu làm hạn chế nhất năng suất của cải dầu Các

nhóm cỏ dại có liên quan đến họ thập tự, như mù tạt dại (Sinapis arvensis), cỏ hôi (Thlaspi arvense), cỏ tâm giác (Capsella bursa-pastoris), mù tạt quả (Neslia paniculata),

cỏ linh lăng (Descurainia sophia), mù tạt dầu giun (Erysimum cheiranthoides), mù tạt tai thỏ (Coringia orientalis), cỏ tiêu thông thường (Lepidium densifolium) v.v…., là những

nhóm cỏ ảnh hưởng nhiều đến sản xuất cải dầu Cải dầu vụ xuân không thể cạnh tranh tốt với cỏ dại trong giai đoạn đầu, do cây phát triển chậm và chậm che phủ đất Việc kiểm soát cỏ dại sớm giúp giảm thiểu mất mát năng suất do kết quả của việc cạnh tranh Mặc

dù cải dầu bị nhiễm một số loại sâu hại, việc kiểm soát sâu hại cần phải được thiết kế cẩn thận để giảm thiểu chi phí cho việc sử dụng thuốc trừ sâu, tạo cơ hội cho việc hình thành tính kháng trong côn trùng và gây hại đến ong mật và đến các loài các loài côn trùng thụ phấn tự nhiên Bệnh cây có thể nhiễm trầm trọng tại các khu vực sản xuất lớn và bị ảnh hưởng nhiều do biện pháp canh tác cũng như các yếu tố môi trường, do đó, các chương trình quản lý bệnh cần được xem xét kỹ lưỡng

Thông tin về sự an toàn của cây nhận gen

Mặc dù được sử dụng rộng rãi tại châu Á làm dầu thực phẩm nhưng phải thông qua quá trình lai tạo cải thiện chất lượng dầu và nhờ sự phát triển của công nghệ chế biến thì cải dầu mới trở nên quan trọng ở các quốc gia phương Tây Kể từ sau thế chiến thứ 2, sản xuất cải dầu ở Châu Âu và Canada tăng mạnh mẽ nhờ năng suất và chất lượng được cải thiện Các kỹ thuật chuyển gen hiện đại cho cây trồng và xác định kiểu gen bằng isozymes, chỉ thị RFLP hay các chỉ thị nhân đa hình ngẫu nhiên DMA (RAPDs) hỗ trợ cho chọn tạo giống truyền thống để có những dòng sản xuất được cải tiến (Buzza, 1995) Trung Quốc, Ấn độ, Châu Âu và Canada là các quốc gia đứng đầu trên thế giới, cây cải dầu có thể được trồng khá tốt tại Hoa Kỳ, Nam Mỹ và Úc với sản lượng hàng năm tăng vọt trong những năm vừa qua

Cải dầu đứng vị trí thứ 3 trong các cây lấy dầu quan trọng trên thế giới, sau đậu tương và cọ Cải dầu được phát triển như một cây trồng đa mục đích Dầu cải công nghiệp với hàm lượng axit erucic cao được sử dụng làm dầu bôi trơn và có thể thay thế 1 phần cho dầu nhớt trong nhiên liệu sinh học Ngược lại, dầu cải sử dụng làm thực phẩm với hàm lượng axit erucic thấp cũng như có hàm lượng glucosinalate trong khô dầu thấp

Do đó, nó được gọi là các giống “2 lần thấp” của cả hai loại Brassica napus và Brassica rapa chiếm lĩnh các vùng sản xuất cải dầu ở các quốc gia phát triển Ở Bắc Mỹ, các giống

này được gọi chung là các giống canola chất lượng

Cải dầu truyền thống không phải là nguồn thực phẩm thích hợp cho con người hay động vật do sự có mặt của hai chất độc tự nhiên trong hạt là axit erucic và glucosinolates Không ghi nhận được các phản ứng dị ứng đối với con người của các chất béo (bao gồm các loại dầu cải) Các phản ứng dị ứng miễn dịch đối với dầu cải có thể xảy

ra ở phổi (thông qua việc hít phấn hoa) hoặc qua tiếp xúc với da (bằng việc vận chuyển)

