Nghiên cứu Gen kháng sâu bệnh,gen chịu han để nâng cao năng suất cây trồng

Mở Đầu
Công nghệ sinh học là một trong các lĩnh vực công nghệ cao đang được
toàn thế giới quan tâm và đầu tư rất nhiều tiền của, công sức, trí tuệ nhằm
cải biến các sản phẩm, cải biến các loài sinh vật phục vụ cho con người và
các lĩnh vực khác trong đời sống xã hội.
Ngành công nghệ sinh học có vai trò vô cùng quan trọng trong sự phát
triển kinh tế nước nhà. Không chỉ trong lĩnh vực nông nghiệp mà còn trong
lĩnh vực môi trường giúp bảo vệ môi trường sống, trong lĩnh vực công nghệ
thực phẩm…
Nuôi cấy mô tế bào thực vật là một trong những lĩnh vực ứng dụng
nhiều thành công nổi bật của công nghệ sinh học thực vật. Bằng các kỹ thuật
nuôi cấy trong điều kiện vô trùng các bộ phận tách rời của cơ thể thực vật,
người ta nhân giống thành công nhiều loại cây trồng có giá trị mà trước đây
các phương thức nhân giống truyền thống gặp nhiều khó khăn. Nuôi cấy mô
tế bào thực vật có ưu điểm: Hệ số nhân giống cao phục vụ nhu cầu về giống
cho quy mô sản xuất công nghiệp, sản xuất cây sạch bệnh, tạo giống mới…
đó là những ưu điểm không thể kể hết của nuôi cấy mô tế bào thực vật.
Trong những năm gần đây, nuôi cấy mô tế bào thực vật đã không ngừng
phát triển và đem lại hiệu quả thiết thực trong công tác chọn tạo và nhân
giống. Những thành tựu trên đã góp phần to lớn vào việc thúc đẩy phát triển
nền nông nghiệp công nghệ cao mang tính cạnh tranh trong thị trường quốc
tế.
Một trong những hướng phát triển mới của công nghệ sinh học thực vật
là biến nạp và biểu hiện các gen ngoại lai trong tế bào thực vật nhờ tác nhân
chuyển gen có thể dung tác nhân chuyển gen trực tiếp, có thể dung tác nhân
chuyển gen gián tiếp như vi khuẩn Agrobacterium. tumefactiens. Để chuyển
những đoạn gen mong muốn vào cây trồng như: Gen kháng sâu bệnh,gen
chịu han… để nâng cao năng suất cây trồng .


Lời cảm ơn

Trong đợt thực tập nghề nghiệp vừa qua chúng em đã hiểu biết thêm
được nhiều kiến thức và kĩ năng về các kĩ thuật chuyển gen trong các cây
như: ngô, đậu tương và cách pha chế môi trường nuôi cấy Lan hồ điệp, lan
đai châu.
Chúng em rất cảm ơn các thầy cô giáo đã tận tình chỉ bảo và hướng
dẫn, sắp xếp thời gian để chúng em có cơ hội học hỏi, nâng cao kiến thức và
kĩ năng trong thực hành thực nghiệm công nghệ sinh học thực vật. Mong
rằng nhà trường và các thầy cô sẽ tạo điều kiện hơn nữa về tài liệu nghiên
cứu, trang thiết bị phục vụ nghiên cứu và thường xuyên được tiếp xúc, giao
lưu, học hỏi với các chuyên gia đi trước trong cùng lĩnh vực để chúng em có
thể tăng thêm vốn hiểu biết và kĩ năng nghề nghiệp cho các nghiên cứu sau
này.


NỘI DUNG

A- Giới thiệu về Viện Di Truyền Nông nghiệp Việt Nam:
Tên Viện: Viện Di truyền Nông nghiệp (Agricultural Genetics Institute)
Địa chỉ : Đường Phạm Văn Đồng – Từ Liêm – Hà Nội.
Điện thoại : 04.7544712 Fax: 04.7543196
Email :
I. Chức năng, nhiệm vụ
I.1.Chức năng:
- Viện Di truyền Nông nghiệp được thành lập theo điểm "a" Khoản "1" Điều
2 của Quyết định số: 220/QĐ-TTg ngày 09/9/2005 của Thủ tướng Chính phủ
Thành lập Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam.
- Viện Di truyền Nông nghiệp là đơn vị sự nghiệp khoa học, trực thuộc Viện
Khoa học Nông nghiệp Việt Nam, có nhiệm vụ nghiên cứu cơ bản có định
hướng và ứng dụng các thành tựu khoa học kỹ thuật thuộc lĩnh vực di truyền
và công nghệ sinh học nhằm thực hiện các nhiệm vụ phát triển kinh tế xã hội

của Ngành.
- Viện Di truyền Nông nghiệp được Nhà nước cấp kinh phí hoạt động, được
sử dụng con dấu và mở tài khoản riêng tại Kho bạc Nhà nước và Ngân hàng
theo quy định của pháp luật.
II. Nhiệm vụ:
1. Xây dựng chương trình, dự án, kế hoạch nghiên cứu khoa học và chuyển
giao công nghệ thuộc lĩnh vực di truyền công nghệ sinh học dài hạn, năm
năm và hàng năm phục vụ mục tiêu phát triển kinh tế- xã hội, trình cấp có
thẩm quyền phê duyệt và tổ chức thực hiện.
2. Thực hiện nghiên cứu khoa học và chuyển giao công nghệ về các lĩnh
vực:
- Quy luật di truyền và biến dị ở mức độ phân tử, tế bào, cá thể và quần thể
trên cây trồng và vi sinh vật;
- Ứng dụng công nghệ ADN tài tổ hợp và công nghệ na nô để phân tích
genome thực vật;
- ứng dụng phương pháp di truyền và công nghệ sinh học để đa dạng nguồn
gen, tạo vật liệu khởi đầu phục vụ công tác chọn, tạo giống cây trồng và vi
sinh vật;
- Phát triển và ứng dụng tin sinh học để xây dựng cơ sở dữ liệu hệ gen cây


trồng và vi sinh vật: bản đồ gen, trình tự gen, chức năng gen, cây trồng biến
đổi gen, sản phẩm biến đổi gen;
- ứng dụng giải pháp công nghệ nhằm bảo vệ môi trường sinh học nông
nghiệp, đa dạng sinh học và an toàn sinh học.
- Thực hiện nhiệm vụ chuyển giao công nghệ , khuyến nông thuộc lĩnh vực
di truyền và công nghệ sinh học.
- Thực hiện hợp tác quốc tế về nghiên cứu khoa học, chuyển giao công nghệ,
hợp tác chuyên gia và đào tạo nguồn nhân lực trong lĩnh vực di truyền và
công nghệ sinh học Nông nghiệp với các tổ chức và cá nhân nước ngoài theo

quy định của Nhà nước.
- Liên kết, hợp tác nghiên cứu khoa học và phát triển công nghệ, thử nghiệm
kỹ thuật mới, đào tạo nguồn nhân lực trong lĩnh vực được giao với các tổ
chức trong nước theo quy định của pháp luật.
- Sản xuất kinh doanh theo đúng quy định của pháp luật.
-Quản lý, sử dụng có hiệu quả nguồn nhân thực, kinh phí, tài sản được giao
đúng quy định của pháp luật.
III. Tổ chức bộ máy
- Lãnh đạo:
+ PGS.TS Lê Huy Hàm – Quyền Viện trưởng
+ PGS.TS Đỗ Năng Vịnh – Phó Viện trưởng
+ PGS.TS Lê Thị Ánh Hồng – Phó Viện trưởng
- Các phòng Quản lý:
+ Phòng Tổ chức, Hành chính;
+Phòng Khoa học và Hợp tác quốc tế;
+Phòng Tài chính kế toán.
Phòng có Trưởng Phòng và Phó Trưởng phòng.
- Các Bộ môn:
+Bộ môn Đột biến và Ưu thế lai;
+Bộ môn Công nghệ vi sinh;
+Bộ môn Sinh học phân tử;
+Bộ môn Bệnh học phân tử;
+Bộ môn Kỹ thuật di truyền;
Các Bộ môn có Trưởng Bộ môn và Phó Trưởng Bộ môn.


