Phân tích tác động của Bt protein đến các sinh vật không phải là mục tiêu (côn trùng, động vật,vi sinh vật đất). Hãy đưa ra các bằng chứng để thuyết phục về tính an toàn của việc sử dụng Bt

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
KHOA CÔNG NGHỆ SINH HỌC
AN TOÀN SINH HỌC
“Phân tích tác động của Bt protein đến các sinh vật không phải là mục tiêu (côn
trùng, động vật,vi sinh vật đất). Hãy đưa ra các bằng chứng để thuyết phục về
tính an toàn của việc sử dụng Bt”
GVHD : PGS.TS. Nguyễn Thị Phương Thảo
SV thực hiện: Nhóm 02
STT MSSV Họ và tên
1 550401
Dương Thị Thiện
2 550400
Nguyễn Thị Thêu
3 550404
Hoàng Thị Thiết
4 550403
Lê Thanh Thùy
Hà Nội 2013
1
MỤC LỤC
A. Đặt vấn đề
Hướng tới một nền nông nghiệp phát triển bền vững và đảm bảo an ninh lương
thực trong tương lai hiện đang là mối quan tâm của nhiều quốc gia trong đó có Việt
Nam. Việc ứng dụng công nghệ sinh học trong sản xuất nông nghiệp đã và đang trở
thành xu thế chung và cây trồng công nghệ sinh học có một vai trò rất quan trọng.
Theo báo cáo của Tổ chức quốc tế về tiếp thu các ứng dụng về công nghệ sinh học
trong nông nghiệp (ISAAA) từ năm 1996 đến 2010, diện tích cây trồng công nghệ
sinh học đã góp phần tích cực vào quá trình tăng cường an ninh lương thực, phát
triển bền vững và khắc phục biến đổi khí hậu thông qua việc nâng sản lượng cây
trồng lên 78,4 tỉ đô, đóng góp vào việc cải thiện môi trường bằng cách giúp tiết
kiệm 443 triệu kg thuốc trừ sâu, giảm tới 19 tỉ kg khí CO2 chỉ riêng trong năm

2010, tương ứng với lượng khí thải của gần 9 triệu xe ô tô vận hành trên đường,
bảo tồn đa dạng sinh học bằng cách góp phần bảo tồn 91 triệu hecta rừng và giúp
xoá đói giảm nghèo cho 15 triệu nông dân sản xuất quy mô nhỏ – những người
thuộc thành phần nghèo nhất trên thế giới.
Do đem lại những lợi ích đáng kể, diện tích trồng cây công nghệ sinh học (CNSH)
tiếptục tăng trưởng mạnh mẽ trong năm 2011, từ 148 triệu ha trong năm 2010 đạt
160 triệuha năm 2011, với mức tăng hai con số - 12 triệu ha tương đương tỷ lệ tăng
8%.Với mức tăng 94 lần từ 1,7 triệu ha năm 1996 lên 160 triệu ha năm 2011, cây
trồng côngnghệ sinh học trở thành công nghệ cây trồng được đưa vào ứng dụng
nhanh nhất tronglịch sử gần đây.
Trên thế giới hiện nay diện tích đất trồng sử dụng cho nông nghiệp vẫn chiếm
mộtcon số lớn, mà chủ yếu là những cánh đồng chuyên canh trồng lúa, lúa mì và
các cây lương thực thâm canh. Cùng với đó là vấn nạn về sâu bệnh hại liên tục phá
hoại mùa màng thậm chí từ mùa này sang mùa khác mà con người không có cách
nào có thể diệt trừ một cách triệt để được. Một loạt các biện pháp đã được con
người áp dụngvào trong sản xuất nông nghiệp nhằm phòng trừ sâu bệnh hại mà
biện pháp tiên phong là sử dụng các loại thuốc bảo vệ thực vật. Tuy nhiên, các loại
thuốc bảo vệ thực vật đó không những tác động rất xấu đến sức khỏe con người mà
còn ảnh hưởng nghiêm trọng tới môi trường, làm mất cân bằng hệ sinh thái. Do đó
đặt ra vấn đề là làm thế nào để phòng chống sâu bệnh hại mà không có ảnh hưởng
lớn tới sức khỏe con người?Một loạt các nghiên cứu về lĩnh vực này ra đời. Thuốc
trừ sâu sinh học sử dụng cácloài sinh vật có ích và các chế phẩm của nó, mà đi đầu
là thuốc trừ sâu Bt, ra đời như là một biện pháp hữu hiệu đáp ứng nhu cầu của nền
nông nghiệp. Một bước tiến vượt bậc của ứng dụng công nghệ Bt là việc phát triển
2
cây trồng CNSH mang gene kháng đang được tiếp cận theo nhiều hướng khác
nhau và hướng sử dụng gene biểu hiện độc tố từ vi khuẩn Bt là hướng được quan
tâm nhất. Nhưng một vấn đề đặt ra là sử dụng các cây trồng Bt thì các côn trùng
không phải là mục tiêu có chịu ảnh hưởng hay không?và việc sử dụng Bt có an
toàn hay không? Để trả lời cho câu hỏi này, nhóm chúng em đã đi vào tìm hiểu

chuyên đề “Phân tích tác động của Bt protein đến các sinh vật không phải là
mục tiêu (côn trùng, động vật,vi sinh vật đất). Hãy đưa ra các bằng chứng để
thuyết phục về tính an toàn của việc sử dụng Bt”.
B. Nội dung
I. Giới thiệu về công nghệ Bt
1. Vi khuẩn Bacillus thuringiensis
Bacillus thuringiensis (viết tắt: Bt) là vi khuẩn Gram dương, cũng là
loài vi khuẩn đất điển hình được phân lập ở vùng Thuringia, Đức. Bt có khả năng
tổng hợp protein gây tệ liệt ấu trùng của một số loài côn trùng gây hại, trong đó có
sâu đục quả bông, các loài sâu đục thân ngô Châu Á và Châu Âu. Chúng đều là
sâu hại thực vật phổ biến, có khả năng gây ra những sự tàn phá nghiêm trọng.
Bacillus thuringiensis
Giới (re
gnum):
Eubacte
ria
Ngành (phylum):
Lớp (class):
Bộ (ordo):
Họ (familia):
Chi (genus):
Loài (species):
Phân loại khoa học
Một số đặc điểm của vi khuẩn Bt:
Trực khuẩn, kích thước 1-1,2 x 3-5 µm.
• Phủ tiêm mao, di chuyển được.
• Gram dương.
• Sinh bào tử, kích thước 1,6 – 2 µm.
Hiếu khí hoặc hiếu khí không bắt buộc.
• Tế bào đứng riêng hoặc xếp chuỗi.

Nhiệt độ sinh trưởng 15º-45ºC
(thích hợp nhất 29-30
0
C).
Phổ biến trong tự nhiên, cư trú
trong đất, trên bề mặt cây và trên
xác sâu.
Tạo ra tinh thể protein trong giai
đoạn tạo bào tử, kích thước 0,6 –
2 µm.
3
Bacillus thurigiensis có khả năng sản sinh ra các loại phân tử protein có tính
độc, và gây độc cho nhiều loài thuộc lớp côn trùng nói chung. Protein gây độc với
côn trùng mà Bacillus thurigiensis sản sinh ra có tính đặc hiệu nhất định đối với
các loài khác nhau, chính vì thế Bt đã trở thành một loại thuốc trừ sâu bệnh hại
thân thiện với môi trường. Và cũng là tiền đề cho việc phát triển cây trồng chuyển
gene có sử dụng các gene có nguồn gốc từ vi khuẩn Bt.Bt lần đầu tiên được phát
hiện vào năm 1901 tại Nhật Bản bởi nhà sinh vật học Shigente Ishiwarti. Năm
1911, Bernard - người Đức, tìm thấy khuẩn Thuring. Năm 1915, Ernst Berliner
phát hiện ra protein Bt. Năm 1920, Bt được sử dụng như là thuốc trừ sâu sinh học.
Năm 1985, gen Cry của Bt được chuyển vào cây trồng để diệt sâu hại.
Sau khi xâm nhập vào các ấu trùng của côn trùng đích qua đường tiêu hóa, protein
Bt được hoạt hóa dưới tác động của môi trường kiềm trong ruột côn trùng, chọc
thủng ruột giữa gây nên sự tổn thương làm chúng ngừng ăn. Kết quả là côn trùng
chết sau một vài ngày.
Với khả năng sản sinh protein độc tố có khả năng diệt côn trùng, Bt đã và
đang được rất nhiều nhà khoa học nghiên cứu và khám phá giá trị nông học của
chúng. Đến nay, hơn 200 loại protein của Bt đã được phát hiện với các nồng độ
độc tố diệt một số loài côn trùng khác nhau. Dưới đây là các loài Bt chính đã được
phát hiện và sử dụng rộng rãi trong sản xuất chế phẩm phòng trừ sâu bệnh cho cây

