công nghệ chế biến rau quả thực vật chuyển gen

Cây trồng chuyển gen là sự biến đổi vật chất di truyền, tiếp nhận thêm những gen mới, kết quả là xuất hiện những tính trạng mới dưới sự tác động của môi trường. Quá trình biến đổi vật chất di truyền (thêm gen mới) nhờ vào công nghệ chuyển gen, nếu so sánh quá trình này với quá trình đột biến trong tự nhiên về bản chất thì hai quá trình là một, bởi vì quá trình tiến hóa của sinh vật đều phải trông chờ vào quá trình biến đổi vật chất di truyền, trong đó đột biến đóng vai trò quan trọng. Dưới tác động của các nhân tố gây đột biến, vật chất di truyền được biến đổi theo hai hướng: thêm đoạn hay bớt đoạn. Như vậy, quá trình thêm đoạn nhờ chuyển gen cũng tương tự như quá trình thêm đoạn ADN trong đột biến tự nhiên. Tuy nhiên, hai quá trình này có nhiều điểm khác nhau: Nếu quá trình chọn lọc tự nhiên chỉ giữ lại những biến dị có lợi cho quá trình tiến hóa của loài, thì trong kỹ thuật chuyển gen cây trồng chỉ giữ lại tính trạng đã được định hướng trước, có lợi về kinh tế, không đóng góp gì cho quá trình tiến hóa của loài. Đây là điểm khác biệt căn bản nhất giữa đột biến tự nhiên và đột biến nhờ kỹ thuật chuyển gen. Sản phẩm của đột biến tự nhiên là tính trạng có lợi cho tiến hóa, còn sản phẩm của quá trình chuyển gen là các tính trạng có lợi cho con người, đây là ưu điểm nổi bật nhất của công nghệ chuyển gen. Quá trình hình thành tính trạng mới trong tự nhiên phải diễn ra hàng trăm năm, triệu năm, thậm chí hàng tỷ năm, còn quá trình hình thành tính trạng mới nhờ công nghệ chuyển gen chỉ diễn ra trong vài năm, nhờ tính ưu việt này mà chúng ta có thể rút ngắn được quá trình chọn tạo giống cây trồng mới, bổ sung các tính trạng ưu việt mới, đáp ứng tốt nhất mục tiêu chọn giống và phục vụ sản xuất

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP HỒ CHÍ MINH

KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM MÔN CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN RAU QUẢ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP HỒ CHÍ MINH

KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM MÔN CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN RAU QUẢ



GVHD: Đỗ Mai Nguyên Phương Nhóm: 7

Thứ 2 , Tiết 7 - 9 Danh sách thành viên:

Tuy nhiên, hai quá trình này có nhiều điểm khác nhau: Nếu quá trìnhchọn lọc tự nhiên chỉ giữ lại những biến dị có lợi cho quá trình tiến hóa của loài,thì trong kỹ thuật chuyển gen cây trồng chỉ giữ lại tính trạng đã được địnhhướng trước, có lợi về kinh tế, không đóng góp gì cho quá trình tiến hóa củaloài Đây là điểm khác biệt căn bản nhất giữa đột biến tự nhiên và "đột biến"

cho tiến hóa, còn sản phẩm của quá trình chuyển gen là các tính trạng có lợi chocon người, đây là ưu điểm nổi bật nhất của công nghệ chuyển gen.

