Bài giảng Công cụ di truyền mới trong chọn tạo giống cây trồng: Chương 1 - TS. Vũ Thị Thúy Hằng

Lớp Học Phần VNUA - Khoa Nông Học - Học Viện Nông Nghiệp Việt Nam 07/08/2017

GIỚI THIỆU HỌC PHẦN


Thời gian: 2 tín chỉ: 22 tiết lý thuyết; 8 tiết thực hành
Hoàn thành học phần này, sinh viên thực hiện được

Kiến thức

CÔNG CỤ DI TRUYỀN MỚI TRONG
CHỌN TẠO GIỐNG CÂY TRỒNG

Giảng viên: TS Vũ Thị Thúy Hằng


K1

Giải thích nguyên lý các kỹ thuật sinh học phân tử

K2

Phân tích tiềm năng và lựa chọn kỹ thuật sinh học phân tử thích hợp
trong chọn giống và cải tiến cây trồng

Kỹ năng
K3
Phối hợp, làm việc nhóm hiệu quả
K4

Viết và trình bày báo cáo tốt

K5

Thiết kế được một thí nghiệm sử dụng kỹ thuật di truyền và phân tử
để chọn giống cây trồng

Năng lực tự chủ và trách nhiệm
Có ý thức và tuân thủ các u cầu về an tồn của phịng thí nghiệm,
K6
an tồn sản phẩm biến đổi gen
K7

2017-2018

1

Có tư duy và sáng tạo, có ý thức chủ động trong học tập và tự tìm
kiếm tài liệu

Kiểm tra, đánh giá sinh viên

Nhiệm vụ của sinh viên
- Dự lớp đầy đủ; đọc trước bài và tìm tài liệu
- Thực hành và viết báo cáo
- Seminar/ Thi giữa kì
- Thi cuối kì

Rubric đánh giá

Nội dung/Tiêu chí

đánh giá

Chuyên cần
Rubric 1- Tham dự
lớp

Thái độ tham dự
Thời gian tham dự

Đánh giá q trình

Rubric 2-Thuyết
trình

Nói khơng với
trong lớp

Trọng số
(%)
10
10

Thời gian/Tuần
học
Các buổi học, thực
hành

30
(1) Mục tiêu và nội
dung; (2) Cấu trúc

thiết kế; (3) Kỹ năng
thuyết trình; (4)
Tương tác cử chỉ;
(5) Thời gian; (6) Trả
lời câu hỏi; (7) Sự
phối hợp trong nhóm

Rubric 3-Thực hành
Rubric 4- Kiểm tra
giữa kì
Cuối kì
Rubric 5- Kiểm tra
cuối kì

10

6-8

10

2 ,3, 4

10

5

60
60

Theo lịch trường

Tài liệu tham khảo










Giáo trình về cơng nghệ sinh học
Tài liệu trên website
/>pdf
/>g.pdf
/>Nguyễn Hồng Lộc (2007) Giáo trình nhập mơn cơng nghệ sinh học
Nguyễn Đức Thành (2014) CÁC KỸ THUẬT CHỈ THỊ DNA TRONG NGHIÊN
CỨU VÀ CHỌN LỌC THỰC VẬT

Chọn tạo giống cây trồng là gì?
Tại sao phải chọn tạo giống cây trồng?
Chọn tạo giống như thế nào?

/>
1


Lớp Học Phần VNUA - Khoa Nông Học - Học Viện Nông Nghiệp Việt Nam 07/08/2017

Chọn tạo giống cây trồng là gì?
• Thay đổi/ cải tiến di truyền ở thực vật nhằm phục vụ con người

Tại sao?


