thiết kế vector chuyển gen mã hóa protein kháng chất diệt cỏ glyphosate

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM


NGUYỄN THÀNH LUÂN



THIẾT KẾ VECTOR CHUYỂN GEN MÃ HÓA PROTEIN
KHÁNG CHẤT DIỆT CỎ GLYPHOSATE

Chuyên ngành: Sinh học Thực nghiệm
Mã số: 60.42.014



LUẬN VĂN THẠC SĨ SINH HỌC



Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: TS. LÊ VĂN SƠN




Thái Nguyên - 2014

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

i

LỜI CAM ĐOAN


. Các số liệu và
kết quả trình bày trong luận văn là trung thực, mọi trích dẫn trong luận văn
đều ghi rõ nguồn gốc.

Tác giả luận văn



Nguyễn Thành Luân

XÁC NHẬN
CỦA TRƢỞNG KHOA CHUYÊN MÔN

XÁC NHẬN
CỦA CÁN BỘ HƢỚNG DẪN KHOA HỌC








TS. Lê Văn Sơn


Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

ii
LỜI CẢM ƠN

Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới TS Lê Văn Sơn đã tận tình
hướng dẫn, giúp đỡ tôi hoàn thành luận văn này.
Tôi xin chân thành KS Hồ Mạnh Tường, cán bộ nghiên cứu
, Phòng thí nghiệm Trọng điểm Quốc gia về Công nghệ
gen, Viện Công nghệ sinh học - Viện Hàn Lâm Khoa học & Công nghệ Việt
Nam đã tạo điều kiện thuận lợi, tận tình chỉ bảo, giúp đỡ tôi trong quá trình
nghiên cứu và thực hiện thí nghiệm của đề tài.
& Sinh
học hiện đại, Ban chủ nhiệm Khoa Sinh - KTNN, Trường Đại học Sư phạm -
Đại học Thái Nguyên giúp đỡ tôi trong quá trình học tập và hoàn thành luận văn.
Cuối cùng, tôi bày tỏ lời cảm ơn đến các đồng nghiệp, bạn bè cùng toàn
thể gia đình đã giúp đỡ, động viên tôi trong suốt thời gian học tập.
Thái Nguyên, ngày 16 tháng 04 năm 2014
Tác giả



Nguyễn Thành Luân

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

iii
MỤC LỤC
Trang
Lời cam đoan i
Lời cảm ơn ii

Mục lục iii
Danh mục các chữ viết tắt v
Danh mục các bảng vi
Danh mục các hình vii
MỞ ĐẦU 1
CHƢƠNG I: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 3
2.1. Chất diệt cỏ và ứng dụng trong sản xuất nông nghiệp 3
2.1.1 Cỏ dại và cách phòng trừ 3
2.1.2. Các loại thuốc diệt cỏ đang sử dụng 4
2.2. Chất diệt cỏ glyphosate 8
2.2.1 Cấu tạo và cơ chế hoạt động của glyphosate 8
2.2.2. Tình hình sử dụng thuốc diệt cỏ glyphosate 10
2.3. EPSPS và ứng dụng trong tạo cây trồng kháng glyphosate 13
2.3.1. Cây trồng chuyển gen kháng chất diệt cỏ 13
2.3.2 EPSPS 18
2.3.3. Ứng dụng EPSPS trong tạo cây chuyển gen 19
CHƢƠNG II: VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 22
3.1. Vật liệu 22
3.1.1. Thực vật 22
3.1.2. Chủng vi khuẩn 22
3.1.3. Các vector 22
3.1.4. Hóa chất 22
3.1.5. Máy móc và thiết bị 23
3.2. Phương pháp nghiên cứu 23
3.2.1. Thiết kế vector chuyển gen mang cấu trúc SP-EPSPS-Cmyc. 23
.tumefaciens CV58 29

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

iv

yển gen. 30
CHƢƠNG III: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 34
4.1.1. Thiết kế vector chuyển gen mang cấu trúc SP-EPSPS-Cmyc. 34
4.1.2. Kết quả chuyển cấu trúc pBI121/EPSPS vào cây thuốc lá 42
4.1.3. Phân tích . 46
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 49
5.1. Kết luận 49
5. 2. Kiến nghị 49
TÀI LIỆU THAM KHẢO 50
PHỤ LỤC







Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

v
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, TỪ VIẾT TẮT




EPSPS
5-enolpyruvylshikimate-3-phosphate synthase
bp
Cặp bazơ
S3P

shikimate phosphate-3
ESP
5 enolpyruvyl-shikimate-3-phosphate
cs
cộng sự
DEPC
Diethy pyrocarbonate
dNTP
Deoxynucleotide
Kb
Kilo bazơ
LB
Luria Bertani
PCR
Polymerase chain reaction - Phản ứng chuỗi polymerase
ĐBSCL
Đồng bằng sông Cửu Long
BAP
6-benzyladenine
PVDF
Polyvinylidene fluoride
WT
isopropylthio-β-galactoside
RNAi
wild type
SP
signal peptide
gus
β –Glucuronidase gene = Gen mã hóa enzyme β-Glucuronidase
IAA

Indoleacetic acid
IBA
Indole-3-butyric acid
MS
Môi trường muối cơ bản theo Murashige và Skoog (1962)
OD
Optical density
Ti- plasmid
Tumor inducing plasmid = plasmid gây khối u


Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

vi
DANH MỤC CÁC BẢNG


STT
Tên bảng
Trang
2.1
Phân bố 1 số loại cây trồng chuyển gen kháng thuốc diệt cỏ
14
2.2
Thống kê cây trồng chuyển gen được chấp nhận tại Mỹ
20
3.1
Thành phần phản ứng cắt bằng enzyme giới hạn
24
3.2

Thành phần phản ứng lai SP-EPSPS-Cmyc vào vector pBI121
25
3.3
Thành phần hóa chất tách chiết plasmid
27
3.4
Thành phần phản ứng PCR với pUC18- F và pUC18- R
28
3.5
Thành phần dung dịch đệm tách chiết DNA
31
3.6
Thành phần chạy phản ứng PCR với EPSPS-F và CYMC-R
32
4.1
Kết quả tạo cây thuốc lá chuyển gen SP-EPSPS-Cmyc
45


Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

vii
DANH MỤC CÁC HÌNH

STT
Tên hình
Trang
3.1
Sơ đồ vector pBI121
22

4.1
Trình tự đoạn gen EPSPS theo NCBI
34
4.2
Trình tự đoạn gen mã hóa cho protein của EPSPS
35
4.3
Trình tự đoạn SP từ Dã yên thảo
35
4.4
Trình tự cấu trúc SP-EPSPS-Cmyc
36
4.5
Trình tự Protein biểu hiện của EPSPS
37
4.6
Kết quả điện di sản phẩm cắt plasmid pBluescriptII
37
4.7
Kết quả cắt vector pBI121 bằng XbaI/SacI
38
4.8
Khuẩn lạc E.coli DH5α mang plasmid
39
4.9
Kết quả điện di phản ứng cắt vector tái tổ hợp bằng
XbaI/SacI và PCR
40
4.10
Kết quả PCR pBI121/EPSPS trong A. tumefaciens

42
4.11
Mảnh lá cảm ứng trên môi trường GM sau 2 ngày
43
4.12
Mảnh lá sau khi đồng nuôi cấy 2 ngày trên môi trường GM
43
4.13
Chồi mọc lên trên môi trường MS + BAP + kanamycin +
cefortaxim
44
4.14
Các chồi tái sinh chuẩn bị chuyển sang môi trường ra rễ
44
4.15
Cây hoàn chỉnh chuẩn bị trồng ngoài môi trường
45
4.16

46
4.17
Kết quả lai Western blot
47
4.18
Kết quả kiểm tra các dòng thuốc lá mang gen EPSPS kháng
glyphosate
48

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

1
MỞ ĐẦU
1.1 Đặt vấn đề
Cỏ dại luôn là một vấn đề lớn với cây trồng. Cỏ dại không chỉ cạnh
tranh với cây trồng để lấy nước, chất dinh dưỡng, ánh nắng mặt trời, khoảng
không để phát triển mà còn là nơi cư trú cho côn trùng và các loại sâu bệnh
gây hại, làm giảm sút chất lượng mùa màng, đem theo hạt giống cỏ dại trộn
lẫn với hạt giống cây trồng.
Theo phương pháp truyền thống cỏ dại thường được kiểm soát bằng
cách: cầy sới, nhổ cỏ, phun thuốc diệt cỏ, hay kết hợp tất cả những tập quán
này. Nhưng phương pháp này chỉ áp dụng được trên diện tích rất nhỏ. Biện
pháp diệt cỏ hiệu quả cho diện tích canh tác lớn được đưa ra là phun thuốc
diệt cỏ một lần trên diện tích lớn. Thuốc diệt cỏ tác động vào một số enzym
chủ yếu trong quá trình trao đổi chất của cây, làm rối loạn quá trình tổng hợp
hữu cơ của cây và cuối cùng là tiêu diệt cỏ dại. Loại thuốc diệt cỏ hay được
sử dụng phổ biến ở Việt Nam là glyphosate và glufosinate. Hai loại thuốc diệt
cỏ này rất hữu ích trong việc kiểm soát cỏ dại và ít ảnh hưởng trực tiếp lên vật
nuôi và không tổn hại lâu trong môi trường. Chúng có hiệu quả cao nhất và an
toàn nhất trong số những hoá chất dùng trong nông nghiệp. Tuy nhiên, hoạt
tính tác động lên cỏ dại cũng tác động giống hệt lên cây trồng, kết quả là tiêu
diệt cả cỏ dại và cây trồng.
EPSPS là enzyme chìa khóa trong con đường sinh tổng hợp các amino
acid ng thơm 2 dạng: EPSPS I tồn tại ở thực vật
và vi khuẩn, dạng này nó bị ức chế bởi glyphosate. Dạng EPSPS II chỉ có ở
một số vi khuẩn như Pseudomonas sp. strain

PG2982, Agrobacterium
tumefaciens

sp. strain CP4 và Staphylococcus aureus… Trong đó EPSPSII từ

Agrobacterium tumefaciens

sp. strain CP4 có tính kháng glyphosate mức độ
cao và đã được nhiều công trình nghiên cứu ứng dụng. Để giải quyết vấn đề

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

2
phòng trừ được cỏ dại và đảm bảo được năng suất chất lượng cây trồng, việc
chọn tạo được giống cây trồng mang mang gen EPSPS từ A.tumefacien sp.
CP4, có khả năng chống chịu được chất diệt cỏ glyphosate là một trong các
hướng đi quan tâm nhất hiện nay.
Xuất phát từ lý do trên, chúng tôi đã tiến hành nghiên cứu đề tài: “Thiết
kế vector chuyển gen mã hóa protein kháng chất diệt cỏ glyphosate.”
Đề tài được thực hiện nghiên cứu tại phòng Công nghệ tế bào Thực vật,
Viện Công nghệ Sinh học – Viện Hàn lâm khoa học quốc gia Việt Nam.
1.2. Mục tiêu của đề tài
Thiết kế được vector chuyển gen mang cấu trúc gen mã hóa protein kháng
chất diệt cỏ glyphosate.

1.3. Nội dung nghiên cứu
1.3.1. Thiết kế vector chuyển gen
- Xác định và sửa đổi trình tự nucleotid gen EPSPS phù hợp biểu hiện
trong thực vật.
- Thiết kế cấu trúc vector chuyển gen mang cấu trúc EPSPS mã hóa
protein kháng chất diệt cỏ glyphosate.
- Chuyển cấu trúc EPSPS vào vi khuẩn A. tumefaciens CV58

- Biến nạp cấu trúc EPSPS vào cây thuốc lá.
- Chọn lọc các dòng thuốc lá chuyển gen.

1.3.3. Phân tích
- Kiểm tra cấu trúc gen chuyển trong cây thuốc lá chuyển gen
- Kiểm tra biểu hiện protein tái tổ hợp trong cây thuốc lá chuyển gen
- Đánh giá khả năng kháng glyphosate của cây thuốc lá chuyển gen.


Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

3
CHƢƠNG I: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1. Chất diệt cỏ và ứng dụng trong sản xuất nông nghiệp
2.1.1 Cỏ dại và cách phòng trừ
Cỏ dại có rất nhiều loài với nhiều đặc tính rất khác nhau, tuy nhiên
chúng vẫn có những đặc điểm giống nhau. Dựa vào những đặc tính này,
chúng ta có thể phân loại cỏ dại theo nhiều cách (theo chu kỳ sinh trưởng,
theo hình thái, theo đặc điểm thực vật).
Phân loại theo chu kỳ sinh trưởng: Theo cách phân loại này ta thấy có
hai nhóm cỏ: cỏ hàng năm và cỏ lâu năm.
Cỏ hàng năm: là các loại cỏ hoàn thành vòng đời (từ hạt đến nảy mầm ra hoa
tạo hạt) trong một hoặc hai mùa canh tác trong một năm. Các loại cỏ này
thường chết vào mùa khô sau khi hoàn thành vòng đời của chúng.
Cỏ lâu năm: là những loại cỏ sống lâu hơn một năm. Loại cỏ này rất khó diệt
vì có thân ngầm hoặc thân bò trên mặt đất, có bộ rễ, củ phát triển sâu, khả
năng sinh sản vô tính mạnh.
Phân loại theo hình thái: Theo kiểu phân loại hình thái, ta có cỏ lá hẹp
(còn gọi là cỏ một lá mầm) và cỏ lá rộng (còn gọi là cỏ hai lá mầm).
Cỏ một lá mầm có những đặc tính chung như: lá hẹp, dày, mọc xiên, mặt lá có
lông, rễ thường là rễ chùm, ăn nông, đỉnh sinh trưởng được bọc kín trong bẹ
lá. Tuy nhiên, trong nhóm này cũng có một số loại cỏ có đặc tính hơi khác
như cỏ cói lác lá hẹp nhưng mềm, mỏng và trơn.

Cỏ hai lá mầm thường có lá rộng, nằm ngang, mỏng và mềm; rễ thường là rễ
cọc, ăn sâu, đỉnh sinh trưởng để lộ ra ngoài.
Phân loại theo đặc điểm thực vật:
Nhóm cỏ hoà bản: cỏ có bản lá hẹp, dài, gân phụ song song với gân chính
chạy dài từ đầu lá tới cổ lá. Thân: thường tròn và bọng ruột, lá mọc cách, đính
trên thân theo hai hàng. Rễ: thường là rễ chùm, ăn nông.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

4
Nhóm cỏ chác lác: lá hẹp nhưng ngắn hơn cỏ hoà bản, thân thường đặc ruột
có góc cạnh tam giác, lá đính trên thân theo ba hàng kiểu xoắn ốc.
Nhóm cỏ lá rộng: lá rộng, nằm ngang, mọc đối, mặt lá ít lông, gân lá sắp xếp
theo nhiều kiểu hình khác nhau.
Cỏ dại từ xưa tới nay đều là vấn đề nhức nhối trong canh tác nông
nghiệp. Cỏ dại làm giảm năng suất và phẩm chất của cây trồng: do có bộ rễ
phát triển rất mạnh, phần lớn được phân bố ở lớp đất mặt nên dễ dàng cạnh
tranh với cây trồng về dinh dưỡng, ánh sáng và nước làm cho cây trồng không
đủ điều kiện sinh sống nên sinh trưởng và phát triển kém, cho năng suất thấp,
phẩm chất nông sản giảm. Cỏ dại là ký chủ của sâu bệnh: Các cây cỏ dại cùng
họ có những đặc điểm giống cây trồng là những ký chủ phụ rất tốt cho sâu
bệnh. Cỏ dại làm tăng chi phí sản xuất: như tốn công làm cỏ, diệt cỏ bằng hoá
chất …
Người nông dân có thể phòng trừ cỏ dại bằng một số phương pháp Biện
pháp phòng: Không để cỏ tạo hạt trên ruộng, sử dụng giống không lẩn hạt cỏ,
vệ sinh nông cụ sạch cỏ trước khi sử dụng, dùng phân hữu cơ đã hoai ủ, dùng
lưới chắn hạt cỏ khi cho nước vào ruộng…
Biện pháp trừ: có thể nhổ cỏ bằng tay, làm đất, sử dụng nước thích hợp vào
dùng thuốc hoá học. Hiện nay, việc sử dụng thuốc hoá học để diệt trừ cỏ được
coi là biện pháp hữu hiệu nhất vì nó tiết kiệm được công lao động, có thể sử

dụng nhanh chóng trên diện rộng và được sử dụng ở nhiều thời điểm khác
nhau, không cực nhọc, vất vả như các biệp pháp làm cỏ khác.
2.1.2. Các loại thuốc diệt cỏ đang sử dụng
Thuốc diệt cỏ tuỳ theo loại khác nhau có thể tác động đến cỏ dại theo
nhiều cách khác nhau. Người ta phân loại theo kiểu tác dộng của thuốc trừ cỏ
như:
Thuốc diệt cỏ có tác động chọn lọc và thuốc diệt cỏ có tác động không
chọn lọc:

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

5
Thuốc diệt cỏ có tác động chọn lọc có nghĩa là thuốc diệt cỏ khi sử dụng đúng
theo khuyến cáo sẽ chỉ diệt trừ cỏ dại mà không gây hại cho cây trồng.
Thuốc diệt cỏ có tác động không chọn lọc được sử dụng ở nơi không trồng
trọt, những thuốc này gây hại cho mọi loài thực vật có mặt ở nơi phun thuốc
và thuốc tiếp xúc với thuốc.
Thuốc diệt cỏ tiếp xúc và thuốc diệt cỏ nội hấp:
Thuốc diệt cỏ tiếp xúc chỉ gây hại cho các bộ phận của cây tiếp xúc với thuốc.
Thuốc chỉ có tác dụng với cỏ hàng năm, không có thân ngầm trong đất. Ví dụ
các thuốc trừ cỏ Propanil, Gramoxone…
Thuốc diệt cỏ nội hấp (lưu dẫn) có thể dùng bón, tưới vào đất hoặc phun lên
lá. Sau khi xâm nhập vào lá, rễ thuốc dịch chuyển đến khắp các bộ phận trong
thực vật, thuốc được dùng để trừ cỏ hàng niên và lưu niên.
Thuốc diệt cỏ phun lên lá và thuốc diệt cỏ phun hoặc bón, tưới vào đất:
Thuốc diệt cỏ phun lên lá là những thuốc trừ cỏ chỉ có thể xâm nhập vào lá cỏ
để gây hại cho cỏ (thuốc này không có khả năng xâm nhập vào rễ cỏ). Những
thuốc này được dùng phun vào lúc cỏ đã mọc, còn non. Ví dụ thuốc trừ cỏ
Onecide, Propanil…
Những thuốc diệt cỏ phun hoặc bón vào đất chỉ có thể xâm nhập vào bên

