thành tựu và triển vọng phát triển thực phẩm biến đổi gen trên thế giới

Viện Đào Tạo Sau Đại Học
Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội
Tiểu luận môn: Thực Phẩm Biến Đổi Gen
Đề tài :
Thành tựu và triển vọng phát triển
thực phẩm biến đổi gen trên Thế Giới
Giảng viên : PGS.TS. Khuất Hữu Thanh
Nhóm thực hiện : Hoàng Ngọc Quỳnh
Trần Văn Hưng
Lớp : 12BCNTP2
Hà Nội, 6/2013
MỤC LỤC
MỞ ĐẦU 2
CHƯƠNG I. SINH VẬT BIẾN ĐỔI GEN VÀ THỰC PHẨM BIẾN ĐỔI GEN 3
1. Khái niệm 4
2. Những thành tích và lợi ích của công nghệ biến đổi gen 5
2.1. Bốn lĩnh vực áp dụng trong nông nghiệp và thực phẩm 5
2.2. Những đóng góp quan trọng của công trình biến đổi gen 5
2.3. Đối với nhiều lĩnh vực khác 5
3. Công nghệ biến đổi gen và an toàn sinh học 6
CHƯƠNG II. THÀNH TỰU GMO VÀ GMF TRÊN THẾ GIỚI 9
1. Sự phát triển của GMO và GMF trên thế giới 9
2. Thực phẩm biến đổi gen từ vi sinh vật 10
3. Thực phẩm biến đổi gen từ thực vật 10
3.1. Các kết quả biến nạp gen thành công ở các giống cây trồng quan trọng.10
3.2. Tình hình cây trồng biến đổi gen được trồng thương mại trên toàn cầu 20
4. Thực phẩm biến đổi gen từ động vật 21
CHƯƠNG III. XU HƯỚNG PHÁT TRIỂN THỰC PHẨM BIẾN ĐỔI GEN TRÊN
THẾ
GIỚI 37
1. Tiềm năng đóng góp của thực phẩm biến đổi gen 37

2. Trị giá thực phẩm biến đổi gen trên toàn cầu 38
3. Nhận định về GMF và triển vọng của chúng trong tương lai 38
4. Xu hướng phát triển TPBĐG trên Thế giới……………………………… 39
KẾT LUẬN 42
TÀI LIỆU THAM KHẢO 43
MỞ ĐẦU
2
Hơn một thập kỷ qua, sự bùng nổ của công nghệ sinh học (CNSH), mà hàng
đầu là công nghệ biến đổi gen, đã tạo bước đột phá trong phát triển khoa học và
nhiều ngành kinh tế - kỹ thuật khác của loài người, có ảnh hưởng lớn lao đến sản
xuất – môi trường – xã hội và cuộc sống. Thành tựu thật kỳ diệu, thách thức rất đa
chiều nhưng cơ hội, triển vọng cũng cực kỳ to lớn!
Thật không thể phủ nhận vai trò của công nghệ sinh học trong việc cải thiện,
chuyển gen cũng như tạo ra những sinh vật mang nhiều đặc điểm ưu việt. Chúng ta
có thể kể một số thành công nổi bật trong việc tạo ra những động vật mang gen
mong muốn.
Bằng cách thay đổi ADN, cho kết hợp với ADN khác, khoa học đã tạo được
bộ một bộ gen mới, tiền thân của sản phẩm biến đổi gen hoàn chỉnh mà người ta
quen gọi là GMO (Genetically Modified Organison) và thực phẩm biến đổi gen
GMF (Genetically Modified Food). Theo số liệu thống kê, 45% ngô và 85% đậu
nành của Mỹ là sản phẩm GMO, 70 đến 75% thực phẩm được chế biến bán trên thị
trường của Mỹ có chứa thành phần chuyển gen.
3
CHƯƠNG I. SINH VẬT BIẾN ĐỔI GEN VÀ THỰC PHẨM
BIẾN ĐỔI GEN
1. Khái niệm
- Công nghệ biến đổi gen là công nghệ chuyển gen theo kỹ thuật
DNA tái tổ hợp với những công cụ và kỹ thuật phân tử, thông
qua việc phân lập những gen có ích từ sinh vật cho rồi chuyển
trực tiếp vào sinh vật nhận, để tạo ra những sinh vật biến đổi

gen. Quá trình này hoàn toàn mang tính nhân tạo và không thấy
trong tự nhiên.
- Theo định nghĩa của Nghị định Cartagena, sinh vật biến đổi
gen - GMO (Genetically Modified Organison) (bao gồm động
vật, thực vật và vi sinh vật) là sinh vật mà vật liệu di truyền của
nó được biến đổi theo ý muốn chủ quan của con người, nó
mang một tổ hợp nguyên liệu di truyền mới tạo ra nhờ sử dụng
các kỹ thuật phân tử để đưa gen mới vào bộ gen của sinh vật,
tạo ra một dạng chưa hề tồn tại trong tự nhiên. Thuật ngữ quốc
tế gọi chúng là GMO (Genetically modified organism).Sinh vật
GMO trong cây trồng gọi là cây trồng biến đổi gen. Thực phẩm
được tạo ra từ các sinh vật biến đổi gen hay có chứa thành tố
của chúng được gọi là Thực phẩm biến đổi gen.
- Thực phẩm biến đổi gen (GMF – Genetically modified food)
Bản chất và tính hữu ích của công nghệ biến đổi gen trong tạo
giống cây trồng có những điểm khác cơ bản kỹ thuật tạo giống
truyền thống. ở kỹ thuật lai hữu tính truyền thống nhà tạo giống
trộn hai bộ genome đơn bội của tế bào phấn và tế bào noãn với
nhau, qua đó ta nhận được nhiều tính trạng không mong muốn,
phải bằng kỹ thuật lai ngược hay lai tích luỹ mới loại bỏ được
nhiều tính trạng không mong muốn để thu được một giống mới
với những tính trạng bổ sung theo mong muốn.
Công nghệ chuyển gen tìm cách phân lập những gen có ích riêng biệt từ cây
cho rồi chuyển trực tiếp vào cây nhận, tránh được những phiền phức của cách tạo
giống truyền thống. Do vậy thời gian tạo một giống mới theo kỹ thuật chuyển gen
sẽ nhanh hơn nhiều so với kỹ thuật lai hữu tính.
Hơn nữa với kỹ thuật mới có thể chuyển gen giữa các sinh vật khác loài, điều mà
theo kỹ thuật truyền thống không thể làm được.
2. Những thành tích và lợi ích kỳ diệu của công nghệ biến đổi gen
4