• Khoa học cải tiến sự di truyền ở thực vật cho các lợi ích của
con người

Đổi mới trong chọn tạo giống cây trồng là yêu cầu
quan trọng để đáp ứng/chuẩn bị/đối phó với thách
thức về tăng dân số và biến đổi khí hậu

• Cải tiến di truyền thơng qua lai bố mẹ có tính trạng mong muốn
và chọn lọc thế hệ con có biểu hiện tốt hơn hoặc/và mang tính
trạng cải tiến của cả bố mẹ;
• Quy trình hệ thống dùng để cải tiến tính trạng qua lai, chọn lọc,
điều khiển trực tiếp kiểu gen ở cấp độ phân tử ADN và đưa gen
mới vào;
• Chọn giống là sự điều khiển có mục đích các lồi thực vật
nhằm tạo ra các kiểu gen, kiểu hình mong muốn cho các mục
đích cụ thể.

Need to Increase Agricultural Production


Dân số thế giới hiện ~7.3 tỷ người và dự đoán đạt
9.7 tỷ năm 2050.

Need to Accelerate Yield Increase

and Genetic Gain




Tăng mạnh năng suất nhằm thỏa mãn nhu cầu ngày
càng tăng về lương thực và chăn nuôi.
Ở các nước đang phát triển, khoảng cách giữa tiềm
năng năng suất và năng suất thực trên đồng ruộng
rất lớn, cải tiến di truyền thực sự thấp trong nhiều
chương trình chọn tạo giống.

Image modified from ‘World Population Growth’ by Lauren Manning on Flickr, Oct.27, 2008

CHƯƠNG I. CÁC PHƯƠNG PHÁP
CHỌN TẠO GIỐNG CÂY TRỒNG
TRUYỀN THỐNG

11

ÔN TẬP: CÁC GIAI ĐOẠN
CHỌN GIỐNG CHỦ YẾU

2017-2018

/>
2


Lớp Học Phần VNUA - Khoa Nông Học - Học Viện Nông Nghiệp Việt Nam 07/08/2017

Tạo vật liệu bằng phương pháp lai

GĐ1. TẬP HỢP VÀ TÁI TỔ HỢP SỰ ĐA DẠNG
DI TRUYỀN
i) Thu thập, đánh giá và sử dụng nguồn gen (giống địa
phương, giống nhập nội, giống thương phẩm, dòng
chọn giống, loài hoang dại, v.v (vốn gen I – IV)
ii) Tạo nguồn biến động cho chọn lọc (tạo vật liệu chọn
giống) bằng các phương pháp:
- lai (trong loài, lai xa - khác loài, khác chi...)
- đột biến (in vivo, in vitro)
- đa bội thể
- kỹ thuật di truyền/chuyển nạp gen
2017-2018

13

14

2017-2018

GĐ2. CHỌN LỌC VÀ ĐÁNH GIÁ
- Chọn lọc
- Khảo nghiệm
- Khảo nghiêm do nhà chọn giống
- Khảo nghiệm quốc gia

Chọn lọc và đánh giá ,Trạm chọn giống ở Cheshire và Essex, 1936

Viện NC Lúa Quốc tế
Khảo nghiệm sơ bộ

17

2017-2018

18

2017-2018

/>
3


Lớp Học Phần VNUA - Khoa Nông Học - Học Viện Nơng Nghiệp Việt Nam 07/08/2017

KHẢO NGHIỆM VÙNG

GĐ3. CƠNG NHẬN, PHỔ BIẾN VÀ THƯƠNG MẠI
HÓA GIỐNG MỚI
-Giống được đặt tên phù hợp
-Khảo nghiệm tính khác biệt, tính đồng nhất và tính ổn
định (DUS)
-Khảo nghiệm giá trị cánh tác và giá trị sử dụng (VCU)
-Tính mới về mặt thương mại
-Cơng nhận giống/bảo hộ giống
-Nhân giống
2017-2018

19

CÁC PHƯƠNG PHÁP CHỌN GIỐNG ĐƯỢC ÁP DỤNG
CÂY TTP

CÂY GIAO
PHẤN

CÂY SSVT

NHẬP NỘI







DỊNG THUẦN



dịng thuần cho
tạo giống lai

CL HỖN HỢP

PP CHỌN GIỐNG

1. PHƯƠNG PHÁP CHỌN

GIỐNG TRUYỀN THỐNG

Phương pháp truyền thống


Chọn lọc



PP tổ hợp (Phương pháp lai)



