ƯU NHƯỢC điểm của cây TRỒNG BIẾN đổi GEN

MỞ ĐẦU Các cây trồng và ngành nông nghiệp luôn đóng vai trò vô cùng quan trọng trong việc thúc đẩy sự phát triển và nâng cao đời sống dân sinh. Đó là nguồn cung cấp chủ đạo về lương thực, thực phẩm nguồn sống bền vững của con người, động vật – phục vụ nhu cầu về dược phẩm, quần áo, xây dựng, hóa chất công nghiệp,… hơn thế nữa, cây trồng còn giữ vị trí chủ đạo trong bảo vệ và cải thiện môi trường, chống xói mòn, làm giàu đất bằng nitơ, chốngô nhiễm không khí, ô nhiễm nguồn nước,…Bởi vậy, để thực hiện được những vai trò trên cũng như đáp ứng được nhu cầu ngày càng bức thiết của thực tiễn, cây trồng cần phải được tối ưu hóa để có thể sinh trưởng, phát triển tốt trong điều kiện đất nông nghiệp ngày càng xấu (bạc màu, thoái hóa,…), kháng côn trùng, kháng nấm hay thời tiết khắc nghiệt (rét đậm, hạn hán,…). Việc ứng dụng những thành tựu của ngành công nghệ sinh học vào sản xuất nông nghiệp đã tạo ra những cây trồng biến đổi gen với những ưu điểm vượt trội hơn hẳn so với giống ban đầu, chúng không chỉ có khả năng đáp ứng về số lượng mà còn đem đến chất lượng cao về dinh dưỡng, là giải pháp cho vấn đề lương thực, thực phẩm hiện nay. Tuy nhiên, bên cạnh ưu điểm nổi bật về tăng năng suất nông nghiệp và góp phần giảm đói nghèo trên phạm vi toàn cầu thì cây trồng biến đổi gen có thể tiềm ẩn một số rủi ro cho sức khỏe con người và môi trường.  

ƯU NHƯỢC ĐIỂM CỦA CÂY TRỒNG BIẾN ĐỔI GEN, NHỮNG TRANH LUẬN VỀ CÂY CHUYỂN GEN.

MỞ ĐẦU

Các cây trồng và ngành nông nghiệp luôn đóng vai trò vô cùng quan trọng trong việc thúc đẩy sự phát triển và nâng cao đời sống dân sinh Đó là nguồn cung cấp chủ đạo về lương thực, thực phẩm - nguồn sống bền vững của con người, động vật – phục vụ nhu cầu về dược phẩm, quần áo, xây dựng, hóa chất công nghiệp,… hơn thế nữa, cây trồng còn giữ vị trí chủ đạo trong bảo vệ

và cải thiện môi trường, chống xói mòn, làm giàu đất bằng nitơ, chốngô nhiễm không khí, ô nhiễm nguồn nước,…Bởi vậy, để thực hiện được những vai trò trên cũng như đáp ứng được nhu cầu ngày càng bức thiết của thực tiễn, cây trồng cần phải được tối ưu hóa để có thể sinh trưởng, phát triển tốt trong điều kiện đất nông nghiệp ngày càng xấu (bạc màu, thoái hóa,…), kháng côn trùng, kháng nấm hay thời tiết khắc nghiệt (rét đậm, hạn hán,…) Việc ứng dụng những thành tựu của ngành công nghệ sinh học vào sản xuất nông nghiệp đã tạo

ra những cây trồng biến đổi gen với những ưu điểm vượt trội hơn hẳn so với giống ban đầu, chúng không chỉ có khả năng đáp ứng về số lượng mà còn đem đến chất lượng cao về dinh dưỡng, là giải pháp cho vấn đề lương thực, thực phẩm hiện nay Tuy nhiên, bên cạnh ưu điểm nổi bật về tăng năng suất nông nghiệp và góp phần giảm đói nghèo trên phạm vi toàn cầu thì cây trồng biến đổi gen có thể tiềm ẩn một số rủi ro cho sức khỏe con người và môi trường