trồng :
• Bảng 1 : Một số loài Bt chính được ứng dụng trong sản xuất chế phẩm
STT Tên gọi Ký hiệu
1 Bacillus thuringiensis Bt
2 Bacillus thuringiensis subspecies aizawai Bta
3 Bacillus thuringiensis subspecies darmstadiensis Btd
4 Bacillus thuringiensis subspecies entomocidus Bte
5 Bacillus thuringiensis subspecies israelensis Btk
6 Bacillus thuringiensis subspecies kurstaki Btko
7 Bacillus thuringiensis subspecies konkukian Btt
8 Bacillus thuringiensis subspecies tenebrioonis Btte
9 Bacillus thuringiensis subspecies galleriae Btg
4
2. Lịch sử phát hiện và sử dụng Bt
Công nghệ Bt được phát triển mạnh đặc biệt trong khoảng vài thập niên trở
lại đây, tuy nhiên đã có lịch sử hơn trăm năm, ra đời và phát triển theo cùng với sự
phát triển của khoa học kỹ thuật của nhân loại.
Vào năm 1901, một nhà sinh vật học người Nhật, Ishiwatari Shigetane khi
đang thực hiện một cuộc điều tra nghiên cứu nguyên nhân gây bệnh Sotto gây chết
đột ngột, giết chết nhiều quần thể tằm, đã phân lập được một vi khuẩn, chính là
Bt ngày nay và ông coi như một nguyên nhân của bệnh. Đây chính là lần đầu tiên
con người phát hiện ra Bt, và Ishiwatari Shigetane đã đặt tên là Bacillus sotto.
Đến năm 1911, Ernst Berliner - một nhà sinh vật học người Đức, đã phân lập
được vi khuẩn giết hại loài mối Mediterranean flour và phát hiện lại được đây
chính là loài mà Ishiwatari Shigetane phát hiện được. Ông đặt tên lại cho loài vi
khuẩn này là Bt (hay Bacillus thurigiensis) xuất phát từ địa danh Thurigia là một
thị trấn nhỏ ở Đức, nơi đã phát hiện ra.
Năm 1915, Ernst Berliner tiếp tục đưa ra một báo cáo về một loại độc tố
protein, là một thành phần được Bt sản sinh ra trong cơ thể của nó và được ông coi
là nguyên nhân chính gây ra tác dụng giết hại các loại mối lúc bấy giờ. Tuy nhiên,

tác dụng và cơ chế hoạt động của loại protein này về sau khi khoa học phát triển
hơn mới được khám phá chi tiết.
Năm 1920, những người nông dân ở các trang trại lớn tại các nước phát triển
bắt đầu sử dụng Bt như một loại thuốc phòng trừ sâu bệnh lúc bấy giờ. Đặc biệt là
nước Pháp, đã sớm bắt đầu chế tạo các loại thuốc từ bào tử và xác của Bt tạo thành
các thuốc được gọi là Sporine.
Vào những năm 1938 trở đi, khi đó Bt được dùng để giết mối mọt là chính,
và Bt được sản xuất nhiều hơn nhưng những sản phẩm này vẫn còn ít và hạn chế.
Hạn chế gây ra bởi đặc tính dễ dàng bị rửa trôi bởi nước mưa khi phun hay rắc,
thêm vào đó các loại thuốc này giảm tác dụng rất nhanh dưới ánh sáng mặt trời và
các tia cực tím (UV ) và đặc biệt là các loài sâu hại chỉ chịu tác dụng của loại thuốc
này vào thời kỳ sâu non, ấu trùng, nhiều loài sâu hại lại ẩn rất kỹ dưới lá, thân hoặc
dưới đất, chính vì thế mà việc canh thời gian phun, tìm địa điểm thích hợp trở nên
là một vấn đề nan giải khi muốn đạt hiệu quả cao. Chính vì vậy trong thời điểm
này, Bt không được sử dụng một cách rộng rãi trên thế giới.
Năm 1956, khi những nghiên cứu của Hannay, Fitz-James và Angus tìm thấy tác
nhân chính hoạt động chống lại mối và sâu bọ là các phân tử protein được sản sinh
trong cơ thể vi khuẩn Bt. Từ đó mở ra hướng mới cho các nghiên cứu về tác nhân,
cơ chế tác động và di truyền.
Năm 1958, các chế phẩm thuốc trừ sâu sản xuất từ Bt bắt đầu được sử dụng
rất rộng rãi ở Mĩ, Anh, Đức… Và cho tới năm 1961, Bt trở thành một thành phần
5
không thể thiếu được như một loại thuốc trừ sâu thân thiện môi trường trong
chiến lược phát triển nông nghiệp của tổ chức bảo vệ môi trường EPA
(Environmental Protection Agency) của Mỹ.
Năm 1977, đã có 13 loài vi khuẩn Bt đã được tìm ra và mô tả, các nghiên
cứu và khám phá đã chỉ ra rằng Bt không chỉ gây độc duy nhất với một giai đoạn
nhất định của các con ấu trùng của bộ cánh vảy, mà có loài Bt gây độc cả với ấu
trùng của bộ cánh cứng.
Đến năm 1983 thì các nhà khoa học đã tìm ra loài Bt độc đối với loài bọ

cánh cứng.
Và từ những năm 1980 trở đi, khi mà ý thức của con người với vấn đề môi trường
sống tăng cao, khả năng kháng độc của sâu bệnh với các loại thuốc hoá học kể cả
các loại cực độc như DDT và 666… gia tăng, con người phát hiện được lượng tồn
dư các hoá chất phòng trừ sâu hại trong môi trường đang ngày càng tăng lên ảnh
hưởng tới các hệ sinh thái và con người. Xuất phát từ đó, chế phẩm sản xuất từ Bt
ngày càng được sử dụng một cách rộng rãi. Vào thời điểm này, Bt là một loại hợp
chất hữu cơ không ảnh hưởng đến các loại sâu bọ có ích, dễ dàng bị phân huỷ
nhanh chóng trong môi trường thì trên thế giới và ở các quốc gia bắt đầu đầu tư
mạnh cho các nghiên cứu về Bt.
Ngày nay khoa học phát triển, phát hiện ra hơn 1000 sự biến dạng của độc tố
trong cơ thể Bt, cùng với sự phát triển của sinh học phân tử đã nhanh chóng ứng
dụng vào trở thành công nghệ GMO (Genetically Mođifie Organisms ) chuyển gen
điều khiển sự sản sinh độc tố vào cơ thể của cây trồng. Ngô và bông là những
giống cây trồng đầu tiên được chuyển gen Bt do tổ chức EPA của Mĩ sản xuất
1995. Và cho tới hiện nay thì công nghệ GMO đã được ứng dụng trong rất nhiều
loại cây trồng và được trồng ở nhiều nơi trên thế giới như: khoai tây, bông, lúa,
ngô,…
3. Các loại gen và độc tố Bt
Hầu hết các chủng Bt có 1 hoặc nhiều gen tiền độc tố. Cơ sở gây bệnh cho côn
trùng chính là các gen Cry khác nhau, các gen Cry được chia làm 4 nhóm chính:
• Gen Cry I: thường tổng hợp các protein gây bệnh cho bộ côn trùng bộ cánh
vảy.
• Gen Cry II: gây bệnh cho côn trùng bộ cánh vảy và bộ 2 cánh.
• Gen cry III: gây bệnh cho côn trùng bộ cánh cứng (coleoptera).
• Gen IV: gây bệnh cho côn trùng bộ 2 cánh diptera.
Các protein Cry này có thể tương tác với nhau, ảnh hưởng đến độc tính và tính đặc
hiệu đối với các loại côn trùng khác nhau. Các nghiên cứu đã cho thấy rằng các cấu
trúc protein Cry không tương đồng với bất kì chất gây dị ứng hoặc chất gây độc
6