PP đột biến



Lai xa (Chuyển nhiễm sắc thể)

23

Thỉnh thoảng

Thường dùng

PHẢ HỆ



Bố mẹ giống lai

TRỒNG DỒN



PP MỘT HẠT



PP ĐƠN BỘI KÉP
HỒI GIAO

Thường dùng

Thi thoảng

CHỌN LỌC HỆ VƠ
TÍNH













GIỐNG LAI







CL CHU KỲ

Thi thoảng



GIỐNG TỔNG HỢP

Thi thoảng



(POLYCROSS)
GiỐNG TỔNG HỢP

Công nghệ sinh học





22

-

2017-2018



Chọn lọc
- Sử dụng nguồn biến động di truyền sẵn có/biến động
tự nhiên (các quần thể giống địa phương: cây tự thụ
phấn, cây giao phấn, cây sinh sản vơ tính)
- Sử dụng nguồn biến động di truyền nhân tạo: lai, đột
biến, lai xa
- Các phương pháp chọn lọc đối với cây tự thụ phấn,
cây giao phấn, cây sinh sản vơ tính

2017-2018

/>
4


Lớp Học Phần VNUA - Khoa Nông Học - Học Viện Nông Nghiệp Việt Nam 07/08/2017

Phương pháp lai
- Lai giữa các kiểu gen/bố mẹ được chọn theo mục tiêu
chọn giống để tạo biến dị tái tổ hợp;

Khái niệm: lai giống:

Phương pháp truyền thống

Công nghệ sinh học thực vật

2017-2018



là sự giao phối (thụ phấn, thụ tinh) giữa các dạng
bố mẹ có kiểu gen khác nhau nhằm tạo ra con lai
có nhiều đặc tính tốt



Sự giao phối có thể xảy ra trong tự nhiên khơng
có sự can thiệp của con người (lai tự nhiên) hoặc
do con người tiến hành (lai nhân tạo)

2017-2018

25

26

Phương pháp đột biến






Căn cứ vào huyết thống bố mẹ, người ta phân
biệt lai gần và lai xa
Lai gần: lai giữa các giống, các cá thể trong cùng
một lồi
Ví dụ: Lai các giống trong loài lúa trồng (Oryza
sativa)
Lai khác loài: lai giữa các giống, các cá thể giữa
2 hay nhiều loài với nhau
Ví dụ: Lai khoai tây trồng Solanum tuberosum L.
với khoai tây hoang dại Solanum demissium
2017-2018

• Đột biến là những biến đổi bất thường trong vật chất
di truyền của tế bào (nhiễm sắc thể, ADN) dẫn đến sự
biến đổi đột ngột của một hoặc một số tính trạng, những
biến đổi này có thể di truyền cho đời sau.
• Các loại đột biến
• Tác nhân đột biến
• Khi sử dụng phải lưu ý đến liều lượng và vật liệu xử lý
2017-2018

27

28

Liệu chọn giống truyền thống có “lỗi thời”?
Tác nhân gây đột biến

Tác nhân lý học

Bức xạ
khơng
ion hóa

Tia cực
tím (UV)

Bức xạ
ion hóa

- Tia X
- Tia γ
- Tia β
- Chùm
nơtron



Các tính trạng đơn giản, do ít gen kiểm sốt cũng được sử
dụng dễ dàng trong phương pháp truyền thống



PP truyền thống có thể điều khiển nhiều tính trạng cùng một
lúc;



PP truyền thống có thể điều khiển tính trạng số lượng di truyền
phức tạp:

Tác nhân hóa học

Chất
alkyl hóa

Chất đồng
đẳng bazơ

- Ethyl methal
sulfonat (EMS) - 5-bromuraxin
-Ethylenimin - 2-amino purin
- caphein...
(EN)
-Dimethyl
sylfonat (DMS)

Tính trạng chịu ảnh hưởng của mơi trường

Chất ơxy
hóa khử

- HNO2
- arcidin
- H2 O2

Tính trạng do nhiều gen kiểm sốt


Chọn lọc dựa trên kiểu hình là cách tiếp cận có hiệu lực đem
đến các thay đổi trực tiếp;