Quá trình hình thành tính trạng mới trong tự nhiên phải diễn ra hàng trămnăm, triệu năm, thậm chí hàng tỷ năm, còn quá trình hình thành tính trạng mớinhờ công nghệ chuyển gen chỉ diễn ra trong vài năm, nhờ tính ưu việt này màchúng ta có thể rút ngắn được quá trình chọn tạo giống cây trồng mới, bổ sungcác tính trạng ưu việt mới, đáp ứng tốt nhất mục tiêu chọn giống và phục vụ sảnxuất

2. Lịch sử

Cây trồng chuyển đổi gen được tạo ra lần đầu tiên vào năm 1982, bằngviệc sử dụng loại cây thuốc lá chống kháng sinh Những khu vực trồng thửnghiệm cây thuốc lá có khả năng chống thuốc diệt cỏ đầu tiên là ở Pháp và Hoa

Kỳ vào năm 1986

Năm 1987, Plant Genetic Systems (Ghent, Bỉ), được thành lập bởi MarcVan Montagu and Jeff Schell, là công ty đầu tiên phát triển cây trồng thiết kếgen di truyền (thuốc lá) có khả năng chống chịu côn trùng bằng cách biểu hiệncác gen mã hóa protein diệt côn trùng từ vi khuẩn Bacillusthuringiensis(Bt).Trung Quốc là quốc gia đầu tiên chấp thuận cây công nghiệp chuyển đổigen với cây thuốc lá kháng vi rút được giới thiệu lần đầu vào năm 1992, nhưngrút khỏi thị trường Trung Quốc vào năm 1997

Cây trồng biến đổi gen đầu tiên được phê chuẩn bán ở Mỹ vào năm 1994

là cà chua FlavrSavr, có thời gian bảo quản lâu hơn các loại cà chua thôngthường Năm 1994, Liên minh châu Âu phê chuẩn cây thuốc lá có khả năngchống thuốc diệt cỏ bromoxynil Năm 1995, khoai tây Bt đã được phê duyệt antoàn bởi Cơ quan Bảo vệ

môi trường, trở thành cây

nông sản kháng sâu đầu

tiên được phê duyệt tại

Hoa Kỳ

Các loại cây trồng chuyển đổi gen sau đó cũng được chấp thuận giao dịch

ở Mỹ vào năm 1995: cải dầu với thành phần dầu chuyển đổi (Calgene), ngô bắp

có vi khuẩn Bacillus thuringiensis (Bt) (Ciba-Geigy), bông kháng thuốc diệt cỏbromoxynil (Calgene), bông kháng côn trùng (Monsanto), đậu nành khángthuốc diệt cỏ glyphosate (Monsanto), bí kháng vi rút (Asgrow), và cà chua chínchậm (DNAP, Zeneca / Peto, và Monsanto) Tính đến giữa năm 1996 đã có tổngcộng 35 phê chuẩn được cấp cho 8 loại cây công nghiệp chuyển đổi gen và mộtloại hoa cẩm chướng, với 8 điểm khác nhau tại 6 quốc gia cộng thêm EU

Năm 2000, lần đầu tiên các nhà khoa học đã biến đổi gen thực phẩm đểgia tăng giá trị dinh dưỡng bằng việc sản xuất ra hạt gạo vàng

II. Nội dung

1. Khái niệm

Hình 1: Gạo vàng, một loại thực phẩm biến đổi

gen có nhiều ưu điểm

Thực phẩm biến đổi gen là một thuật ngữ ám chỉ các thực phẩm thu được

từ những sinh vật được biến đổi gen bằng công nghệ sinh học Với công cụ làcông nghệ sinh học và bằng một cách thức nào đó, làm thay đổi một hay nhiềugen có chủ định với cây trồng vật nuôi, từ đó các giống cây trồng vật nuôi nàytạo cho ta những thực phẩm để sử dụng Những thực phẩm có được bằng cáchthức này được gọi là thực phẩm biến đổi gen Thực phẩm biến đổi gen khôngbao gồm những thực phẩm

thu được từ mùa màng và sau

đó được xử lý bằng công

nghệ sinh học Chẳng hạn, ta

xử lý gen của một cây ngô

trước khi gieo trồng thì những

bắp ngô thu được từ cây ngô

này là thực phẩm biến đổi

gen Nhưng khi ta đã thu

hoạch được bắp ngô từ mùa vụ rồi xử lý công nghệ sinh học thì bắp ngô nàykhông được gọi là thực phẩm biến đổi gen