trong cỏ dại qua mầm hoặc bộ rễ của cỏ. Những thuốc này có loại được dùng
phun trên đất mới cày bừa xong hoặc vừa gieo xong, khi cỏ còn chưa xuất
hiện trên mặt ruộng. Ví dụ: thuốc trừ cỏ Sirius.
Ngoài ra còn có những loại thuốc diệt cỏ vừa có khả năng xâm nhập vào lá,
vừa xâm nhập vào rễ cỏ. Những thuốc này có thể dùng phun lên ruộng khi cỏ

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

6
sắp mọc hoặc cỏ mới mọc (mới ra 1-3 lá). Ví dụ; các thuốc trừ cỏ Afalon,
Ronstar v.v…
Thuốc diệt cỏ tiền nảy mầm và hậu nảy mầm:
Thuốc diệt cỏ tiền nảy mầm là loại thuốc diệt cỏ được dùng sớm, ngay sau khi
gieo, khi cỏ chưa mọc trên ruộng. Ví dụ thuốc trừ cỏ Simazine, Sofit.
Thuốc diệt cỏ hậu nảy mầm là loại thuốc được dùng muộn hơn, khi cỏ đã
mọc, ở giai đoạn non. Ví dụ các thuốc trừ cỏ Afalon, Whip S, Oneside, …
Thuốc diệt cỏ hoà bản và thuốc diệt cỏ lá rộng:
Thuốc diệt cỏ hoà bản chỉ có tác dụng diệt những cỏ họ hoà bản (lá hẹp, gân
lá, song song như cỏ lồng vực, cỏ mần trầu, …).
Thuốc diệt cỏ lá rộng là thuốc chỉ có tác dụng diệt được cỏ lá rộng bản, gân lá
hình chân vịt như cỏ dền gai, rau sam,
Hầu hết những thuốc diệt cỏ đang được sử dụng ở nước ta đều là những
hợp chất hữu cơ tổng hợp. Những thuốc diệt cỏ thông dụng trong sản xuất
nông nghiệp hiện nay thường ít độc hơn với người và gia súc so với thuốc trừ
sâu, thuốc trừ bệnh. Tuy nhiên không ngoại trừ có một số ít thuốc diệt cỏ có
độ độc thấp như thuốc Paraquat.
Một số loại thuốc trừ cỏ hay được sử dụng:
Duall 720ND: là loại thuốc trừ cỏ miễn mọc mầm, có thể áp dụng cho
tất cả các loại cây màu trồng từ hạt và hom như lạc, đậu nành, đậu xanh, ngô,
các loại rau, khoai lang, bông vải. Duall 720EC diệt trừ hữu hiệu nhiều loại cỏ

thuộc cả ba nhóm cỏ hòa thảo, cói lác và cỏ lá rộng như cỏ lồng vực, cỏ cháo,
cỏ đuôi phụng, rau mương

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

7
Glyphosate 48CS: Trên thị trường có nhiều tên thương mại khác nhau
như Carphosate, Nufarm, Lyphoxym, Herosate Đây là loại thuốc diệt cỏ
không chọn lọc dùng để diệt cỏ cho các loại cây trồng không làm đất (thường
ở Đồng bằng sông Cửu Long) như đậu nành, đậu xanh, ngô. Thuốc được dùng
trước khi xuống giống 7-10 ngày để diệt những cây cỏ đã mọc sẵn trên ruộng,
glyphosate diệt được hầu hết các loại cỏ trên ruộng, kể cả những loại cỏ khó
diệt như cỏ cú, cỏ chỉ, cỏ lông tây, cỏ tranh, lúa mọc lẫn trên ruộng màu
Thuốc này cũng có thể dùng để diệt cho các loại cây trồng theo hàng có
khoảng cách rộng như dưa hấu, bắp, mía, nhưng chú ý là dùng tấm cao su che
cây trồng lại.
Nabu 12,5EC: là loại thuốc diệt cỏ hậu mọc mầm, dùng để diệt cỏ cho
những cây trồng cạn hai lá mầm như những cây họ đậu, bông vải; không dùng
cho bắp. Nabu có tính nội hấp cao, có thể diệt trừ những loài cỏ hòa thảo trên
ruộng cây trồng cạn, kể cả lúa non mọc lẫn trên ruộng. Thời gian phun thuốc
là từ 10 đến 15 ngày sau khi gieo trồng, khi cỏ có từ 2 đến 4 lá.
Whips 7.5EW: là loại thuốc đặc hiệu để trừ các loài cỏ thuộc nhóm hòa
thảo như cỏ lồng vực, cỏ đuôi phụng, cỏ gà, không có tác dụng đối với
những loài cỏ thuộc nhóm lá rộng và nhóm cỏ cói lác. Whips 7.5EC trừ cỏ
trên ruộng lúa cũng tốt nhưng cần chú ý tuân thủ về liều lượng, thời gian áp
dụng và chế độ nước. Trên cây hoa màu, thuốc Whips dùng để trừ cỏ, các cây
2 lá mầm như những cây họ Đậu.
Thuốc 2,4D: có tác dụng rất tốt đối với các loài cỏ thuộc nhóm cỏ lác
và cỏ lá rộng, giá thành rất rẻ so với hai loại thuốc khác trên cùng đơn vị diện
tích. Thuốc dùng để diệt cỏ cho những cây trồng một lá mầm như bắp, mía,

nhưng không dùng được cho các cây họ Đậu, cây 2 lá mầm.
Với sự ra đời của nhiều thế hệ thuốc trừ cỏ từ tiền nảy mầm đến thuốc
trừ cỏ hậu nảy mầm đã tạo bước đột phá làm giảm chi phí sản xuất và cho
phép nông dân canh tác với diện tích lớn Thuốc cỏ chọn lọc có loại tiền nảy