nào đã biết. Hơn nữa protein Cry cũng được khẳng định là không gây độc cấp tính
khi sử dụng làm thực phẩm và thức ăn chăn nuôi kể cả khi thử nghiệm ở liều lượng
cao.
Các nghiên cứu cũng cung cấp thông tin khoa học trong đó chứng minh cơ chế tác
động của protein Cry là phức tạp và đặc hiệu cao. Các protein Cry chỉ gắn vào
trình tự đặc hiệu có mặt trong ruột của các động vật không xương sống và kích
hoạt để protein Cry biến đổi thành dạng có hoạt tính diệt côn trùng. Phân tích miễn
dịch tế bào của Cry 1A đã cho thấy không có các trình tự gắn đặc hiệu cho protein
này được tìm thấy ở tế bào động vật có vú và các loại côn trùng không chủ đích.
Bảng 2. Các gene sử dụng trong tạo cây chuyển gene Bt ở ngô, bông và đậu
tương được cấp phép trồng trọt ngoài môi trường
( />Gene
sử dụng
Cây
trồng áp
dụng
Đặc điểm Côn trùng mục tiêu
Cry1Ab Ngô - Mã hóa trên plasmid; sinh
vật chủ là Bacillus thuringiensis
subsp. Kurstaki
- Vùng độc của protein nằm ở
đầu N
- Protein hình thành trong quá
trình hình thành bào tử, có độ
dài 1155 a.a
Côn trùng cánh
vảy. VD như:
Ostrinia nubilalis
Cry1Ac Ngô,
Bông

- Mã hóa trên plasmid 75kb,
sinh vật chủ là Bacillus
thuringiensis subsp. Kurstaki
- Vùng độc và protein hình
thành tương tự như trên, protein
có độ dài 1178 a.a
Côn trùng cánh vảy.
VD như:
Heliothis
virescents;
Pectinophora
gossypiella;
Helicoverpa zaea;
7
Spodoptera exigua;
Pseudoplusia
includes;
Ostrinia nubilalis
Cry1F
Bông
- Sinh vật chủ là các loài
Bacillus thuringiensis
- Protein hình thành trong quá
trình tạo bào tử, có độ dài 1168
a.a
Côn trùng cánh vảy.
VD như:
Ostrinia nubilalis;
Sesamia spp.;
Spodoptera

frugiperda;
Agrotis ipsilon;
Diatraea
grandiosella
Cry2Ab Bông - Sinh vật chủ là Bacillus
thuringiensis subsp. Kurstaki
- Vùng độc và protein được
hình thành như cry1Ab, protein
có độ dài 633 a.a
Côn trùng cánh vảy.
VD như: Heliothis
virescent;
Pectinophora
gossypiella;
Helicoverpa zaea;
Trichoplusia ni;
Estigmene acrea;
Bucculatrix
thurbeiella;
Spodoptera exigua;
Spodoptera
frugiperda (S.
ornithogoll), và
Ostrinia nubilalis
Cry2Ab2,
Cry1Ac
Ngô - Sinh vật chủ là Bacillus
thuringiensis subsp. Kurstaki;
mã hóa trên plasmid 75Kb
- Vùng độc và protein được

hình thành như trên, protein có
độ dài 1178 a.a
Côn trùng cánh vảy.
VD như:
Spodoptera sp.,
Agrotis ipsilon,
Ostrinia nubilalis;
và Helicoverpa zea
8
Cry1A.105 Ngô - Trình tự amino acid của
domain I và II là giống nhau
tương ứng với protein Cry1Ab
và Cry1Ac; domain III gần
giống với protein Cry1F và đầu
C của domain này giống với
protein Cry1Ac
- Một phần vector (dùng cho
cloning và biến nạp) dùng cho
mã hóa protein Cry1A.105 bao
gồm promoter(P-e35S) và phần
đầu của CaMV 35S RNA với
vùng bản sao enhancer
Côn trùng thuộc họ
Lepidoptera
Cry2Ab2 Ngô Gen đã được sửa đổi Cry2Ab2, là
một biến thể của protein Cry2Ab2
Bacillus thuringiensis subsp.
Kurstaki , gen này còn mã hóa cho
protein Cry2Ab2 khác với loại
hoang dại của Cry2Ab2 của Bt mã

hóa bởi một amino acid.
Côn trùng thuộc họ
Lepidoptera
 Các loại độc tố Bt
Các tinh thể độc Bt có dạng hình thoi, hình quả trám, hình tháp mang bản chất
là protein, có độc tính cao với rất nhều loại côn trùng, chiếm 30% trọng lượng khô
của tế bào.
Có 4 loại tinh thể chính:
- Ngoại độc tố: β - exotoxin hay ngoại độc tố bền nhiệt.
- Ngoại độc tố: γ - exotoxin độc tố tan trong nước.
- Nội Ngoại độc tố: α - exotoxin hay phospholipase.
- Độc tố: δ - endotoxin (đây chính là tinh thể độc), nó chiếm chủ yếu trong 4 loại
độc tố trên 90% và có khả năng diệt sâu cao nhất.
Tính độc: gây độc ở nồng độ picomol (10
-12
M).
 α-exotoxin
Năm 1953, lần đầu tiên Toumanoff phát hiện thấy Bt vả.elesti sản sinh enzym
lethinase.
Ngoại độc tố α-exotoxin là phospholypase C, loại độc tố này chỉ có ở một số
chủng. Enzym này liên quan tới sự phân hủy mang tính cảm ứng của photpholipit
trong mô của côn trùng. Đầu tiên enzym này liên kết với tế bào ruột của côn trùng,
9
sau đó tách ra và được hoạt hóa bởi một số chất không bền nhiệt. Enzym này có sự
liên quan đến hoạt tính trừ sâu và tạo điều kiện cho vi khuaanrxaam nhập vào cơ
thể côn trùng.
 β-exotoxin
Được tìm ra vào năm 1959 khi Halt và Arkawwa nuôi cấy ấu trùng ruồi nhà
bằng thức ăn có chứa Bt.
Ngoại độc tố β-exotoxin tạo thành trong giai đoạn phát triển sinh trưởng trước

khi hình thành bào tử. Enzym này có khối lượng phân tử thấp, hòa tan trong nước,
bền vững ở nhiệt độ cao, có thể chịu được nhiệt độ 120-121 độ C trong 10-15 phút
nên được gọi là ngoại độc tố chịu nhiệt. Có tác dụng ức chế tổng hợp RNA, β-
exotoxin tác dụng cộng hưởng với δ-endotoxin: δ-endotoxin làm dập vỡ, phá hủy
vùng biểu mô ruột giữa côn trùng còn β-exotoxin độc với cơ thể sống kể cả người
nên cần loại bỏ chủng độc tố này.
 δ-endotoxin
δ-endotoxin (tinh thể độc) gọi là Protein Cry, tồn tại dưới dạng tiền độc tố, cần
được hoạt hóa để có tác dụng. Tác dụng độc đặc hiệu với các loài côn trùng. Sau
khi thành tế bào vi khuẩn tiêu hủy thì tinh thể độc tố và bào tử được tự do trong
môi trường và lắng đọng cùng nhau. Enzym này có tác dụng gây giập vỡ, phá hủy
hoàn toàn biểu mô ruột giữa của côn trùng mẫn cảm và gây chết.
II. Các phương pháp sử dụng vi khuẩn Bt
1) Phương pháp truyền thống