PHẦN 1: KHÁI QUÁT VỀ CÂY TRỒNG BIẾN ĐỔI GEN

1. Một số khái niệm

- Chuyển gen (transgenesis): là đưa một đoạn DNA ngoại lai vào hệ gen

(genome) của một cơ thể đa bào Đoạn DNA ngoại lai sẽ có mặt ở hầu hết các tế bào và được truyền lại cho thế hệ sau- các tính trạng sẽ được truyền cho các thế hệ kế tiếp thông qua sinh sản

Ở nấm men, vi khuẩn và tế bào nuôi cấy mang một đoạn DNA ngoại lai được gọi là các tế bào tái tổ hợp (recombinant cell) hoặc tế bào biến nạp (transformed cell)

- Sinh vật biến đổi gen (GMO-Genetically Modified Organism) là thuật

ngữ chỉ các sinh vật tiếp nhận những gen mới từ các sinh vật khác thông qua phương pháp chuyển gen trong phòng thí nghiệm

- Thực phẩm chuyển gen (GMF) là những thực phẩm được sinh ra hay

chế biến từ các GMO GMF xuất hiện từ thập kỷ 90 của thế kỷ trước với các cây thực phẩm như lúa mỳ, đậu tương, ngô, cà chua

2. Phương pháp tạo cây trồng biến đổi gen.

Cây trồng biến đổi gen được tạo ra trong phòng thí nghiệm bằng cách thay đổi cấu trúc gen của chúng Để làm được điều này, người ta dùng kĩ thuật di truyền thêm vào một hoặc nhiều gen trong bộ gen của cây trồng Hai phương pháp phổ biến là phương pháp bắn gen (súng hạt) và chuyển gen gián tiếp thông qua vi khuẩn Agrobacterium tumefaciens Theo nghiên cứu, thuốc lá và

"Arabidopsis thaliana (cây có hoa nhỏ thuộc họ Cải) là những loại cây trồng

biến đổi gen phổ biến nhất do được dùng phương pháp biến đổi tân tiến, tính dễ nhân giống và hệ gen được nghiên cứu kĩ Vì vậy, chúng được dùng làm sinh vật mô hình cho các loài thực vật khác.

Ở phương pháp bắn gen, ADN được đúc trong các hạt vàng hoặc vonfram nhỏ li ti, sau đó được bắn vào mô hoặc tế bào thực vật đơn dưới áp suất cao Các hạt ADN với tốc độ cao sẽ thâm nhập vào cả thành và màng tế bào Sau đó,

ADN tách khỏi lớp vỏ kim loại và được tích hợp vào bộ gen thực vật bên trong nhân tế bào Phương pháp này đã được áp dụng thành công cho rất nhiều loại cây trồng, đặc biệt là thực vật một lá mầm như lúa mì hoặc ngô Ở những cây

này phương pháp chuyển gen bằng vi khuẩn Agrobacterium tumefaciens thường

ít hữu hiệu hơn do có thể gây ra những hư hỏng nghiêm trọng đối với mô tế bào

Agrobacterium là kí sinh trùng thực vật tự nhiên, khả năng chuyển gen vốn có

của chúng đã góp phần cung cấp phương pháp cho sự phát triển của thực vật biến đổi gen Để tạo ra môi trường sống thích hợp cho mình, các vi khuẩn

Agrobacterium chèn gen của chúng vào thân cây chủ, làm tăng nhanh tế bào

thực vật ở gần mặt đất (tạo khối u sần sùi) Thông tin di truyền cho sự tăng trưởng của khối u được mã hóa trên một đoạn ADN vòng có khả năng nhân bản độc lập gọi là Ti-plasmid (trên Ti-plasmid có đoạn T-ADN) Khi một vi khuẩn lây nhiễm vào thân cây, nó chuyển đoạn T-ADN này đến một vị trí ngẫu nhiên trong hệ gen của cây đó Điều này được ứng dụng trong công nghệ di truyền bằng cách lấy đoạn gen vi khuẩn T-ADN ra khỏi các plasmid vi khuẩn và thay