- Các đơn vị sự nghiệp trực thuộc Viện:
+ Phòng thí nghiệm Trọng điẻm Quốc gia Công nghệ Tế bào thực vật;
+ Trung tâm Môi trường Sinh học Nông nghiệp;
+ Trung tâm Thực nghiệm Sinh học nông nghiệp Công nghệ cao;

- Doanh nghiệp trực thuộc viện:
+ Công ty sông Hồng: trên cơ sở Trung tâm Công nghệ sinh học thực vật,
hiện có. Công ty là Doanh nghiệp trực thuộc Viện Di truyền Nông nghiệp,
được sử dụng con dấu và mở tài khoản riêng;
+ Công ty Sinh học Nông nghiệp Văn Giang. Công ty được thành lập và
hoạt động theo quy định của pháp luật.
IV. Tiềm lực:
IV.1. Cán bộ viên chức:
Tổng
Trung
GS PGS TSKH TS ThS ĐH
số
cấp
225

1

4

3

29 31

45

9

Công
nhân
7

Hợp
đồng
101

IV.2. Cơ sở vật chất:
- Tổng diện tích:
+ Trụ sở cơ quan: 14.698 m2 (Từ Liêm – Hà Nội)
+ Nhà kính, nhà lưới: 3.500 m2 (Từ Liêm -Hà Nội + Văn Giang -Hưng Yên)
+ Ruộng thí nghiệm: 585.000 m2 (Văn Giang – Hưng Yên)
+ Nhà ở cho CBCNV: 10.000 m2 (Văn Giang – Hưng Yên)
V. NHỮNG THÀNH TỰU CHÍNH:
V.1. Những bài viết về kết quả nghiên cứu trong mọi lĩnh vực của đơn vị:
- Thành tựu về chọn tạo giống lúa của Viện Di truyền nông nghiệp.
- Cải tiến giống lúa thuần chất lượng nhập nội bằng phương pháp đột biến
thực nghiệm.
- Nhân nhanh các dòng TGMS phục vụ cho phát triển lúa lai hai dòng.
- Kết quả chọn tạo giống lúa nếp DT-22.
- Nghiên cứu nuôi cấy bao phấn một số con lai của một số tổ hợp lúa lai hai.
- Kết quả chọn tạo giống lúa chịu mặn CM3.
- Nghiên cứu thu nhận đột biến diệp lục ở lúa và hướng ứng dụng.
- Tác động của chiếu xạ tia Gamma (Nguồn Co60) lên hạt lúa và những biến
đổi di truyền trong thế hệ M1 và M2.
- Nghiên cứu tạo dòng ngô đơn bội kép bằng nuôi cấy noãn chưa thụ tinh.
- Kết quả 5 năm (1996 – 2000) nghiên cứu chọn tạo giống đậu tương.


- Bệnh virus gây hại chuối và một số kết quả nghiên cứu về bệnh hại chuối ở
Việt Nam.
- Một số bệnh hại phổ biến ở cây ăn quả có múi và các vector truyền bệnh.

- Tạo dòng đa bội ở cam Xã Đoài bằng xử lý Colchicine trong điều kiện in
vitro.
- Nghiên cứu vi khuẩn Ralstonia solanacearum gây bệnh héo xanh cà chua ở
Miền Bắc Việt Nam.
- Vi khuẩn gây bệnh héo xanh cà chua và vi sinh vật đối kháng.
- Hoàn thiên quy trình công nghệ in vivo và in vitro hoa cẩm chướng, đánh
giá các chỉ tiêu sinh trưởng và phát triển một số giống cẩm chướng ưu việt
đã tuyển chọn.
- Ảnh hưởng của phương pháp và tách cây thời vụ đến khả năng sinh trưởng,
phát triển của một số giống địa lan thơm.
- Đánh giá khả năng sinh trưởng, phát triển của một số giống phong lan Hồ
điệp nhập nội từ Hà Lan.
- Kết quả nghiên cứu phương pháp ghép cành. Yếu tố pH ảnh hưởng đến sự
sinh trưởng phát triển của cây hoa trà my.
- Những biến đổi hình thái dưới tác động của tia Gamma (nguồn Co60) lên
đỉnh sinh trưởng của cây hoa hồng.
- Một số kết quả nghiên cứu sử dụng thuốc trừ sâu sinh học Tập kỳ 1, 8EC
để phòng trừ một số sâu hại rau họ hoa thập tự.
- Sử dụng kỹ thuật in vitro để nhân nhanh cây actisô.
- Nghiên cứu nhân nhanh các dòng Paulownia nhập nội bằng nuôi cấy mô.
- Kết quả bước đầu khảo sát một số dòng Diệp hạ châu trong điều kiện Việt
Nam.
- Kết quả nghiên cứu công nghệ nuôi trồng nấm ăn và nấm dược liệu trên bã
mía.
- Kết quả chuyển giao công nghệ sản xuất giống, nuôi trồng, chế biến nấm
ăn và nấm dược liệu (từ 1996 – 2000).
- Nghiên cứu chuyển giao tiến bộ kỹ thuật góp phần chuyển dịch cơ cấu cây
trồng các tỉnh miền núi, Trung du phía Bắc.
- Kết quả nghiên cứu và chọn tạo giống lúa chiêm DT16.
- Đánh giá khả năng phòng trừ của thuốc trừ bệnh SOM 5DD đối với một số

bệnh hại chính cây trồng.
- Nghiên cứu sử dụng kỹthuật REMI trong việc xác định các gen liên quan
đến khả năng gây bệnh của nấm trên cây trồng.
- Nhân dòng phân tử các gen mã hoá helicaz ở đậu Hà Lan.
- Khảo cứu nấm hương Cao Bằng thuộc chi Lentinula earle.
- Nghiên cứu ảnh hưởng GA3 đến năng suất nhân dòng Pei ải 64S vụ Xuân
2001.


- Kết quả nghiên cứu chọn tạo dòng lúa Tám ấp bẹ Xuân Đài đột biến
TXĐ3.
- Công nghệ gen trong việc tăng sản lượng lúa.
- Tối ưu hoá khả năng sinh tổng hợp Nisin của Lactococcus lactis subsp.
lactis 11.
- Nghiên cứu một số đặc điểm trong nuôi cấy hệ sợi của một số chủng giống
nấm Linh Chi.
- Nghiên cứu thu nhận đột biến diệp lục ở lúa và hướng ứng dụng.
- Bệnh virus hại chuối và một số kết quả nghiên cứu về bệnh hại chuối ở
Việt Nam.
- Nghiên cứu cơ sở khoa học chọn tạo giống lúa năng suất siêu cao 10 – 12
tấn/ha/vụ cho các vùng sinh thái khác nhau.
- Kết quả bước đầu trong nghiên cứu đánh giá, tuyển chọn và thử nghiệm
nuôi trồng nấm Hầu thủ.
- Những kết quả bước đầu chuyển gen Anti-ACO vào cây hoa cúc.
- Xác định cây ngô chuyển gen và các sản phẩm chuyển gen bằng kỹ thuật
PCR.
- Xác định vị trí phân loại vi khuẩn đối kháng với vi khuẩn Ralstonia
solanacearum gây bệnh héo xanh cà chua.
- Khảo sát, đánh giá một số giống cúc đơn nhập nội trồng ở vụ Thu Đông tại
Hà Nội.

- Kết quả chọn tạo giống lúa nếp DT2003.
- Sử dụng các cặp primer khác nhau trong phân nhóm vi khuẩn
R.solanacearum thành các biovar.
- Một số kết quả nghiên cứu khả năng tạo củ sơ cấp và củ thương phẩm ở
một số giống hoa Lily trồng ở Việt Nam.
- Nghiên cứu khảo nghiệm và nhân nhanh một số giống hoa Lilium nhập nội
in vitro.
- Bước đầu nghiên cứu tốc độ sinh trưởng, hàm lượng protein, hoạt độ một
số enzyme thuỷ phân và so sánh các phương pháp tách chiết ADN từ hệ sợi
một số chủng nấm Linh chi.
- Nghiên cứu chọn tạo giống nấm mỡ AL1 thích nghi với điều kiện nuôi
trồng nấm ở Miền Bắc Việt Nam.
- Một số thành tựu trong nghiên cứu chọn tạo giống lúa và định hướng trong
tương lai.
- Giống hoa cúc mới, chất lượng cao – CN01, CN20.
-. Nghiên cứu sản xuất chế phẩm sinh học rizoplan trừ bệnh hại cây trồng
trên hệ thống lên men chìm.
- Nghiên cứu ảnh hưởng của từ trường đến hệ thống nuôi cấy mô in vitro.
- Lúa chuyển gen mang nhiều gen trong chuỗi chuyển hoá polyamine.