Phương pháp sử dụng chế phẩm sinh học Bt dạng phun hay rắc.
 Ưu điểm:
- Bt có thể được nuôi cấy và chiết xuất dễ dàng nhờ quá trình lên
men. Vì vậy, Bt đã được sử dụng rộng rãi làm thuốc diệt côn trùng
từ hơn 40 năm nay ở nhiều nơi trên thế giới.
- Đặc biệt Bt đã đem lại lợi ích to lớn cho các nông trại hữu cơ vì
chúng được coi là một trong số ít thuốc trừ sâu đạt tiêu chuẩn hữu
cơ (thân thiện với môi trường và sức khỏe con người). Tùy thuộc
vào cấu trúc (dạng hạt hay dạng dịch) mà thuốc diệt côn trùng
được phun hay rắc.
 Nhược điểm:
10
- Vẫn tồn tại một số hạn chế nhất định đối với cả hai trường hợp ứng
dụng này như thuốc diệt côn trùng Bt rất khó tiếp xúc với côn
trùng đích ẩn sâu dưới lá, trong thân cây, trong đất hoặc côn trùng

ở các giai đoạn khác nhau: nhộng, bướm…
- Dễ bị ảnh hưởng bởi các yếu tố môi trường, thời tiết như nước mưa
rửa trôi, ánh sáng mặt trời, tia UV…
- Những bất lợi này đã được loại trừ nhờ công nghệ sinh học hiện
đại
 Một số ví dụ về thuốc Bt hiện có trên thị trường:
+Bacilus thuringiensis var aizawai kiểu serotype, hoạt chất ở dạng bào tử và
tinh thể, chế biến thành dung dịch đặc, dùng trừ ấu trùng mọt hại kho tàng.
+Bacillus thuringiensis var. israelensis (tên khác: Teknar) hoạt chất ở dạng
tinh thể δ - endotoxin tạo thành qua lên men Bacillus thuringiensis Berliner
var. israelensis, Serotype (H-14). Thuốc được gia công ở nhiều dạng như
dung dịch, bột thấm nước dùng trừ muỗi, ấu trùng ruồi.
+Bacillus thuringiensis var. kurstaki (tên khác Bakthane, Agritol,
Bactospeine plus, Biotrol ), hoạt chất ở dạng bào tử và tinh thể δ -endotoxin
được tạo thành qua lên men Bacillus thuringiensis Berliner, var. kurstaki,
Serotype H-3a 3b. Thuốc được gia công thành nhiều dạng như bột thấm
nước, sữa huyền phù, dung dịch đặc dùng trừ ấu trùng bộ Lepidoptera như
sâu khoang, sâu tơ, sâu xanh và nhiều loại sâu khác hại rau, màu và cây ăn
trái.
+Bacillus thuringiensis var. morrisoni, hoạt chất ở dạng bào tử và tinh thể δ
- endotoxin được tạo thành qua lên men Bacillus thuringiensis Berliner var
morrisoni, serotype 8a 8b. Thuốc được gia công thành dạng bột khô tan
trong nước và bột thấm nước, dùng trừ ấu trùng bộ Lepidoptera hại rau,
màu, cây ăn trái, cây cảnh, cây công nghiệp.
+Bacillus thuringiensis var. San Diego (tên khác: Myx 1850), dùng để trừ bọ
cánh cứng cho khoai tây, cà chua, cây xanh.
2) Phương pháp hiện đại
Các nhà khoa học đã tiến hành chuyển gen Bt mã hóa cho protein tinh thể độc tố từ
vi khuẩn Bt vào thực vật. Cây trồng được chuyển gen BT sẽ có khả năng tự kháng
lại sâu hại đích. Các protein sản sinh trong thực vật không bị rửa trôi hay bị phân

huy dưới ánh nắng mặt trời.vì vậy, bất kể trong điều kiện sinh thái, khí hậu thế nào
thì cây trồng vẫn được bảo vệ khỏi sự tấn công của sâu đục thân, hay đục quả.
 Ưu điểm:
11
- Làm giảm lượng thuốc trừ sâu đang dùng, không gây ô nhiễm môi trường,
cải thiện đáng kể chất lượng nước những vùng sử dụng thuốc.
 Nhược điểm:
Cây trồng chuyển gen Bt đã mang lại vô cùng nhiều lợi ích. Tuy nhiên, nó cũng
có những tác động không mong muốn tới hoạt động sản xuất nông nghiệp:
- Khi càng nhiều các cây chuyển gen chứa độc tố diệt sâu Bt thì làm xuất hiện
nhiều cá thể kháng trong quần thể sâu đích , có thể tạo ra các quần thể mới, loài
mới kháng lại được các cây chuyển gen kháng sâu, phá hoại mùa màng.
- Gây hại cho một số loại côn trùng không chủ đích, có lợi.
 Biện pháp khắc phục:
Quản lý chặt chẽ các cây trồng biến đổi gene trên đồng ruộng,cần phải có
nhiều nghiên cứu chứng minh tính an toàn của cây trồng biến đổi gen đối với sinh
vật không chủ đích trước khi được đưa vào sản xuất.
Sau 15 năm phát triển, cho đến nay đã có nhiều giống cây trồng CNSH được
thương mại hóa và sử dụng làm thực phẩm, thức ăn chăn nuôi và trồng trọt ở nhiều
quốc gia trên thế giới. Thành công đặc biệt phải kể đến 3 đối tượng là ngô (Zea
mays L.), đậu tương (Glycine max L.) và bông (Gossypium hirsutum L.) với hai
tính trạng được cải biến là chống chịu thuốc trừ cỏ và kháng sâu. Đây cũng là 3 cây
trồng mà Việt Nam được phép để khảo nghiệm đồng ruộng. Các cây này cũng đã
được mở rộng phát triển ở nhiều quốc gia, cụ thể:
Cây ngô: Theo CERA, tính đến năm 2010 đã có 53 sự kiện chuyển gene ở
ngô, trong đó 47 sự kiện được cấp phép trồng trọt. Các đặc tính chủ yếu ngô CNSH
là kháng sâu, chống chịu thuốc trừ cỏ, nâng cao hàm lượng dinh dưỡng và tính bất
dục đực.
Cây đậu tương: Theo CERA, tính đến năn 2010 đã có 11 sự kiện đậu tương
chuyển gene, trong đó 10 sự kiện được cấp phép trồng trọt. Hai đặc tính chủ yếu