thế bởi các gen mong muốn bên ngoài Các vi khuẩn Agrobacterium sau đó hoạt

động như một vector chuyển tải các gen ngoại nhập vào trong thân cây Phương pháp này đặc biệt hữu hiệu cho cây hai lá mầm như khoai tây, cà chua và thuốc

lá trong khi ít thành công ở các loại thực vật như lúa mì và ngô

3. Tình hình sử dụng cây trồng chuyển gen

a) Trên thế giới

Diện tích cây trồng biến đổi gen toàn cầu tăng đáng kể từ 1,7 triệu ha vào năm 1996 lên trên 175 triệu ha vào năm 2013 Trong đó các quốc gia giữ có diện tích canh tác cây trồng công nghệ sinh học (CNSH) lớn có thể kể đến như Hoa Kỳ với diện tích canh tác cây trồng CNSH là 70,2 triệu ha, với tỷ lệ canh tác các loại cây trồng CNSH/tổng diện tích canh tác là 90% vào năm 2013

Argentina với 24,4 triệu ha; Ấn Độ có sản lượng 11 triệu ha bông CNSH vào năm 2013

Diện tích canh tác ở các nước đang phát triển đang ngày càng được mở rộng Tỷ trọng diện tích canh tác cây trồng CNSH của nông dân Mỹ La tinh, châu Á và châu Phi lên tới 54% trong tổng diện tích canh tác cây trồng CNSH toàn cầu (tăng 2% so với năm 2012), do đó làm gia tăng chênh lệch về diện tích canh tác giữa các nước công nghiệp và các nước đang phát triển từ khoảng 7 triệu năm 2012 lên đến 14 triệu ha vào năm 2013 Tính chung Nam Mỹ đã trồng

70 triệu ha hoặc chiếm 41%; châu Á trồng 20 triệu ha, chiếm 11%; và châu Phi trồng hơn 3 triệu ha, chiếm 2% diện tích canh tác cây trồng CNSH toàn cầu

Liên minh châu Âu vốn xưa nay là nơi có diện tích cây trồng CNSH khiêm tốn nhất cũng bắt đầu có những thay đổi tích cực khi diện tích canh tác cây trồng CNSH trong năm 2013 đã tăng lên 15% so với các năm trước Tây Ban Nha dẫn đầu khối các nước EU với diện tích trồng ngô đột biến gen là 136.962 ha

Đặc biệt Trung Quốc, với dân số 1,3 tỷ người, là nước đông dân nhất trên thế giới, cây bông CNSH ở Trung Quốc đã đem lại lợi ích kinh tế trên 15 tỷ USD trong vòng 12 năm từ năm 1996 đến năm 2012 Một số nhà quan sát dự đoán Trung Quốc có thể mở đường cho việc phê chuẩn một số cây trồng CNSH lớn như ngô phytase – giống ngô đã nhận được phê duyệt về an toàn sinh học năm 2009, khi hai đặc tính lúa CNSH cũng được phê duyệt Nhu cầu về thức ăn chăn nuôi để duy trì 500 triệu con lợn và 13 tỷ con gia cầm của Trung Quốc đã khiến nước này ngày càng trở nên phụ thuộc vào ngô nhập khẩu để bổ sung cho

35 triệu ha trồng ngô trong nước

b) Chiến lược phát triển cây trồng chuyển gen ở Việt Nam

Tại Việt Nam, cây trồng biến đổi gen đã được đầu tư nghiên cứu và khảo nghiệm từ năm 2006 sau khi "Chương trình trọng điểm phát triển và ứng dụng công nghệ sinh học trong lĩnh vực nông nghiệp và phát triển nông thôn đến năm 2020" được phê duyệt tại Quyết định số 11/2006/QĐ-TTg với 3 giai đoạn:

- 2006 – 2010: thử nghiệm một số giống cây trồng biến đổi gen trên đồng ruộng;

- 2011- 2015: đưa một số giống cây trồng biến đổi gen vào sản xuất;

- 2016 – 2020: tăng diện tích một số cây trồng biến đổi gen như ngô, bông, đậu tương sẽ có diện tích từ 30-50% trên toàn quốc