- Nhân giống Boswellia serrata Roxb bằng phương pháp nuôi cấy mô tế bào.
- Nghiên cứu sự phân hoá của nấm bào ngư: Phân chi Coremiopleurotus.
- Xác định hiệu lực chế phẩm Ketomium trên bệnh héo rũ cà chua do
Fusarium oxysporum gây ra.
- Xác định hiệu lực của chế phẩm Ketomium đối với bệnh đạo ôn trên lúa do
Pyricularia oryzae gây ra.
- Ứng dụng chỉ thị phân tử liên kết gần trong chọn giống lúa kháng rầy nâu.
- Kết quả nghiên cứu tạo phôi vô tính và hạt nhân tạo ở cây Hồng Môn.
- Nghiên cứu sự đa dạng về hình thái quả thể và so sánh thành phần hoá sinh

cơ bản của một số chúng Linh Chi.
- Đánh giá chế phẩm vk58 đối kháng với vi khuẩn gây bệnh héo xanh cà
chua trên đồng ruộng.
- Nghiên cứu xây dựng hệ thống tái sinh sử dụng cho biến nạp gen ở ngô.
- Một số kết quả nghiên cứu phát triển hoa ở Việt Nam.
- Nghiên cứu tạo đột biến ở nấm gây bệnh trên cây trồng bằng kỹ thuật
REMI.
- Bản chất di truyền của tính trạng mùi thơm ở một số giống lúa.
- Định vị các gen kháng rầy nâu bph4 và BphY trên nhiễm sắc thể lúa.
- Một số kết quả nghiên cứu chọn tạo giống cây ăn quả có múi.
- Nghiên cứu khả năng tái sinh cây từ mô sẹo của một số giống lúa nhằm
ứng dụng cho kỹ thuật chuyển gen.
- Xác định hiệu lực chế phẩm Ketomium trên bệnh nứt thân, xì mủ do
phytophthora palmivora gây ra trên sầu riêng.
- Xác định hiệu lực chế phẩm Ketomium trên bệnh thối thân và thối rễ
phytophthora parasitica ở họ cam chanh.
V.2. Những sản phẩm KHCN đã được công nhận, chuyển giao vào sản
xuất:
+ Tạo được 16 giống Quốc gia: Lúa (DT10, DT13, DT33, A20, CM1,
D271); Ngô (DT6); Đậu tương (DT84, DT90, DT96, AK06); Cúc (CN93).
+ 20 giống khu vực hoá: Lúa (ĐV2, MT1, MT4, ĐC3, ĐC4, DT16, DT17,
DT21, D1097, VN01/212 và lúa lai 3 dòng HR1); Ngô (DL1, DL2, DT8);
Đậu tương (DT83, DT94, DT95; DT99, DT2001); Lạc (332).
+ Đã phân tích đánh giá được quần thể nấm đạo ôn ở mức phân tử; lập bản
đồ phân tử các gen kháng đạo ôn và rầy nâu, gen bất dục đực nhân nhạy cảm
với nhiệt độ ở lúa trồng Việt Nam; Chuyển được gen chỉ thị vào thuốc lá, cải
bắp cũng như gen kháng thuốc diệt cỏ và kháng bệnh bạc lá vào lúa.
+ 14 quy trình tiến bộ kỹ thuật được công nhận: Sản xuất giống bắp cải chịu
nhiệt; tạo giống lúa thuần bằng phương pháp nuôi cấy bao phấn; sản xuất

nấm ăn; nhân nhanh giống chuối, mía bằng phương pháp nuôi cấy mô tế
bào; xác định số lượng nhiễm sắc thể cây trồng, sản xuất hạt cà chua lai F1.
+ Các chế phẩm sinh học phục vụ nông nghiệp: Chất dưỡng cây TN400 và
thuốc trừ sâu thảo mộc ARTOXID.
+ Triển khai khảo nghiệm và khu vực hoá những giống lúa có năng suất,
chất lượng cao như DT122, DT16, DT17, DT28, CT3, nếp PD2, nếp DT21,
ĐC3, CL9, DT12, DT18 và ĐC-1. Khảo nghiệm siêu lúa đối với giống CV1,
QV2 ở các địa phương: Hà Nam, Thái Bình, Bắc Giang, Nam Định, Hưng
Yên, Hà Tây và Vĩnh Phúc...quy mô 10.000 ha với vài ngàn hộ nông dân
tham gia.
+ Triển khai khảo nghiệm những giống hoa chất lượng cao ở Đông Anh Hà
Nội, Tam Đảo Vĩnh Phúc, Văn Giang Hưng Yên, Đà Lạt và Hải Phòng.
+ Đã tổ chức 6 Hội nghị đầu bờ tổng kết những thành công đã đạt được:
3 Hội nghị tổng kết điển hình hoá mô hình sản xuất đậu tương cho năng suất
22,6 tạ/ha/vụ ở Lào Cai.
3 Hội nghị tổng kết mô hình sản xuất giống lúa lai siêu cao ở Đồng Văn - Hà
Nam, Vĩnh Phúc, Đan Phượng - Hà Tây.
+ Tổ chức 3 lớp tập huấn cho nông dân sản xuất giống đậu tương DT96 theo
quy trình kỹ thuật ở vùng đồi cao và vùng thấp tại Lào cai.
+ Đào tạo hơn 40.000 lượt người nhận chuyển giao TBKT nuôi trồng nấm ở
35 Tỉnh, Thành phố trong cả nước, đưa sản lượng nấm lên 170.000 tấn /năm,
trong đó có 40.000 tấn nấm xuất khẩu, giá trị nấm xuất khẩu thu được là
40.000 USD. Đã có chiến lược phát triển trồng nấm thành ngành độc lập, tới
năm 2010 sản lượng đạt 1 triệu tấn năm.

VI. Định hướng hoạt động khoa học công nghệ giai đoạn 2006–2010
VI.1. Định hướng
1) Tổ chức, tạo nguồn nhân lực và hợp tác quốc tế
- Kiện toàn tổ chức, chức năng các Phòng, Bộ môn, Trung tâm và Công ty

trong Viện và trong hệ thống trực thuộc Viện Khoa Học Nông nghiệp Việt
Nam theo quyết định số: 28/2006/QĐ/BNN của Bộ trưởng Bộ NN&PTNT.
Hoàn thiện chuyển đổi tổ chức nghiên cứu khoa học theo nghị định 115 của
Chính phủ.
- Xây dựng một cơ sở doanh nghiệp khoa học công nghệ trên cơ sở ứng
dụng và chuyển giao các kết quả nghiên cứu khoa học công nghệ vào sản


xuất.
- Khuyến khích và tạo điều kiện cho cán bộ công nhân viên có nhiều cơ hội
được học tập nâng cao trình độ chuyên môn và tay nghề qua các khoá đào
tạo trong nước và đặc biệt là ở ngoài nước. Tập trung đào tạo cán bộ nghiên
cứu về lĩnh vực công nghệ sinh học và di truyền chọn tạo giống cây trồng.
- Duy trì, tăng cường và mở rộng mối quan hệ hợp tác về đào tạo, nghiên
cứu khoa học thông qua thực hiện các đề tài dự án.
- Tăng cường đổi mới trang thiết bị phục vụ nghiên cứu đáp ứng mục tiêu
công nghiệp hóa, hiện đại hóa nông nghiệp và Phát triển Nông thôn. Tập
trung và tìm nguồn đầu tư cơ sở hạ tầng và trang thiết bị cho nghiên cứu
công nghệ gen, công nghệ vi sinh.
2) Định hướng công tác nghiên cứu
- Tiếp tục nghiên cứu có định hướng trong lĩnh vực di truyền và công nghệ
sinh học tạo ra cơ sở dữ liệu khoa học, qui trình công nghệ, vật liệu phục vụ
cho công tác chọn tạo giống cây trồng, vi sinh vật và bảo vệ môi trường.
- Chọn tạo các giống vi sinh vật có hoạt lực cao phục vụ cho sản xuất chế
phẩm sinh học chăm sóc cây trồng, phòng trừ bệnh hại và xử lý ô nhiễm môi
trường nông nghiệp nông thôn.
- Chọn tạo các giống nấm ăn, nấm dược liệu mới có năng suất chất lượng
cao và khả năng chống chịu tốt. Mở rộng xây dựng mô hình trồng nấm cũng
như là qui trình thu hoạch, chế biến bảo quản phụ vụ nôi tiêu và xuất khẩu.
- Trình diễn mô hình công nghệ nông nghiệp cao đối với đối với các công