Cây trồng biến đổi gen (Genetically Modified Crop - GMC) là loại câytrồng được lai tạo ra bằng cách sử dụng các kỹ thuật của công nghệ sinh họchiện đại, hay còn gọi là kỹ thuật di truyền, công nghệ gene hay công nghệ DNAtái tổ hợp, để chuyển một hoặc một số gene chọn lọc để tạo ra cây trồng mangtính trạng mong muốn

Về mặt bản chất, các giống lai từ trước đến nay (hay còn gọi là giốngtruyền thống) đều là kết quả của quá trình cải biến di truyền Điểm khác biệtduy nhất giữa giống lai truyền thống và giống chuyển gen là gen (DNA) đượcchọn lọc một cách chính xác dựa trên khoa học công nghệ hiện đại và chuyểnvào giống cây trồng để đem lại một tính trạng mong muốn một cách có kiểmsoát

Hình 2: B p ngô ắ bi n đ i gen ế ổ

2. Ví dụ

Gạo thường (trái) và gạo

biến đổi gen có nhiều

vitamin A nên có màu

vàng đậm (phải) Nguồn:

goldenrice.org

Ngoài chức năng làm thức ăn cho con người,

phần lớn khoai tây được dùng vào mục đích khác

như làm thức ăn cho gia súc, cung cấp nguyên liệu thô dưới dạng tinh bột hoặcchế biến rượu Hiện nay,

khoảng 10% số khoai tây

trong các cửa hàng bán

thực phẩm ở Mỹ là khoai

tây biến đổi gene Khoai

tây biến đổi gen cũng có

thể xuất hiện trong các sản

Đậu tương là loại cây bị chỉnh sửa gen nhiều nhất trong số tất cả các loạicây trồng, nhằm làm tăng sức

đề kháng với côn trùng và

nấm, làm phong phú thêm các

loại vitamin, hàm lượng chất

béo và protein Năm 2007,

hơn một nửa số đậu tương

trên thế giới là cây trồng biến

đổi gene (Ảnh: Danielle Menke)

Ở phía tây Canada, khoảng

80% cây cải dầu là cây trồng biến

đổi gene Chúng có khả năng

chống lại một số loại thuốc diệt cỏ

nhất định Điều này giúp người

nông dân kiểm soát cỏ dại dễ dàng

hơn, sử dụng lượng thuốc trừ sâu ít

hơn, làm tăng năng suất cây trồng (Ảnh: Alamy)

Tính trạng Cây trồng

Chống chịu stress phi sinh

học Ngô, mía đườngTăng năng suất hạt Đậu tương

Kháng bệnh Đậu, đu đủ, mận, khoai tây, bí, ơt ngọt, cà chua

Kháng thuốc diệt cỏ

Alfalfa, cải dầu, cẩm chướng, bông, lanh, ngô, raudiếp xoăn, khoai tây, đậu tương, thuốc lá, lúa, lúa

mì, củ cải đườngKháng côn trùng Alfalfa, cải dầu, cẩm chướng, bông, lanh, ngô, rau

Hình 6: Đ u t ậ ươ bi n đ i ng ế ổ gen

Hình 7: Cây c i d u ả ầ

riếp xoăn, khoai tây, đậu tương, thuốc lá, lúa, lúa

mì, củ cải đường

Nâng cao chất lượng

Alfalfa, táo, cải dầu, cẩm chướng, ngô, chanh,petunia, khoai tây, hoa hồng, lúa, đậu tương, thuốc

lá, cà chuaKiểm soát thụ phấn Cải dầu, rau diếp xoăn, ngô

Bảng: Các tính trạng chuyển gen được thương mại hóa

3. Ứng dụng

 Cây trồng chuyển gen kháng các nấm gây bệnh

Nấm bệnh là những tác nhân gây hại cây trồng rất nặng, nhất là ở cácnước nhiệt đới có độ ẩm cao Các enzyme làm thoái hóa các thành phần chínhcủa vỏ tế bào nấm chitin và β-1,3 glucan là loại đang được chú ý Khi chuyểngen chitinase vào cây thuốc lá đã tăng hoạt tính kháng nấm gây hại Sự biểuhiện đồng thời của cả hai gen chitinase và glucanase trong thuốc lá làm cho cây

