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

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
KHOA CÔNG NGHỆ SINH HỌC
AN TOÀN SINH HỌC
Chuyên đề 6: Nêu minh chứng về sự phát tán gen ở cây trồng
chuyển gen sang các cây trồng truyền thống và các loài có quan
hệ họ hàng? Trình bày các chiến lược phát triển cây trồng chuyển
gen mang đặc tính chịu thuốc trừ cỏ thế hệ mới?
GV hướng dẫn: PGS.TS Nguyễn Thị Phương Thảo
SV thực hiện: Nhóm 6-Lớp K56CNSHB
Nguyễn Thị Thu Hiền 560923
Trịnh Thị Hường 560944
Nguyễn Thị Khánh 560947
Nguyễn Khánh Linh 560954
Nguyễn Thái Tâm 560989
1
I. Cơ sở của hiện tượng phát tán gen.
II. Bằng chứng về hiện tượng phát tán gen.
III.Chiến lược phát triển cây trồng biến đổi gen chống
chịu thuốc trừ cỏ thế hệ mới.
IV. Kết luận và kiến nghị.
NỘI DUNG TRÌNH BÀY

2
I. PHÁT TÁN GEN

Phát tán gen là sự lưu chuyển gen được chuyển nạp từ cây
trồng biến đổi gen sang cây trồng khác (cây trồng truyền
thống hay các loài có quan hệ họ hàng)
Phát tán gen
Phát tán gen dọc
Xảy ra qua sự thụ

phấn chéo trong
và giữa các loài có
mối quan hệ họ
hàng và tạo ra con
cháu
Phát tán gen ngang
Chuyển gen sang sinh vật
không phải là họ hàng (các
loài vi khuẩn trong hệ tiêu
hoá của động vật hoặc
trong môi trường đất)
Hoặc thông
qua sự di
chuyển của hạt
giống hoặc các
thể sinh dưỡng
vào môi trường
mới
I. CƠ SỞ CỦA HIỆN TƯỢNG PHÁT TÁN GEN
3
Có sự phù hợp về cơ quan sinh sản
Khoảng cách đủ gần
Phù hợp về thời gian sinh sản
•
Điều kiện để phát tán gen xảy ra:
4
Sự phát tán gen qua các con đường khác nhau
Phát
tán gen
Khả năng

xảy ra
Yếu tố hạn chế phát tán gen
Qua
hạt phấn Phổ biến
Tỉ lệ tạp giao của đối tượng nhận, mức
độ tương hợp hạt phấn, môi trường
truyền phấn (gió, động vật) và thời tiết
Qua hạt Phổ biến
Môi trường phát tán hạt (gió, nước,
động vật, con người) và thời tiết
Qua sinh
sản vô
tính
Không phổ
biến
Môi trường phát tán bộ phận sinh
dưỡng (gió, nước, động vật và người)
5
II.Bằng chứng về hiện tượng phát tán gen.
6
II. BẰNG CHỨNG VỀ SỰ PHÁT TÁN GEN
Trên cây
ngô

Ngô là cây giao phấn chéo nhờ gió điển hình và có nguy
cơ phát tán gen chuyển sang các cây họ hàng hoang dại
ở mức độ cao.

Thụ phấn chéo của ngô chuyển gen với ngô bình thường
đã được ghi nhận ở khoảng cách xa nhất là 800m.


Khả năng thụ phấn chéo của ngô chuyển gen với ngô
truyền thống đã được nghiên cứu.(Vd:nghiên cứu của
các nhà khoa học ở ĐH cộng hòa Uruguay,Mexico)
7
Ex :Nghiên cứu của các nhà khoa học thuộc
ĐH cộng hòa Uruguay(2011)
•
Uruguay cho phép trồng các loại ngô biển đổi
gen như MON810(2003),Bt11(2004).
•
Quy định khoảng cách cách li giữa ngô chuyển
gen và ngô truyền thống là:250m.
•
Phải duy trì 10% diện tích ngô truyền thông để
đảm bảo đa dạng di truyền.
8
•
Nghiên cứu tiến hành trên 5 cặp ruộng,nơi mà ngô chuyển
gen được trồng cùng thời điểm và gần với ruộng trồng ngô
truyền thống.
•
3/5 cặp ruộng phát hiện gen chuyển trên ruộng trồng cây
ngô truyền thống.
•
Tỉ lệ giao phấn cao nhất là 0.83% ở khoảng cách 100m kể
từ nơi trồng ngô chuyển gen.
•
Thụ phấn cheo cũng được phát hiện ở ruộng trồng ngô
thương có hàng rào bạch đàn rộng 30m,cao 12m bao

quanh và cách nơi trồng ngô chuyển gen 250m.
9
Khoảng cách cách li 250m là không đủ
Các nghiên cứu ở Mexico cũng cho những kết
luận tương tự.
10
11
Tỉ lệ thụ phấn chéo ở khoảng cách khác nhau
so với nguồn cho phấn
Tài liệu tham khảo
- Hàng sát cánh đồng: 25,4%
- 200 m: 1,6% - 500 m: 0,2%
Jones và Brooks
(1952)
- 10 m: 3,1% - 600 m: 0,8%
- 200 m: 0,5% - 800 m: 0,2%
Salamov (1940)
- 3 m: 4,5% Jugeneheimer (1976)
- 200 m: 1,11% Burris (2001)
- 2,5 m: 4% - 20 m: 1% Bateman (1947)
- 25-40 m: 1% Messean (1999)
- 18 m: 1% Simpson (1999)
Khả năng thụ tinh (% hạt phấn có khả năng thụ
tinh) giảm khi khoảng cách từ nguồn cho phấn
tăng: - 100 m: 4-12%
- 250 m: 2-7%
Loubet và
Foueillassar (2003)
12
•