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

8
mầm phun trước hay ngay khi xuống giống nhằm diệt các hạt cỏ dại nhưng
không diệt hạt giống cây trồng. Ngược lại thuốc cỏ hậu nảy mầm diệt cỏ dại
đã lớn nhưng không diệt cây trồng. Các loại thuốc trừ cỏ hiện nay có nhược
điểm khi sử dụng phải tuân thủ theo hướng dẫn của nhà sản xuất để tránh gây
thiệt hại đến cây trồng, nó chỉ hiệu quả đối với một số loại cỏ nhất định, có
loại chỉ diệt cỏ lá rộng không diệt cỏ lá hẹp và ngược lại. Ngay đối với họ hòa
bản, các loại thuốc trừ cỏ loại này phải chừa cây lúa ra. Việc sử dụng thuốc cỏ
chọn lọc gặp trở ngại hiệu quả không cao, phun nhiều lần, kết hợp nhiều loại
thuốc trừ cỏ khác nhau và đôi khi ảnh hưởng dưới cây trồng. Các loại thuốc
diệt cỏ phổ rộng, có thể sử dụng để tiêu diệt được nhiều loại cỏ được phát
triển, có thể kiểm soát cỏ dại một cách hiệu quả và do vậy tăng năng suất cây
trồng, linh hoạt - có thể kiểm soát cỏ dại sau khi cây trồng phát triển, giảm số
lần phun thuốc diệt cỏ sử dụng trong vụ gieo trồng, giảm nhiên liệu cần sử
dụng (vì cần phun thuốc ít hơn). Sử dụng các thành phần độc tố thấp và không
để lại chất kích hoạt trong đất. Không cần sử dụng các hệ thống làm đất (cày
bừa) hay cách làm đất truyền thống, có lợi cho cấu trúc đất trồng và các vi
sinh vật trong đất.
2.2. Chất diệt cỏ glyphosate
2.2.1 Cấu tạo và cơ chế hoạt động của glyphosate
Glyphosate (N - (phosphonomethyl) glycin) là thuốc diệt cỏ phổ
rộng hệ thống sử dụng để diệt cỏ dại, đặc biệt là các loại cỏ lá rộng hàng năm
và cỏ để cạnh tranh với các cây trồng thương mại phát triển trên toàn

cầu. Thuốc diệt cỏ glyphosate được phát hiện là một loại thuốc diệt cỏ bởi nhà
hóa học E. John Franz vào năm 1970, trong khi làm việc cho công ty
Monsanto. Franz nhận được huân chương công nghệ quốc gia vào năm 1987
và huy chương Perkin về hóa học ứng dụng vào năm 1990 cho khám phá của
ông. Monsanto đưa thuốc diệt cỏ glyphosate ra thị trường vào những năm

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

9
1970 dưới tên thương mại Roundup, công ty Monsanto của Mỹ được cấp
bằng sáng chế có thời hạn tới năm 2000 về việc sử dụng Roundup vào mục
đích thương mại [26, 36].


Công thức phân tử của glyphosate: C
3
H
8
NO P
5

Glyphosate là một chất tương tự aminophosphonic của amino acid tự
nhiên: glycine.
Phương thức hoạt động: ức chế một enzyme tham gia vào quá trình
tổng hợp các amino acid thơm: tyrosine, tryptophan và phenylalanine. Cơ chế
hoạt động này chỉ có tác dụng khi cây cỏ phát triển, không có tác dụng sử
dụng trước hoặc sau khi cỏ dại xuất hiện [39]. Glyphosate tiêu diệt cỏ dại nhờ
enzyme ức chế 5-enolpyruvylshikimate-3-phosphate synthase (EPSPS), xúc
tác phản ứng của shikimate phosphate-3 (S3P) và phosphoenolpyruvate để tạo
thành 5 enolpyruvyl-shikimate-3-phosphate (ESP). ESP sau đó hình thành

dephosphorylated chorismate, một tiền chất cần thiết cho các amino acid. Các
amino acid được sử dụng trong tổng hợp protein và để sản xuất các chất
chuyển hóa thứ cấp như folate, ubiquinones và naphthoquinone [39].
Nghiên cứu tinh thể của glyphosate và EPSPS cho thấy glyphosate
hoạt động bằng cách chiếm các vị trí liên kết của phosphoenolpyruvate, tương
tự một trạng thái trung gian của các cơ chất enzyme ternary phức tạp [36].
Enzyme ức chế glyphosate EPSPS, chỉ được tìm thấy ở thực vật và vi
sinh vật. EPSPS không tìm thấy ở động vật có vú, mà thay vào đó ở các loài
này sản sinh các amino acid thơm từ chế độ ăn uống của chúng [32, 39].

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

10
Glyphosate cũng đã được chứng minh là gây ức chế các enzyme thực
vật khác, và cũng đã được tìm thấy gây ảnh hưởng đến các enzyme động vật.
Glyphosate được Cơ quan Bảo vệ Môi trường Mỹ (EPA) xếp loại Độc
tính cấp III (bao gồm cấp I đến IV, cấp IV là ít nguy hiểm nhất) qua tiếp xúc
với miệng và hô hấp. Do đó, giống như với các thuốc diệt cỏ khác, EPA yêu
cầu các sản phẩm có chứa glyphosate trên thị trường phải có một nhãn cảnh
báo mức độ độc tính và trang bị quần áo bảo hộ tới người sử
dụng. Glyphosate không tích tụ lâu dài mà bị phân hủy nhanh chóng trong
môi trường.
2.2.2. Tình hình sử dụng thuốc diệt cỏ glyphosate
Glyphosate được các chuyên gia gọi là chất diệt cỏ “gần như lý tưởng”,
do phổ rộng và có độc tính thấp so với các thuốc diệt cỏ khác, glyphosate đã
nhanh chóng được nông dân đưa vào sử dụng rộng rãi. Thuốc diệt cỏ
glyphosate được sử dụng nhiều hơn khi Monsanto giới thiệu cây trồng kháng
thuốc diệt cỏ glyphosate, tạo điều kiện cho nông dân tiêu diệt cỏ dại mà
không giết chết cây trồng của họ. Trong năm 2007, thuốc diệt cỏ glyphosate
được sử dụng nhiều nhất trong lĩnh vực nông nghiệp Mỹ, với 180 đến 185