có tính kháng nấm gây hại cao hơn cây có một gen độc lập

Tương tự, cà chua cho tính kháng nấm Fusarium cao hơn hẳn sau khiđược chuyển cả hai gen nói trên Protein ức chế ribosome (ribosomal inhibitionprotein-RIP) cũng biểu hiện tính kháng nấm tốt Cây thuốc lá cho tính khángnấm rất cao, khi cây được chuyển giao đồng thời gen RIP và chitinase

 Cây trồng chuyển gen kháng các vi khuẩn gây bệnh

Đối với bệnh vi khuẩn, hướng nghiên cứu tạo giống mới bằng công nghệgen chỉ mới bắt đầu Về cơ bản có ba hướng :

• Dùng gen mã hóa enzyme làm thoái hóa thành tế bào vi khuẩn Chẳnghạn, gen lysozyme từ các nguồn tế bào động vật hoặc từ thực khuẩn thểT4 (bacteriophage T4) đưa vào cây thuốc lá và khoai tây Các gen này

biểu hiện hoạt tính lysozyme mạnh và các tế bào có khả năng phòng trừ

vi khuẩn Erwina carotovora rất tốt

• Gen mã hóa : α-thionin-cystein được chuyển giao sang cây thuốc lá cũng

phòng ngừa được vi khuẩn Pseudomonas syringae

• Chuyển gen sản xuất protein làm giảm độc tố của vi khuẩn là hướng cónhiều hứa hẹn Gen này chủ yếu là gen sản xuất các loại enzyme phânhủy độc tố của vi khuẩn, do vậy vô hiệu hóa tác hại của chúng

 Cây trồng chuyển gen kháng virus gây bệnh

Các virus gây ra những thiệt hại đáng kể trong hầu hết các cây trồnglương thực và cây cho sợi trên phạm vi thế giới Phương pháp chủ yếu để khắcphục tình trạng trên là khai thác tính kháng xuất phát từ các tác nhân gây bệnh.Chẳng hạn, sử dụng các trình tự có nguồn gốc từ virus được biểu hiện trong cáccây chuyển gen để cung cấp tính kháng đối với các virus thực vật Hướng nàydựa trên cơ sở các nghiên cứu về sự gây nhiễm (inoculation) hay xâm nhiễm(infection) ở thực vật, khởi đầu với các chủng virus nhẹ tạo ra phản ứng bảo vệchống lại sự gây nhiễm tiếp theo với cùng loại virus hoặc các virus liên quangần gũi

 Cây trồng chuyển gen kháng côn trùng phá hoại

Sử dụng hóa chất để phòng trừ sâu bọ côn trùng vừa đắt tiền vừa tác độngxấu đến môi trường Các cây trồng như bông, ngô và khoai tây chuyển gen đangđược sản xuất thương mại biểu hiện độc tố của Bacillus thuringensis (Bt) để tạo

ra tính kháng đối với các côn trùng loại nhai-nghiền (chewing insects) Vi khuẩn

B thuringensis tổng hợp các protein

δ-endotoxin tinh thể được mã hóa bởi các gen Cry Khi côn trùng ăn vào

bụng, các prototoxins bị đứt gãy trong dạ dày kiềm của côn trùng để tạo thànhđộc tố hoạt động Các liên kết này tạo ra các receptor đặc trưng trong các tế bàobiểu mô ruột làm thành các lỗ chân lông và cuối cùng là gây chết côn trùng