của đậu tương CNSH là kháng sâu và kháng thuốc trừ cỏ. Ngoài ra, đặc tính cải
thiện chất lượng dinh dưỡng cũng là đặc tính đang được quan tâm.
Cây bông: Theo CERA, tính đến năm 2010 đã có 21 sự kiện chuyển gene
trên cây bông, trong đó 17 sự kiện được cấp phép trồng trọt. Hai đặc tính chủ yếu
của bông CNSH là kháng sâu và kháng thuốc trừ cỏ.
III. Tác động của Bt protein đến các sinh vật không phải là mục tiêu
Mối quan tâm đặc biệt về cây trồng chuyển gen Bt là chúng có thể ảnh
hưởng đến các sinh vật không chủ đích hay không. Các sinh vật không chủ đích
có thể bao gồm các loài côn trùng có ích và sinh vật đất, các sâu hại không chủ
đích và các loài được coi là quan trọng cho việc duy trì đa dạng sinh học.
Đối với Bt được đánh giá trong phòng thí nghiệm, các tác động bất lợi
chỉ được quan sát ở một số rất ít loài mà có mối qua hệ di truyền gần với các loài
12
chủ đích cần tiêu diệt. Tuy nhiên ở quy mô nghiên cứu trên đồng ruộng được thực
hiện bởi cộng đồng khoa học cũng như bởi chính công ty tạo giống cây trồng
kháng côn trùng có sự biểu hiện hàng loạt các protein khác nhau đã chứng minh
rằng các cây trồng này không có ảnh hưởng bất lợi nào đến đa dạng sinh học, các
quần thể loài thiên địch và các loài côn trùng chân khớp có ý nghĩa quan trọng về
mặt sinh thái.
Khi biểu hiện ở các cây trồng Bt, chí một số loài nhạy cảm thuộc bộ
cánh vảy và bộ cánh cứng cũng đã được chứng minh là phơi nhiễm với mức độ
biểu hiện rất thấp của các protein Cry 1 và Cr 3, như vậy có nghĩa là sẽ không tạo
ra rủi ro có ý nghĩa là sẽ không tạo ra rủi ro có ý nghĩa đối với quần thể các laoif
không phải chủ đích.
Việc đánh giá khả năng gây tác động bất lợi dự vào các thông số sau:
 Ngưỡng phơi nhiễm(MOEs) với mỗi sinh vật cụ thể
 Nồng độ không gây ảnh hưởng có thể quan sát được(NOEL)
 Hàm lượng protein do cây trồng đó tạo ra
 Những tranh luận về cây trồng Bt và những tác động của nó đến sinh
vật không phải mục tiêu

1) Tranh luận về ngô Bt và những tác động của nó đến bướm Monarch
Năm 1999, Losey và cộng sự đã công bốtrên tạp chí Nature (Thiên
nhiên) chứng minh rằng phấn hoa từ cây ngô biến đổi gen (ngô Bt – ngô
được ghép gen của vi khẩn Bacilus thuringensis) có thể gây chết loài bướm
vua. Bướm vua ăn mật hoa cây bông tai chứ không ăn mật hoa ngô, nhưng
do phấn hoa ngô Bt bị gió cuốn sang cây bông tai mọc ở các cánh đồng gần
đó, nên bướm vua ăn phải và bị tận diệt. Các chất độc trong ngô Bt còn có
khả năng tiêu diệt nhiều ấu trùng của các loài côn trùng khác chứ không chỉ
như dự định ban đầu là chỉ diệt sâu đục thân ngô. Điều đó làm giảm lượng
côn trùng thụ phấn cho các loài thực vật khác mọc gần khu vực trồng ngô
Bt. Nghiên cứu này về sau được xác nhận bởi các nghiên cứu kiểm tra do
Cục Bảo vệ Môi trường Mỹ (EPA) và một số tổ chức khoa học phi chính phủ
tiến hành. Nhiều cuộc tranh luận đã xảy ra giữa hai nhóm thừa nhận và phản
đối kết quả kiểm tra.
Tuy nhiên nghiên cứu của Losey và cộng sự sau đó đã được chỉ ra một số hạn
chế về mặt phương pháp. Sau đó đã có nhiều nghiên cứu được tiến hành đánh
giá trên các loại protein Cry. Những nghiên cứu gần đây cho thấy ngô Bt gây
ảnh hưởng không đang kể đối với quần thể bướm Monarch trên cánh đồng. Nỗ
lực nghiên cứu hợp tác giữa các nhà khoa học Hoa Kỳ va Canada đã cung cấp
13
những thông tin để xây dựng quá trình đánh giá rủi ro tiêu chuẩn về ảnh hưởng
của ngô Bt đối với quần thể bướm Monarch. Họ đi đến kết luận rằng, hầu hết
các giống lai thương mại, protein bt được biểu hiện với nồng độ thấp trong hạt
phấn và nghiên cứu trong phòng thí nghiệm cũng như trên cánh đồng cho thấy
mọi mật độ hạt phấn đều không gây ảnh hưởng có hại trên đồng ruộng.
2) Ảnh hưởng của Cry1F trên thiên địch của sâu xanh (Army Worm)
Sâu xanh ăn tạp (Spodoptera armigera) là những sinh vật đầu tiên biểu
hiện sự tiến hóa về tính kháng với giống bắp chuyển gen Cry1F (Cry1F-
expressing maize) (Mycogen 2A517). Mặt khác, bọ rùa (ladybird beetle: tên khoa
học là Coleomegilla maculata) ức chế quần thể sâu hại bắp thông qua hiện tượng

ăn rầy mềm, bọ trĩ, và trứng và sâu non thuộc Cánh Vảy. Nhà khoa học Anthony
Shelton và ctv. thuộc Đại Học Cornell đã đánh giá tác động của giống bắp chuyển
gen Cry1F đối với một vài thông số biểu hiện sự thích nghi của bọ rùa (con ăn
mồi) đối với hai thế hệ đã ăn sâu xanh (army worm) như nguồn dinh dưỡng
chính. Kết quả cho thấy độ dài của thời kỳ nhộng và sâu non, khối lượng cơ thể
thành trùng, và khả năng sinh sản của bọ rùakhông khác biệt ý nghĩa nều cho
chúng ăn sâu trên lá bắp chuyển gen và bắp không chuyển gen. Các xét nghiệm
sinh học còn khẳng định rằng bọ rùa không bị ảnh hưởng bởi Bt protein. Trên cơ
sở phát hiện đó, Bt protein này đã không ảnh hưởng gì đến các thông số quan
trọng về thích nghi của con ăn mồi sâu xanh, và chính protein như vậy đã bị phân
hủy sau khi sau khi chuyển qua các mức độ dị dưỡng khác (trophic levels).
3) Ảnh hưởng lâu dài của bông vải BT trên rầy mềm (aphids)
Ju-Hong Zhang và ctv. thuộc Đại Học Jilin, Trung Quốc, đã thực hiện một
nghiên cứu liệu rằng giống bông vải chuyển gen Bt có ảnh hưởng đến rầy mềm
(aphids: Aphis gossypii), một loài sinh vật không chủ đích. Họ đã so sánh các
thông số sinh học (life-table parameters) của aphids từ thế hệ thứ nhất đến thế
hệ thứ 37 cho ăn trên giống bông vải Bt và giống bông vải không có Bt. Người
ta cần phải tìm thấy được có sự chuyển Bt protein từ giống bông Bt trong
honeydew (dịch tiết từ cơ thể) của aphids hay không? Họ sử dụng phương pháp
xét nghiệm ELISA (enzyme-linked immunosorbent assay). Kết quả cho thấy
các thông số này của aphids sống trên bông vải Bt không khác biệt có ý nghĩa
khi cho chúng ở trên bông vải không Bt từ thế hệ thứ nhất đến thứ 37. Theo xét
nghiệm này, Bt protein hiện diện trên lá bông vải Bt và hàm lượng thay đổi theo
các giai đoạn tăng trưởng khác nhau. Theo dấu vết Bt protein, người ta thấy
rằng aphids ăn Bt cho kết quả như nhau về honeydew của chúng. Họ đã kết luận
rằng: ngay cả Bt thể hiện ở dạng vệt đi nữa trong thân con aphids thì protein
này cũng không có ảnh hưởng nào cho aphids cả về dài hạn lẫn ngắn hạn.
14
4) Protein Bt Vip3A không ảnh hưởng đến mục tiêu phi vật thể
Cây GM có chứa các protein từ vi khuẩn Bacillus thuringiensis (Bt) cung