nghệ, thiết bị, mô hình, giống cây trồng, sản phẩm nông nghiệp... Tư vấn
chuyển giao công nghệ và sản phẩm khoa học công nghệ vào sản xuất
VI.2. Giải pháp thực hiện.
- Sắp xếp, hoàn thiện tổ chức và xác định rõ chức năng của mỗi Phòng, Bộ
môn, Trung tâm, Công ty của Viện. Bố trí hợp lý và tăng cường năng lực về
nhân sự và cơ sở vật chất cho mỗi đơn vị trực thuộc Viện.
- Duy trì và tăng cường hợp tác trong nước và quốc tế, đặc biệt đối với các
Viện trực thuộc VAAS để nâng cao năng lực nghiên cứu thông qua tăng
cường cơ sở vật chất, nâng cao trình độ, kinh nghiệm nghiên cứu và chuyển
giao các sản phẩm nghiên cứu vào sản xuất.
- Tăng cường công tác kế hoạch xây dựng các đề tài/dự án từ khâu đề xuất,
đánh giá, thẩm định, kiểm tra định kỳ, nghiệm thu phải thực hiện theo đúng
mục tiêu, yêu cầu và đặc biệt về tiến độ thời gian.
- Tạo điều kiện cho mỗi cán bộ nghiên cứu chủ động và làm chủ trong
nhiệm vụ nghiên cứu của mình. Thúc đẩy sự hợp tác nghiên cứu, trao đổi
thông tin, kiến thức và kinh nghiệm. Tổ chức tốt và kịp thời công tác khen


thưởng để động viên tinh thần lao động trách nhiệm và sáng tạo của cán bộ
công nhân viên.
- Tăng cường khai thác và sử dụng các trang thiết bị hiện có vào công tác
nghiên cứu nhằm tận dụng cao tiềm năng của trang thiết bị.
- Tạo cơ chế thông thoáng về tài chính trong quá trình thực hiện đề tài/dự án
nhằm nâng cao hiệu quả nghiên cứu. Bước đầu có thể thử nghiệm ký hợp
đồng khoán gọn về tài chính cho một số đề tài, sau đó đánh giá nếu có hiệu
quả sẽ kiến nghị cho nhân rộng.
- Tích cực tham gia tuyển chọn các đề tài cấp cơ sở, cấp Bộ NN&PTNT, các
đề tài/dự án thuộc chương trình giống cây trồng vật nuôi, chương trình Công
nghệ Sinh học Nhà nước, chương trình Công nghệ Sinh học Nông nghiệp ,
chương trình nông thôn miền núi, chương trình công nghiệp hoá, hiện đại

hoá nông nghiệp nông thôn.
B- Tình hình CNSH TV ở Việt Nam:
I- Nuôi cấy mô tế bào thực vật:
Nuôi cấy mô tế bào thực vật là một hướng nghiên cứu cơ bản đang
được ứng dụng rộng rãi trong chọn giống cây trồng. Ý tưởng này đã được đề
xuất từ những năm 1838-1839 trong nội dung học thuyết tế bào của
Schkeiden và Schnann. Song mãi tới năm 1902 mới được Haberlandt- nhà
sinh lý học thực vật người Đức đề xuất có thể tạo ra được những phôi nhân
tạo từ những tế bào dinh dưỡng từ đó khái niệm về tính toàn năng di truyền
ngày càng được các nhà khoa học quan tâm và nghiên cứu rộng rãi và được
ứng dụng ở rất nhiều loài cây trồng.
I.1. Hiện trạng phát triển
Hiện nay, công nghệ sinh học đã và đang phát triển mạnh mẽ và có rất
nhiều ứng dụng vào thực tiễn cuộc sống mang lại hiệu quả cao. Trong đó
công nghệ nuôi cấy mô tế bào thực vật đã và đang trở thành một công cụ
không thể thiếu trong công tác nhân giống, chuyển gen cây trồng, sản xuất
nguyên liệu cho các quá trình sản xuất các hợp chất thứ cấp, các nghiên cứu
về sinh lý thực vật ở Việt Nam hiện nay đã có nhiều phòng thí nghiệm nuôi
cấy mô thực vật khá hiện đại và thu được hiệu quả cao về lợi nhuận cũng
như phục vụ công tác nuôi cấy tế bào thực vật. Một số phòng thí nghiệm đã
được nhà nước đầu tư kinh phí từ nguồn sự nghiệp khoa học trung ương và
địa phương để xây dựng hệ thống phòng thí nghiệm nuôi cấy tế bào thực vật,
mua sắm trang thiết bị, vật tư, dụng cụ, hóa chất ban đầu cũng như đào tạo
nguồn nhân lực phục vụ công tác nuôi cấy mô. Các phòng thí nghiệm này
hình thành nên một mạng lưới nhân giống bằng nuối cấy mô ở hầu hết các


tỉnh, thành phố nhằm tăng cường công tác nhân giống cây trồng phục vụ sản
xuất nông nghiệp.
Nuôi cấy mô thực vật là một trong những lĩnh vực ứng dụng đạt nhiều

thành công nổi bật của công nghệ sinh học thực vật: Bằng các kĩ thuật nuôi
cấy trong điều kiện vô trùng, các bộ phận tách rời của cơ thể thực vật, người
ta đã nhân giống invitro thành công ở nhiều loại cây trồng có giá trị và trước
đây các phương thức nhân giống truyền thống gặp nhiều khó khăn. Bên cạnh
đó một số kĩ thuật khác cũng đã được ứng dụng có kết quả như: nuôi cấy
đơn bội để tạo dòng thuần chủng phục tráng giống cây trồng, dung hợp
protoplast giúp mở rộng nguồn gen tạo ra nhiều loài thực vật mang tính
trạng mới hữu ích, chọn dòng biến dị soma và biến dị giao tử có khả năng
chống chịu các điều kiện bất lợi của ngoại cảnh như: nóng, lạnh, phèn, mặn,
khí hậu, sâu bệnh,…. Và cuối cùng sản xuất các cây trồng sạch bệnh virus từ
những cá thể bị nhiễm bệnh virus. Từ đó ta có thể đưa ra một khái niệm
chung về nuôi cấy mô tế bào đã được nhiều người sủ dụng: “ nuôi cấy mô tế
bào là sử dụng một bộ phận, cơ quan, một khối tế bào, mô tế bào nuôi cấy
trong môi trường dinh dưỡng để phát triển thành cây hoàn chỉnh trong điều
kiện vô trùng của ống nghiệm”
I.2. Những thành tựu chính trong nuôi cấy mô tế bào thực vật
- Phương pháp chọn giống nuôi cấy mô đã được áp dụng lâu đời bởi các nhà
chọn giống muốn nhân nhanh các giống đặc cấp cải thiện hiệu quả của từng
thời kì chọn lọc
- Xây dựng được một qui trình nhân giống cây trồng invitro
- Qui trình làm sạch virus do một số cây trồng có giá trị cao trong sản xuất
nông nghiệp thông qua nuôi cấy đỉnh sinh trưởng.
- Cách sử dụng auxin và cytokinin nhằm điều chỉnh việc hình thành các cơ
quan khác nhau của cây.
- Qui trình tạo phôi từ tế bào soma.
- Kĩ thuật tạo sinh khối
- Kĩ thuật dùng enzym phân lập protoplast
- Nuôi cấy bao phấn để tạo cây đơn bội.
- Qui trình tái tạo cây từ một tế bào và biện pháp nhằm tăng khả năng hấp
thu DNA của tế bào.

- Người ta có thể sản xuất giống trong phòng thí nghiệm để đưa ra sản xuất
nhanh chóng hơn nhiều phương pháp cổ điển.
- Ở miền Bắc nhân bản vô tính thực vật được ứng dụng ở hầu hết các nông,
lâm sản bảo tồn thành công nguồn gen của các loại gỗ quí. Kĩ thuật nuôi cấy
mô tế bào thực vật đã giúp lai tạo thành công giống lúa chịu hạn DR1, nhân
bản nhiều loại khoai tây, mía….