 Cây trồng chuyển gen cải tiến các protein hạt

Hàm lượng protein và thành phần amino acid thay đổi rất nhiều trongthực phẩm thực vật Ngoài protein thì các amino acid không thay thế, phải đượctiếp nhận cùng thức ăn vì con người và động vật không tự tổng hợp được Đặcbiệt, trong thức ăn gia súc chủ yếu là đậu tương và ngô, phải bổ sung các aminoacid được sản xuất bằng phương pháp lên men như lysine, methionine,threonine và tryptophan Trong tương lai, không cần thiết phải bổ sung cácamino acid này theo phương thức như vậy Phương thức có khả năng hơn là tạodòng các gen ở cây đậu tương hoặc ngô mà các gen này mã hóa cho protein giàunhững amino acid này.

Người ta đã đưa gen mã hóa cho một loại protein chứa các amino acid cólưu huỳnh cao bất thường vào cây đậu lupin với mục đích biểu hiện ở hạt Kếtquả là tăng 100% hàm lượng protein trong hạt Hạt này được dùng để nuôi cừu,tăng trọng lượng 7% và sản lượng lông tăng 8% so với cừu nuôi bằng loại hạtbình thường Thành công này thúc đẩy các nhà nghiên cứu đưa gen này vào biểuhiện ở lá cây cỏ, nhằm cải tiến cân bằng amino acid không thay thế ở dạ cỏ

 Cây trồng chuyển gen sản xuất những loại protein mới

Thực ra việc sản xuất protein trong thực vật dễ dàng, nhưng tinh sạchprotein này từ mô thực vật là khó khăn và trước hết là giá thành cao Vì vậy,người ta hy vọng vào một phương pháp mới, được giới thiệu bởi Raskin và cs(1999) Những gen mã hóa cho protein được gắn với một promoter và đảm bảocho protein chỉ được tổng hợp ở rễ Tiếp theo protein tạo thành có một hệ thốngtín hiệu, đảm bảo cho nó được vận chuyển vào một vị trí xác định trong tế bào.Trong trường hợp đặc biệt protein được vận chuyển vào mạng lưới nội chất(endoplasmatic reticulum: ER)

Protein đi vào ER có thể được thải ra bên ngoài và chỉ ở vùng rễ, vìpromoter chỉ đặc hiệu cho vùng này Người ta dùng một số dung dịch muối đểtách protein một cách dễ dàng và với giá thành hợp lý

Một ví dụ điển hình của hướng ứng dụng này: Người ta đã tạo ra được hai loạithuốc lá chuyển gen, mỗi loại có khả năng sản xuất một trong hai mạchimmunoglobin nhẹ và nặng Thế hệ con sinh ra từ sự lai hai loại cây trên biểuhiện được một kháng thể hoạt động gồm hai loại mạch với hàm lượng cao(1,3% tổng protein của lá) và có tất cả các đặc tính của một kháng thể đơn dòngsản sinh từ hybridoma.

Thaumatin là những protein được chiết xuất từ thịt quả của câyThaumatococus danielle, có độ ngọt gấp 1.000 lần đường saccharose Người ta

đã thành công trong việc chuyển một gen mã hóa cho thaumatin (thaumatin II)vào cây khoai tây, tạo một cây khoai tây có lá, thân rễ, củ đều ngọt Kết quả này

mở ra một triển vọng rất lớn đối với cây ăn quả ngọt

 Cây trồng chuyển gen mang tính bất dục đực

Các cây hoa màu đạt năng suất cao hiện nay đều được trồng từ hạt lai quamột quá trình chọn lọc khắt khe Các hạt này có ưu thế lai cao vì là kết quả củacác quá trình lai xa Ở những cây tự thụ phấn như ngô, trước kia người ta rất tốncông lao động để loại bỏ cờ bắp (cụm hoa đực) nhằm tránh hiện tượng tự thụphấn

Tuy nhiên, công trình thử nghiệm mới đã chuyển một phức hợp gồm genrolC của A tumefaciens và promoter CaMV 35S (cauliflower mosaic virus:virus gây bệnh khảm ở súp-lơ) vào cây thuốc lá và đã thu được cây chuyển genbất thụ Kết quả này đang được nghiên cứu và áp dụng trên những loại câykhác