triệu bảng (82.000 đến 84.000 tấn) được sử dụng [26]. Trong khi glyphosate
đã được sự chấp thuận của cơ quan quản lý trên toàn thế giới và được sử dụng
rộng rãi, những lo ngại về ảnh hưởng của nó đối với con người và môi trường
vẫn tồn tại.
Glyphosate là thuốc diệt cỏ có khả năng giết chết nhiều loại thực vật,
bao gồm các loại cỏ, cây lá rộng và cây thân gỗ. Tuy nhiên, glyphosate lại có
tác dụng tương đối yếu trên một số loài cỏ ba lá [26]. Tính theo khối lượng,
nó là một trong các loại thuốc diệt cỏ được sử dụng rộng rãi nhất. Nó thường
được sử dụng cho mục đích nông nghiệp, làm vườn và lâm nghiệp (bao gồm
cả quy mô gia đình sử dụng).

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

11
Ở nhiều thành phố, glyphosate được rải dọc theo các vỉa hè và đường
phố, cũng như các đường nứt ở giữa vỉa hè nơi cỏ dại thường mọc, để ngăn
chặn tối đa việc cỏ dại hay các loại thực vật có thể hình thành tại đây, tiết
kiệm chi phí thuê nhân công xử lý.
Sử dụng cây trồng chuyển gen nói chung và cây trồng chuyển gen
kháng thuốc trừ cỏ glyphosate nói riêng cũng kèm theo đó một vài tác động
tiêu cực. Tuy nhiên hiện nay, khi áp dụng phương pháp kiểm soát cỏ dại này,
những lợi ích mang lại lớn hơn rất nhiều so với tác động tiêu cực.
Đầu tiên phải kể đến tác động tích cực trong việc hạn chế các loại thuốc
diệt cỏ trên diện tích sử dụng, thay vì dùng nhiều loại thuốc cho nhiều loại cỏ,
kết hợp với cây trồng GR (kháng thuốc diệt cỏ glyphosate) thì chỉ cần dùng
đơn thuần glyphosate. Loại bỏ được rất nhiều loại thuốc diệt cỏ ảnh hưởng
mạnh tới môi trường.
Glyphosate cũng là một loại hóa chất độc hại mặc dù độc tính thấp hơn
so với aspirin, một số thành phần trong công thức của thuốc diệt cỏ
glyphosate có mức độ độc tính đối với sinh vật là cao hơn bản thân

glyphosate. Khi sử dụng glyphosate và cây trồng GR thì khả năng phải sử
dụng thêm các loại thuốc trừ sâu là ít hơn hẳn [26].
Trong điều kiện bề mặt và nước ngầm bị ô nhiễm, thuốc diệt cỏ
glyphosate tốt hơn hầu hết các chất diệt cỏ mà nó thay thế. Mặc dù các loại
thuốc diệt cỏ đều hạn chế sử dụng trong điều kiện ngập nước, mưa ướt. Tuy
nhiên, glyphosate không di chuyển được trong đất vì sự thấm hút bề mặt
mạnh mẽ của các khoáng sản hữu cơ trong đất, làm glyphosate tan rã ra nhanh
hơn so với hầu hết các chất diệt cỏ mà nó thay thế.
Nhiên liệu sử dụng để quản lý cỏ dại được tiết kiệm đáng kể khi sử
dụng cây trồng GR [39]. Bennett đã ước tính rằng sẽ tiết kiệm được 50%
nhiên liệu hoá thạch trong việc trồng củ cải đường ở châu Âu bằng cách
chuyển đổi sang cây trồng GR [26]. Nghiên cứu của Brookes và Barfoot cũng

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

12
thấy rằng cây trồng GR sử dụng trong năm 2005 giảm lượng khí thải carbon
trên toàn thế giới tương đương với việc loại bỏ 4 triệu xe ô tô gia đình [36].
Thiệt hại lớn nhất do glyphosate mang lại là sự thiệt hại về độ màu mỡ
của đất. Đất được xử lý cỏ dại bằng glyphosate và cây trồng GR làm cho khả
năng canh tác của đất giảm xuống đáng kể, đặc biệt là đậu tương và bông.
Hiện nay người ta e ngại rằng cây trồng GR có thể nảy sinh ra những
vấn đề về cỏ dại, các cây trồng GR sẽ trở thành một loại cỏ dại hoặc gen GR
thất thoát, hòa nhập với các loài bản địa, tạo ra sự lai giống có tác dụng không
mong muốn trong nông nghiệp hoặc môi trường. Tuy nhiên các nghiên cứu đã
chỉ ra rằng, gen kháng glyphosate không có lợi thế khi không tiến hành phun
glyphosate, vì vậy khả năng chuyển gen kháng glyphosate vào tự nhiên là khó
xảy ra.
Một vấn đề cần lưu ý nữa là việc kiểm soát mức độ gen chuyển của cây
trồng chuyển gen GR, cần phải duy trì sự hiện diện của gen chuyển tại một

giới hạn quy định của thị trường, có thị trường đòi hỏi giới hạn chuyển gen
thấp hoặc không chấp nhận sử dụng cây trồng chuyển gen. Để kiểm soát được
vấn đề này cần kiểm soát được sự thụ phấn chéo, đối với cây trồng tự thụ như
đậu tương, sự thụ phấn chéo xảy ra ít, tuy nhiên với ngô, củ cải đường và cải
dầu. Chỉ cần một mức độ nhỏ cũng có thể xảy ra việc lạc dòng gen. Một thử
nghiệm trên cỏ Agrostis stolonifera L ở Oregon [26] sau ba năm trồng thử
nghiệm, khoảng 62% cỏ Agrostis stolonifera hoang dã trong vùng phụ cận sở
hữu đặc điểm GR, chỉ ra rằng lạc dòng gen một khi xảy ra, nó có thể là rất
khó khăn hoặc không thể loại bỏ từ quần thể hoang dã. Một mối quan tâm lớn
hơn là khả năng lạc dòng gen từ cây trồng GR cho thân cỏ. Mặc dù gen GR
không có lợi thế trong các hệ sinh thái tự nhiên, nơi glyphosate không được
sử dụng, khi kết hợp với việc truyền đạt các đặc tính gen chuyển sẽ cải thiện
trong một hệ sinh thái tự nhiên (ví dụ, kháng côn trùng hoặc kháng hạn), đặc
điểm GR sẽ cải thiện khả năng chuyển gen của một gen vào loài tiếp nhận