PHẦN 2: ƯU NHƯỢC ĐIỂM CỦA CÂY TRỒNG BIẾN ĐỔI GEN

1. Ưu điểm của cây trồng biến đổi gen

- Cây trồng biến đổi gen đã có những đóng góp tích cực cho quá trình phát triển bền vững qua các lĩnh vực sau:

Đảm bảo an ninh lương thực và hạ giá thành lương thực trên thế giới: GMC

có thể giúp ổn định tình hình an ninh lương thực và hạ giá thành lương thực trên thế giới, bằng cách làm tăng nguồn cung lương thực, đồng thời làm giảm chi phí sản xuất, từ đó làm giảm lượng nhiên liệu đốt cần sử dụng trong các hoạt động nông nghiệp, giảm bớt một số tác động bất lợi gắn với sự biến đổi khí hậu Trong số 44 tỷ USD lợi nhuận tăng thêm nhờ công nghệ sinh học, có 44% lợi -nhuận từ việc tăng năng suất cây trồng, 56% lợi nhuận từ giảm chi phí sản

xuất - Góp phần xoá đói giảm nghèo

50% những người nghèo nhất trên thế giới là người nông dân ở các nước đang phát triển, nghèo tài nguyên, 20% còn lại là những người nông dân không

có đất trồng, phụ thuộc hoàn toàn vào nghề nông.Vì thế, tăng thu nhập cho người nông dân nghèo sẽ đóng góp trực tiếp vào quá trình xoá đói giảm nghèo trên thế giới, tác động trực tiếp đến 70% người nghèo trên toàn thế giới

Tính đến thời điểm hiện tại, các giống bông và ngô biến đổi gen đã mang lại lợi nhuận cho hơn 12 triệu nông dân nghèo ở các nước Ấn Độ, Trung Quốc, Nam Phi, Philippin và số người hưởng lợi sẽ cao hơn trong thập niên thứ hai này Trong đó việc tập trung phát triển các giống gạo biến đổi gen có thể mang lại lợi nhuận cho khoảng 250 triệu hộ nông dân nghèo canh tác lúa ở châu Á

- Bảo tồn đa dạng sinh học

GMC có lợi tiềm tàng đối với môi trường GMC giúp bảo tồn các nguồn lợi tự nhiên, sinh cảnh và động, thực vật bản địa Thêm vào đó, GMC góp phần giảm xói mòn đất, cải thiện chất lượng nước, cải thiện rừng và nơi cư trú của động vật

hoang dã Việc ứng dụng công nghệ sinh học trong nông nghiệp là giải pháp giúp bảo tồn đất trồng, cho phép tăng sản lượng thu hoạch cây trồng trên 1,5 tỷ

ha đất trồng hiện có, xoá bỏ tình trạng phá rừng làm nông nghiệp, bảo tồn đa dạng sinh học tại các cánh rừng và khu bảo tồn trên khắp thế giới

- Giảm tác hại của các hoạt động nông nghiệp đối với môi trường

Hoạt động nông nghiệp truyền thống của con người có tác động rất lớn với môi trường Sử dụng công nghệ sinh học, có thể giảm đáng kể các tác hại đó Trong thập niên đầu tiên ứng dụng công nghệ sinh học, công nghệ tiên tiến này

đã giúp giảm lượng lớn thuốc trừ sâu, giảm lượng xăng dầu cần sử dụng trong các hoạt động nông nghiệp, giảm lượng khí CO2 thải ra môi trường do cày xới đất, bảo tồn đất và độ ẩm nhờ phương pháp canh tác không cần cày xới, giúp đất trồng hấp thu được một lượng lớn khí CO2 từ không khí Tổng lượng thuốc trừ sâu cắt giảm trong khoảng thời gian từ 1996 đến 2007 ước tính đạt 359 ngàn tấn thành phần kích hoạt (a.i.), tương ứng với 9% lượng thuốc trừ sâu cần sử dụng, làm giảm 17,2% các tác hại đối với môi trường, tính theo chỉ số tác hại môi trường (EIQ) Trong năm 2007, công nghệ sinh học đã làm giảm 77.000 tấn thuốc trừ sâu sử dụng trong nông nghiệp (tương đương với 18% lượng thuốc trừ sâu sử dụng), chỉ số EIQ giảm 29%