 Thực vật biến đổi gen để sản xuất các acid béo thiết yếu

Như chúng ta biết, nguồn cung cấp chủ yếu về các acid béo thiết yếu làdầu cá và tài nguyên hải sản đang bị cạn kiệt và sự gia tăng độc tố ở các loại hải

sản khác nhau cũng đang trở thành một nguy cơ tiềm tàng Do vậy, việc nghiêncứu sản xuất các acid béo thiết yếu có tiềm năng to lớn trong việc phát triển mộtnguồn cung cấp thay thế

Gần đây, các nhà nghiên cứu của Đại học Bristol (Anh) đã thông báo vềviệc sản xuất hai chuỗi dài acid béo không sản sinh ra cholesterol với số lượnglớn ở thực vật bậc cao Việc sản xuất ra các loại dầu thiết yếu ở cây Arabidopsisthaliana cho thấy thực vật chuyển gen có thể trở thành nguồn cung cấp các acidbéo quan trọng dùng trong ăn uống mà chúng ta thường chỉ nhận được từ cá

Người ta cũng đã áp dụng thành công kỹ thuật gen đối với câyArabidopsis thaliana để tạo ra các acid béo thiết yếu khác như arachidonic acid

và eiconsapentaenoic acid

 Phát triển hệ thống marker chọn lọc

Việc sử dụng các marker kháng kháng sinh hoặc chống chịu thuốc diệt cỏcho cây chuyển gen thường là mối lo ngại chính của công chúng và là lý dophản đối công nghệ này

Các nhà khoa học tại Trung tâm Khoa học Thực vật Umeo (Thụy Điển)

đã xây dựng một hệ thống marker ưu việt để xác định cây trồng biến đổi gen màkhông phụ thuộc vào các marker truyền thống bằng cách phát triển một biệnpháp dựa trên gen dao1, gen này mã hóa D amino acid oxidase (DAAO).DAAO là tác nhân làm mất quá trình tạo nhóm amin oxy hóa của một dãy D-amino acid, và phương thức chọn lọc này dựa trên mức độ độc tính của các D-amino acid khác nhau và sự trao đổi của chúng đối với thực vật

Mặc dù nghiên cứu này còn mới và được thực hiện trên cây Arabidopsisthaliana, nhưng người ta tin tưởng rằng phương pháp chọn lọc này sẽ có thể sửdụng trong các loại cây nông nghiệp quan trọng khác

 Làm sạch đất ô nhiễm

Cây mù tạt Ấn Độ chuyển gen (GM) đã hút sạch lượng selen dư thừa trênmột cánh đồng tại California Đây là cuộc thử nghiệm đầu tiên trên thực địa đốivới một số loại cây GM chống ô nhiễm.

Selen là một nguyên tố hóa học, gây độc đối với thực vật nếu hàm lượngcủa chúng quá cao trong đất Đất canh tác tại một số vùng của bang Californiađược tưới tiêu mạnh và nước hòa tan selen có trong đá phiến sét Khi nước bốchơi trên mặt đất, senlen sẽ tích tụ ngày càng nhiều

Cây mù tạt Ấn Độ (Brassica juncea) vốn có khả năng kháng và hấp thụselen qua rễ Tuy nhiên, Terry và cs (Đại học California) đã thúc đẩy thêm khảnăng trên của cây mù tạt bằng cách bổ sung một số gen tạo enzyme đói selen.Kết quả là loại thực vật GM này có thể hấp thụ selen cao gấp 4,3 lần so với mùtạt Ấn Độ dạng hoang dại, và chúng được thu hoạch 45 ngày sau khi trồng