Tỷ lệ xuất hiện dị ứng và/ hoặc tỷ lệ phát bệnh xuyễn đo được trong vụ mùa trồng cải dầu tại châu Âu cao vào thời điểm hoa nở (Bugur & Arner 1978) Các nghiên cứu khác được tiến hành ở Châu Âu cho thấy mối liên quan thấp giữa hạt phấn cải dầu và dị ứng (thấp hơn 0.2%) trừ khi nghiên cứu liên quan đến việc tiếp xúc Các tác động đó với 1 ngoại lệ

đã sẵn có viêm và dị ứng với các loại phấn hoa khác (Fell et al 1992) Các thành phần hữu cơ bay hơi của cây cải dầu cho thấy chúng đóng vai trò trong dịch nhầy hô hấp và sung tấy màng nhầy liên quan đến ngộ độc không khí thải ra từ ruộng trồng cải dầu (Butcher et al 1994) Dữ liệu thu được về dị ứng với phấn cải dầu thường được tìm thấy cùng với hoa của các loại cây khác, đa phần là cỏ, là những loài có thời gian nở hoa gần giống nhau Soutar và cộng sư (1995) nhận thấy những người than phiền về các triệu chứng liên quan đến hoa của cải dầu thuờng rất hiếm khi bị dị ứng với cây và ít hơn 1 nửa số này bị viêm Tuy nhiên, họ thuờng có các phản ứng ở cuống phổi tang trong mùa cây ra hoa, mà nguyên nhân có thể là do một số truờng hợp phản ứng với loại dị ứng khác trong khi một số khác lại phản ứng với các tác nhân kích thích không xác định của không khí Không có bằng chứng nào về các phản ứng chéo giữa phấn của cải dầu và cỏ (Welch

et al 2000) Các dị ứng liên quan đến cây trồng có thể là phản ứng mạnh ngay lập tức hoặc chậm tới Tỷ lệ xuất hiện của loại sau là do kết quả của việc vận chuyển vật liệu cây trồng và thuờng là biểu hiện viêm da tiếp xúc Tuy nhiên các nghiên cứu này cho thấy sự tiếp xúc với bột cải dầu (có mặt trong thức ăn thô của động vật) có thể là một nguyên nhân gây ra bệnh hen trong nông dân (Alvarez et al 2001) Tất cả các nguy cơ từ phấn hoa gồm cả dân số nông thôn nói chung và các công nhân làm tại trang trại nói riêng

Yêu cầu nâng cao chất lượng dinh dưỡng đối với dầu cải và khô dầu cải được quan tâm nhiều từ những năm cuối của thập niên 1940, nhưng phải đến nửa cuối những năm

50 thì phương pháp nhanh và chính xác cho việc đo đạt các thành phần của dầu và khô dầu mới được phát triển Từ đó đến nay, các yếu tố dinh dưỡng của dầu cải được quan tâm nhiều, đặc biệt là hàm lượng eicosenoic cao và axit béo erucic Trong cùng thời điểm, việc nâng cao chất lượng của khô cải dầu được bắt đầu khi giải quyết được vấn đền thành phần của glucosinolate, là thành phần xẩy ra các vấn đề liên quan đến dinh dưỡng và tiêu hóa cho gia súc và gia cầm (Scarisbrick & Daniels, 1986; Niewiadomski, 1990; Canola Growers Manual, 1991; Shahidi, 1990)

Dầu cải tinh luyện chứa hàm lượng axit erucic thấp được sử dụng nhiều trong các sản phẩm dầu ăn Đối với dạng lỏng trong các sản phẩm như salad, dressing hay chiên rán, dầu thường không cần trải qua thêm công đoạn chế biến nào khác Dầu béo thu từ phương pháp ép lạnh được bán trực tiếp cho người tiêu dùng và không được chế biến thêm Trong sản xuất bơ thực vật (margarine), shortening và các sản phẩm khác, quá trình hydro hoá làm chuyển trạng thái dầu từ lỏng sang rắn Dầu cải có thể được chế biến thành dạng rắn hơn sử dụng phương pháp nội ester hoá, trong đó có sự phối trộn với loại dầu khác như dầu cọ