cấp lợi ích kinh tế, môi trường và sức khỏe bằng cách duy trì hoặc cải thiện sản
xuất có sử dụng thuốc trừ sâu ít hơn. Để duy trì những lợi thế này, các loài gây hại
phải được ngăn chặn từ phát triển đề kháng với các protein Bt, và các sinh vật
mục tiêu không bị ảnh hưởng bởi các protein Bt. Vip3A, một côn trùng thực vật
Bt protein mà các công trình chống sâu bệnh như sâu bướm lepidopterous và
bướm, có một chế độ khác nhau của hành động từ các protein khác và khi kết hợp
với các protein khác giúp trì hoãn sự tiến hóa của kháng sâu bệnh cho cây trồng
Bt.
Các nhà khoa học Alam Raybould và Demetra Vlachos của Syngenta đã
nghiên cứu những tác động của Vip3A trên các sinh vật không phải mục tiêu. Họ
cũng tiến hành một cuộc đánh giá rủi ro sinh thái của ngô MIR162, dòng thể hiện
Vip3A. Kết quả cho thấy rằng 11 trong số 12 loài không phải mục tiêu không bị
ảnh hưởng do tiếp xúc với nồng độ cao của Vip3A. Các waterflea, một sinh vật
không phải mục tiêu, cho thấy không có ảnh hưởng trong sự tồn tại hay khả năng
sinh sản nhưng thể hiện một thay đổi nhỏ trong tỷ lệ tăng trưởng. Do đó, trồng
MIR162 đặt ra rủi ro không đáng kể đến sinh vật không phải mục tiêu.
5) Tích tụ Bt protein trong nhện và con mồi

Nhà khoa học Michael Meissle và Jorg Romeis thuộc Agroscope, Thụy Sĩ
thực hiện một nghiên cứu nhằm xác định sự hấp thu và số phận của Bt protein
trong Phylloneta impressa, một thiên địch thuộc chân khớp (arthropod predator).
Những thiên địch như P. impressa có thể bị bội nhiễm với Bt protein khi nó ăn
mồi mà con mồi này đã ăn cây trồng chuyển gen Bt (Bt crops).
15
Nhện P. impressađược nuôi bằng bọ cánh cứng đục rễ bắp (western corn
rootworm beetle) và con lacewigs, chúng được nuôi trên cây bắp chuyển gen Bt.
Họ đo hàm lượng Bt protein (Cry3Bb-1) trong nhện một ngày sau khi cho ăn và
ghi nhận nồng độ này là 55% trong bọ cánh cứng và 37% trong con lacewigs. Sau
5 ngày, họ thấy rằng hàm lượng Bt protein giảm nhanh có ý nghĩa (90%), cho thấy
có sự bài tiết nhanh, sự tiêu hóa, hoặc cả hai sự kiện. Họ cũng so sánh các hàm

lượng như vậy sau 8 ngày cho ăn và in dữ liệu với cách thức cho ăn dài ngày hơn
(28-64 ngày). Hàm lượng tích tụ theo nghiệm thức cho ăn dài ngày cũng giống
như hoặc thấp hơn nghiệm thức cho ăn ngắn ngày, khẳng định rằng Bt protein
không tích tụ trên những con chân đốt đang thí nghiệm
6) ảnh hưởng của bông vải Bt trên quần thể sinh vật

Ảnh hưởng của cây trồng biến đổi gen GM trên an toàn sinh học về
thực phẩm và sinh môi là một trong những quan tâm chủ yếu khi thương mại
hóa giống cây trồng biotech. Jiangang Pan và ctv. thuộc Viện Hàn Lâm Khoa
Học Trung Quốc đã xem xét những thay đổi các thành phần trong quần thể
vi nấm và vi khuẩn sống trên mặt đất ruộng trồng bông vải Bt (Bt
cotton SGK321) bằng phương pháp phân tích đánh dấu vân tay DNA
(molecular fingerprinting). Họ sưu tập các dữ liệu của bốn giai đoạn tăng
trưởng chính của cây bông: gieo hạt, đâm nụ, trổ bông, và khai quả. Kết quả
cho thấy sự đa dạng vi khuẩn bị giảm chỉ trong giai đoạn đâm nụ (budding),
trên cơ sở dữ liệu tính toán theo Shannon index. Có sự tăng rất nhỏ về đa
dạng vi nấm và sự phong phú của chúng trong tất cả các giai đoạn trừ giai
đoạn gieo hạt. Họ còn tìm thấy có sự phối hợp giữa quần thể vi nấm và thể
hiện của Bt protein (Cry1Ac) theo phân tích ELISA (enzyme-linked
immunosorbent assay) ở giai đoạn gieo hạt (seeding) và đâm nụ. Tuy nhiên,
sự thể hiện Cry1Ac không phải là yếu tố gây ảnh hưởng nhiều nhất trên sự
16
thay đổi quần thể vi sinh vật trên mặt đất nơi trồng cây bông BT. Các yếu tố
quan trọng nhất là thay đổi khí hậu và diễn biến thời tiết trong năm trên quần
thể vi sinh vật.
7) ảnh hưởng của giống ngô Bt đối với sinh trưởng và phát triển của sinh vật ăn
thịt (thiên địch)

Belen Lumbierresvà ctv. thuộc Universitat de Lleida đã xét nghiệm ảnh hưởng đối
với sinh trưởng và sự phát triển của ấu trùng con ăn mồi có tên gọi thông dụng

là pirate bug và tên khoa học làOrius majusculus khi nuôi chúng ăn mồi trên cây
biến đổi gen Bt và trên cây không phải Bt. Trong thí nghiệm đầu tiên, họ phân tích
ảnh hưởng của giống bắp Bt đối với sự thụ tinh và sự đẻ trứng khi cho chúng ăn
bằng thực phẩm có chứa hạt phấn Bt hoặc “non-Bt” với con mồi (prey). Trong thí
nghiệm thứ hai, họ đo đếm ảnh hưởng của hạt phấn Bt và “non-Bt” không có con
mồi trên cơ sở phát triển của ấu trùng, sự sống sót, tỷ lệ giao phối và kích thước
cũng như khối lượng cơ thể con thành trùng. Trong thí nghiệm sau cùng, họ phân
lập ảnh hưởng của môi trường có con mồi chứa Bt protein đối với thời gian phát
triển của ấu trùng,sự sống sót, tỷ lệ giao phối, khối lượng thân thành trùng bằng
cách sử dụng nhện đỏ ăn cây Bt và cây không Bt. Kết quả cho thấy khi nuôi con
pirate bug bằng côn trùng đã ăn Bt protein thông qua mẫu lá, hạt phấn, hoặc nhện
đỏ, không có bất cứ ảnh hưởng nào cho côn trùng ăn mồi này về mức độ sống sót,
sự phát triển, khả năng sinh sản, và thụ tinh. Trái lại, những ảnh hưởng dương tính
được ghi nhận về thụ tinh và thời gian phát triển của con ăn mồi này. Khả năng
sinh sản được cải tiến khi cho chúng ăn mồi đã sử dụng trên cây Bt, sự phát triển
ấu trùng giảm khi ấu trùng được nuôi với vật liệu là cây Bt và nhện đỏ ăn Bt.
8) Ảnh hưởng tồn dư của lúa Bt đối với Arthropods sau khi thu hoạch
17
Hầu hết các nghiên cứu đánh giá rủi ro của cây trồng chuyển gen Bt (Bt crops)
đối với các sinh vật không phải là mục tiêu, thường tập trung vào giai đoạn
đang canh tác và rất ít khi quan tâm đến giai đoạn sau thu hoạch. Yo-Tu Bai và
cộng sự thuộc Đại Học Southwest, Trung Quốc đã tiến hành đánh giá trên đồng
ruộng quần thể sinh vật thuộc arthropod (động vật chân đốt) không phải là sinh
vật mục tiêu của giống lúa chuyển gen Bt, trong vật chất dư thừa của rơm rạ
sau khi thu hoạch. Họ đã thực hiện hai khảo nghiệm đồng ruộng, trong đó
những bẩy bắt mẫu được dựng nên để nghiên cứu động vật chân đốt trên đồng
ruộng trồng lúa Bt và ruộng lúa bình thường.
Trên cả hai khảo nghiệm, có rất nhiều mẫu sinh vật chân đốt được thu thập,
nhưng chủng loại arthopods thì rất biến thiên. Có tổng cộng 52.386 cá thể côn
trùng và nhện thuộc 93 họ khác nhau được thu thập trên hai khảo nghiệm này.