- Giảm thiểu tác hại của biến đổi khí hậu và giảm lượng khí gây hiệu ứng nhà kính (GHG)

GMC có thể giúp giải quyết những lo ngại lớn nhất về môi trường: giảm thiểu các loại khí gây hiệu ứng nhà kính, giảm thiểu tác động của thay đổi thời tiết Thứ nhất, giảm lượng khí CO2, làm giảm lượng nhiên liệu hoá thạch, giảm lượng thuốc trừ sâu và thuốc diệt cỏ Theo đánh giá, GMC đã làm giảm khoảng 1,1 tỷ kg khí CO2 thải ra từ các hoạt động nông nghiệp, tương đương với cắt giảm 500 ngàn xe ôtô lưu thông trên đường Thứ hai, phương pháp canh tác không cần cày xới nhờ công nghệ sinh học làm giảm

thêm 13,1 tỷ kg khí CO2, tương đương với giảm 5,8 triệu xe ôtô lưu hành trên đường Như vậy, trong năm 2007, tổng lượng khí CO2 mà công nghệ sinh học làm giảm trên toàn thế giới đạt mức 14,2 tỷ kg, tương đương với loại bỏ 6,3 triệu xe ôtô

2. Những hạn chế của cây trồng biến đổi gen

- Đối với sức khỏe con người

Bên cạnh những lợi ích cơ bản của GMO, theo nhiều nhà khoa học thế giới, thì loại thực phẩm này cũng tiềm ẩn nhiều nguy cơ ảnh hưởng lâu dài tới sức khỏe cộng đồng, như khả năng gây dị ứng, làm nhờn kháng sinh, có thể tạo ra độc tố và gây độc lâu dài cho cơ thể, v.v Đây là một trong những tranh luận chủ yếu và vấn đề chỉ được tháo gỡ khi chứng tỏ được rằng sản phẩm protein có được từ sự chuyển đổi gen không phải là chất gây dị ứng Gen kháng kháng sinh

có thể được chuyển vào các cơ thể vi sinh vật trong ruột của người và động vật

ăn thành phẩm biến đổi gen Điều này có thể dẫn tới việc tạo ra các vi sinh vật gây bệnh có khả năng kháng thuốc Việc chuyển đổi gen từ thực phẩm biến đổi gen vào tế bào cơ thể con người hay vào vi trùng trong đường ruột cơ thể người

là mối quan tâm thực sự, nếu như sự chuyển đổi này tác động xấu tới sức khỏe con người

- Đối với môi trường

Nguy cơ đầu tiên là việc GMC mang các yếu tố chọn lọc (chịu lạnh, hạn, mặn hay kháng sâu bệnh…) phát triển tràn lan trong quần thể thực vật Điều này làm mất cân bằng hệ sinh thái và làm giảm tính đa dạng sinh học của loài cây được chuyển gen

Nguy cơ thứ hai là việc GMC mang các gen kháng thuốc diệt cỏ có thể thụ phấn với các cây dại cùng loài hay có họ hàng gần gũi, làm lây lan gen kháng thuốc diệt cỏ trong quần thể thực vật Việc gieo trồng GMC kháng sâu bệnh trên diện rộng, ví dụ, kháng sâu đục thân, có thể làm phát sinh các loại sâu đục thân

mới kháng các loại GMC này Việc sử dụng thuốc trừ sâu sinh học Bt đã cho phép phòng trừ hiệu quả sâu bệnh, nhưng sau 30 năm sử dụng, một số loại sâu bệnh đã trở nên nhờn thuốc ở một vài nơi

Nguy cơ cuối cùng là việc chuyển gen từ cây trồng vào các vi khuẩn trong đất Tuy nhiên, khả năng xảy ra điều này là vô cùng nhỏ