Dầu với hàm lượng axit erucic cao được sử dụng trong công nghiệp làm dầu bôi trơn, phụ gia cao su, nylon, nhiên liệu và thuốc trừ sâu Sau quá trình trích ly với hexane, khô dầu còn lại được loại dung môi bằng nhiệt độ Quá trình này tiếp tục làm giảm hàm lượng glucosinolate và giảm thiểu sự nhiễm tạp vi sinh Khô dầu được sấy tới độ ẩm dưới 14% và được làm nguội để bảo quản

PHẦN III THÔNG TIN VỀ SINH VẬT CHO GEN

1 Tên của sinh vật cho gen

Cải dầu MS8 (dòng bất dục đực) mang gen barnase (có nguồn gốc từ Bacillus amyloliquefaciens) mã hóa cho một ribonuclease, Barnase Cải dầu MS8 cũng mang gen bar (có nguồn gốc từ Streptomyces hygroscopicus) mã hóa cho enzyme chuyển gốc

acetyl hoá vào phosphinnothricin (phosphinothricin acetyl transferase, PAT), tạo cho cây

có khả năng chống chịu lại thuốc trừ cỏ mang hoạt chất ammonium glufosinate

1.1 Sinh vật cho gen barnase

a Tên thông thường: Bacillus

b Tên khoa học: Bacillus amyloliquefaciens

c Vị trí phân loại:

Giới: Bacteria Lớp: Bacilli

Họ: Bacillaceae Chi: Bacillus Loài: B amyloliquefaciens 1.2 Sinh vật cho gen bar

a Tên thông thường: Streptomyces

b Tên khoa học: Streptomyces hygroscopius

- Loài: Streptomyces hygroscopius

2 Thông tin liên quan đến sinh vật cho gen

Gen bar có nguồn gốc từ vi khuẩn đất thông thường Streptomyces hygroscopicus,

tuy nhiên loại vi khuẩn này có thể tìm thấy trong môi trường nước Loại vi khuẩn này không được sử dụng trong ngành công nghiệp thực phẩm

S hygroscopicus có lịch sử sử dụng an toàn và được tổng hợp trong báo cáo của

Herouet và cộng sự (2005) đăng trên tạp chí khoa học Con người đã tiếp xúc với

Streptomyces từ rất lâu và đây là nhóm vi khuẩn phổ biến có mặt khắp nơi trong tự nhiên

(Kutzner, 1981), đặc biệt là thông qua các loại rau củ Hơn nữa, không có bằng chứng nào chứng tỏ được ảnh hưởng bất lợi của việc tiếp xúc với các chủng vi khuẩn này

Nguồn cho gen barnase là vi khuẩn Bacillus amyloliquefaciens là loại vi khuẩn hiếu khí tạo bào tử thường được tìm thấy trong đất Vi khuẩn B amyloliquefaciens được

sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp thực phẩm như một nguồn sản sinh các enzyme dùng trong Công nghiệp Thực phẩm

S hygroscopicus về bản chất không phải là vi khuẩn gây bệnh cho con người hay

có các yếu tố liên quan gây ảnh hưởng đến sức khỏe của con người (ví dụ như là tạo các

sản phẩm độc tố) (Locci, 1995 M-135197-01-1) Streptomyceteae được phân bố rộng rãi

trong đất và nước Hầu hết đều là các vi khuẩn hoại sinh nghiêm ngặt Vai trò của

Streptomycetes trong môi trường tự nhiên vẫn chưa được hiểu rõ, tuy nhiên sự có mặt và

số lượng loài đã được hiểu rõ Đất, thức ăn thô, ủ là nguồn chính của Streptomycetes Tuy nhiên một số loài Streptomyceteae có thể tồn tại ở dạng ký sinh trên cây trồng và động

vật

Mặc dù Streptomyceteae thường được cho là vi khuẩn ưa khí hoàn toàn, nhưng

chúng vẫn có thể sinh trưởng trong đất với nồng độ oxy thấp, trừ khi lượng khí CO2 vượt quá 10% Trong đất khô, tỷ lệ tế bào sinh dưỡng Streptomycete bị giảm xuống nhưng chúng lại tồn tại ở dạng bào tử, thường có thể chống chịu tốt hơn với khô hạn so với dạng sinh dưỡng của vi khuẩn này