Chúng ta đang bước vào giai đoạn thứ 4 của nuôi cấy mô tế bào thực vật.
Đó là giai đoạn nuôi cấy mô thực vật được ứng dụng mạnh mẽ vào thực tiễn
chọn giống, nhân giống vào việc sản xuất các chất thứ cấp có hoạt tính sinh
học và nghiên cứu lý luận di truyền thực vật bậc cao. Kĩ thuật nuôi cấy mô tế
bào thực vật trở nên phổ biến trong lĩnh vực sinh học, hoàn toàn chủ động có
thể phát triển từ một bộ phận của cây hoặc từ một tế bào thành cá thể hoàn
chỉnh.
Ngày nay các phương pháp nuôi cấy tế bào thực vật đã và đang trở thành
công cụ hữu hiệu thông qua lĩnh vực của sản xuất và chọn giống cây trồng
II. Công nghệ chuyển gen ở TV:
II.1. Hiện trạng phát triển
Hiện nay diện tích trồng ngô tại Việt Nam vào khoảng 1,1 triệu ha,
năng suất bình quân chưa đến 4 tấn/vụ/ha. Có 2 nguyên nhân khiến cây ngô
Việt Nam cho năng suất thấp là sâu bệnh trên đồng ruộng và nấm, mốc, mối,
mọt sau thu hoạch. Nếu ứng dụng chuyển gene cho ngô thì nhiều khả năng
sẽ giảm thiểu những thiệt hại trên và mỗi năm Việt Nam không phải mất
khoảng nửa tỷ USD để nhập khẩu ngô làm nguyên liệu cho ngành chăn nuôi.
Tình trạng này cũng đang diễn ra đối với cây bông, đậu tương... đang được
trồng trên nhiều địa phương ở nước ta.
Hiện có nhiều công trình nghiên cứu liên quan đến cây trồng biến đổi
gene tại Việt Nam đã được triển khai… trong phòng thí nghiệm. Các nghiên
cứu chuyển gene kháng virus đốm vòng vào cây đu đủ, chuyển gene chịu

hạn vào cây bông… đã và đang được triển khai hiệu quả, nhưng chỉ trồng
thử nghiệm ở nhà kính.
Tại Viện Sinh học nhiệt đới, sử dụng phương pháp chuyển gene thông
qua vi khuẩn A. tumefaciens hoặc phương pháp bắn gene, các nhà khoa học
đã tạo được các cây thuốc lá, lúa, đậu xanh, cải bông, cải xanh và cây cà tím
mang gene kháng côn trùng, kháng thuốc diệt cỏ. Một số công trình nghiên
cứu khác như chuyển gene cho cây cà chua, cây cải bắp… cũng đã có kết
quả khả quan.
Tuy nhiên, những cây trồng được chuyển gene trên mới chỉ tồn tại ở
quy mô phòng thí nghiệm và chờ thử nghiệm. Trong khi đó, theo ghi nhận
của các nhà khoa học, các giống cây trồng chuyển gene đã ít nhiều xâm nhập
vào thị trường trong nước qua nhập khẩu. Nhưng diện tích, chủng loại gene
thế nào thì vẫn chưa xác định được.


II.2. Những hướng chính trong chuyển gen ở thực vật :
1 - Chuyển gen tạo cây kháng sâu
Từ hơn 30 năm nay, trong sản xuất đã sử dụng thuốc kháng sâu vi
sinh Bt do vi khuẩn Bacillus thuringiensis tạo ra. Vi khuẩn này sản xuất ra
các protein tinh khiết rất độc đối với ấu trùng của nhiều loại côn trùng nhưng
không độc đối với động vật có xương sống. Tinh thể protein do vi khuẩn tạo
ra sau khi xâm nhập vào côn trùng sẽ bị các protease trong ruột côn trùng
phân giải thành các đoạn nhỏ, trong đó có đoạn mang khối lượng phân tử là
68000 dalton chứa gần 1200 axit amin có hoạt tính độc gây hỏng ruột côn
trùng.
Do vi khuẩn Bacillus thuringiensis là vi khuẩn phức tạp có hơn 30
serotype nên chúng có chứa các gen ICP khác nhau và tạo nên những độc tố
khác nhau. Các gen này được tách, xác định trình tự, tổng hợp, thiết kế
vector chuyển gen và chuyển vào nhiều loại cây tồng khác nhau đặc biệt là
bông ngô, đậu tương, lúa… Kết quả đã tạo nên các giống cây trồng kháng

sâu rất có ý nghĩa.
2 – Chuyển gen tạo cây kháng nấm gây bệnh:
Nấm gây bệnh là những tác nhân gây hại cây trồng rất nặng, nhất là ở
các nước nhiệt đới có độ ẩm cao.
Ví dụ: Chuyển gen chitanase và glucanase vào cây thuốc lá làm tăng
hoạt tính kháng nâm gây hại. Cây cà chua chuyển gen kháng nấm Fusarium
3 – Chuyển gen tạo cây kháng virus gây bệnh :
Virus thực sự gây hại nghiêm trọng cho cây trồng và là loại bệnh
không thể dùng các loại thuốc thông thường để phòng trừ được. Do vậy, việc
tạo cây kháng virus là quan trọng.
Có nhiều cách tạo cây kháng virus gây bệnh, chuyển gen mã hóa
protein vỏ của virus, chuyển gen tạo enzyme phân giải virus ( ví dụ như
enzyme ribozyme), hoặc chuyển gen có trình tự đối bản (antisens) với ARN
của virus.
Nhiều loại cây trồng được chuyển gen tạo vỏ của nhiều loại virus nên đã
kháng được virus gây bệnh như : đu đủ kháng với virus gây bệnh đốm vòng
( PRVS – cucumber mosaic virus); cây thuốc lá kháng với virus khảm dưa
chuột ( CMV – cucumber mosaic virus); cây thuốc lá kháng với virus khảm
alfa ( AWM – Alfa mosaic virus); khoai tây kháng với virus X, virus Y ;


khoai tây kháng virus xoắn lá ( PLRV – potato leafroll virus); cây cam, quýt
kháng bệnh virus gây tàn lụi tristeza 9 CTV – Citrus tristeza virus)…
4 – Chuyển gen tạo cây sản xuất những loại protein mới:
Việc sản xuât protein trong thực vật dễ dàng. Đây là hướng nghiên
cứu rất có triển vọng và đã đạt được một số thành tựu trong việc chuyển gen
tạo cây sản xuất những loại potein mới.
5 – Chuyển gen làm thay đổi hàm lượng các chất dinh dưỡng của cây:
Đậu tương và ngô là thức ăn cho người và gia súc. Tuy nhiên trong
đậu tương và ngô có hàm lượng acid amin không thay thế thấp. Việc chuyển

gen vào đậu tương và ngô nhằm tăng hàm lượng các acid amin này có ý
nghĩa rất quan trọng. Kết quả các cây chuyển gen đã tăng loại protein giàu
methionin lên hơn 8% trong tổng số protein có trong hạt.
Người ta cũng tách được gen mã hóa cho việc tổng hợp một loại chất
là thaumatin (chất có độ ngọt gấp hàng nghìn lần so với đường mía) rồi
chuyển thành công vào cây khoai tây. Kết quả toàn bộ thân, lá, rễ, củ của
cây khoai tây đều ngọt.

6 – Chuyển gen tạo giống hoa có nhiều màu sắc mới:
Màu sắc hoa, đặc biệt là hoa có màu xanh, nhung đen rất có giá trị.
Trong mô của cánh hoa nhất là các tế bào biểu bì thường chứa các sắc tố tạo
màu sắc hoa. Có ba nhóm antocyanin được phát hiện và là dẫn xuất của các
chất pelargonidin và delphinidin
+ Các sắc tố là dẫn xuất của pelargonidin thường có màu da cam,
hồng và đỏ
+ Các sắc tố là dẫn xuất của cyanidin có màu đỏ hoặc màu hoa cà.
+ Các sắc tố là dẫn xuất của delphinidin có màu tía, màu xanh và màu
đen.
Sự phối hợp của ba nhóm antocyanin này tạo ra phổ sắc hoa rất rộng. Trên
cơ sở biết các gen mã hóa cho các enzyme tham gia vào biến đổi sắc tố,
người ta đã chuyển hóa mã gen, hoặc gen ức chế hoạt động của các enzyme
nhằm điều khiển hướng chuyển hóa sắc tố, từ đó tạo ra hoa có màu sắc khác
nhau. Nhiều màu sắc mới của hoa đã được tạo ra nhờ tách chiết các gen chịu
trách nhiệm tổng hợp sắc tố từ các sinh vật khác nhau và chuyển và các
giống hoa, tạo ra nhiều giống cho màu hoa mới lạ.