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

13
không mong muốn. Khi gen chuyển được chuyển cho một loài hoang dã, thì
khả năng loại bỏ nó là rất khó. Cỏ dại mang gen GR sẽ gây rất nhiều khó khăn
cho nông dân trong việc kiểm soát. Tuy nhiên, điều này đã không xảy ra với
GR, bông, đậu tương và ngô, có lẽ bởi vì có rất ít hoặc không có loài cỏ dại có
khả năng giao phấn tương thích ở khu vực mà chúng được trồng.
2.3. EPSPS và ứng dụng trong tạo cây trồng kháng glyphosate
2.3.1. Cây trồng chuyển gen kháng chất diệt cỏ
Nghiên cứu do Hiệp hội đậu tương Mỹ tiến hành về việc làm đất, cải
tạo đất sau mùa vụ trên các cánh đồng trồng đậu tương, cho thấy hầu hết nông
dân Mỹ không cần tiến hành cải tạo đất, hay giảm bớt việc cày xới sau khi
trồng các giống đậu tương kháng thuốc diệt cỏ. Biện pháp kiểm soát cỏ dại
đơn giản này đã tiết kiệm hơn 234 galon xăng dầu và giúp không đào bới 247

triệu tấn đất bề mặt. Do đó, trên thế giới đã phát triển loại giống cây trồng
kháng thuốc trừ cỏ, cho phép sử dụng thuốc trừ cỏ phổ rộng để tiêu diệt các
loại cỏ có mặt trên đồng ruộng, chỉ trừ cây trồng mang gen kháng. Cơ chế
hoạt động của gen kháng thuốc trừ cỏ như sau: ngăn cản không cho cây hấp
thụ thuốc trừ cỏ, vô hiệu hóa các enzyme kích hoạt của thuốc trừ cỏ, ức chế
tác động của thuốc trừ cỏ đối với các protein mục tiêu trong cây trồng, kích
thích protein mục tiêu kháng lại thuốc trừ cỏ của cây trồng [26, 39].
* Tình trạng cây trồng kháng thuốc diệt cỏ hiện nay
Năm 2005, cây trồng kháng thuốc diệt cỏ chiếm diện tích trồng lớn
nhất với trên 63,7 triệu ha trong tổng số 90 triệu ha tổng diện tích cây chuyển
gen được trồng trên toàn cầu [14]. Trong các giống cây trồng kháng thuốc diệt
cỏ được phát triển thì giống kháng glyphosate và glufosinate chiếm ưu thế.
Bảng dưới đây cho thấy các nước đã chấp nhận các loại cây trồng kháng
thuốc diệt cỏ dùng làm thực phẩm.


Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

14
Bảng 2.1. Phân bố 1 số loại cây trồng chuyển gen kháng thuốc diệt cỏ
Loại cây trồng chuyển gen
Nước
Canola ở Achentina
Ôxtralia, Canađa, EU, Nhật bản,
Philipin, Mỹ
Bông
Achentina, Ôxtralia, Canađa, Nhật
Bản,Philipin, Nam Phi, Mỹ
Ngô
Achentina, Ôxtralia, Canađa, Liên

minh Châu âu, Nhật Bản, Hàn Quốc,
Philipin, Nam Phi, Thuỵ sỹ, Anh, Mỹ


Gạo
Mỹ
Đậu tương
Achentina, Ôxtralia, Braxin, Canađa,
CH Séc, Nhật Bản, Hàn Quốc,
Mêxicô, Philipin, Nga, Nam Phi, Thuỵ
sỹ, Anh, Mỹ, Uruguay

* Cây trồng chuyển gen kháng thuốc trừ cỏ glyphosate và glufosinate:
Thuốc trừ cỏ nhóm này thuộc nhóm thuốc cỏ phổ rộng, có ưu điểm khi
sử dụng được các chất hữu cơ trong đất giữ chặt nên không bị rửa trôi xuống
tầng nước ngầm và không ảnh hưởng đến vụ sau, nó cũng ít độc đến động vật
so với các loại thuốc trừ cỏ khác. Glyphosate trừ cỏ bằng cách vô hiệu hóa
enzymes EPSPS, là loại enzyme giúp cây tổng hợp các amino acid vòng như
tyrosine, phenylalanine và tryptophan. EPSPS có trong tất cả các thực vật,
nấm, vi khuẩn nhưng không có trong người và động vật. Cỏ dại bị chết vì
thiếu các amino acid thiết yếu. Glyphosate là loại thuốc trừ cỏ phổ rộng có tên
thương mại là Ground Up của Công ty Monsanto, Ground Up có chứa một
loại enzyme chức năng có tên là Roundup Ready®, gen này sản xuất ra

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

15
enzyme EPSPS, nó vẫn có khả năng tổng hợp các amino acid vòng nhưng
kháng lại thuốc trừ cỏ Ground Up. Gen này được vi khuẩn agrobacterium
chủng CP4 chuyển vào cây trồng để tạo ra giống kháng thuốc trừ cỏ Ground

