Sinh thái môi trường : Công nghệ sinh học và môi trường I.ĐẶT VẤN ĐỀ Công nghệ sinh học (CNSH) là ngành khoa học ứng dụng hiểu biết của con người về các hệ thống sống để sử dụng các hệ thống này hoặc các thành phần của chúng cho các mục đích công nghiệp. Đây là một ngành mũi nhọn, hiện đang được cả thế giới quan tâm do có tốc độ phát triển nhanh chóng và đang tạo ra một cuộc cách mạng sinh học trong nông nghiệp, công nghiệp, thực phẩm, y – dược, bảo vệ môi trường, vật liệu Từ các sản phẩm công nghệ lên men truyền thống đến các sản phẩm của công nghệ sinh học hiện đại như : sinh vật biến đổi gen, động vật nhân bản, nuôi cấy tế bào gốc, công nghệ sinh học nanô đã cho thấy phạm vi nghiên cứu và ứng dụng của công nghệ sinh học ngày càng mở rộng và đa dạng, hướng đến một sự phát triển mới là nền công nghiệp công nghệ sinh học. Điều này cho thấy công nghệ sinh học chính là sự phối hợp của khoa học và công nghệ để khai thác những kiến thức về các hệ thống sống cho các ứng dụng thực hành. Cùng với các ngành mũi nhọn khác (công nghệ thông tin và công nghệ vật liệu mới ), công nghệ sinh học sẽ góp phần khai thác tối ưu các nguồn lực của đất nước phục vụ phát triển sản xuất, nâng cao chất lượng cuộc sống của nhân dân và chuẩn bị những tiền đề cần thiết về mặt công nghệ cao cho đất nước tiến vào thế kỷ XXI. SVTH: Nguyễn Thị Thuỳ Linh Lớp : KHCT43 1 Sinh thái môi trường : Công nghệ sinh học và môi trường II. NỘI DUNG 1. Lịch sử hình thành và phát triển công nghệ sinh học Công nghệ sinh học (CNSH) là quá trình sản xuất các sản phẩm trên quy mô công nghiệp, trong đó nhân tố tham gia trực tiếp và quyết định là các tế bào sống (vi sinh vật, thực vật, động vật). Mỗi tế bào sống của cơ thể sinh vật hoạt động trong lĩnh vực sản xuất này được xem như một lò phản ứng nhỏ. Đầu những năm 1980, đã bắt đầu hình thành công nghệ sinh học hiện đại là lĩnh vực công nghiệp sử dụng hoạt động sinh học của các tế bào đã được biến đổi di truyền. Công nghệ sinh học hiện đại ra đời cùng với sự xuất hiện kỹ thuật gen. Cơ sở sinh học được áp dụng ở đây bao gồm sinh học phân tử, sinh học tế bào, hóa sinh học, di truyền học, vi sinh vật học, miễn dịch học, cùng các nguyên lý kỹ thuật máy tính Quá trình phát triển công nghệ sinh học qua ba cuộc cách mạng : • Cách mạng sinh học lần thứ nhất (đầu thế kỷ XX): sử dụng quá trình lên men công nghiệp như glutamic acid, các polysaccharide. Trong đó, có các thành tựu về đột biến, tạo các chủng vi sinh vật cho năng suất và hiệu quả cao, phát triển các quá trình lên men liên tục và phát hiện phương pháp mới về bất động enzyme để sử dụng nhiều lần • Cách mạng sinh học lần thứ hai (sau thế chiến thứ II): sản xuất kháng sinh, các sản phẩm lên men công nghiệp như glutamic acid, các polysaccharide Trong đó, có các thành tựu về đột biến, tạo các chủng vi sinh vật cho năng suất và hiệu quả cao, phát triển các quá trình lên men liên tục và phát hiện