Hệ thống tương tác kiểu gen x môi trường phức tạp ln đóng
vai trị quan trọng trong phương pháp đánh giá

/>
5


Lớp Học Phần VNUA - Khoa Nông Học - Học Viện Nông Nghiệp Việt Nam 07/08/2017

2. PHƯƠNG PHÁP CHỌN GIỐNG
MỚI/ HIỆN ĐẠI

Chọn lọc hiện nay được dựa trên:
 Các nguyên lý di truyền
 Thông tin di truyền về cấu trúc (chọn giống dựa trên
bản đồ)
 Trình tự genome và thơng tin cấu trúc genome
 Kiến thức về chu trình chuyển hóa, trao đổi chất
 Thao tác trong phịng thí nghiệm

Phương pháp hiện đại = CƠNG NGHỆ SINH HỌC
Ví dụ:
 Dung hợp tế bào
 Biến dị dịng xơ ma

 Chuyển gen/ Kỹ nghệ gen/ Kỹ thuật di truyền
 Chỉ thị phân tử và bản đồ gen

2017-2018

Thảo luận

Công nghệ sinh học/ biotechnology là gì?

1. Dương Tấn Nhựt (2012) Cơng nghệ sinh học thực vật trong thế kỉ
XXI: triển vọng và thách thức.
2. Penn JB. Công nghệ sinh học nông nghiệp và thế giới đang phát
triển
3. Lê.T.T Hiền (2014) Khái quát tình hình nghiên cứu và ứng dụng
công nghệ sinh học tại Việt Nam
4. Vũ Anh Pháp. Ứng dụng công nghệ sinh học trong chọn giống và
bảo vệ thực vật
5. Hà Văn Huân. Ứng dụng công nghệ sinh học trong lâm nghiệp
6. Shelton AM. Vai trị của cơng nghệ sinh học áp dụng cho cây trồng
trong hệ thống lương thực thế giới
7. Những sự thật về công nghệ sinh học trong nông nghiệp và thực
phẩm công nghệ sinh học
2017-2018

33

Khái niệm: Bio = life and technology/ sự sống và công nghệ =
ứng dụng khoa học để giải quyết vấn đề;
Bio-tech-nol-o-gy (1941): chỉ các kỹ thuật khoa học khác nhau
sử dụng tế bào sống hay thành phần của tế bào để cải tiến cây

trồng, vật nuôi và vi sinh vật.
Định nghĩa của Cơ quan công nghệ Mỹ: CNSH là bất cứ kỹ
thuật nào sử dụng sinh vật sống để tạo hoặc biến đổi sản
phẩm nhằm cải tiến cây trồng, vật nuôi hoặc phát triển vi sinh
vật cho các mục đích đặc thù”.
Hầu hết mọi người liên hệ từ CNSH/biotechnology với ý tưởng
chuyển gen từ thực vật, hay động vật, vi sinh vật sang cơ thể
khác vì kỹ nghệ gen/ chuyển gen là một cơng cụ quan trọng
của CNSH.
2017-2018
34

Các lĩnh vực của
công nghệ sinh học
Kü thuËt di truyền cải
tiến giống vật nuôi

Kỹ thuật di truyền sản
xuất vacin ®éng vËt

32

Các lĩnh vực của CNSH

Kü tht di trun cải
tiến giống cây trồng

- K thut mụ/t bo/ Cell/tissue techniques

Kỹ tht di trun c¶i

tiÕn gièng vi sinh vËt

- Chuyển gen/ Genetic engineering

- Kỹ thuật chẩn đốn/ Diagnostic techniques
- Ứng dụng:

T¸i tổ hợp DNA trong
chẩn đoán bệnh

Kỹ thuật di truyền sản
xuất các sản phẩm bảo
vệ thực vật

Sản xuất kháng thể
đơn dòng

Dung hợp tế bào trần ở
thực vật

Nuôi cấy mô

- Nụng nghip
- Dược
- Chế biến thực phẩm
- Xử lý sinh học
- Sản xut nng lng

Cấy truyền hợp tử
Lên men, phân bón sinh häc

35

2017-2018

2017-2018

/>
36

6


Lớp Học Phần VNUA - Khoa Nông Học - Học Viện Nông Nghiệp Việt Nam 07/08/2017

Mục tiêu của CNSH hiện đại

Phương pháp truyền thống vs hiện đại
PP truyền thống

- Phát triển giống cây trồng có đặc điểm cụ thể thích
ứng với vùng địa phương;
- Các giống cây trồng rẻ hơn, năng suất cao hơn, bền
vững với môi trường;
- Các giống cây trồng có nhiều thành phần dinh dưỡng
hơn lồi dại;
- Các giống cây trồng để hạn chế, giảm thiểu mất mát
khi thu hoạch;
- Các giống cây trồng mới làm tăng sự đa dạng di
truyền
2017-2018

Các gen khơng mong muốn có thể
chuyển cùng với gen mong muốn
Cần nhiều thời gian để đạt kết quả

Cho phép chuyển trực tiếp một
hay vài gen một cách chính xác
Cải tiến cây trồng/giống mới có
thể có được trong thời gian ngắn
hơn so với phương pháp truyền
2017-2018
38
thống

Kỹ thuật mô/tế bào

Sản lượng cây trồng
(chống chịu điều kiện bất thuận và
thuốc trừ cỏ)
Giá trị dinh dưỡng
(Protein, Lipid, Amino acid)

Có rất ít hoặc khơng đảm bảo có
được sự tái tổ hợp gen mong muốn
Kiểm sốt chính xác gen ở đâu
từ rất nhiều tổ hợp lai;
và biểu hiện như thế nào
Khó kiểm sốt được gen ở đâu và
biểu hiện như thế nào

37

Vì sao?

PP hiện đại

Lai/chuyển gen trong cùng loài hoặc
các loài rất gần nhau
Sử dụng gen từ bất cứ loài nào
Bị giới hạn trong nguồn gen sẵn có

Cơ chế trao đổi chất
(tích lũy dinh dưỡng,
cacbonhydrate, dầu...)

CNSH – Biến
đổi cây trồng

 Nuôi cấy cơ quan
 Nuôi cấy callus
 Nuôi cấy tế bào trần

Các tính trạng mới
(chín sớm, bảo quản
lâu, màu sắc hoa...

Tính trạng nông học (ngủ
nghỉ, kháng sâu bệnh...)

Xử lý sinh học (chịu mặn,

loại bỏ chất ô nhiễm)

Thành phần dược học
(kháng sinh, vắc-xin, protein
chức năng...)
2017-2018

39

2017-2018

40

2017-2018

41

2017-2018

42

/>
7


Lớp Học Phần VNUA - Khoa Nông Học - Học Viện Nơng Nghiệp Việt Nam 07/08/2017

Kỹ thuật chẩn đốn
- Chỉ thị phân tử: Bất kỳ đoạn DNA nào được sử dụng
để phân biệt sự khác nhau về kiểu hình (tính trạng)

giữa các cá thể, dịng, giống và giữa các lồi đều
được gọi là phương pháp chỉ thị DNA đánh dấu gen;
- Kỹ thuật PCR:
- Xác định các locut tính trạng số lượng, chất lượng
- Xây dựng bản đồ gen

Sự phổ biến của các loại chỉ thị giai đoạn 1966 – 2010
sử dụng trong các nghiên cứu quốc tế

VD: soybase.org
/> />2017-2018

43

2017-2018

44

2017-2018

45

2017-2018

46

Kỹ nghệ gen/ Chuyển gen
Chuyển nạp gen là quá trình những đoạn DNA
ngoại lai, mã hóa một thơng tin di truyền nhất
định (tính trạng), có thể được tách ra từ thực vật,

vi khuẩn hay động vật, được chuyển sang một
nền di truyền mới tạo ra những cây hữu dục bình
thường và có biểu hiện gen mới chuyển nạp.