Công nghệ biến đổi gen đã đạt được những thành tựu và mang lại lợi ích to
lớn trong các lĩnh vực: nông nghiệp, công nghệ sinh học, y tế, bảo vệ môi trường,
công nghiệp chế biến thực phẩm và thức ăn chăn nuôi.
2.1. Bốn lĩnh vực của công nghệ sinh học hiện đại này được áp dụng
trong nông nghiệp và thực phẩm là:
1) Giống cây trồng và vật nuôi chuyển gen mang lại những đặc điểm nông –
sinh quý giá mà các phương pháp truyền thống không tạo ra được;
2) Các chế phẩm sinh học dùng trong bảo vệ cây trồng - vật nuôi, như
vaccine, thuốc trừ sâu bệnh, phân bón vi sinh;
3) Công nghệ bảo quản và chế biến nông hải sản bằng các chế phẩm vi sinh
và enzyme. Giá trị nguyên liệu nông sản được nâng lên nhiều lần; công nghệ sản
xuất thức ăn chăn nuôi;
4) Các chế phẩm sinh học phục vụ việc xử lý và bảo vệ môi trường nông
nghiệp – nông thôn.
2.2. Những đóng góp quan trọng của công trình biến đổi gen bao gồm:
1) đóng góp vào an ninh lương thực, thực phẩm, thức ăn chăn nuôi rẻ hơn.
2) Bảo tồn đa dạng sinh học, hạn chế việc phá rừng làm nông nghiệp, bảo tồn đa
dạng sinh học tại các cánh rừng và khu bảo tồn khắp thế giới.
3) đóng góp vào công cuộc xoá đói giảm nghèo.
4) Giảm dư lượng thuốc trừ sâu trong sản xuất nông nghiệp.
5) Giúp giảm thiểu ảnh hưởng của biến đổi khí hậu, giảm bớt khí thải nhà kính.
6) Góp phần vào việc sản xuất có hiệu quả hơn đối với nhiên liệu sinh học.
7) Góp phần mang lại các lợi ích kinh tế đáng kể cho nhà nông.
2.3. Đối với nhiều lĩnh vực khác, GMO cũng mang lại nhiều lợi ích lớn như:
1) Tăng cường chất lượng thực phẩm, loại trừ các thực phẩm nhiễm độc.
2) Sản xuất nhiều loại hoá chất, đặc biệt là dầu từ các cây chuyển gen như lanh, cải
dầu, hướng dương.
3) Tạo ra các chất đặc biệt trong dược phẩm, mỹ phẩm, thuốc nhuộm.
4) Tăng khả năng chăm sóc sức khoẻ.
5) Sản xuất các loại dược phẩm chống các bệnh đặc biệt.

5
6) Tạo các chất hoá học ít gây ô nhiễm môi trường.
7) Bảo vệ môi trường.
Chính vì các lợi ích nêu trên mà công nghệ sinh học nói chung và công nghệ
chuyển gen nói riêng đã có những bước phát triển nhảy vọt thần kỳ.
3. Công nghệ biến đổi gen và an toàn sinh học
Mặc dù mang lại những thành tựu cực kỳ to lớn mang tính toàn cầu, nhưng
sinh vật chuyển gen nói chung và cây trồng chuyển gen nói riêng ngay từ khi mới
phôi thai cho đến hôm nay đã gây ra những ý kiến trái chiều, những cuộc tranh cãi
gay gắt, những lo sợ về khả năng rủi ro… trong giới khoa học, chính khách, quản
lý và dư luận xã hội ở tầm quốc gia, tổ chức, cá nhân.
Về mặt quốc gia có 3 nhóm với những quan điểm khác nhau: nhóm thứ nhất
hoàn toàn ủng hộ GMO gồm Mỹ, Canada, Mexico, Bazil, Achentina, Trung Quốc,
Ấn độ, Australia. Nhóm thứ hai là nhóm không ủng hộ chủ yếu ở lục địa châu âu;
nhóm còn lại có thái độ trung gian chờ đợi. Sở dĩ có tình trạng đối xử khác biệt
như vậy với cây trồng biến đổi gen là do tác động khác nhau của các yếu tố chính
trị, tôn giáo và kinh tế.
Các nước thuộc nhóm trung gian về cơ bản ủng hộ việc nghiên cứu phát
triển nhưng còn khá thận trọng trong triển khai sản xuất vì lí do phụ thuộc vào thị
trường tiêu thụ nông sản nằm chủ yếu ở các nước thuộc nhóm thứ hai!
Trên phạm vi các tổ chức quốc tế có những tổ chức ủng hộ tích cực và dũng
cảm như ISAAA (Tổ chức quốc tế về tiếp thu các ứng dụng CNSH trong nông
nghiệp), nhưng cũng có những tổ chức phản đối GMO như Liên đoàn quốc tế nông
nghiệp hữu cơ (quy định các nông sản hữu cơ không được có nguồn gốc GMO) và
một số tổ chức bảo vệ môi trường ở châu âu.
Ngay trong một quốc gia cũng có những ý kiến trái chiều: Thí dụ cộng đồng
châu âu thì Uỷ ban EC chấp nhận việc sản xuất khoai tây chuyển gen, đức tán
thành nhưng Italia lại không nhất trí.
Phe ủng hộ nêu những thành tựu to lớn của GMO (như nêu ở trên) đồng thời
sau gần 15 năm ứng dụng kỹ thuật cây chuyển gen trên diện tích gần 100 triệu ha ở

trên 25 nước với việc sử dụng ở 55 nước có dân số bằng nửa dân số thế giới vẫn
chưa có một bằng chứng cụ thể nào về tác hại trực tiếp và gián tiếp của GMO.
Những ý kiến phản đối GMO nêu lên các lý do gồm:
1) Công nghệ biến đổi gen đã vượt quá những điều con người lẽ ra không nên làm;
2) Hiện có ít bằng chứng khẳng định sản lượng nông nghiệp tăng lên do GMO;
6
3) Nhiều ví dụ về ứng dụng GMO đã bị thất bại – Thí dụ sản xuất lúa không gây dị
ứng;
4) Về y tế không đủ thông tin liên quan đến độc tố trong các sản phẩm có nguồn
gốc từ GMO;
5) Khả năng ảnh hưởng đến môi trường khi đưa GMO ra môi trường đặc biệt đối
với đa dạng sinh học;
6) Hoạt động nông công nghiệp thay đổi theo hướng bất lợi;
7) Những ảnh hưởng kinh tế - xã hội cũng có nguy cơ cao đặc biệt đến sự phát
triển của các nông trại truyền thống vừa và nhỏ v.v…
Tựu trung người ta lo ngại những khả năng rủi ro, không an toàn của GMO
trong các khía cạnh sau, đặc biệt sau thời gian ứng dụng lâu dài:
1) ảnh hưởng lên các sinh vật không cần diệt trong môi trường;
2) Sự tồn tại trong môi trường lâu hơn bình thường hoặc xâm chiếm những
nơi cư ngụ mới;
3) Khả năng phát tán ngoài ý muốn sang các loài khác;
4) Tác động đến sự cân bằng sinh học tự nhiên và sự đa dạng sinh học;
5) ảnh hưởng đến sức khoẻ người, đồng vật;
6) Khả năng lai chéo tạo nên những loại sinh vật mới không mong muốn
như cỏ dại nông lâm nghiệp;
7) ảnh hưởng đến hệ vi sinh vật đất và chu trình ni tơ v.v…
Từ thực trạng trên dẫn đến một quan điểm rộng rãi, ngày càng chiếm ưu thế
trên phạm vi toàn cầu, đó là mở rộng ứng dụng CNSH và GMO đồng thời phải
đảm bảo các biện pháp chống, ngừa mọi rủi ro. đó là an toàn sinh học.
An toàn sinh học là gì?