Hầu hết các mẫu thuộc về nhóm ăn mảnh vụn [detritus feeders] chiếm 91,9%,
kế đến là loài ăn mồi [predators] chiếm 4,2%, loài ăn thực vật [herbivores]
chiếm 3,2%, và loài ký sinh [parasitoids] chiếm 0,7%. Họ không tìm thấy bất
cứ sự khác biệt nào về tính chất của quần thể sinh vật chân đốt trên ruộng lúa
Bt và ruộng lúa bình thường.
9) Ảnh hưởng bội nhiễm các protein Bt trên ấu trùng ong mậ t
Ong mật là sinh vật rất quan trọng không phải mục tiêu của sản phẩm
biến đổi gen, được người ta sử dụng đế đánh giá mức độ rủi ro cây trồng biến
đổi gen (GM crops). Harmer Hendriksma và đồng nghiệp Thuộc ĐH
Würzburg, Đức đã phân tích phản ứng của ấu trùng ong mật đối với hiện tượng
bội nhiễm ba protein có thuật ngữ chuyên môn là insecticidal Bacillus
thuringiensis (Bt) proteins và CP4-protein liên quan đến tính kháng thuốc diệt
cỏ (herbicide resistance) kết hợp trong cùng một giống bắp chuyển gen. Họ
cũng đã trắc nghiệm an toàn sinh học của GNA lectin trong cây hoa tuyết
(Galanthus nivalis agglutinin), một protein ứng cử viên trong kiểm soát côn
trùng chích hút.
Ấu trùng ong mật được khống chế trong một lồng nuôi in vitro. Kết
quả cho thấy sự kết hợp 3 protein này không có ảnh hưởng nào đến ấu trùng
ong mật. Trái lại, GNA lectin được tìm thấy có độc tính với ầu trùng ở bất cứ
mức độ nào do sự thay đổi khối lượng nhộng trước và sau khi bội nhiễm
(exposure). Họ đã kết luận rằng không có một protein Bt nào cũng như
không có một kết hợp nào gây ảnh hưởng độc hại cho ấu trùng ong mật.
10) Protein Bt Vip3A không ảnh hưởng đến mục tiêu phi vật thể
18
Cây GM có chứa các protein từ vi khuẩn Bacillus thuringiensis (Bt) cung cấp
lợi ích kinh tế, môi trường và sức khỏe bằng cách duy trì hoặc cải thiện sản
xuất có sử dụng thuốc trừ sâu ít hơn. Để duy trì những lợi thế này, các loài gây
hại phải được ngăn chặn từ phát triển đề kháng với các protein Bt, và các sinh
vật mục tiêu không bị ảnh hưởng bởi các protein Bt. Vip3A, một côn trùng
thực vật Bt protein mà các công trình chống sâu bệnh như sâu bướm

lepidopterous và bướm, có một chế độ khác nhau của hành động từ các protein
khác và khi kết hợp với các protein khác giúp trì hoãn sự tiến hóa của kháng
sâu bệnh cho cây trồng Bt.
Các nhà khoa học Alam Raybould và Demetra Vlachos của Syngenta đã
nghiên cứu những tác động của Vip3A trên các sinh vật không phải mục tiêu.
Họ cũng tiến hành một cuộc đánh giá rủi ro sinh thái của ngô MIR162, dòng
thể hiện Vip3A. Kết quả cho thấy rằng 11 trong số 12 loài không phải mục tiêu
không bị ảnh hưởng do tiếp xúc với nồng độ cao của Vip3A. Các waterflea,
một sinh vật không phải mục tiêu, cho thấy không có ảnh hưởng trong sự tồn
tại hay khả năng sinh sản nhưng thể hiện một thay đổi nhỏ trong tỷ lệ tăng
trưởng. Do đó, trồng MIR162 đặt ra rủi ro không đáng kể đến sinh vật không
phải mục tiêu
11)Ảnh hưởng của Bt Proteins từ thân ngô đến hoạt tính enzyme của sâu đỏ
Bt proteins sản sinh từ cây bắp ngô chuyển gen Bt có thể thấm sâu xuống đất
khi thân rạ cây bắp bị vùi chôn trên ruộng. Rễ bắp phóng thích ra các cơ chất
vào đất. Phấn hoa bắp rơi xuống đất là những tác nhân để protein này vào
trong đất. Shu Ying-hua và cộng tác viên thuộc ĐH Nông Nghiệp Nam Trung
Quốc đã thực hiện một nghiên cứu về ảnh hưởng của Bt proteins trong cây
bắp Bt vào hệ sinh thái đất, đặc biệt đối với hoạt tính của enzyme con sâu đỏ
Eisenia fetida.
Các nhà nghiên cứu vùi trong đất thân rạ của cây bắp Bt và cây bắp không phải
chuyển gen Bt với mức độ 5% và 7.5% cho phép sự lai xảy ra giữa các loài sâu
đỏ trong đất. Hàm lượng tổng số củal Bt protein và hoạt tính của enzymes
acetylcholine esterase (AchE), glutathione peroxidase (GSH-PX), catalase
(CAT), và superoxide dismutase (SOD) trong con sâu đỏ được ghi nhận ở
ngày thứ 7 và thứ 14 sau khi vùi than rạ.
Kết quả cho thấy hàm lượng protein tổng số và hoạt tính của GSH-PX giảm
trong khi hoạt tính của AchE, CAT, và SOD tăng ở ngày thứ 14, so với các
nghiệm thức ở ngày thứ 7. Trong đất có thân rạ bắp Bt, hoạt tính của SOD tăng
và hoạt tính của AchE và GSH-PX giả, nhưng rất ít ảnh hưởng đến protein

tổng số và hoạt tính của CAT, so với than rạ cây bắp không phải là Bt.
12) Ảnh hưởng của giống ngô Bt đến quần thể sinh vật phân giải hữu cơ trong
đất
19
Các nhà khoa học thuộc ĐH Cornell và ĐH Nebraska đã so sánh mức độ phân
giải chất hữu cơ và tính chất đa dạng của sinh vật phân giải (decomposers)
đang sinh sống cùng với chất thải của giống ngô Bt (Bt corn) so sánh đối chứng
với giống ngô bình thường . Nghiên cứu này được thực hiện trong túi rác đặt
trên ruộng vùng Nebraska trong 5 tháng. Kết quả nghiên cứu cho thấy không
khác biệt có ý nghĩa về mật độ phân hủy hữu cơ giữa ruộng trồng ngô Bt và ngô
bình thường. Mức độ phẩn giải hữu cơ và tính đa dạng của cộng đồng các
decomposers thay đổi một cách đáng kể ở các bộ phận và vị trí xếp đặt của cây
ngô, không phải là giống ngô. Theo đó, các nhà nghiên cứu đã kết luận rằng
giống ngô Bt không biểu hiện một sự đe dọa nào đến sinh môi của cộng đồng
sinh vật phân giải chất hữu cơ trong đất.
13)Đông v ậ t và côn trùng