Hiện nay, các chuyên gia công nghệ sinh học đang cố gắng giảm thiểu các rủi

ro nêu trên và theo dõi cẩn thận các thử nghiệm GMC trong phòng thí nghiệm, cũng như ngoài đồng ruộng trước khi đưa ra thị trường thương mại Nói tóm lại, nếu được thiết kế và sử dụng đúng phương pháp, thì có thể quản lý đựợc các nguy cơ của GMC đối với môi trường một cách hiệu quả

- Đối với đa dạng sinh học

Nguy cơ GMC có thể phát tán những gen biến đổi sang họ hàng hoang dã của chúng, sang sâu bệnh có nguy cơ làm tăng tính kháng của chúng đối với đặc tính chống chịu sâu bệnh, thuốc diệt cỏ hoặc làm tăng khả năng gây độc của GMC đối với những loài sinh vật có ích

Dưới sức ép của chọn lọc tự nhiên, côn trùng sẽ trở lên kháng các loại thuốc diệt côn trùng do cây trồng tạo ra và gây thiệt hại cho cây trồng Giải pháp GMC không bền vững cho một số vấn đề như kháng sâu bệnh, vì các loại dịch hại này có thể tái xuất hiện do bản chất di truyền thích ứng với môi trường của chúng

Cây trồng kháng sâu có khả năng tiêu diệt các loại côn trùng hữu ích khác như ong, bướm, v.v làm ảnh hưởng đến chuỗi thức ăn tự nhiên, ảnh hưởng đến đa dạng sinh học nói chung Việc trồng GMC đại trà, tương tự như việc phổ biến rộng rãi một số giống năng suất cao trên diện tích rộng lớn, sẽ làm mất đi bản chất đa dạng sinh học của vùng sinh thái, ảnh hưởng đến chu trình nitơ và

hệ sinh thái của vi sinh vật đất

PHẦN 3: NHỮNG TRANH LUẬN VỀ CÂY TRỒNG BIẾN ĐỔI GEN

1. Những tranh luận về cây trồng biến đổi gen

Những cuộc tranh luận xung quanh ảnh hưởng của cây chuyển gen đối với môi trường và con người ngày càng căng thẳng, phức tạp và rất nhạy cảm Vấn

đề này càng phức tạp hơn khi có các nghiên cứu mới được công bố Vậy cây chuyển gen có an toàn hay không ?

Việc đánh giá ảnh hưởng của cây chuyển gen tới môi trường thường rất khó khăn do phải xem cét nhiều yếu tố Một số nhà khoa học tập trung vào nguy cơ tiềm tàng của cây chuyển gen trong khi số khác lại nhấn mạnh triển vọng về lợi nhuận

Hầu hết các tranh luận đều nghiêng về hai vấn đề chấp nhận hay phản đối cây chuyển gen

GS.TS Bùi Minh Đức – Viện dinh dưỡng (Bộ Y Tế) khẳng định: Sử dụng thực phẩm biến đổi gen là tất yếu đối với loài ng trong tương lai gần các nhà khoa học cần phải khuyến cáo rộng dãi những ảnh hưởng của TPBĐG, vì không thể nói loại thực phẩm này không nguy hiểm Sự tác động giữa dinh dưỡng và gen đã ảnh hưởng trực tiếp đến sự trưởng thành và phát triển của cơ thế

PSG.TS Trần Kháng – Cục trưởng vệ sinh An toàn thực phẩm (Bộ Y Tế) cho biết: Các nhà khoa học và người dân nghi ngại về những tác động xấu mà thực phẩm biến đổi gen có thể gây ra cho con người Điều đó cần có sự nghiên cứu kĩ hơn để có câu trả lời xác đáng

GS.Viện sỹ Vũ Tuyên Hoàng lại cho rằng: sử dụng thực phẩm biến đổi gen không đáng sợ như chúng ta tưởng Trên thực tế những ảnh hưởng của nó gây ra đối với người dân các nước sử dụng nhiều TPBĐG (như mỹ, Canada….) chưa nhiều