An toàn sinh học (Biosafety) là những biện pháp nhằm giảm thiểu hoặc loại
bỏ những rủi ro tiềm tàng trước mắt và lâu dài, trực tiếp và gián tiếp mà các ứng
dụng công nghệ sinh học (CNSH) có thể gây ra cho con người, động vật, thực vật,
vi sinh vật, môi trường và đa dạng sinh học.
Nghị định thư Cartagena về an toàn sinh học gồm 55 khung và 40 điều và 4
phụ lục.
An toàn sinh học bao gồm 3 nội dung chính là đánh giá rủi ro, quản lý rủi ro
và giám sát. Trong đó đánh giá rủi ro nhằm xác định những tác động bất lợi có thể
7
xảy ra. Quản lý rủi ro bao gồm các biện pháp quản lý những tác hại đã nhận biết ở
mức có thể chấp nhận được.
Mục tiêu của đánh giá và quản lý rủi ro là nhằm đảm bảo sự an toàn nhưng
không được cản trở, thành rào cản đối với nghiên cứu và phát triển các sản phẩm
(CNSH) có giá trị.
Các quyết định ứng dụng CNSH (chấp nhận hay không chấp nhận) sẽ được
đưa ra trên cơ sở khoa học các kết quả đánh giá và quản lý rủi ro. Quan điểm này
đã được các nhà lãnh đạo trên thế giới thống nhất thể hiện tại chương trình hành
động 21 (AGENDA 21) được thông qua vào năm 1992 tại Hội nghị thượng đỉnh về
môi trường toàn cầu.
Chương trình AE 21 khẳng định: CNSH cần phải được phát triển nhằm phục
vụ lợi ích của nhân dân nhưng cần phải lưu ý rằng các kỹ thuật mới phải không
được phá vỡ tính tổng hoà về môi trường hoặc làm tăng thêm các mối đe doạ cho
sức khoẻ.
Quan điểm này cũng được vận dụng cho sự phát triển của công nghệ biến
đổi gen và ứng dụng các sản phẩm biến đổi gen trên thế giới.
CHƯƠNG II. THÀNH TỰU GMO VÀ GMF TRÊN THẾ GIỚI
8
1. Sự phát triển của GMO và GMF trên thế giới
Bằng cách thay đổi ADN, cho kết hợp với ADN khác, khoa học đã tạo được
bộ một bộ gen mới, tiền thân của sản phẩm biến đổi gen hoàn chỉnh mà người ta

quen gọi là GMO và GMF.
Theo số liệu thống kê, 45% ngô và 85% đậu nành của Mỹ là sản phẩm
GMO, 70 đến 75% thực phẩm được chế biến bán trên thị trường của Mỹ có chứa
thành phần chuyển gen. Dưới đây là một số sản phẩm tiêu biểu của công nghệ
chuyển gen được con người tạo ra trong thời gian gian gần đây.
Diện tích cây trồng biến đổi gen tăng 94 lần từ 1,7 triệu ha năm 1996 lên
160 triệu ha năm 2011.
29 quốc gia trên toàn thế giới đưa vào canh tác. Trong số đó có 19 nước
đang phát triển và 10 nước công nghiệp.
5 nước đnag phát triển đứng đầu về diện tích : Ấn Độ, Trung Quốc, Braxin,
Achentina và Nam Phi. Trên lục địa Châu Phi có thể nói cây trồng biến đổi gen đã
trở thành công nghệ cây trồng được đưa vào ứng dụng nhanh nhất trong lịch sử.
Từ 1996 đến 2010, cây trồng biến đỏi gen góp phần đảm bảo an ninh lương
thực, phát triển bền vững. Tổng trị giá 78,4 tỷ USD, tạo môi trường tốt hơn, bằng
cách tiết kiệm 443 triệu kg thuốc trừ sâu, riêng 2010 đã giảm lượng khí thải CO2 là
19 tỷ kg, tương đương gần 9 triệu xe ô tô.
2. Thực phẩm biến đổi gen từ vi sinh vật
9
- Năm 1982, công ty Genetech In. sản xuất thành công insulin
người tái tổ hợp trong vi khuẩn E.coli .
- Năm 1986 sản phẩm insulin thương mại đầu tiên (Humulin) do
công ty Eli Lily và Genetech sản xuẩ, được sử dụng trong chữa
tiểu đường cho người. Năm 1987 tổng hợp thành công insulin
nhân tạo trong tế bào nấm men.
- Chủng vi khuẩn biến đổi gen Bacillus lichenifomis mang gen
mã hóa enzyme amylase sử dụng trong sản xuất enzyme
amylase.
- Chủng Bacillus subtillis chủng biến đổi gen được ứng dụng
rộng rãi trong công nghệ sản xuât bia
- Chủng nấm men biến đổi gen, để sản xuất thịt nhân tạo.

3. Thực phẩm biến đổi gen từ thực vật
Để chống lại tình trạng thiếu lương thực tại nhiều quốc gia kém phát triển
trên thế giới, các nhà khoa học tại các quốc gia phát triển như Mỹ, Anh đã nghiên
cứu về loại cây trồng biến đổi gen giúp mang lại năng suất, chất lượng cao. Tháng
8/2010, các nhà khoa học Anh công bố, họ đã giải mã thành công bản đồ gen của
lúa mỳ, và có thể ứng dụng thành tựu này để giữ lại các đặc tính nổi trội của cây
trồng, mang lại năng suất, sản lượng cao. Sau thành công này, cây lương thực biến
đổi gen được xem là một bước tiến lớn của khoa học, song mang lại không ít tranh
cãi, bởi không ai dám chắc sự an toàn của việc sử dụng thực phẩm biến đổi gen đối
với sức khỏe con người.
3.1. Các kết quả biến nạp gen thành công ở các giống cây trồng
quan trọng.
Sản phẩm Đặc điểm
Cải dầu
Chống chịu chất diệt cỏ, hàm lượng laurate cao, hàm
lượng oleic acid cao
Ngô Chống chịu chất diệt cỏ, kháng côn trùng
Bông Chống chịu chất diệt cỏ, kháng côn trùng
Khoai tây Kháng côn trùng, kháng virus
Đậu tương Chống chịu chất diệt cỏ, hàm lượng oleic acid cao
Bí Kháng virus
10
Cà chua Chín chậm
Lúa Chống chịu chất diệt cỏ, sản xuất vitamin A
Đu đủ Kháng virus
Cây ngô
Hiện nay, cây ngô đã được biến đổi gen để mang các tính trạng như kháng
côn trùng và chống chịu thuốc diệt cỏ.
Dùng phôi ngô trong nuôi cấy dịch huyền phù phát sinh phôi để tái sinh các
cây hữu thụ mang gen bar biến nạp. Sử dụng phương pháp bắn gen và chọn lọc

bằng thuốc diệt cỏ bialaphos đã cho kết quả là mô callus phát sinh các phôi được
biến nạp gen. Các cây biến nạp gen hữu thụ đã được tái sinh, ổn định di truyền và
biểu hiện gen bar cùng với hoạt tính chức năng của enzyme phosphinothricin
acetyltransferase quan sát được trong những thế hệ sau.
Gần đây, các kết quả biến nạp gen gián tiếp ở ngô nhờ Agrobacterium cũng
đã được thông báo. Các thể biến nạp gen của dòng ngô lai gần (inbredline) A188
đã được tái sinh sau khi đồng nuôi cấy (cocultivation) giữa binary vector với phôi
non. Tần số biến nạp được thông báo ở dòng A188 là khoảng 5-30%. Các thể lai
thế hệ thứ nhất giữa dòng A188 và 5 dòng lai gần khác được biến nạp với tần số
khoảng 0,4-5,3% (tính theo số cây biến nạp gen độc lập/phôi).
Cây lúa
Chuyển gen ở cây lúa đang được tập trung vào tính trạng chống chịu thuốc
diệt cỏ và sản xuất vitamin A.
Kết quả tái sinh của cây lúa biến nạp gen bằng xung điện hoặc PEG thông
qua nuôi cấy protoplast được thông báo lần đầu tiên cách đây khoảng 10 năm. Các
nghiên cứu sau đó cũng đã sử dụng hai kỹ thuật này để biến nạp gen vào protoplast
và phục hồi các cây biến nạp gen hữu thụ. Tuy nhiên, hạn chế của hai phương pháp
này là phải xây dựng phương thức tái sinh cây từ tế bào đơn. Mặc dù các phương
thức này đang dùng cho một số giống lúa thuộc loài phụ japonica (ví dụ: Taipei
309) nhưng hầu hết các giống japonica ưu tú cũng như phần lớn các giống indica
đều khó tái sinh cây từ protoplast.
Phương pháp bắn gen cho phép thực hiện biến nạp gen hiệu quả ở lúa trong
các kiểu gen độc lập, và hiện nay hơn 40 giống đã được biến nạp gen thành công.
Mẫu vật sử dụng là phôi non và các callus có nguồn gốc từ hạt trưởng thành.
Hygromycin B là marker chọn lọc thường được dùng cho lúa. Tần số biến nạp có
11
thể cao tới 50% (tính theo số cây biến nạp gen có nguồn gốc độc lập/số mẫu được
bắn gen). Gần đây, kỹ thuật biến nạp gen ở lúa thông qua Agrobacterium cũng đã
có những cải tiến quan trọng có hiệu quả tương đương với kỹ thuật bắn gen.
Cây lúa chỉ sản sinh ra hợp chất caroteoid được chuyển thành vitamin A trong