Cải dầu được xem là cây trồng
chuyển gen có nguy cơ lưu
chuyển gen sang cây trồng khác
và sang họ hàng hoang dại ở
mức độ cao.
•
Tính trạng chủ yếu trong cây cải
dầu chuyển gen là các gen kháng
thuốc diệt cỏ
•
Cải dầu lai được với một số họ
hàng hoang dại, vì vậy có khả
năng lưu chuyển gen vào các
giống này.
II. BẰNG CHỨNG VỀ SỰ PHÁT TÁN GEN
Trên cây
cải dầu
13
Theo nghiên cứu của J.Brown,C.Mallory-Smith:
•
Khi trồng liền kề các cây cải dầu không mang gen
chuyển và cây mang gen chuyển thi tỉ lệ thụ phấn
chéo là 6,3%.
•
Khi khoảng cách là >7.5m thi tỉ lệ thụ phấn chéo là
1:200.
•
Một tỉ lệ nhỏ thụ phấn chéo được tim thấy ở khoảng
cách xa nhất là 26m kể từ nguồn phấn hoa.
14

15
1.Củ cải đường:
•
Hạt phấn từ cây củ cải đường đã được ghi nhận phát tán ở
khoảng cách hơn 1 km với tần số khá cao.
•
Lai xa và nạp gen giữa củ cải đường trồng và giống hoang
dại được chứng minh là có xảy ra.
•
Tuy nhiên phát tán gen ở củ cải đương là không đáng lo
ngại do nó được thu hoạch trước khi ra hoa.
Trên các cây
trồng khác
16
2. Khoai tây:
khả năng phát tán gen thấp.
3.Lúa mạch:
Phát tán gen trong điều kiện thực tế <2%.
4. Đại mạch:
Khả năng phát tán gen trong điều kiện tự nhiên thấp.
( />17
Biện pháp ngăn ngừa phát tán gen
•
Cách ly khu vực trồng cây chuyển gen với khu vực trồng
cây truyền thống và loài có quan hệ họ hàng.
•
Quy hoạch vùng trồng cây chuyển gen một cách hợp
lý(tránh hướng gió).
•
Trồng hàng rào bảo vệ hoặc vùng đệm.

•
Không trồng cây chuyển gen và cây truyền thống vào cùng
thời điểm.
•
Vận chuyển hạt giống phải đảm bảo an toàn không thất
thoát ra môi trường.
18
•
Cỏ dại gây thiệt hại 20% sản lượng cây trồng hàng năm.

phát triển cây trồng chuyển gen kháng thuốc trừ cỏ.
III:CÁC CHIẾN LƯỢC PHÁY TRIỂN CÂY TRỒNG
BIẾN ĐỔI GEN MANG ĐẶC TÍNH CHỐNG CHỊU
THUỐC TRỪ CỎ THẾ HỆ MỚI
19
1. Tình hình phát triển cây trồng kháng
thuốc trừ cỏ
•
Cơ chế tác động của gen kháng thuốc trừ cỏ:
-Ngăn cản không cho cây hấp thu thuốc trừ cỏ
-Vô hiệu hóa các enzyme kích hoạt của thuốc trừ cỏ
- Ức chế tác động của thuốc trừ cỏ đối vờ\ các
protein mục tiêu trong cây trồng
- Kích thích protein mục tiêu kháng lại thuốc trừ cỏ
của cây tròng
20
21
2.Lợi ích từ cây trồng chuyển gen kháng
thuốc trừ cỏ
•

Hạn chế lượng thuốc sử dụng
•
Hiệu quả tác động cao
•
Giảm chi phí sản xuất
•
Ít ảnh hưởng tới môi trường và sức khỏe con
người
22
3.Chiến lược phát triển cây trồng chuyển
gen kháng thuốc trừ cỏ
•
Tạo ra các enzyme không bị ảnh hưởng bởi thuốc trừ cỏ.
•
Tăng cường sự biểu hiện của enzyme bị hại do thuốc trừ
cỏ:chuyển gen làm tăng số bản sao,tăng sự biểu hiện của
gen mục tiêu.
•
Tạo ra các enzyme làm mất tính độc của thuốc trừ
cỏ:chuyển gen tổng hợp enzyme có khả năng phá vỡ hoặc
thay đổi cấu trúc của phân tử thuốc trừ cỏ dẫn đến thuốc
trừ cỏ bị mất hoạt tính.
23
Phát triển cây trồng chuyển gen
kháng các loại thuốc trừ cỏ khác
Phát triển cây trồng chuyển gen với
tính kháng nhiều loại thuốc trừ cỏ
24
•
Tạo các cây trồng kháng các loại thuốc trừ cỏ khác

không phải là Roundup hay Liberty.
•
Mosanto đang xin cấp phép cho cây trồng chuyển gen
kháng thuốc trừ cỏ dicamba.
•
Dow Agroscience xin cấp phép cho cây trồng chuyển
gen kháng thuốc trừ cỏ 2,4-D và đã được thông qua.
•
1/9/2014 Argentina thông qua đậu tương DAS 44406-6
kháng 2,4-D,glyphonate và gluphosinate của Dow.
Cây trồng chuyển gen kháng các loại
thuốc trừ cỏ khác
25