phương pháp mới về bất động enzyme để sử dụng nhiều lần • Cách mạng sinh học lần thứ ba (bắt đầu từ giữa thập niên 1970): với các phát hiện quan trọng về enzyme cắt hạn chế, enzyme gắn, sử dụng plasmid làm vector tạo dòng, đặt nền móng cho một nền công nghệ sinh học hoàn toàn mới đó là công nghệ DNA tái tổ hợp. Ngoài ra, có thể hiểu công nghệ sinh học hình thành và phát triển qua 4 giai đoạn: • Giai đoạn 1: Hình thành rất lâu trong việc sử dụng các phương pháp lên men vi sinh vật để chế biến và bảo quản thực phẩm, ví dụ sản xuất pho mát, dấm ăn, làm bánh mì, nước chấm, sản xuất rượu bia… Trong đó, nghề nấu bia có vai trò rất đáng kể. Ngay từ cuối thế kỷ XIX, Pasteur đã cho thấy vi sinh vật đóng vai trò quyết định trong quá trình lên men. Kết quả nghiên cứu của Pasteur là cơ sở cho sự phát triển của ngành công nghiệp lên men sản xuất dung môi hữu cơ như aceton, ethanol, butanol, isopropanol… vào cuối thế kỷ XIX, đầu thế kỷ XX. SVTH: Nguyễn Thị Thuỳ Linh Lớp : KHCT43 2 Sinh thái môi trường : Công nghệ sinh học và môi trường • Giai đoạn 2: Nổi bật nhất của quá trình phát triển công nghệ sinh học trong giai đoạn này là sự hình thành nền công nghiệp sản xuất thuốc kháng sinh penicillin, khởi đầu gắn liền với tên tuổi của Fleming, Florey và Chain (1940). Trong thời kỳ này đã xuất hiện một số cải tiến về mặt kỹ thuật và thiết bị lên men vô trùng cho phép tăng đáng kể hiệu suất lên men. Các thí nghiệm xử lý chất thải bằng bùn hoạt tính và công nghệ lên men yếm khí tạo biogas chứa chủ yếu khí methane, CO 2 và tạo nguồn phân bón hữu cơ có giá trị cũng đã được tiến hành và hoàn thiện. • Giai đoạn 3: Bắt đầu từ những năm 50 của thế kỷ XX, song song với việc hoàn thiện các quy trình công nghệ sinh học truyền thống đã có từ trước, một số hướng nghiên cứu và phát triển công nghệ sinh học đã hình thành và phát triển mạnh mẽ nhờ một loạt những phát minh quan trọng trong ngành sinh học nói chung và sinh học phân tử nói riêng. Đó là việc lần đầu tiên xác định được cấu trúc của protein (insulin), xây dựng mô hình cấu trúc xoắn kép của phân tử DNA (1953). Chính những phát minh trong giai đoạn này làm tiền đề cho các nghiên cứu và ứng dụng sau này vào công nghệ sinh học hiện đại. • Giai đoạn 4: Bắt đầu từ năm 1973, khi những thí nghiệm khởi đầu dẫn đến sự ra đời của kỹ thuật DNA tái tổ hợp được thực hiện và sự xuất hiện insulin - sản phẩm đầu tiên của nó vào năm 1982, cùng với thí nghiệm chuyển gen vào cây trồng cũng thành công vào năm này. Đến nay, công nghệ sinh học hiện đại đã có những bước tiến khổng lồ trong các lĩnh vực nông nghiệp (cải thiện giống cây trồng ), y dược (liệu pháp gen, liệu pháp protein, chẩn đoán bệnh ), công nghiệp thực phẩm (cải thiện các chủng vi sinh vật ) Công nghệ sinh học được phân biệt thành 2 nhóm :  Công nghệ sinh học truyền thống. Bao gồm : • Thực phẩm lên men truyền thống • Công nghệ lên men vi sinh vật • Sản xuất phân bón và