những bộ phận có màu xanh của cây, tuy nhiên trong hạt gạo mà con người vẫn
dùng lại không có hợp chất này. Chính vì thế sự thiếu hụt vitamin A thường xảy ra
ở những nơi sử dụng gạo làm lương thực chính. Gạo vàng TM là một loại ngũ cốc
chuyển gen có khả năng nâng cao hàm lượng vitamin A trong bữa ăn hàng ngày.
Loại gạo này có khả năng sản sinh và lưu giữ chất β-carotene. Nó được đặt tên là
gạo vàng TM bởi vì nội nhũ (chất bột bên trong của hạt gạo) của nó có màu vàng
nhạt, do chất β-carotene tạo ra.
Cây đậu tương
Đậu tương là một loại cây trồng lâu đời đã được trồng tại Trung Quốc từ
năm 3.000 trước công nguyên. Đây là loại cây chứa dầu đem lại lợi ích kinh tế to
lớn nhất trên thế giới. Hạt đậu tương có chứa tỷ lệ amino acid không thay thế nhiều
hơn ở cả thịt, do vậy đậu tương là một trong những loại cây trồng lương thực quan
trọng nhất trên thế giới hiện nay.
Đậu tương được biến đổi gen để mang các tính trạng như khả năng chống
chịu thuốc diệt cỏ và có hàm lượng oleic acid cao.
Những cố gắng đầu tiên ở cây đậu tương biến nạp gen tập trung ở việc tái
sinh cây từ protoplast và nuôi cấy dịch huyền phù phát sinh phôi. Mặc dù có những
thành công ban đầu, tiến triển của công việc này vẫn còn chậm và việc thu hồi các
cây chuyển gen vẫn đang còn gặp nhiều khó khăn. Công nghệ chuyển gen ở đậu
tương đã có triển vọng hơn nhờ sự phát triển và tối ưu hóa của kỹ thuật bắn gen (vi
đạn). Thực tế, đậu tương đã được dùng như một cây mô hình để phát triển kỹ thuật
cho nhiều loài cây trồng khó áp dụng công nghệ di truyền.
Kết quả đầu tiên ở đậu tương là thu hồi thành công cây chuyển gen nhờ
Agrobacterium. Phương thức này dựa vào sự phát sinh chồi từ lá mầm của giống
Peking chọn lọc cho tính mẫn cảm với Agrobacterium. Các mẫu lá mầm được xâm
nhiễm với Agrobacterium mang plasmid kháng kanamycin và có hoạt tính gusA,
hoặc kháng kanamycin và chống chịu glyphosate. Có thể biến nạp gen hiệu quả
vào protoplast đậu tương bằng các phương thức thông dụng nhưng rất khó tái sinh
được cây.
Để biến nạp gen vào các giống đậu tương khác nhau người ta đã phối hợp

hai yếu tố: genotype đơn giản-phương thức tái sinh cây độc lập (dựa trên cơ sở sự
tăng sinh của cụm chồi từ vùng chung quanh mô phân sinh của trụ phôi) với sự
tăng gia tốc của vi đạn (particle) có phóng điện để phân phối DNA ngoại lai. Hàng
12
trăm cây đậu tương có nguồn gốc độc lập đã thu được và kết quả biến nạp đã cho
nhiều phenotype khác nhau.
Nói chung, các dòng đậu tương chuyển gen có nhiều bản sao của gen biến nạp
(số bản sao khoảng từ 1-50 nhưng thường thay đổi từ 2-10). Phân tích Southern
blot ở thế hệ sau của các bản sao gen phức cho thấy tất cả các bản sao cùng tách
rời, như thế mỗi thể biến nạp sơ cấp chỉ hiện diện một kết quả biến nạp độc lập và
có thể sự tái tổ hợp thống nhất đã không xuất hiện thường xuyên.
Cây bông
Cây bông là loại cây cung cấp sợi chủ yếu, chiếm tới một nửa số lượng vải
sợi trên thế giới. Ngoài ra, một lượng nhỏ hạt bông được dùng như một nguồn thực
phẩm, thức ăn gia súc và dầu ăn cho con người và vật nuôi. Dầu hạt bông được
tinh chế trước khi dùng để loại bỏ chất gossypol độc hại cho người và tiêu hóa của
động vật.
Phương thức biến nạp gián tiếp thông qua Agrobacterium tumefaciens là kỹ
thuật đầu tiên được sử dụng để biến nạp gen vào cây bông giống Coker 312
(Umbeck 1987). Cây bông biến nạp gen cũng của giống trên đã được thu hồi sau
khi bắn gen vào dịch huyền phù nuôi cấy phát sinh phôi (Finer và McMullen
1990). Hầu hết các giống bông có giá trị kinh tế khác không thể tái sinh cây từ giai
đoạn callus. Một số ít các giống đó có thể tái sinh cây nhưng quá trình này thiên về
biến dị dòng vô tính (somaclonal variation). Phương thức phân phối gen ngoại lai
trực tiếp vào trong mô phân sinh của trụ phôi dựa trên công nghệ “ACCELL” cũng
được phát triển và người ta đã thu hồi thành công cây biến nạp gen.
Cây cải dầu
Cây cải dầu được biến đổi gen với mục đích cải thiện chất lượng dinh
dưỡng, đặc biệt là hàm lượng chất béo hòa tan của loại cây này. Cây cải dầu đựơc
trồng chủ yếu ở các vùng phía tây Canada và một ít ở Ontario và tây bắc Thái Bình

Dương, trung tâm phía bắc và vùng đông nam nước Mỹ. Ngoài ra, cây cải dầu
cũng được trồng ở các nước khác của châu Âu và Australia. Cây cải dầu được biến
đổi gen mang các tính trạng chống chịu thuốc diệt cỏ, có hàm lượng laurate và
oleic acid cao.
Khoai tây
Khoai tây được xem là cây lương thực quan trọng thứ tư trên thế giới, với
sản lượng hàng năm lên đến 300 triệu tấn và được trồng trên hơn 18 triệu hecta.
Hiện nay, hơn một phần ba sản lượng khoai tây trên thế giới là của các nước đang
phát triển. Sau khi Liên Xô tan rã thì Trung Quốc trở thành nước sản xuất khoai tây
lớn nhất thế giới. Ấn Độ đứng thứ tư. Mặc dù sản lượng khoai tây tại châu Âu đã
giảm xuống từ đầu những năm 1960, nhưng bù vào đó sản lượng khoai tây ở châu
13
Á và nam Mỹ lại tăng lên vì thế sản lượng khoai tây trên thế giới vẫn càng ngày
càng tăng. Khoai tây được biến đổi gen mang các tính trạng như khả năng kháng
côn trùng và kháng virus.
Cà rốt biến đổi gen chống cảm cúm
Các nhà khoa học tại Trường ĐH quốc gia St Petersburg đã tạo ra hàng loạt
cây trồng biến đổi gen (đậu, thuốc lá, cà rốt), có khả năng sản xuất interferon, chất
chống các tác nhân ngoại lai tấn công vào hệ miễn dịch như vi trùng, vi khuẩn,
virus, ký sinh trùng
Cà chua được coi là loại quả vườn phổ biến nhất hiện nay. Cà chua thường
rất dễ trồng và một số giống đã cho những vụ mùa bội thu. Chất lượng quả cà chua
chín cây vượt xa tất cả những loại quả khác có mặt trên thị trường thậm chí trong
cả mùa vụ. Cây cà chua rất mềm và thích hợp với thời tiết ấm áp thế nên nó thường
được trồng vào vụ hè. Cà chua được biến đổi gen mang các tính trạng như khả
năng chịu thuốc diệt cỏ, kháng vật ký sinh và làm chậm quá trình chín của quả.
Cà chua chuyển gen kháng vật ký sinh (bên phải) và cà chua đối chứng (bên
trái)
Các nhà khoa học cho biết, cho gia súc ăn các sản phẩm biến đổi gen đó có
thể cải thiện được hệ thống miễn dịch và khả năng chống virus của chúng.