Cuộc thử nghiệm thực địa nói trên đã được tiến hành cẩn thận để đảm bảokhông có họ hàng nào của cây mù tạt Ấn Độ sinh trưởng ở xung quanh Hoa mùtạt GM cũng được hái ngay khi chúng xuất hiện Mù tạt chuyển gen sẽ đượcdùng làm thức ăn cho trâu bò thiếu selen trong bữa ăn

Hiện nay việc xử lý đất ô nhiễm vẫn mang tính thô sơ, chủ yếu là đào đất

và chôn nó ở một nơi khác hoặc rửa đất Cả hai phương pháp đều tốn kém, làmgiảm chất lượng đất Việc sử dụng thực vật để loại bỏ chất ô nhiễm khỏi đất íttốn kém hơn song có thể mất nhiều năm Chẳng hạn, cây dương xỉ Trung Quốc(Pteris vittata) đã được sử dụng để hút thạch tín khỏi đất Nhưng dùng câychuyển gen có thể giúp tăng tốc tiến trình dọn ô nhiễm này

Tuy nhiên, khả năng cây GM sẽ lai với các loại hoa màu khác là một điềuđáng lo ngại Theo Rugh (Đại học Michigan) nếu chuyển một gen hấp thụ nhiềukim loại vào cây dùng để xử lý ô nhiễm, thì chúng ta phải đảm bảo rằng gen đókhông xâm nhập vào hoa màu Nếu không, hoa màu cũng sẽ hút nhiều kim loại,ảnh hưởng tới sức khỏe người tiêu dùng

 Làm thức ăn chăn nuôi

Một thế hệ cây trồng chuyển gen mới, được thiết kế đặc biệt cho ngànhchăn nuôi đang được phát triển Những loại cây trồng này được thiết kế vớinhững thay đổi quan trọng về hàm lượng các thành phần chính (ví dụ: protein

và amino acid) hay các thành phần thứ yếu (ví dụ: các loại vitamin và khoángchất) Vì những loại cây trồng chuyển gen này được dùng với mục đích làmthức ăn chăn nuôi nên sẽ khác với các loại cây trồng bình thường, tiến trìnhchuẩn y các loại cây trồng này sẽ cần có thêm những đánh giá về sự an toàn củachúng khi để con người và vật nuôi tiêu dùng

Các sản phẩm tiềm tàng bao gồm các loại đậu tương và ngô chuyển gen,

có hàm lượng dầu cao hơn cung cấp nhiều năng lượng hơn cho bò, lợn và giacầm Các nhà nghiên cứu cũng tạo ra loại đậu tương và ngô có hàm lượng cácloại amino acid không thay thế cao hơn Ngoài ra, các nghiên cứu khác cũngđang được tiến hành nhằm làm tăng hàm lượng phosphore trong thức ăn chănnuôi

4. Cơ chế chuyển gen ở thực vật

Cây trồng biến đổi gen được tạo ra trong phòng thí nghiệm bằng cáchthay 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 phươngpháp phổ biến là phương pháp bắn gen (súng

hạt) và chuyển gen gián tiếp thông qua vi

khuẩn Agrobacterium tumefaciens Các nhà

thực vật học, dựa vào kết quả từ nghiên cứu

toàn diện mới đây về cơ cấu cây trồng, đã chỉ

ra rằng cây trồng biến đổi dựa vào công nghệ

biến đổi gen ít có khả năng gặp phải những

đột biến không mong đợi hơn là cây trồng

nhân giống thông thường 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 loại thực vật khác (1) Hình 8: Thực vật biến đổi gen

Đối với 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 vậtmột 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 vậtbiến 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)

Bản chất tự nhiên của vi khuẩn A.tumefaciens

là xâm nhập vào những vị trí tổn thương trên

cây hai lá mầm và gây ra khối u tại những vị

trí tổn thương đó Những chất được tổng hợp

và bài tiết ra từ tế bào khối u, được vi khuẩn sử

dụng làm nguồn cácbon và nitơ duy trì sự tồn

tại và phát triển của chúng

Hình 9: Thực vật bắn gen