7 – Chuyển gen tạo cây kháng các điều kiện ngoại cảnh bất thuận:
Ở thực vật có cơ chế nhằm để chống lại những điều kiện bất lợi của
môi trường như nóng, lanh, khô hạn, thiếu khoáng, nồng độ muối và kim

loại cao, ô nhiễm môi trường và tia cực tím.
Thực vật có khả năng chống chịu cao với những điều kiện bất lợi này
có ý nghĩa đặc biệt trong những vùng khó khăn về nông nghiệp. Hơn nữa,
diện tích gieo trồng cho đên nay chưa đáp ứng đủ nhu cầu do dân số thế giới
ngày càng tăng. Vì vậy bắt buộc phải trồng cây trên những vùng có điều
kiện khô hạn, nóng và lạnh, đặc biệt ở các nước đang phát triển với sự tăng
dân số rất nhanh và nhiều vùng khó khăn về thới tiết.
Phần lớn những yếu tố bất lợi gây hại trực tiếp hoặc dán tiếp làm xuất
hiện những hợp chất oxy độc, hoạt động, được gọi ngắn gọn là ROS
(Reactive oxygen species). ROS xuất hiện do việc vận chuyển điện tử từ
chuỗi vận chuyển điện tử gắn liền với màng trong ty thể và lạp thể đến phân
tử oxy. ROS hoạt động hóa học mạnh, gây hại cấu trúc tế bào và acid
nucleic. Tất cả những tế bào sống hiếu khí (cần oxy) có khả năng phân giải
nhanh những ROS.
Chuyển gen mã hóa cho enzyme cholinoxygenase từ vi khuẩn Arthrobacter
globiformi vào thực vật làm cho thực vật có khả năng tích lũy glycinbetaine
và thể hiện tính chịu mặn cao. Ở nhiều cây trồng, có sự tích lũy manitol để
chống lại khô hạn và nồng độ muối cao. Chuyển gen mã hóa cho manitol –
dehydrogenase có nguồn gốc từ E.coli vào thực vật làm cho thực vật tích lũy
manitol làm tăng khả năng chống lại các chất oxy hóa.
8 – Chuyển gen tạo cây làm thức ăn chăn nuôi:
Một thế hệ cây trồng chuyển gen mới, được thiết kế đặc biêt cho
ngành chăn nuôi đang được phát triển. Những loại cây trồng này được thiết
kế với những thay đổi quan trọng về hàm lượng các thành phần chính (ví dụ
như protein và amino acid) hay các thành phần chủ yếu ( các loại vitamin và
khoáng chât). Vì những loại cây trồng chuyển gen này được dùng với mục
đích làm thức ăn chăn nuôi nên sẽ khác với các loại cây trồng bình thường,
cần có thêm những đánh giá về sự an toàn của chúng khi để con người và vật
nuôi tiêu dùng.
9- Chuyển gen tạo cây làm sạch chất ô nhiễm

Cây mù tạt chuyển gen (GM) đã hút sạch lượng selen dư thừa trong
đất. Cây mù tạt vốn có khả năng kháng và hấp thụ selen qua rễ. Thúc đẩy
khả năng kháng và hấp thụ selen của cây mù tạt bằng cách bổ sung một số
gen tạo enzym đói selen. Kết quả là loại thực vật GM này có thể hấp thụ


selen cao gấp 4,3 lần so với ban đầu và có thể thu hoạch 45 ngày sau khi
trồng
Hiện nay việc sử lý đất ô nhiễm vẫn mang tính chất thô sơ chủ yếu là
đào đất và chôn nó ở một nơi khác hoặc rủa đất. Cả 2 phương pháp đều tốn
kém và làm giảm chất lượng đất. Việc sử dụng thực vật để loại bỏ chất ô
nhiễm khỏi đất ít tốn kém hơn xong có thể mất nhiều năm. Chẳng hạn cây
dương sỉ đã được sử dụng để hút thạch tín khỏi đất. Nhưng dùng cây chuyển
gen có thể tăng tốc tiến trình dọn ô nhiễm này.
Tuy nhiên khả năng cây GM sẽ lai với các loại hoa màu khác là một
điều lo ngại.Nếu chuyển 1 gen hấp thụ nhiều kim loại vào cây dùng để sử lý
ô nhiễm thì chúng ta phải đảm bảo rằng gen đó không xâm nhập vào hoa
mầu. Nếu không hoa màu sẽ hút nhiều kim loại ảnh hưởng đến sức khỏe
người tiêu dùng.
10- Chuyển gen tạo cây mang tính bất dục đực
Các cây hoa màu đạt năng suất cao hiện nay đều được trồng từ hạt lai
qua một quá trình chọn lọc khắt khe. Các hạt này có ưu thế lai cao vì là kết
quả của các quá trình lai xa. Ở những cây tự thụ phấn như ngô, lúa trước kia
người ta rất tốn công lao động để loại bỏ cờ bắp, nhị (cụm hoa đực) nhằm
tránh hiện tượng thụ phấn, tốn nhiều công sức và công suất lại thấp.
Hiện nay, công nghệ chuyển gen có thể tạo ra hàng loạt cây bất dục
đực cung cấp nguyên liệu cho công tác lai chọn tạo giống mang lại hiệu quả
và công suất cao hơn rất nhiều.

II.3. Những thành tựu chính đã đạt được

Các cây trồng quan trọng đã được phát triển.
1) 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 cây
dịch huyên phù phat sinh phôi để tái sinh các cây hưu thu mang gen bar biến
nạp. Sử dụng phương pháp bắn gen và chọn lọc bằng thuốc diệt cỏ bialaphos
cho kết quả là mô callus phát sinh các phôi được biến nạp gen. Các cây biến
nạp gen hưu thu đã được tái sinh, ổn định di truyền và biểu hiện gen bar
cùng với hoạt tính tính chức năng của enzyme phosphinothricin
acetyltransferase quan sát được trong những thế hệ sau:
2) Cây lúa:


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 la marker chọn lọc thường được dùng cho lúa. Gần đây, kỹ
thuật biến nạp gen ở lúa thông qua Gân đây, ky thuât biên nap gen ơ lua
thông qua 3 Binary vector: vector hai nguồn, là vector trước hết được lắp
ghép vào trong tếbào E. coli sau đó chuyển toàn bộ vào tế bào grobacterium
bằng phương thức giao phối bộ ba (triparental matting) để nó tự nhân lên và
tồn tại trong Agrobacterium. Agrobacterium cũng đã có những cải tiến quan
trọng có hiệu quả tương đương với kỹ thuật bắn gen.
3) 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 cây
dịch huyễn 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 kĩ thuật
cho nhiều loại cây trồng áp dụng công nghệ di truyền. Kết quả đầu tiên ở
đậu tương là thu hồi thành công cây chuyển gen nhơ Agrobacterium.
Phương thức này dựa vào sự phát sinh chồi từ lá mầm chọn lọc cho tính
mẫm cảm với Agrobacterium. Các mẫu lá mầm đưuọc xâm nhiễm với
Agrobacterium mang plasmid kháng kanamycin và có hoạt tính gusA, hoặc
kháng kanamycin và chống chịu glyphosate. Có thể biến nap gen hiệu quả
vào protoplast đậu tương bằng các phương pháp thông dụng nhưng rất khó
tái sinh được cây Để biến nạp gen vào các giống cây 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 viên đạn (particle) có phóng
điện để phân phôi DNA ngoại lai. Hàng trăm cây đáu tương có nguồn gốc
độc lập đã thu được kết quẩ 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 sự tái tổ hợp thống nhất đã không xuất hiện thường
xuyên.
4) 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 niến 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 huyễn phù
nuôi cây phát sinh phôi (Finer va 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 tru phôi dựa trên công nghệ “ACCELL”4 cũng
được phát triển và người ta đã thu hồi thành công cây biến nạp gen
5) 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.
6) 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 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.