Sinh vật cho Bacillus amyloquefaciens là một loại vi khuẩn đất thông thường được biết đến là không gây bệnh cho con người và động vật Gen barnase được cấu thành từ

các axit nucleic cơ bản được tìm thấy trong bất kỳ DNA nào từ các nguồn thực phẩm mà con người hay động vật sử dụng trong chế độ dinh dưỡng

- Nhóm các protein ribonuclease rất phổ biến trong tự nhiên và chức năng của nhóm này cũng được nghiên cứu sâu

- Ứng dụng của nhóm Protein Barnase trong nhiều lĩnh vực khác nhau cho thấy những protein này là những protein đã được biết đến nhiều, đặc biệt trong các lĩnh nghiên cứu protein, nông nghiệp, y tế Qua những nghiên cứu như vậy, những thông tin đa chiều về nhóm protein này được làm rõ một cách hoàn chỉnh

Trong các phân tích tổng thể về sản phẩm gen, sinh vật cho gen cũng như gen mã hóa cho thấy chúng không gây bệnh cho động vật có vú và các protein này không mang các đặc điểm có liên quan với các chất gây dị ứng Do đó có lý do chính đáng để thấy rằng protein này không gây độc cho động vật có vú và con người

Các thành viên khác của chi này rất hữu hiệu để sản xuất các loại thuốc kháng sinh

trong chữa bệnh (Freyssinet, 2002, M-085622-01-2)

Một số loại Streptomyces được phân lập từ nguồn người và động vật và khả năng

gây bệnh đối với vật chủ không phải là đặc tính cơ bản của các vi khuẩn nhóm này Điều này cũng hoàn toàn đúng với khả năng gây bệnh của nhóm vi khuẩn này với thực vật: có

rất ít nhóm vi khuẩn được loài Streptomyces spp được biết đến là vi khuẩn gây bệnh cây

(Kutzner, 1981 M-204308-01-1)

S hygroscopicus và các loài Streptomyces khác là rất phổ biến trong tự nhiên

Chúng là một phần thông thường của sinh quyển sự sống trên khắp thế giới và chỉ có một

số rất nhỏ các loài Streptomyces có liên kết gây bệnh cho con người, động vật và thực vật Có rất nhiều loài Streptomyces tương tự nhue S hygroscopicus và rất nhiều loài khác mang gen bar/pat Không loại nào được báo cáo là gây bệnh hay dị ứng cho con người hay động vật, theo Kutzner (1981, M-204308-01-1)

Gen barnase được phân lập từ nguồn vi khuẩn Bacillus amyloliquefaciens là vi khuẩn yếm khí, tạo bào tử thông thường trong đất B amyloliquefaciens được sử dụng

rộng rãi trong công nghiệp thực phẩm như một nguồn tạo ra các enzyme

PHẦN IV THÔNG TIN VỀ THỰC VẬT BIẾN ĐỔI GEN

1 Thông tin về phương pháp được sử dụng để chuyển gen

Cải dầu B.napus biến đổi gen sự kiện RF3 mang gen barstar (có nguồn gốc từ Bacillus amyloliquefaciens) mã hóa cho protein Barstar có tác dụng ức chế enzyme

Barnase, chỉ biểu hiện trong các tế bào tapetum trong quá trình phát triển bao phấn, dẫn

tới việc phục hồi khả năng sinh sản sau khi lai với dòng bất dục đực, và một gen bar (có nguồn gốc từ Streptomyces hygroscopicus) mã hóa cho phosphinothricin acetyl

transferase (PAT) được sử dụng như một chỉ thị để nhận biết nhờ khả năng chống chịu

với thuốc trừ cỏ có chứa glufosinate ammonium Gen bar được điều khiển bởi một promoter thực vật hoạt động trong tất cả các mô xanh của cây Gen bar khi biểu hiện cho

phép sản phẩm của enzyme là Phosphinothricin-Acetyl-Transferase (PAT) acetyl hóa glufosinate ammonium và do đó có khả năng chống chịu với các loại thuốc trừ cỏ có gốc glufosinate ammonium Đối với việc chuyển gen của cải dầu, sử dụng hệ thống vector

L-chuyển được Deblaere et al (1985, 1987)