2017-2018

47

2017-2018

/>
48

8


Lớp Học Phần VNUA - Khoa Nông Học - Học Viện Nơng Nghiệp Việt Nam 07/08/2017

TÁC ĐỘNG TỒN CẦU CỦA CÂY TRỒNG CNSH
Nguồn: Brookes & Barfoot, 2012 Forthcoming; Clive James, 2013

• TĂNG
3. Thành tựu trong chọn giống sử
dụng CNSH

2017-2018

NĂNG SUẤT VÀ THU NHẬP – thu nhập trong nông
nghiệp tăng ~ 100 tỷ USD (98 tỷ USD) từ 1996 – 2011, trong đó
một nửa là do việc giảm chi phí sản xuất và một nửa là do gia

tăng năng suất đem lại 328 triệu tấn

• BẢO TỒN ĐA DẠNG SINH HỌC –

sản lượng tăng 328 triệu tấn
sẽ phải cần đưa thêm vào sử dụng 109 triệu hecta trồng cây
thông thường – CNSH là công nghệ tiết kiệm đất. Chiến lược
tăng gấp đơi sản lượng cây trồng trên cùng diện tích 1,5 triệu
hecta đất trồng- bảo tồn rừng/đa dạng sinh học – 13 triệu hecta
mất đi mỗi năm.

49

• TÁC ĐỘNG MƠI TRƯỜNG - giảm nhu cầu đầu vào từ bên

Đối với kỹ nghệ chẩn đốn

ngồi

- Tiết kiệm 473 triệu kg thuốc trừ sâu từ 1996-2011 - tiết kiệm 9%

-

Tiết kiệm 23 tỷ kg khí CO2 năm 2011 - góp phần vào thay đổi
khí hậu

-

Bảo tồn đất và nước thơng qua cây trồng sinh học + khơng cày
xới

• LỢI ÍCH XÃ HỘI
- Góp phần giảm đói nghèo cho >15 triệu nơng dân nghèo, quy
mô nhỏ trong năm 2012, gia tăng phúc lợi xã hội.

Ứng dụng CNSH trong cải tiến sản lượng và chất lượng
cây trồng
(Nguồn: Borem et al., 2014)
Cây trồng

Tính trạng

Lúa

Chịu hạn, mặn
Kháng bệnh

Nuôi cấy
mô, tế bào
x

Dinh dưỡng và
chất lượng
Chịu úng
Ngô

Chọn lọc dựa vào
chị thỉ phân tử

Chuyển

gen

x

x

x

x

X

x

x
x

x

x

Chịu úng

x

x

x

Chất lượng

x

Xác định được nhiều chỉ thị phân tử liên kết với các tính
trạng ở nhiều loại cây trồng



Xây dựng bản đồ QTLs, bản đồ gen



Sử dụng trong xác định đa dạng di truyền, nhận biết vật
liệu, sản phẩm mang gen mong muốn;



Sử dụng trong chuyển gen

Cây trồng

Tính trạng

Đậu tương

Kháng sâu bệnh

Chọn lọc dựa vào
chị thỉ phân tử

Chuyển gen

x

x
x

Hàm lượng dầu và
chất lượng

x

Các chất dinh
dưỡng
Chất lượng dinh
dưỡng

x

x

x

x

x

x

x

Kháng sâu bệnh

x

54

x

x

Thành phần dược
học

x
x

Nuôi cấy
mô, tế bào

Kháng thuốc trừ cỏ

Rau

Năng suất,

Chịu mặn và các
thành phần độc tố



Chống chịu điều
kiện bất thuận

x

x

x

Thích nghi và năng
suất

x

x

x

2017-2018

/>
9


Lớp Học Phần VNUA - Khoa Nông Học - Học Viện Nông Nghiệp Việt Nam 07/08/2017

PP tiếp cận trong chọn giống đòi hỏi nhiều lĩnh vực cùng
tham gia...
Sinh vật biết đổi gen Genetically Modified

Organisms (GMOs)

Chức năng genome cho phép hiểu
chức năng của tất cả các gen...