7) Cà chua
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.
8) 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).
9) Đu đủ
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.
II.3. Định hướng phát triển
- Tiếp tục nghiên cứu có định hướng trong lĩnh vực di truyền và công nghệ
sinh học tạo ra cơ sở dữ liệu khoa học, qui trình công nghệ, vật liệu phục vụ
cho công tác chọn tạo giống cây trồng, vi sinh vật và bảo vệ môi trường.
- Chọn tạo các giống vi sinh vật có hoạt lực cao phục vụ cho sản xuất chế
phẩm sinh học chăm sóc cây trồng, phòng trừ bệnh hại và xử lý ô nhiễm môi

trường nông nghiệp nông thôn.
- Trình diễn mô hình công nghệ nông nghiệp cao đối với đối với các công
nghệ, thiết bị, mô hình, giống cây trồng, sản phẩm nông nghiệp... Tư vấn
chuyển giao công nghệ và sản phẩm khoa học công nghệ vào sản xuất
- Xây dựng một cơ sở doanh nghiệp khoa học công nghệ trên cơ sở ứng
dụng và chuyển giao các kết quả nghiên cứu khoa học công nghệ vào sản
xuất.
- Khuyến khích và tạo điều kiện cho cán bộ công nhân viên có nhiều cơ hội
được học tập nâng cao trình độ chuyên môn và tay nghề qua các khoá đào


tạo trong nước và đặc biệt là ở vụ nghiên cứu đáp ứng mục tiêu công nghiệp
hóa, hiện đại hóa nông nghiệp và Phát triển Nông thôn. Tập trung và tìm
nguồn đầu tư cơ sở hạ tầng và ngoài nước. Tập trung đào tạo cán bộ nghiên
cứu về lĩnh vực công nghệ sinh học và di truyền chọn tạo giống cây trồng.
- Duy trì, tăng cường và mở rộng mối quan hệ hợp tác về đào tạo, nghiên
cứu khoa học thông qua thực hiện các đề tài dự án.
- Tăng cường đổi mới trang thiết bị phục vụ cho nghiên cứu công nghệ gen.
III. Công nghệ sinh học trong Bảo vệ thực vật:
III.1.HiÖn tr¹ng ph¸t triÓn:
Những năm qua nền sản xuất nông nghiệp ở nước ta cũng như trên thế giới
đã có những chuyển biến mạnh mẽ với sự xuất hiện hàng loạt các giống cây
trồng mới có giá trị kinh tế cao, có khả năng chống chịu sâu bệnh hại. Việc
thâm canh theo phương pháp mới cũng đã nâng cao được năng suất và chất
lượng một cách đáng kể. Trong xu hướng chung đó, công tác bảo vệ thực vật
đang trở thành vấn đề quan trọng, giúp cho việc thâm canh cây trồng đảm
bảo được hiệu quả trên cơ sở con người biết tác động vào trồng trọt một
cách có hiểu biết hơn. Một trong những biện pháp mới để nâng cao sản
lượng và phẩm chất nông sản là áp dụng các giải pháp từ các thành tựu của
công nghệ sinh học vào sản xuất nông nghiệp. Ở nước ta công nghệ sinh học

(CNSH) trong bảo vệ thực vật (BVTV) vẫn còn là vấn đề mới mẻ, nhất là
công nghệ sản xuất và sử dụng các loài thiên địch trong đó có các loại thuốc
trừ sâu vi sinh vật để phòng trừ các loại sâu, bệnh hại, cỏ dại…Tuy nhiên
trong những năm qua, được sự đầu tư của Nhà nước và các tổ chức phi chính
phủ, rất nhiều Viện nghiên cứu, các trường đại học đã tập trung nghiên cứu
để sản xuất ra các chế phẩm sinh học cũng như một số loài thiên địch có ích
nhằm góp phần vào việc dập tắt các nạn dịch gây ra trong sản xuất nông, lâm
nghiệp, bước đầu thu được một số thành tựu rất đáng khích lệ.
Cùng với sự đa dạng của cây trồng thì sự đa dạng của sâu hại ở Việt Nam
cũng rất lớn. Hàng năm, thiệt hại do sâu hại khoảng 25-30% thậm chí có khi
lên đến 40-50%. Thành phần sâu hại khoảng 753 loài thuộc 99 họ và 10 bộ.
Để bảo vệ mùa màng, người trồng trọt thường sử dụng các thuốc trừ sâu hóa
học. Do sâu hại có khả năng kháng thuốc nên người trồng trọt thường tăng
nồng độ sử dụng dẫn đến dư lượng thuốc trừ sâu trong sản phẩm nông
nghiệp tăng cao gây mất an toàn cho người sử dụng, ảnh hưởng bất lợi đối
với môi trường, sức khỏe cộng đồng và chính người trồng trọt. Ngoài ra, các
sản phẩm này không thể xuất khẩu được nên ảnh hưởng lớn đến thu nhập
của nông dân. Đây cũng là một thách thức lớn cho nông dân Việt Nam khi ra


nhập WTO.
Ở Việt Nam việc sử dụng tác nhân sinh học trong phòng trừ sinh học sâu hại
đã được quan tâm từ khá lâu. Chế phẩm Bt (Bacillus thuringiensis) đã được
nghiên cứu từ năm 1971. Hơn 20 chế phẩm Bt nhập khẩu và nội địa đã cho
kết quả tốt trong phòng thí nghiệm và ngoài đồng đối với một số sâu hại
chính trên đồng ruộng như sâu xanh bướm trắng, sâu xám, sâu tơ, sâu hại
bông, sâu đo. Một số dòng virus NPV (nucleopolyhedroviruses) và GV
(granuloviruses) cũng đã được nghiên cứu từ những năm 80. Năm 1995,
Viện Bảo vệ Thực vật đã phân lập được 5 chủng virus gây bệnh ở sâu hại
bông, sâu xám, sâu xanh bướm trắng, sâu đo, sâu hại củ cải. Nấm gây bệnh

côn trùng, Beauveria bassiana đã được sử dụng trong phòng trừ sâu róm hại
thông ở Hà Bắc, Thanh Hóa. Năm 1990, Viện Bảo vệ Thực vật đã phân lập
và sản xuất thử một số loài nấm ký sinh gây bệnh côn trùng và cũng cho kết
quả khả quan. Tuyến trùng ký sinh gây bệnh côn trùng (epn) đã được nghiên
cứu ở Viện Sinh thái và Tài nguyên sinh vật từ năm 1997. Cho đến nay, gần
50 chủng epn đã được phân lập ở Việt Nam và chúng có tiềm năng rất lớn
trong phòng trừ sâu hại bởi chúng có phổ vật chủ rộng, có khả năng tìm
kiếm vật chủ, có thể kết hợp với thuốc trừ sâu hóa học và có khả năng
thương mại hóa bằng phương pháp nhân nuôi in vitro. EPN đã được thử
nghiệm thành công trong phòng trừ sâu hại nho ở Ninh Thuận, bọ hung hại
mía ở Thanh Hóa. Ngoài ra còn một số thiên địch khác cũng có tiềm năng
lớn trong phòng trừ sâu hại như ong mắt đỏ, bọ rùa đỏ, nhện bắt mồi, bọ xit
bắt mồi … Trong bài báo trên, hiệu quả của việc sử dụng ong mắt đỏ là
không thể phủ nhận được.
III.2. Những thành tựu chính:
Các chế phẩm sinh học dùng trong bảo vệ thực vật:
* Ngùôn gốc thảo mộc: Các sản phẩm chế biến từ cây Neem hiện nay đã
được đưa vào ứng dụng rộng rãi trong công tác bảo vệ thực vật. VINEEM
1500 EC – đây là sản phẩm của Công ty thuốc sát trùng Miền Nam, được
chiết xuất từ nhân hạt Neem ( Azadirachta indica A. Juss ) có chứa họat chất
Azadirachtin, có hiệu lực phòng trừ nhiều lọai sâu hại trên cây trồng như lúa,
rau màu, cây công nghiệp, cây ăn trái, hoa kiểng. Lọai thuốc có nguồn gốc
thảo mộc này không tạo nên tính kháng của dịch hại, không ảnh hưởng đến
thiên địch và không để lại dư lượng trên cây trồng. Thuốc tác động đến côn
trùng gây hại bằng cách gây sự ngán ăn, xua đuổi, ngăn sự lột xác của côn
trùng cũng như ngăn cản sự đẻ trứng là giảm khả năng sinh sản. Các sản
phẩm thương mại tương tự từ cây Neem còn có Neemaza, Neemcide 3000


SP, Neem Cake.