thuốc trừ sâu vi sinh vật • Sản xuất sinh khối giàu protein • Nhân giống vô tính bằng nuôi cấy mô và tế bào thực vật • Thụ tinh nhân tạo  Công nghệ sinh học hiện đại. Bao gồm : • Nghiên cứu genome • Nghiên cứu proteome • Thực vật và động vật chuyển gen • Động vật nhân bản SVTH: Nguyễn Thị Thuỳ Linh Lớp : KHCT43 3 Sinh thái môi trường : Công nghệ sinh học và môi trường • Chip DNA • Liệu pháp tế bào và gen • Protein biệt dược • Tin sinh học • Công nghệ sinh học nano • Hoạt chất sinh học 2. Ứng dụng của công nghệ sinh học Công nghệ sinh học trong nông nghiệp Lĩnh vực nông nghiệp tuy không phải là mục tiêu phát triển hàng đầu của công nghệ sinh học ở nhiều nước công nghiệp trên thế giới, nhưng trên thực tế những hoạt động nghiên cứu và phát triển, sản xuất và thương mại hóa ở lĩnh vực này cũng được nhiều tập đoàn lớn quan tâm. Có thể nêu ba lĩnh vực chính : • Giống cây trồng và vật nuôi nhân vô tính và chuyển gen mang những đặc điểm nông – sinh quý giá mà các phương pháp truyền thống không tạo ra được đồng thời lại được bảo vệ thông qua bản quyền tác giả. • Các chế phẩm sinh học dùng trong bảo vệ cây trồng, vật nuôi như : vaccine, thuốc trừ sâu bệnh và phân bón vi sinh. • Công nghệ bảo quản và chế biến nông – hải sản bằng các chế phẩm vi sinh và enzyme. Giá trị nông sản được nâng lên nhiều lần và quy trình công nghệ đi kèm trang thiết bị là một dạng hàng hóa trong kinh doanh chuyển giao công nghệ. Ngoài ra có thể liệt kê thêm một số lĩnh vực khác: • Công nghệ sinh học chế biến thực phẩm : Các enzyme (amylase, rennin, invertase, pectinase ), các chất phụ gia thực phẩm (các chất tạo ngọt, hương vị, tạo màu, bột nở và làm ổn định các vitamin, các amino acid, các chất chống ôxy hóa, các chất bảo quản, các chất hoạt hóa bề mặt ) • Các loại thức ăn bổ sung cho chăn nuôi (kháng sinh mới ) • Các loại thuốc trừ sâu, diệt cỏ với tính đặc hiệu tăng lên (các sản phẩm Bt, các baculovirus, tuyến trùng ký sinh ) • Các hormone sinh trưởng thực vật (các cytokinin ) • Các hóa chất chẩn đoán bệnh cho động - thực vật. SVTH: Nguyễn Thị Thuỳ Linh Lớp : KHCT43 4 Ứng dụng công nghệ sinh học trong nông nghiệp Sinh thái môi trường : Công nghệ sinh học và môi trường Đây là lĩnh vực công nghệ sinh học có nhiều đóng góp quan trọng. Các sản phẩm công nghệ sinh học trong nông nghiệp chứa đựng triển vọng hứa hẹn đối với người tiêu dùng và nông dân. Hiện nay, các ứng dụng công nghệ sinh học trong nông nghiệp đang tập trung vào các hướng : chọn lọc và biến đổi di truyền cây trồng để có được các đặc điểm mong muốn (năng suất cao, phẩm chất tốt, thích nghi với các điều kiện ngoại cảnh bất lợi ), nuôi cấy mô và tế bào thực vật để nhân nhanh giống cây trồng, sản xuất các kháng thể đơn dòng để phục vụ chẩn đoán các bệnh thực vật và động vật, thụ tinh trong ống nghiệm và cấy chuyển phôi ở vật nuôi, cải thiện năng suất và chất lượng của động vật, nuôi trồng thủy sản, chế biến thực phẩm Nhìn chung, trong những năm qua công nghệ sinh học đã có những tác động rất tích cực trong sản xuất nông nghiệp, tạo ra một cuộc cách mạng sâu sắc trong lĩnh vực giống cây trồng, vật nuôi và chế biến lương thực, thực phẩm. Nhiều kết quả nghiên cứu đã được ứng dụng trong sản xuất và đem lại những giá trị kinh tế lớn lao.  