= Sinh vật chuyển gen

Một số sản phẩm của kĩ thuật di truyền

Kết hợp nhiều gen trong cùng nhóm chức năng địi
hỏi đánh giá sự biểu hiện ở nhiều điều kiện môi
trường và công thức khác nhau
55

2017-2018

2017-2018

Diện tích trồng cây CNSH tồn cầu
Triệu ha (1996-2012)

56

Tổng diện tích luỹ kế cây trồng CNSH tồn cầu, 1996/12
Cây trồng CNSH chiếm khoảng 1,5 tỷ ha năm 2012
Triệu mẫu
3954

1600

3459

1400

2965

1200

2471

1000

1976

800

1482

600

988

400

494

200

0

0

1,5 tỷ ha

1 tỷ ha= Diện tích đất Trung quốc

Năm 2012 có 17,3 triệu nơng dân tại 28 nước trồng 170,3 triệu ha (420
2017-2018
triệu mẫu), tăng
6% hay 10,3 triệu ha
(25 triệu mẫu) so với năm 2011
57

Diện tích canh tác cây trồng cơng nghệ sinh học trên
tồn cầu năm 2012: theo nước (triệu ha)
Các nước có diện tích trồng lớn
Từ 50.000 ha (125.000 mẫu) trở lên
Triệu ha

Tăng so với 2011

6%
Nguồn: Clive James, 2013.

28 nước trồng cây CNSH
Năm 2012, diện tích cây trồng
CNSH toàn cầu là 170,3 triệu ha,
tăng 6% so với 2011, tương
đương 10,3 triệu ha.

1. USA
2. Brazil*
3. Argentina*
4. Canada
5. India*
6. China*
7. Paraguay*
8. South Africa*
9. Pakistan*
10. Uruguay*
11. Bolivia*
12. Philippines*
13. Australia
14. Burkina Faso*
15. Myanmar*
16. Mexico*
17. Spain
18. Chile*

69.5
36.6
23.9
11.6
10.8
4.0
3.4
2.9
2.8
1.4
1.0

0.8
0.7
0.3
0.3
0.2
0.1
0.1

Dưới 50.000 ha
Colombia*
Honduras*
Sudan*
Portugal
Czech Republic

Cuba*
Egypt*
Costa Rica*
Romania
Slovakia

* Các nước đang phát triển

500 triệu ha
10 năm

5 năm

3 năm

1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012
2017-2018

58

Nguồn: Clive James, 2013

Tỷ lệ ứng dụng (%) đối với các cây trồng CNSH chính
trên tồn cầu (triệu ha, triệu mẫu), 2012
Triệu mẫu

445

180

395

160

346

140

296

120

247

100

198

80

148

60

99

40

49

20

0

0

159

Thông thường
CNSH
100

31

30

81%
Đậu tương

81%
bông

35%
Ngô

30%
Cải dầu

Nguồn: Clive James, 2013

/>
10


Lớp Học Phần VNUA - Khoa Nông Học - Học Viện Nơng Nghiệp Việt Nam 07/08/2017

Đóng góp của cơng nghệ BĐG vào tăng năng suất ngô
2000-2011

Hiện trạng sử dụng cây trồng GMO ở các quốc gia: 329 giống/
34 quốc gia
TT Quốc gia

Tăng năng suất ngơ bình qn(tấn/ha) 2000-2011 ở 9 nước
có sản lượng ngơ cao

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16

Yield data source USDA. Rate of change was calculated
based on linear regression analysis of three year rolling
average of yields over the period.