14
Cà rốt biến đổi gen có thể giúp cơ thể chống lại các
virus, vi khuẩn gây bệnh. Ảnh minh họa.
Như vậy, với một món nộm trên bàn ăn, thì củ cà rốt biến đổi gen trong
thành phần của món nộm đó không chỉ làm ta cảm thấy bắt mắt và ăn ngon
miệng hơn mà còn khiến ta yên tâm là đã đưa vào cơ thể một kẻ bảo vệ
chống virus gây cảm cúm.
Dùng các món ăn từ thực vật biến đổi gen có tác dụng không khác bao nhiêu
so với tiêm văcxin khiến đáp ứng miễn dịch được thực hiện nhanh chóng hơn và
mạnh mẽ hơn để chống lại sự xâm nhiễm của nhiều loại bệnh.
Kết quả thử nghiệm "rau chữa bệnh cho gia súc” cho thấy rằng các protein chiết ra
từ thực vật biến đổi gen đã kích thích đáng kể hệ thống miễn dịch của chúng. Số
lượng các kháng thể và các tế bào máu bạch huyết trong máu tăng hẳn lên, phản
ứng phòng vệ được củng cố.
Hiện nay LB Nga có chủ trương trồng rộng rãi các loại cây trồng biến đổi
gen theo hướng tăng hàm lượng interferon để dùng trong nông nghiệp và trị bệnh
cho gia súc
Cây bí đỏ
Bí đỏ mùa hè là một loại quả mềm và hợp với khí hậu ấm áp, được trồng ở
nhiều nơi trên thế giới. Bí đỏ mùa hè khác bí đỏ mùa thu và mùa đông ở chỗ nó
được chọn thu hoạch trước khi vỏ quả cứng và quả chín. Không mọc lan như bí đỏ
và bí ngô mùa thu và mùa đông, bí đỏ mùa hè mọc thành bụi rậm. Một số cây khỏe
và có sức đề kháng tốt cho sản lượng khá cao. Bí đỏ được biến đổi gen kháng virus
đặc biệt là virus khảm dưa hấu (WMV) và virus khảm vàng zucchini (ZYMV).
Đu đủ
15
Đu đủ là một loại cây trồng quan trọng ở khu vực Đông Nam Á, được dùng
làm thức ăn phổ biến trong các hộ nông dân sản xuất nhỏ và gia đình của họ. Hiện
nay, giống đu đủ chuyển gen kháng virus đã được phát triển ở các nước thuộc khu
vực Đông Nam Á.

Ðu đủ chuyển gen kháng virus (trên) và đu đủ đối chứng (dưới)
Táo
Trên thế giới hiện có hơn 6.000 loại táo. Táo là một trong những loại trái cây
được ưa thích nhất không chỉ bởi hương vị thơm ngọt mà nó còn rất tốt cho sức
khỏe. Các cuộc nghiên cứu cho thấy ăn táo có thể giảm được nguy cơ mắc bệnh
16
ung thư, các bệnh tim mạch và béo phì. Hiện nay, táo đang được nghiên cứu biến
đổi gen để mang các tính trạng như làm chậm quá trình chín và kháng sâu bệnh.
Chuối
Trong số các loại cây trồng nhiệt đới, chuối rất được ưa thích do hương vị
hấp dẫn của nó. Ngoài ra, chuối còn là một loại trái cây đa dụng, vì người ta có thể
chế biến thành nhiều sản phẩm khác nhau. Hiện nay có khoảng 1.000 loại chuối
khác nhau, loại trái cây giàu dinh dưỡng và không có chất béo này có chứa hàm
lượng kali và chất xơ rất cao, và là nguồn cung cấp vitamin C chống oxy hóa.
Chuối đang được nghiên cứu biến đổi gen để mang các tính trạng như kháng virus,
giun tròn và nấm và có khả năng làm chín chậm. Chuối cũng là loại cây dự kiến
được dùng làm vaccine thực phẩm (edible vaccine) để phòng chống nhiều loại
bệnh dịch khủng khiếp ở các nước đang phát triển.
Dứa
Có nguồn gốc từ Trung Mỹ và Nam Mỹ và được xem như loại trái cây nhiệt
đới được bán rộng rãi nhất, chiếm tới 44% tổng kim ngạch buôn bán trái cây nhiệt
đới. Tính tới tháng 1/2001, toàn thế giới đã trồng được khoảng 12 triệu tấn dứa.
Trong vòng 30 năm qua, sản lượng dứa hàng năm trên thế giới đã tăng lên gấp ba
lần. Hiện nay, một số tổ chức nghiên cứu đang tiến hành nghiên cứu sự đa dạng di
truyền của cây dứa. Bên cạnh đó, người ta đang biến đổi gen cây dứa để tăng khả
năng kháng sâu bọ và virus, và bổ sung tính trạng làm chậm chín của cây.
Khoai lang
Khoai lang là một loại cây lương thực dễ trồng nhưng có vai trò rất quan
trọng ở các nước đang phát triển. Trong những điều kiện về khí hậu bất lợi và
không cần đầu tư nhiều, sản lượng khoai lang trên một hecta có thể đem lại nguồn

năng lượng và dinh dưỡng cao hơn bất cứ cây trồng nào khác. Cây trồng này có thể
phát triển trong điều kiện khô hạn nhiều tháng liền. Khoai lang đang được nghiên
cứu biến đổi gen để kháng các loại bệnh virus phá hoại cây (SPVD-sweetpotato
viral diseases).
Dừa
Sản phẩm có giá trị nhất của cây chính là dầu dừa chiết xuất từ cùi dừa. Hai
nước sản xuất ra nhiều dầu dừa nhất là Indonesia và Philippin với sản lượng cùi
dừa khô thu được trong năm 1999 lần lượt là 2,91 triệu tấn và 1,37 triệu tấn. Ngoài
ra, còn có nhiều nước trồng dừa ở châu Á, châu Phi, nam Thái Bình Dương, Ấn Độ
Dương, nam Mỹ và vùng Caribê. Chất làm cho dầu dừa trở nên hấp dẫn như vậy
chính là hàm lượng lauric acid cao. Nhu cầu về lượng acid lauric cao vì nó được sử
dụng để làm mứt, dầu ăn, mỹ phẩm, chất tẩy, bơ thực vật, dầu gội đầu và xà bông.
Do vậy, trên thế giới nhu cầu về dầu dừa luôn luôn cao. Ngành công nghiệp chế
biến dừa hiện nay đang bị de dọa do sự phát triển của một số loại cây trồng biến
đổi gen cho nhiều dầu, như hạt cải dầu. Việc nghiên cứu thúc đẩy phát triển sản
17
xuất dầu dừa có ý nghĩa vô cùng quan trọng đối với ngành công nghiệp chế biến
dừa.
Cà chua tím ra đời
Nhờ kỹ thuật biến đổi gene, các nhà khoa học đã tạo ra cà chua màu tím, loại
quả ngon hơn cà chua thường và mang đến nhiều lợi ích đối với sức khỏe người.
Cà chua tím có mùi hấp dẫn hơn, vị ngon hơn và duy trì độ cứng lâu hơn
cà chua thường.
Anthocyanin là tên một loại sắc tố tạo ra màu tím cho cà chua. Các nhà khoa
học của Trung tâm Nghiên cứu John Innes tại Anh đã lấy hai gene từ loài hoa mõm
chó rồi cấy vào cây cà chua để “bật” một số gene lặn. Nhờ hoạt động của các gene
lặn này mà cây cà chua sản xuất nhiều anthocyanin và màu của quả cà chua chuyển
sang màu tím., Telegraph đưa tin.
Các thử nghiệm cho thấy thời gian tồn tại của cà chua sau khi thu hoạch lên
tới 48 ngày, trong khi cà chua bình thường chỉ tồn tại 21 ngày. Ngoài ra, do chứa