Hạt cải dầu Brassica napus giống Drakkar được nảy mầm trên dung dịch nảy mầm lỏng Các phần của lá mầm từ cây con cải dầu Brassica napus được chia ra và ủ trong

môi trường lỏng có thay đổi của Murashige & Skoog (MS) để hình thành callus Callus được phân lập từ các điểm sẹo của lá mầm và được chuyển sang cùng một môi trường để phát triển callus phôi Các khối nhỏ của phôi được chuyển cùng với vector pTHW118 sử

dụng hệ vector đã được Deblaere và cộng sự (1987) mô tả Sau khi cùng nuôi cấy, các mô

sẹo được chuyển được chọn tạo trên môi trường có bổ sung glufosinate ammonium Sau khi hình thành phôi sinh dưỡng và tái sinh thành cây con, cây con được chuyển ra nhà lưới cho tới khi ra hoa, tạo hạt và được phân tích xa hơn (Criel I., 2008 )

Vector pTHW118 có nguồn gốc từ pGSC1700 (Cornelissen and Vandewiele,

1989) Vùng khung vector bao gồm các nguyên tố di truyền sau:

- Phần lõi plasmid bao gồm 2 vùng khởi đầu quá trình tái bản plasmid: 1 lấy từ

plasmid pBR322 (Bolivar et al., 1977) cho phép plasmid có thể tái bản được trong Escherichia coli (ORI ColE1) và 1 lấy từ plasmid pVS1 của Pseudomonas (Itoh et al., 1984) giúp plasmid tái bản trong được Agrobacterium tumefaciens (ORI pVS1)

- Gen chọn lọc tạo khả năng kháng streptomycin và spectinomycin (aadA), giúp chọn lọc plasmid trong Escherichia coli và Agrobacterium tumefaciens

- Gen barstar (Hartley, 1988) với các tín hiệu điều hoà để có thể biểu hiện trong

Escherichia coli.

2 Nêu những tính trạng và đặc điểm mới của thực vật biến đổi gen so với loài thực vật thông thường tương ứng

Dòng cải dầu RF3 khác với các dòng khác ở hai đặc điểm: khả năng phục hồi khả năng sinh sản và tính chống chịu với thuốc trừ cỏ glufosinate ammonium Hai tính trạng

này là kết quả của việc chuyển 2 gen bar và barstar vào hệ gen của cây chủ

Gen barstar

Gen Barstar, được hợp nhất vào trong hệ gen cải dầu B.napus Gen barstar được tách từ vi khuẩn Bacillus amyloliquefaciens Nó mã hoá cho một protein nhỏ mạch đơn,

được gọi là Barstar Barstar là tên của một thành phần ức chế enzyme Barnase Như vậy,

chức năng của Barstar là bảo vệ vi khuẩn Bacillus amyloliquefaciens khỏi ảnh hưởng của Barnase Tác động ức chế của Barstar đối với Barnase có tính đặc hiệu cao Cả 2 protein

này để được nghiên cứu chi tiết từ nhiều năm nay Do đây là các protein nhỏ, có cấu trúc đơn giản nên chúng (đặc biệt là Barnase) được sử dụng như các model chuẩn cho nghiên cứu sự cuộn xoắn protein (protein folding) Dưới sự kiểm soát của promoter đặc hiệu cho cây trồng, chỉ cho phép sự biểu hiện của gen barstar trong lớp tế bào tapetal trong quá trình hình thành bao phấn, do vậy gen barstar được sử dụng để phát triển hệ thống lai tạo

mới cho cải dầu B.napus (Mariani et al., 1990; Mariani et al., 1992; De Block &

Debrouwer 1993)

Gen bar và tính chống chịu với thuốc trừ cỏ glufosinate ammonium

Cùng với gen barstar gen bar mã hoá cho enzyme phosphinothricin acetyl

transferase (PAT), cũng được hợp nhất vào hệ gen cây chủ Gen bar được phân lập từ