Các nước không trồng cây BĐG

• Hoa Kỳ
• Nhật Bản
• Canada
• Mexico
• Australia
• Hàn Quốc

• New Zealand
• EU
• Philippines
• Đài Loan
• Nam Phi
• Trung Quốc
• Braxin
• Argentina
• Colombia
• Nga

Tổng số

Ngơ

200
187
132
122
91
86
81
67
64
52
49
47
36
28
28

19

68
101
43
52
21
44
21
29
39
45
31
13
18
20
11
10

Bơng Khoai
tây
29
29
22
23
19
17
19
8
7

28
8
20
13
10
8
10
1
8

8
8
12
3
6

Cải
dầu
23
17
18
9
13
6
13
11
1
4
11

2

Đậu
Cây
tương trồng
khác
19
33
16
16
13
16
15
10
12
16
7
4
12
6
7
11
6
3
7
0
5
1
4

11
5
1
5
0
1
10
5
2

Nguồn: GM Approval Database, ISAAA 2013

Các nước trồng cây BĐG

Những công ty/ tổ chức chính phát triển cây trồng
GMO 329 giống
Cơng ty/Tổ chức

Tổng số Ngơ

Bơng Khoai

Cải

Đậu Cây trồng

tây

dầu

tương

khác

28

5

9

4

•Monsanto

93

27

20

•Syngenta

54

51

3

•Bayer CropScience

46

5

11

18

7

5

•DuPont (Pioneer Hi-Bred)

22

15

1

2

4

0

•Florigene Pty Ltd. (Australia)

15

•Dow AgroSciences LLC

7

2

3

•Monsanto & Dow

11

9

2

•Dow & DuPont

9

9

0

•Monsanto & Dupont

2

2

0

•Monsanto & Bayer

1

1

•Syngenta & Monsanto

1

0

15
2

15/7

24/6

0
0

0
1

26/7

0

Nguồn: GM Approval Database, ISAAA 2013

31/7

Hiệu quả của lúa Bt kháng sâu

64

Đu đủ chuyển gen

2017-2018

Đu đủ chuyển gen
/>
6/1996

11/ 1996

3/ 1997

Cây chuyển gen bên trái
65

66

2017-2018

2017-2018

/>
11


Lớp Học Phần VNUA - Khoa Nông Học - Học Viện Nông Nghiệp Việt Nam 07/08/2017

Gạo chứa vitamin A

Thực phẩm có hàm lượng dinh dưỡng cải tiến

Prototype

1.6 µg/g

Golden Rice 1

5-7 µg/g

Promoter exchange, high-throuput transformation

Golden Rice 2

31 µg/g
Lúa vàng 2

Exchange of the phytoene synthase gene daffodil → maize
Paine et al. (2005) Nat. Biotechnol.23:482-7.

• 35 ug betacarotene/gram
• Hơn 30 lần so với lúa

vàng 1

Cà chua tím
• Hàm lượng anthocyanin cao hơn bình
thường 20%
2017-2018

67

2017-2018

68

Source: Grant (2009)

Cây trồng tổng hợp Omega-3

Một số giống cây chuyển gen khác

100

Cải dầu

Đậu tương

90

Omega-3

80

Giống chín sớm/muộn, có
hàm lượng carotenoid cao
Genes: DET1,
LeETR4, ACC oxidase

Thực phẩm không chứa
chất gây dị ứng, có hàm
lượng axit omega 3, axit
oleic cao
Genes: AraH2, FAD2

70

Chất béo
khơng no poly

60

Đậu tương Omega-3

50
40

Chất béo
không no
mono

30
20

Chất béo no

10
0

Hành không làm chảy
nước mắt
Gene: lachrymatory
factor
69
synthase

2017-2018

Ngơ cao Lysine
Gene: ZLKR/SDH

70

ĐC

CG

ĐC

CG

2017-2018

Bài tập: Tìm một tài liệu về giống cây trồng mới (trên
thế giới hoặc Việt Nam) được chọn tạo từ kết quả ứng
dụng các phương pháp/cơng cụ chọn giống hiện đại
- Tóm tắt các ý chính: cây trồng gì, ở đâu? Mục đích
chọn tạo (tính trạng cải tiến)? Phương pháp/công cụ
chọn giống hiện đại đã sử dụng là gì?
- Trình bày trong các buổi học tiếp theo
Giảng viên gọi ngẫu nhiên và kết quả chuẩn bị bài
được tính vào điểm chuyên cần

71

2017-2018

Hết chương I
/>
12