nhiều chất chống oxy hóa với hàm lượng cao nên cà chua tím cũng ngăn chặn nguy
cơ ung thư ở chuột.
Một đặc tính quan trọng nữa là cà chua tím duy trì độ cứng lâu hơn so với cà
chua thường. Ngoài ra khả năng chống Botrytis cinerea, một loài nấm gây thối rữa
cà chua, của cà chua tím cũng cao hơn. Vì thế nó có thể tồn tại tới 48 ngày trước
khi thối rữa.
18
“Người ta thường hái cà chua khi chúng chưa chín và cà chua xanh có độ
cứng cao, một yếu tố quan trọng đối với việc vận chuyển. Việc hái trước khi cà
chua chín khiến mùi và vị của chúng không thể phát triển hoàn toàn. Chúng tôi có
thể hái cà chua tím muộn hơn nên chúng sẽ có mùi thơm hơn và vị ngon hơn so với
cà chua thường, nhưng độ cứng của chúng vẫn đủ lớn để con người vận chuyển
chúng”, giáo sư Jonathan Jones, một thành viên trong nhóm nghiên cứu, phát biểu.
Cây trồng giảm ô nhiễm
Các chuyên gia ở ĐH Washington Mỹ đã dùng kỹ thuật chuyển gen tạo ra
một loại cây dương (poplar) có khả năng khử được ô nhiễm tại chỗ bằng cách hấp
thụ nước ô nhiễm vào hệ thống rễ của nó. Loại cây này có khả năng bẻ gãy các
chất gây ô nhiễm thành những sản phẩm phụ vô hại và kết hợp với rễ, gốc và lá của
nó tiến hành xử lý sau đó nhả ra môi trường không khí. Qua thí nghiệm, những cây
trồng chuyển gen có khả năng khử được tới 91% trichloroethylen có trong nguồn
nước bị ô nhiễm.
Bắp cải
Bắp cải tiết ra nọc độc (Venomous cabbage) là sản phẩm chuyển gen rất độc
đáo nhằm phục vụ cho mục đích nghiên cứu hạn chế sử dụng thuốc trừ sâu và ngăn
ngừa các loại sâu bệnh lan truyền bệnh đối các vụ cây trồng, nhất là cho bắp cải.
Để tạo ra loại bắp cải này các nhà khoa học đã lấy một gen làm nhiệm vụ tạo
chương trình tiết ra nọc độc ở đuôi bò cạp và kết hợp với gen có trong bắp cải. Bắp
cải chuyển gen có khả năng sản xuất được nọc độc giống như loài bò cạp, tiêu diệt
được các loại sâu ăn lá ở bắp cải nhưng lại không gây nguy hiểm cho con người,
môi trường và các loại động vật khác khi ăn vào.

Ra đời loại cà chua mùi vị thơm ngon
Công ty Calgene ở California Mỹ là nơi độc quyền sản xuất loại cà chua mùi
vị thơm ngon, có tên là Flavr Savr (FS) được FDA phê duyệt cho phép sử dụng cho
con người. Để tạo ra cà chua FS các nhà khoa học đã bổ sung thêm một gen kháng
cảm (antisense gene) để làm chậm quá trình chín của cà chua, nhằm ngăn chặn quá
trình thối rữa, nhưng vẫn giữ được mùi vị và màu sắc tự nhiên, giúp cho việc bảo
quản, vận chuyển được thuận tiện, bởi đây là một trong những nguyên nhân làm
giảm chất lượng gây thiệt hại lớn cho nông dân, nhất là vào thời vụ thu hoạch đại
trà.
Vắc xin chuối
Vắc xin chuối (Banana vaccine) là sản phẩm mới dự kiến sẽ ra đời trong
tương lai gần, đặc biệt là phòng ngừa bệnh viêm gan B và bệnh tả bằng cách chỉ
cần ăn chuối là đủ, không cần phải tiêm chủng hoặc uống thuốc mà lâu nay người
ta vẫn áp dụng. Ngoài chuối, các nhà khoa học còn lai tạo các sản phẩm cây trồng
19
"vắc xin" khác như khoai tây, rau diếp, cà rốt, thuốc lá nhưng chuối được xem là
ứng cử viên sáng giá nhất cho mục tiêu nói trên. Loại chuối này được tạo ra bằng
cách tiêm vào cho chuối non một loại virus đã chuyển đổi, sau đó vật liệu chuyển
gen của virus sẽ nhanh chóng trở thành một bộ phận "cấu thành" tế bào của chuối,
khi phát triển các tế bào của chuối sẽ sản xuất ra các protein virus nhưng không
phải là phần truyền nhiễm virus. Chuối chuyển gen có chứa các protein virus và
thống kháng thể của nó sẽ tạo ra những hợp chất giúp cơ thể con người kháng lại
bệnh tật, giống như cơ chế ngừa bệnh của vắc xin truyền thống.
3.2. Tình hình cây trồng biến đổi gen được trồng thương mại
trên toàn cầu
Cho đến nay, diện tích cây trồng biến đổi gen (GM) trên toàn cầu vẫn tiếp
tục gia tăng ở mức 12-15%. Trong giai đoạn 8 năm kể từ năm 1996 tới năm 2003,
diện tích trồng cây GM trên toàn cầu đã tăng gấp 40 lần (từ 1,7 triệu ha/1996 lên
67,7 triệu ha/2003), trong đó diện tích trồng ở các nước đang phát triển tăng đáng
kể. Khoảng một phần ba diện tích trồng cây GM trên toàn cầu trong năm 2004