Streptomyces hygroscopicus, một loài vi sinh vật có thể tạo ra bialaphos Bialaphos và

các sản phẩm tổng hợp chứa glufosinate ammonium được phân vào nhóm các thuốc trừ

cỏ mới, trong đó phosphinothricin là hợp chất có hoạt tính trừ cỏ Phosphinothricin sẽ ức chế quá trình sinh tổng hợp một axit amin cụ thể thông qua việc ức chế enzyme tổng hợp glutamin glutamine synthetase (GS), đây là một enzyme quan trong trong việc đồng hoá ammonia và kiểm soát quá trình trao đổi chất nito trong cây trồng Các thuốc trừ cỏ chứa Phosphinothricin đều có hoạt tính mạnh lên cây trồng nhưng an toàn với con người và động vật, hơn thế nữa chúng sẽ bị phân giải sinh học một cách nhanh chóng trong môi

trường Sản phẩm phiên mã dịch mã từ gen bar, protein PAT, có thể chuyển hoá phosphinothricin sang dạng dẫn xuất bị acetyl hoá không hoạt động (De Block et al.,

1987, Freyssinet, 2002)

Cải dầu B.napus trồng trong nông nghiệp cần được kiểm soát cỏ dại Việc kiểm

soát cỏ dại thành công phụ thuộc vào sự kết hợp giữa các biện pháp quản lý, trong đó bao gồm cả việc sử dụng một hay nhiều loại thuốc trừ cỏ Với cải dầu LibertyLink® B.napus

cho phép: 1) quay vòng thuốc trừ cỏ để đảm bảo kiểm soát tính chống chịu, 2) kiểm soát

sự giảm tính mẫn cảm hoặc những vấn đề khó khăn trong việc kiểm soát cỏ dại (đặc biệt với các loại cỏ dại có cùng họ thập tự)

Ngoài ra không có gen chỉ thị nào khác được sử dụng Hơn thế nữa, T-DNA trong

sự kiện RF3 không mang theo trình tự khởi đầu tái bản nào có nguồn gốc từ vi khuẩn và

hệ gen tự nhiên của cải dầu Brassica napus

Qua các nghiên cứu và lịch sử khảo nghiệm đồng ruộng, không có gen nào khác bị ảnh hưởng bởi quá trình chuyển gen Không có sự khác biệt về mặt hình thái và trong khả năng kháng sâu bệnh so với đối chứng cận huyết Việc đánh giá định lượng và một số đánh giá định tính (nảy mầm, tính bền, ảnh hưởng của sử dụng thuốc trừ cỏ, độ khỏe, thời gian ra hoa, chiều cao cây cũng như thành phần dầu, protein và glucosinolate) đã được tiến hành tại nhiều vùng trồng

Lịch sử cấp phép và sử dụng thực vật biến đổi gen trên thế giới

RF3 được công nhận làm thực phẩm và thức ăn chăn nuôi lần đầu tiên vào năm

1996 tại Canada Cho tới nay, RF3 đã được xem xét một cách toàn diện và được đánh giá tính an toàn tại nhiều quốc gia:

Danh sách các quốc gia đã phê chuẩn cho cải dầu B napus RF3

Thực phẩm

Năm Thức ăn chăn

FDA: Bộ Dược phẩm và thực phẩm Hoa Kỳ

USDA: Bộ nông nghiệp Hoa Kỳ

MFDS: Bộ an toàn thực phẩm và dược phẩm, Hàn

Quốc

(tên gốc là KFDA: Korea Food and Drug

Administration)

RDA: Bộ Nông nghiệp và nông thôn Hàn Quốc

SA-DA: Bộ Nông nghiệp Nam Phi

SENASA: Cơ quan dịch vụ NN Argentina

MHLW: Bộ Lao động, sức khỏe và phúc lợi

MAFF: Bộ nông, lâm nghiệp và nghề cá

FSANZ: Cơ quan tiêu chuẩn thực phẩm Australia

New Zealand

MOA: Bộ nông nghiệp

CFIA: Cơ quan giám sát thực phẩm Canada

HC: Bộ y tế Canada PhDA: Bộ NN Philippine TFDA – Cơ quan thực phẩm và dược phẩm Đài Loan MHCSP:Bộ chăm sóc sức khỏe và vấn đề xã hội DOH: Bộ Y tế

EFSA: Cơ quan an toàn thực phẩm EU

COFEPRIS – Comision Federal Para La Proteccion Contra Riesgos Sanitarios

NDA – Bộ nông nghiệp MEFCC – Bộ môi trường, lâm nghiệp và biến đổi khí hậu