Up, cây trồng mang gen này vẫn sống sót sau khi xịt thuốc trừ cỏ Ground Up.
Trên 90% giống đậu nành tại Mỹ hiện nay đều được chuyển gen kháng
Ground Up. Đến năm 2008, có 80 triệu ha kháng thuốc trừ cỏ mà chủ yếu
kháng thuốc trừ cỏ Ground Up [36, 39].
* Giống kháng thuốc trừ cỏ nhóm Phosphinothricin:
Nhóm thuốc trừ cỏ này tên thương mại là Bialaphos và Basta, trong đó
có chất L-PPT ngăn cản enzyme glutamine syntherase tổng hợp lutamine, dẫn
đến tích lũy ammonia quá nhiều gây ngộ độc cho cây. L-PPT có cấu trúc hóa
học tương đồng với glutamate, nên nó có tác dụng ngăn cản enzymes
glutamine synthetase. Gene kháng PPT vô hiệu hóa chất L-PPT, giúp cây
trồng vẫn sống sau khi xịt thuốc cỏ Phosphinothricin, gene này được chuyển
qua rau, nho và bắp trên thương mại. Đối với lúa, IRRI đã thành công trong
việc chuyển gene PPT để tạo giống lúa kháng thuốc trừ cỏ. Tại Việt Nam, đã
sử dụng vi khuẩn A. tumefaciens dòng LBA 4404 chuyển gen PPT sang giống
Nàng Thơm Chợ Đào, Một Bụi kháng thuốc trừ cỏ Basta TM.
* Giống kháng thuốc trừ cỏ nhóm imidazolinone:
Có tên thương mại hiện đang lưu hành ở Việt Nam là Imazapic,
Imazapyr và Imazethapyr. Nhóm này chuyên trừ cỏ lúa, ngoài ra còn trừ cỏ
lồng vực, cỏ đuôi phụng, các loài cỏ lác. Nhóm thuốc trừ cỏ này ức chế sự
hoạt động của enzyme acetohydroxyacid synthase (AHAS) tham gia vào quá
trình sinh tổng hợp các amino acid như: valine, leucine, isoleucine. Do đó, khi
phun thuốc lên thực vật, quá trình tạo protein bị xáo trộn dẫn đến sự hình
thành không bình thường DNA cũng như sự phát triển của tế bào, nên cỏ
không phát triển được [33].

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

16
Qua quá trình sưu tầm trên 1 tỷ hạt lúa trong hơn 10 năm, đã phát hiện
1 cây lúa có gen tạo ra AHAS enzyme kháng với imidazolinone. Giống này

được lai tạo với các giống lúa cao sản để tạo ra giống lúa kháng thuốc trừ cỏ
nhóm imidalizone được đặt tên là CL 121 và CL 141. Một chương trình hợp
tác giữa Viện lúa ĐBSCL, tập đoàn BASF và Đại học Louisiana (Mỹ) đã
được tiến hành từ năm 2003 và tiếp tục cho đến ngày nay. Mục đích của
chương trình này là nghiên cứu lai tạo các giống lúa india có gen kháng thuốc
diệt cỏ thuộc nhóm imidazolinone để sử dụng các lọai thuốc diệt cỏ thuốc
nhóm này diệt lúa cỏ và cỏ dại trên ruộng lúa tại Việt Nam. Giống lúa kháng
thuốc diệt cỏ imidazolinone được gọi là lúa CLEARFIELD đã được tạo ra bởi
các nhà di truyền giống thuộc Đại học Louisiana (Mỹ). Phương pháp sử dụng
để tạo giống lúa này là qua con đường đột biến kết hợp với lai truyền thống.
Ứng dụng công nghê sinh học qua hình thức chuyển gen đã không được sử
dụng trong quá trình chọn tạo do đó lúa CLEARFIELD không phải là cây
trồng chuyển gen (GMO). Chương trình đã đưa ra giống CF6 lai giữa CL161
và IR64 có thời gian 95 ngày. Về mặt năng suất, giống lúa CF6 cho năng suất
không thua kém các giống lúa đang canh tác phổ biến ở đồng bằng sông Cửu
Long, nhưng có ưu điểm về cứng cây, trổ gọn và chất lượng gạo tốt. Về mặt
sâu bệnh, do được lai tạo từ giống IR64 nên nhiễm nhẹ rầy nâu và đạo ôn.
Nhưng lợi thế của giống CF6 là chống chịu tốt với thuốc trừ cỏ thuộc nhóm
imidazolinone gồm: imazapic, imazapyr và imazethapyr diệt rất tốt đối với
lúa cỏ, cỏ lồng vực, cỏ đuôi phụng và các giống lúa khác. Lúa cỏ là dịch hại
đang phát triển rất mạnh ở các nước trồng lúa châu Á nói chung và các tỉnh
đồng bằng sông Cửu Long nói riêng, nó phát triển chung với lúa trồng và gần
như không có biện pháp phòng trừ hữu hiệu. Giống lúa CF6 kết hợp với thuốc
trừ cỏ nhóm imidazolinone là giải pháp diệt cỏ hữu hiệu.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

17
* Tính an toàn của cây trồng mang gen kháng thuốc trừ cỏ
Tính độc và tính chất gây dị ứng: Ở một số nước, các cơ quan quản lý

của chính phủ đã tuyên bố rằng các cây trồng có protein liên quan tới khả
năng kháng thuốc diệt cỏ không có bất cứ tác động nào đối với môi trường và
sức khoẻ so với các cây trồng thông thường. Các gen được đưa vào cây trồng
được đánh giá về tính gây độc và gây dị ứng theo đúng các quy định mà các
tổ chức quốc tế có liên quan xây dựng [33, 39].
Những ảnh hưởng gen biểu hiện protein đối với cây trồng: việc đưa
các gen biểu hiện protein vào cây trồng không làm ảnh hưởng tới sự sinh
trưởng phát triển của cây trồng so với các cây bố mẹ. Ngoại trừ việc đưa
thêm một loại enzym chịu được thuốc diệt cỏ hoặc thay thế một enzym hiện
đang tồn tại thì không hề xảy ra một sự thay đổi chuyển hoá nào khác trong
cây trồng [1, 36].
Mối lo ngại đối với môi trường liên quan đến cây trồng kháng thuốc
diệt cỏ là khả năng tạo ra các loại cỏ dại mới, thông qua việc nhân giống
chéo với những loại cây hoang dại hay đơn giản là vì sự tồn tại lâu dài của
chúng trong tự nhiên. Tuy nhiên, khả năng này được đánh giá trước khi
chúng được đem ra giới thiệu và cũng được giám sát sau khi trồng trọt.
Bằng chứng khoa học gần đây cho thấy nếu không có thuốc diệt cỏ, dường
như cây trồng kháng thuốc diệt cỏ chuyển gen không có khả năng lan sang
các cánh đồng khác hay những môi trường sống tự nhiên so với cây trồng
không chuyển gen [26]. Cây trồng kháng thuốc diệt cỏ hiện có bán trên thị
trường cho thấy rất ít bằng chứng về sự tồn tại lâu dài hay sự xâm lấn của
cây chuyển gen đối với các loại cây trồng khác [26].