(tương đương 20 triệu ha) là diện tích trồng ở các nước đang phát triển, nơi có
mức tăng lớn nhất.
Trong giai đoạn 1996-2003, đặc tính chống chịu thuốc diệt cỏ của cây trồng
biến đổi gen vẫn liên tục giữ vị trí hàng đầu, tiếp theo là đặc tính kháng sâu bệnh.
Năm 2003, đặc tính chống chịu thuốc diệt cỏ được triển khai trên cây đậu
tương, ngô, cải dầu (canola) và bông, chiếm 73% (49,7/67,7 triệu ha tổng diện tích
trồng cây biến đổi gen trên toàn cầu), trong khi 12,2 triệu ha (18%) được dùng cho
cây trồng Bt. Diện tích trồng bông và ngô có các gen chống chịu thuốc diệt cỏ và
kháng sâu bệnh tiếp tục tăng, chiếm 8% (5,8 triệu ha) tăng so với 4,4 triệu ha của
năm 2002. Hai cây trồng giữ vị trí hàng đầu trong năm 2003 là đậu tương chống
chịu thuốc diệt cỏ, được trồng với diện tích 41,4 triệu ha chiếm 61% trong tổng
diện tích toàn cầu và được trồng tại 7 nước; và ngô Bt với diện tích 9,1 triệu ha,
tương đương với 13% diện tích trồng cây biến đổi gen trên thế giới và được trồng
tại 9 nước.
Diện tích trồng ngô Bt tăng mạnh nhất là ở Mỹ. Đáng chú ý là trong năm
2004 Nam Phi đã trồng 84.000 ha ngô trắng Bt dùng làm thực phẩm, tăng 14 lần so
với lần đầu tiên khi loại ngô này được giới thiệu ở Nam Phi vào năm 2001. Diện
tích trồng ngô và bông Bt/chống chịu thuốc diệt cỏ cũng tăng mạnh, cho thấy xu
hướng các gen biến đổi chiếm một tỷ lệ lớn trong diện tích trồng cây biến đổi gen
trên phạm vi toàn cầu.
4. Thực phẩm biến đổi gen từ động vật
20
Không chỉ tạo ra các loại cây trồng biến đổi gen, thành tựu về gen còn giúp
các nhà khoa học tạo ra các loài động vật biến đổi gen. Bằng cách tác động vào
gen, người ta có thể tạo ra những con lợn có thể phát sáng trong bóng tối, những
con cá hồi với trọng lượng lớn và khả năng phát triển nhanh hơn so vơí bình
thường. Tại bang Arizona và Lousiana – Mỹ, các nhà khoa học nước này còn đưa
ra ý tưởng về việc ghép gen của người với gen của các loài động vật hoặc gen của
loài động vật này với gen của loài động vật khác. Với cách này người ta có thể tạo
ra các giống vật lạ như người - ngựa, dê, rắn…Tuy nhiên, ý tưởng này nhận không

ít lời chỉ trích bởi nó có thể tạo ra những loài vật kỳ quái.
Bằng kỹ thuật vi tiêm DNA vào tiền nhân người ta đã tạo ra nhiều động vật
chuyển gen như chuột, thỏ, lợn, cừu, bò, gà, cá Tuy nhiên, sự thành công này đã
bị hạn chế bởi sự tốn kém, mất nhiều thời gian, khó khăn về kỹ thuật, không hiệu
quả của phương pháp này khi áp dụng đối với các loài động vật ngoại trừ chuột.
Ðối với cừu và trâu bò thì việc cung cấp trứng là rất hạn chế. Một vấn đề nữa là ở
động vật nuôi chỉ khoảng 1% hợp tử vi tiêm phát triển thành động vật chuyển gen,
trong khi đó ở chuột là 10%.
Chuột chuyển gen
Vào năm 1982, Palmiter và Brinster đã thành công trong việc tạo ra động vật
chuyển gen đầu tiên trên thế giới, bằng cách chuyển gen của loài chuột này sang
phôi loài chuột khác. Gen chuyển đã biểu hiện ở chuột chuyển gen và các thế hệ
con cháu của chúng. Hai nhà khoa học này đã nhận được giải thưởng Charles
Leopold Mayer, giải thưởng cao quí nhất của Viện Hàn lâm khoa học Pháp vào
năm 1994.
Palmiter và Brinster đã chuyển một gen ngoại lai vào trứng chuột thụ tinh.
Sau đó cấy các trứng này vào chuột mẹ thay thế và đã chứng minh được rằng gen
chuyển hoạt động chức năng trong một số chuột con sinh ra. Nhân giống chuột thế
21
hệ con, các nhà khoa học đã cho thấy gen chuyển có thể được truyền từ thế hệ này
sang thế hệ khác theo qui luật di truyền Mendel. Với kỹ thuật chuyển gen, Palmiter
và Brinster tin tưởng rằng công việc này sẽ làm sáng tỏ vấn đề thông tin trong bản
“thiết kế“ di truyền của chúng ta không được mã hoá trong các cơ thể sống như thế
nào và các gen hoạt động trong quá trình phát triển bình thường cũng như trong
trạng thái bệnh tật ra làm sao. Việc tạo ra chuột chuyển gen là một định hướng
quan trọng trong nghiên cứu liệu pháp gen để điều trị các rối loạn gây nên bởi các
lỗi của mã di truyền.Palmiter và Brinster đã hiểu được cơ chế tế bào đọc mã di
truyền và dịch các thông tin đó thành các cấu trúc sinh học.
Kỹ thuật chuyển gen mà họ sử dụng dựa trên cơ sở là gen có hai phần chính:
vùng mã hóa prtein và vùng điều hòa hoạt động của gen. Một gen ngoại lai có

nguồn gốc từ cơ thể khác được nối với một vùng kiểm tra đóng-mở (on-off) và
chịu tác động của vùng này. Palmiter và Brinster đã tiến hành sử dụng công tắc mở
là promoter MT (metallothionein). Promoter MT hoạt hóa bởi các ion kim loại
đồng, kẽm và catmi, được nối với gen mã hoá enzyme thymidine kinase. Tổ hợp
gen này được đưa vào trứng chuột vừa mới thụ tinh.
Các nhà khoa học đã thấy rằng, bình thường ion catmi có tác dụng mở (turn
on) gen MT, nhưng bây giờ nó mở gen thymidine kinase khi ở trong phôi chuột.
Bằng cách tương tự, promoter MT được nối với gen hormone sinh trưởng chuột
cống và sau đó chuyển vào chuột nhắt. Kết quả là các chuột nhắt “siêu hạng“ có
kích thước lớn hơn chuột bình thường nhiều lần đã ra đời. Chuột chuyển gen đã
cung cấp cho Palmiter và Brinster phương pháp để kiểm tra các mô hình thí
nghiệm và điều trị bệnh.
Cho đến nay hàng trăm gen khác nhau đã được đưa vào các dòng chuột khác
nhau và kết quả là hàng trăm dòng chuột chuyển gen đã được tạo ra và được phân
tích. Các nghiên cứu này đã góp phần cung cấp các hiểu biết về sự điều hòa hoạt
động của gen, sự phát triển khối u, tính đặc hiệu của miễn dịch, di truyền học phân
22
tử của sự phát triển và các quá trình sinh học cơ bản khác. Các mô hình chuột
chuyển gen điều trị các bệnh như ung thư, bệnh thiếu máu hồng cầu hình liềm, tiểu
đường cũng đã được nghiên cứu. Chuột chuyển gen còn được sử dụng để sản
xuất các protein quí hiếm thông qua tuyến sữa và nước tiểu.DNA có thể được đưa
vào chuột nhờ vector retrovirus bằng cách nhiễm vào các tế bào ở giai đoạn phôi
sớm trước khi cấy vào con cái nhận; vi tiêm vào tiền nhân đực của trứng đã thụ
tinh và đưa các tế bào gốc phôi đã thao tác di truyền vào phôi đang phát triển ở giai
đoạn sớm trước khi cấy vào con cái nhận. Các nghiên cứu này đã được mở rộng áp
dụng trên các đối tượng khác như thỏ, gà, cá, cừu, lợn, trâu bò, dê
Thí nghiệm trên loài cừu
Năm 1996, khi chú cừu đầu tiên trên thế giới với cái tên Dolly ra đời bằng
phương pháp nhân bản vô tính, lịch sử ngành di truyền học chính thức bước sang
một trang mới. Trước sự ra đời của Dolly, nhân bản vô tính đã được thực hiện