- Họat chất Rotenone được chiết xuất từ hai giống cây họ đậu là Derris
elliptica Benth và Derris trifoliata có thể sử dụng như một lọai thuốc trừ sâu
thảo mộc có tác dụng diệt trừ sâu rầy trên lúa, ốc bươu vàng cũng như các
lọai cá dữ, cá tạp trong ruộng nuôi tôm.
- Chế phẩm Đầu trâu Bihopper ( họat chất Rotenone ) đóng vai trò diệt tuyến
trùng và chế phẩm Olicide ( Oligo – Sacarit ) đóng vai trò tăng sức đề kháng
bệnh của cây trồng.
* Nguồn gốc vi sinh: Thuốc trừ sâu vi sinh BT ( Bacciluss Thuringiensis
var.) thuộc nhóm trừ sâu sinh học, có nguồn gốc vi khuẩn, phổ diệt sâu rộng
và hữu hiệu đối với các lọai sâu như sâu cuốn lá, sâu tơ, sâu xanh, sâu
khoang, sâu ăn tạp… Sâu khi ăn phải thuốc sẽ ngừng ăn sau vài giờ và chết
sau 1 – 3 ngày. Ở Việt Nam, chế phẩm Bt (Bacillus thuringiensis) đã được
nghiên cứu từ năm 1971. Hơn 20 chế phẩm Bt nhập khẩu và nội địa đã cho
kết quả tốt trong phòng thí nghiệm và ngoài đồng đối với một số sâu hại
chính trên đồng ruộng như sâu xanh bướm trắng, sâu xám, sâu tơ, sâu hại
bông, sâu đo. Các lọai sản phẩm thương mại có trên thị trường khá nhiều
như Vi-BT 32000WP, 16000WP; BT Xentary 35WDG, Firibiotox P dạng
bột; Firibiotox C dạng dịch cô đặc ...
Khoa Nông nghiệp và sinh học ứng dụng ( Đại học Cần Thơ ) cũng đã
nghiên cứu và đưa ra 2 chế phẩm sinh học Biobac và Biosar có khả năng
phòng trừ 2 bệnh thường gặp trên lúa là đốm vằn và cháy lá. Chế phẩm
Biobac được sản xuất từ một chủng vi khuẩn có sẵn ở địa phương, có khả
năng tiêu diệt và ức chế sự phát triển của sợi nấm gây bệnh đốm vằn. Còn
chế phẩm Biosar là sản phẩm được chiết xuất từ một số loài thực vật, có khả
năng kích thích tính kháng bệnh cháy lá lúa (đạo ôn) do nấm Pyricularia gây
ra.
* Nguồn gốc nấm: Điều chế từ nấm có sản phẩm thuốc trừ sâu sinh học
VIBAMEC với họat chất Abamectin được phân lập từ quá trình lên men
nấm Steptomyces avermitilis. Diệt trừ được các lọai sâu như sâu vẽ bùa,
nhện, sâu tơ, sâu xanh, bọ trĩ, bọ phấn; Ngòai ra cũng trong nhóm này

Vivadamy, Vanicide, Vali… có họat chất là Validamycin A, được chiết xuất
từ nấm men Streptomyces hygroscopius var. jingangiesis. Đây là nhóm
thuốc trừ bệnh có nguồn gốc kháng sinh đặc trị các bệnh đốm vằn trên lúa,
bệnh nấm hồng trên cao su, bệnh chết rạp cây con trên cà chua, khoai tây,
thuốc lá, bông vải….
Các chế phẩm từ nhóm nấm còn có nấm đối kháng Trichoderma vừa có tác
dụng đề kháng một số nấm bệnh gây hại trên bộ rễ cây trồng như: bệnh vàng
lá chết nhanh, còn gọi là bệnh thối rễ do nấm Phytophthora palmirova gây
ra. Hay bệnh vàng héo rũ hay còn gọi là bệnh héo chậm do một số nấm bệnh


gây ra: Furasium solari, Pythium sp, Sclerotium rolfosii.
- Hai chế phẩm nấm trừ côn trùng Metarhizium anisopliae và Beauveria
bassiana là sản phẩm của đề tài do Viện Lúa đồng bằng sông Cửu Long thực
hiện: Ometar - Metarhizium anisopliae (nấm xanh); Biovip = Beauveria
bassiana (nấm trắng).
* Nguồn gốc virus: Tiêu biểu là nhóm sản phẩm chiết xuất từ virus
Nucleopolyhedrosisvirus ( NPV ). Đây là lọai virus có tính rất chuyên biệt,
chỉ lây nhiễm và tiêu diệt sâu xanh da láng ( Spodoptera exigua ) rất hiệu
quả trên một số cây trồng như bông, đậu đỗ, ngô, hành, nho …
* Pheromone: Là một nhóm chế phẩm sinh học có tác dụng dẫn dụ giới tính,
được sử dụng rộng rãi trong hệ thống bảo vệ thực vật cây trồng. Với đặc
điểm chuyên tính cao với từng lọai sâu hại nên rất an tòan với sản phẩm,
sinh vật có ích và môi trường. Pheromone được dùng như một công cụ có
hiệu quả trong dự báo, phòng trừ dịch hại cây trồng và sản phẩm trong kho
nông sản. Đến nay trên thế giới đã nghiên cứu và tổng hợp được hơn 3.000
hợp chất sex – pheromone dẫn dụ nhiều lọai côn trùng khác nhau. Ở Việt
nam hiện nay, việc ứng dụng pheromone được tập trung đối với một số côn
trùng sau đây:
+ Côn trùng hại rau: Các lọai sâu ăn lá: sâu tơ ( Plutella xylostella) , sâu

xanh ( Helicoverpa armigera ), sâu khoang ( Spodoptera litura ) và sâu xanh
da láng ( Spodoptera exigua )..
+ Côn trùng hại cây ăn trái: tập trung là chất dẫn dụ ruồi vàng đục trái
( Bactrocera dorsalis ). Sản phẩm tiêu biểu là Vizubon – D với họat chất
Methyl Eugenol dẫn dụ đối với ruồi đực rất mạnh. Trong sản phẩm có pha
trộn thêm chất diệt ruồi Naled. Đối với sâu đục vỏ trái cam quýt ( Prays citri
Milliire ) cũng đã được sử dụng pheromone có hoạt chất Z(7)- Tetradecenal.
* Nguồn gốc tuyến trùng: Trong các giải pháp sinh học, tuyến trùng EPN
(viết tắt tên tiếng Anh Entomopathogenic nematodes của nhóm tuyến trùng
ký sinh và gây bệnh cho côn trùng) được coi là tác nhân có nhiều triển vọng
bởi có khả năng diệt sâu nhanh, phổ diệt sâu rộng rộng, an toàn cho người,
động vật và không gây khả năng "kháng thuốc" ở sâu hại. Nhóm các nhà
khoa học ở Viện Sinh thái và Tài nguyên sinh vật, Viện Khoa học và Công
nghệ VN đã điều tra, phân lập nhóm tuyến trùng EPN - 2 giống Steinernema
và Heterorhabditis được coi là Entomopathogenic nematodes (EPN), đưa
vào sản xuất thuốc sinh học tuyến trùng. Từ đây, nhóm đã sản xuất thử
nghiệm 6 chế phẩm sinh học có tên từ Biostar-1 đến Biostar-6, trong đó
Biostar-3 và Biostar-5 được sản xuất hàng trăm lít để thử nghiệm rộng rãi
trên đồng ruộng.
Tuy nhiên, nhìn chung hiện nay việc nghiên cứu ứng dụng chế phẩm sinh


học trong phòng trừ sâu hại ở Việt Nam mới chỉ được tiến hành ở quy mô
trong phòng thí nghiệm và các đề tài nghiên cứu nên giá thành sản phẩm còn
cao ví dụ như giá thành sản xuất số lượng EPN dùng cho 1 ha ở Việt Nam là
$100 trong khi đó ở Mỹ, Nhật Bản, Đức, Canada chỉ khoảng $50. Các thiết
bị sản xuất chế phẩm sinh học có thể sử dụng lẫn cho nhau như thiết bị sản
xuất Bt cũng dùng được cho sản xuất EPN. Hơn nữa, Việt Nam có tiềm năng
rất lớn về nguồn các tác nhân sinh học trong phòng trừ sinh học sâu hại
ngoài thiên nhiên. Chính vì vậy rất cần xây dựng nhà máy sản xuất chế

phẩm sinh học dùng trong bảo vệ thực vật ở Việt Nam. Điều này sẽ giúp làm
giảm giá thành các sản phẩm, để có thể ứng dụng rộng rãi nhằm bảo vệ sức
khỏe cho nhân dân, tăng thu nhập cho nông dân trong nền kinh tế hội nhập
và cải thiện chất lượng môi trường.
C- Nội dung thực tập:
I. Nhật ký thực tập nhóm III:
Thời gian
Công việc thực hiện

Người hướng
dẫn

1. GS.TS. Đỗ
Năng Vịnh

Sáng ngày
14/05/2010

Chiều ngày
14/05/2010

Thăm Viện Di Truyền nông nghiệp Việt Nam, nghe giới
thiệu về Viện và giảng về quy trình nhân giống một số
2.TS. Hà Thị
loài cây ăn quả, cây hoa, cây lâm nghiệp.
Thúy

Thăm Viện BVTV và nghe giảng một số vấn đề về
CNSH trong BVTV: Nghiên cứu phát triển các chế
phẩmíinh học phòng chống dịch hại, cây trồng,...

1. GS.TS
Phạm Văn
Lầm
2. TS. Lê Văn
Trịnh