Các thử nghiệm tiến hành trên chó, chuột, chuột lang, thỏ, cá, ếch, kỳ giông và chim cho thấy protein Bt không gây ra nhũng
anh hưởng có hại. Cũng cần nhấn mạnh rằng, độc tố cũng hoan toàn không gây ảnh hưởng đến các loai côn trùng có ích
hoặc động vật ăn thịt như ong mật và bọ cánh cứng (Extoxnet, 1996).
IV. An toàn và lợi ích của công nghệ Bt
a) An toàn của công nghệ Bt
 Ảnh hưởng đến sức khỏe con người
Protein Bt có an toàn đối với các sinh vật khác hay không? Tính đặc hiệu
của độc tố Bt đối với côn trùng đích là một trong những tính trạng khiến Bt
trở thành thuốc trừ sâu sinh học lý tưởng. Trên thực tế, các chủng Bt khác
nhau sản sinh ra các protein độc đối với một số loài côn trùng nhất định. Độc
tố của protein Bt tương tác trực tiếp với thụ thể. Có nghĩa là đối với những
côn trùng bị ảnh hưởng bởi protein Bt, trong ruột chúng phải có các vị trí thụ
thể đặc trưng để protein có thể kết bám. May mắn là người và đại đa số các

côn trùng có ích không có các thụ thể này.
Trước khi được đưa ra thị trường, cây trồng Bt phải trải qua rất nhiều thử
nghiệm quản lý nghiêm ngặt trong đó bao gồm các nghiên cứu độc tính và
khả năng gây dị ứng.
Cục Bảo vệ Môi trường Hoa kỳ (US Environmental Prôtectin Agency US-
EPA) đã triển khai những đánh giá độc tố và thậm chí các protein Bt đã được
thử ở liều lượng cao hơn. Theo Extension Toxicology Network (Extoxnet),
các dự án về thông tin thuốc trừ sâu ở một số trường đại học của Hoa kỳ cho
thấy “Kết quả cuộc thử nghiệm trên 18 người mỗi ngày ăn 1 gram Bt thương
mại trong vòng 5 ngày, và trong các ngày khác nhau… không gây ra chứng
bệnh gì. Những người ăn 1 gram Bt/ngày trong 3 ngày liên tục haòn toàn
không bị ngộ độc hay nhiễm bệnh”. Hơn nữa, ở mức phân tử protein nhanh
20
chóng bị phân hủy bởi dịch vị dạ dày (trong điều kiện phòng thí nghiệm)
(Extoxnet, 1996).
 Ảnh hưởng đến môi trường
Nước ngầm và hệ sinh thái đất
Protein Bt tồn tại tương đối bền trong đất và được phân loại vào dạng bất
động vì nó không có khả năng di chuyển hoặc thấm qua nước ngầm. Protein
này không bền vững trong điều kiện đất axit, và bị phân hủy nhanh chóng
khi phơi dưới ánh sáng mặt trời, dưới tác động của tia UV.
Các chuyên gia đã tiến hành những nghiên cứu độc lập nhằm điều tra các
ảnh hưởng của cây trồng Bt đối với sinh vật đất và các loài côn trùng khác
được xem là có ích trong nông nghiệp. Kết quả cho thấy, chúng không gây
ra ảnh hưởng bất lợi đối với các sinh vật đất không phải là đích tấn công của
chúng, thậm chí ngay cả khi cá sinh vật này được xử lý Bt với liều lượng cao
hơn nhiều so với thực tế có thể xảy ra trong điều kiện trồng trọt tự cho thấy
không có sự thay đổi nào trong quần thể vi sinh vật đất giữa các cánh đồng
có nguyên liệu thực vật Bt và cánh đồng có nguyên liệu thực vật truyền
thống (Donegan và cộng sự, 1995), cũng như không quan sát thấy sự khác

biệt giữa các cánh đồng trồng cây Bt và cây không chuyển gen Bt (Donegan
và cộng sự, 1996 ).
b) lợi ích của cây trồng Bt
Tăng cường quản lý sâu bệnh. Các cây trồng Bt kháng côn trùng đã
giúp nông dân có thể bảo vệ cây trồng chống lại một số loài côn trùng gây hại và
giảm thiểu hoặc hoàn toàn không phun thuốc trừ sâu. Sản lượng mùa màng tăng
lên và cho phép nông dân có nhiều thời gian dành cho các công việc quản lý nông
trại.
Giảm sử dụng thuốc trừ sâu. Nghiên cứu của Bộ Nông nghiệp Hoa kỳ cho thấy
năm 1998, nông dân trồng cây Bt đã giảm sử dụng 8,2 triệu pounds (tương đương
hơn 3,7 triệu kg) thuốc trừ sâu. Trung Quốc và Argentina cũng là những quốc gia
giảm đáng kể việc sử dụng thuốc trừ sâu. Lượng thuốc trừ sâu đã giảm từ 60-70%
nhờ trồng bông Bt.
Thu được lợi nhuận nhiều hơn. So với cây trồng truyền thống, cây
trồng Bt có chi phí đầu vào thấp hơn nên thu được lợi nhuận cơ hơn. Ở Hòa kỳ,
nông dân trồng bông Bt đã thu được 99 triệu đô la tiền lãi nhờ giảm chi phí mua
thuốc trừ sâu và/ hoặc do tăng sản lượng. Tương tự, nông dân trồng bông Bt ở
Argentina cũng thu được lợi nhuận tăng 65,05 đôla/ha.
Cải thiện điều kiện cho các sinh vật không cần diệt. Khi thuốc trừ sâu
truyền thống phổ rộng được sử dụng đã hạn chế sự sinh sôi của các quần thể ăn
thịt và sinh vật ký sinh, kết quả là gây ra sự tàn phá của các loài sâu hại thứ cấp.
21
Đối với câu trồng Bt, nhờ khả năng tự kháng sâu bệnh nên lượng
thuốc trừ sâu sử dụng đã được giảm đáng kể nhờ vậy đã tăng cường sự phát triển
của các sinh vật có ích. Các sinh vật này có thể giúp khống chế các loài sâu hại
thứ cấp.
Ngô chứa ít độc tố mycotoxin. Ngoài khả năng diệt côn trùng hiệu
quả, cây trồng bt còn khó bị nhiễm các mầm bệnh vi sinh vật như nấm Fusarium.
Loài nấm này sản sinh mycotoxin, độc tố có thể gây chết gia súc cũng như gây
ung thư cho người.

Quản lý tính kháng côn trùng (IRM)
Vì vậy trồng Bt có khả năng biểu hiện protein Bt liên tục trong suốt mùa gieo
trồng nên các bước phòng ngừa đã được triển khai nhằm tránh sự hình thành tính
kháng côn trùng. EPA luôn luôn yêu cầu có vùng đệm, khu vực trồng các loài cây
không chuyển gen Bt, gần với vùng trồng cây Bt.
IRM cho rằng chìa khóa đảm bảo sử dụng bền vững thuốc diệt côn trùng bao gồm
các cây trồng chuyển gen và các công thức phun vi sinh vật Bt.
C.Kết luận
Như vậy, sự ra đời của công nghệ Bt đóng một vai trò vô cùng quan trọng và
không thể phủ nhận trong nền nông nghiệp toàn cầu. Nó làm tăng năng suất, chất
lượng của nông sản, giảm chi phí sản xuất, tăng thu nhập góp phần cải thiện đời
sống của người nông dân. Đồng thời, công nghệ Bt cũng đóng góp một phần không
nhỏ vào công cuộc xóa đói giảm nghèo của nhân loại, đảm bảo an ninh lương thực
thế giới.
Cây trồng Bt là công cụ diệt sâu bệnh thực vật mới. Vấn đề khai thác mọi
khả năng giảm thiệt hại mùa màng và tăng sản lượng lương thực trở nên cấp bách
khi dân số toàn cầu tăng lên nhanh chóng và diện tích đất canh tác lại giảm đáng
kể. Cùng với kỹ thuật canh tác nông nghiệp thích hợp, công nghệ kháng côn trùng
Bt có thể đem lại rất nhiều lợi ích cho loài người đồng thời cũng không gây ảnh
hưởng tới các sinh vật không phải là mục tiêu.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
i. Cây trồng công nghệ sinh học – Nguyễn Thị Phương Thảo, Nguyễn
Thị Thùy Linh-2011
ii. An toàn sinh học – Nguyễn Văn Mùi
iii. />22
iv. />%20et%.20al.pdf.
v. .
vi. .
vii.
viii.

ix.
0000004/art00035.
x.
xi.
xii. en.wikipedia.org/

23