thành công trên các loài nhím biển và kỳ nhông, song không một loài động vật có
vú nào có thể sinh sản một cách vô tính. Bằng cách chia đôi hai tế bào bào thai, các
nhà khoa học đã tạo nên hai phiên bản giống hệt nhau về gen, và phát triển chúng
thành hai cá thể riêng lẻ, chú cừu dolly nhân bản vô tính đầu tiên đã mở ra khả
năng tiến hành nhân bản vô tính trên nhiều loài động vật khác, chẳng hạn như:
ngựa, chuột, hươu, mèo và nhiều loài vật quý hiếm đang dần biến mất trên trái
đất. Năm 2010, các nhà khoa học Tây Ban Nha đưa ra ý tưởng nhân bản vô tính
những con bò tót, song tất cả chỉ dừng lại ở việc nhân bản vô tính các loài động
vật. Vấn đề nhân bản con người đặt ra nhiều tranh cãi trong giới khoa học và dư
luận xã hội.
Ðối với cừu khi vi tiêm không cần thiết phải ly tâm phôi để nhìn thấy tiền
nhân. Khả năng phát triển in vivo của hợp tử cừu vi tiêm (10%) và không vi tiêm
(26%) bằng một nửa phôi lợn sau khi xử lý tương tự. Sau 7 ngày nuôi cấy in vivo
các hợp tử cừu không vi tiêm, Rexroad và Wall (1987) đã quan sát được tỉ lệ phát
triển là 86%. Một thí nghiệm nuôi cấy in vivo trong 5 giờ đã giảm tỉ lệ phát triển
này xuống còn 65% và sau khi tiêm một dung dịch đệm đã giảm xuống đến 42%.
Sau khi vi tiêm dung dịch DNA, 19% số hợp tử phát triển đến giai đoạn 32 tế bào.
Ở những thí nghiệm đầu tiên, tỉ lệ hợp nhất là khoảng 1% trong khi tỉ lệ sống sót
của phôi vi tiêm đến con non là 7% và 6,2% (theo Brem, 1991).Các gen GH đã
được sử dụng để chuyển vào cừu. Ngoài các gen GH như đã dùng để chuyển vào
lợn (mMT-hGH, mMT-bGH, PRL-bGH , mMT-hGRF), người ta còn sử dụng các
gen sMT-sGH 5(sheep methallothionein-sheep growth hormone 5), sMT-sGH
9(sheep methallothionein-sheep growth hormone 9). Các kết quả thu được không
được tốt như ở lợn. Chỉ có cừu chuyển gen sMT-sGH cho tỉ lệ mỡ thấp hơn so với
cừu đối chứng. Người ta cho rằng các tổ hợp MT-gen chuyển không có khả năng
cảm ứng với các kim loại nặng khi cừu ăn vào. Mặt khác cũng có thể do ở cừu
23
thiếu các yếu tố nội bào thích hợp cho sự cảm ứng, cho sự tái sắp xếp các gen
chuyển và cho sự tích hợp gen chuyển vào genome của tế bào chủ ở các vị trí thuận
lợi. Bên cạnh các gen hormone sinh trưởng, một số các gen khác cũng đã được

chuyển vào cừu như gen mã hoá yếu tố đông máu IX , gen α1-antitripsin, gen
cysE, gen cysK.
Thỏ chuyển gen
Thỏ đã được sử dụng làm mô hình thực nghiệm trong các thí nghiệm chuyển
gen. Việc tạo ra thỏ chuyển gen thành công đã được công bố vào năm 1985 với
gen chuyển là hormone sinh trưởng có cấu trúc MT-hGH (Hammer, 1985; Brem,
1985). Tỉ lệ các hợp tử thỏ bị thoái hoá do vi tiêm là dưới 10% (Ross,1988). Khả
năng phát triển của các phôi đã vi tiêm trước khi chuyển ghép hợp tử là thấp hơn
đáng kể so với các phôi đối chứng.
Hiện nay thỏ là đối tượng chuyển gen nhằm mục đích tạo ra protein quí sử
dụng trong y dược thông qua tuyến sữa bởi các lý do sau đây:- Giá phôi thỏ thấp
nên có thể tạo ra một lượng lớn thỏ chuyển gen. Ðiều này đã cung cấp cho các nhà
nghiên cứu tăng đáng kể khả năng tạo ra được một hoặc vài dòng thỏ chuyển gen
sản xuất ra protein hoạt động sinh học với số lượng đầy đủ Thời gian mang thai
của thỏ ngắn và thành thục sinh dục nhanh vì vậy cho phép tạo ra dòng thỏ chuyển
gen nhanh hơn so với các động vật chuyển gen khác như dê, cừu hoặc bò Giá
sản xuất thấp Về mặt di truyền, thỏ gần với người hơn bất kỳ động vật cho sữa
nào khác do vậy nó là mô hình được chọn cho việc sản xuất các protein chữa bệnh
ở người đặc biệt là các protein phức tạp Không truyền các bệnh nghiệm trọng do
virus gây ra cho người Một thỏ cái có thể tiết một lượng sữa lên đến 250ml sữa
mỗi ngày. Trong qui trình chuẩn, mỗi ngày chỉ có 100-150ml sữa được lấy từ một
thỏ cái điển hình, tương đương với 15 lít mỗi năm đối với một thỏ cái Lượng
protein tái tổ hợp trong sữa thỏ chuyển gen biến đổi từ 1-10g trong một lít.Các loại
protein có thể được sản xuất trong sữa thỏ là các kháng thể đơn dòng (monoclonal
antibody), vaccin
Vào năm 2001, Eduardo Kac, giáo sư thuộc Học viện Nghệ thuật Chicago,
Mỹ đã kết hợp với các nhà Di truyền học Pháp đã tạo một con thỏ chuyển gen có
khả năng phát ra ánh sáng màu lục ở trong tối bằng cách vi tiêm gen mã hoá
protein huỳnh quang màu xanh lá cây có nguồn gốc từ sứa vào hợp tử thỏ. Ðây là
hướng nghiên cứu mới phục vụ cho mục đích nghệ thuật. “Nó là một vật để cho

hoạ sĩ thí nghiệm trên nền của khung vẽ và hoàn toàn khác với thí nghiệm để tạo ra
một sự sống“. Nhiều nhà nghệ thuật khác đang nghiên cứu Công nghệ Sinh học và
ý nghĩa xã hội của nó mà không nhằm mục đích tạo ra động vật chuyển gen
Mèo phát sáng
24
Năm 2007, các nhà khoa học Hàn Quốc đã tạo ra sản phẩm động vật GMO
độc đáo, những con mèo phát sáng bằng cách thay đổi ADN, sau đó sử dụng ADN
và cho nhân bản với con mèo khác tạo ra những con mèo có khả năng phát sáng
màu huỳnh quang. Trong nghiên cứu này, tế bào da của con mèo cái Angma Thổ
Nhĩ Kỳ và một virus được sử dụng để chèn vào các hướng dẫn di truyền, giúp nó
tạo ra protein phát màu huỳnh quang đỏ. Nhân đã thay gen được đưa vào trứng để
nhân bản, phôi nhân bản được cấy trở lại cho mèo mang thai hộ và cuối cùng tạo ra
giống mèo phát sáng. Mục đích của nghiên cứu trên là giúp các nhà khoa học tạo ra
những con vật mang theo các bệnh của
con người để tìm ra hướng đi mới trong
việc điều trị hoặc các loại thuốc chữa
trị, nhất là những căn bệnh nan y học
đang bó tay.
Lợn môi trường
Bằng kỹ thuật chuyển gen, các nhà khoa học đã tạo ra một loại lợn có tên là
Enviropig hay Frankenswine. Đây là giống lợn môi trường nó có khả năng trẻ hóa,
xử lý phốt pho có hiệu quả. Nói ngắn gọn hơn là trong phân và nước tiểu của lợn
Enviropig có chứa phytale (một dạng phốt pho) thấp nên không gây ô nhiễm môi
trường, không giết hại động vật phù du, tảo và gây ảnh hưởng đến môi trường sinh
thái nước. Để tạo ra loại lợn Enviropig các nhà khoa học đã bổ sung một loại
khuẩn E.coli và ADN của chuột vào phôi bào lợn. Quá trình chuyển gen này làm
cho lợn xử lý phốt pho tốt ngay trong quá trình tiêu hóa nên giảm được tới 75%
phốt pho thải ra ngoài qua đường phân và nước tiểu.
25