Công nghệ sinh học trong y dược Cho đến nay, có lẽ thành tựu công nghệ sinh học được thể hiện rõ nhất là ở lĩnh vực y học như liệu pháp protein và liệu pháp gen để chữa trị một số bệnh hiểm nghèo (ung thư, nhiễm virus và hiện đang thử nghiệm chữa trị bệnh AIDS ) cũng như để chẩn đoán bệnh (viêm gan, sốt xuất huyết, sán lá gan ) và phòng bệnh (vaccine). Hiện nay, hầu hết các sản phẩm quan trọng sau đây đều được sản xuất trên cơ sở công nghệ sinh học, bao gồm các ứng dụng sau: • Các loại kháng sinh và các chất diệt khuẩn, các loại vitamin và chất bổ dưỡng, các loại amino acid và hỗn hợp của chúng trong dịch truyền, các loại vaccine và các loại hormone chữa bệnh. • Các bộ kit chuẩn dùng trong chẩn đoán bệnh và chẩn đoán hóa sinh trong y dược. • Cây trồng và vật nuôi được cấy chuyển những gen sản sinh ra các loại protein trị liệu đang là mục tiêu đầu tư của khá nhiều công ty y dược hàng đầu trên thế giới hiện nay. Cụ thể là nghiên cứu và sản xuất các dược phẩm, các kháng thể đơn dòng, interferon, các hormone (hormone sinh trưởng, insulin, erthropoietin, thrombopoietin, ), các enzyme (urokinase, heparinase, alcohol, dehydrogenase ), các protein khác (các kháng nguyên đặc hiệu, albumin, antithrombin, fibronectin ), các kháng sinh, thuốc và vitamin mới, các dược phẩm có bản chất protein, các loại vaccine viêm gan B, C, HIV, cúm, sốt rét, SVTH: Nguyễn Thị Thuỳ Linh Lớp : KHCT43 5 Ứng dụng công nghệ sinh học trong y học Sinh thái môi trường : Công nghệ sinh học và môi trường viêm não, tả và các tác nhân gây bệnh tiêu chảy, các kit chẩn đoàn như : chẩn đoán sự có mặt HIV, virus viêm gan B và C trong máu, một số chẩn đoán thai , liệu pháp gen : điều trị các gen gây bệnh di truyền. Hiện nay, các công ty công nghệ sinh học y dược hàng đầu thế giới đang tập trung vào nghiên cứu tạo ra sản phẩm chống lại các căn bệnh như : HIV/AIDS, các loại bệnh ung thư, tiểu đường, các bệnh tim mạch, các bệnh truyền nhiễm 2.3. Công nghệ sinh học trong công nghiệp và chế biến thực phẩm Công nghệ sinh học công nghiệp bao gồm các lĩnh vực sản xuất các loại enzyme như : amylase, cellulase và protease dùng trong công nghiệp dệt, công nghiệp xà phòng và mỹ phẩm, công nghiệp bánh kẹo, rượu bia và nước giải khát Sau đây là các loại sản phẩm của công nghệ sinh học công nghiệp: • Công nghiệp hóa chất: Các hóa chất thông dụng (ví dụ: acrylamide) đều có thể sản xuất bằng công nghệ sinh học. Công nghiệp hóa học sẽ có hiệu quả hơn nếu dùng các chất xúc tác sinh học (enzyme), tái sinh và xử lý các dung môi bằng con đường sinh học. • Quá trình chế biến tinh bột : Dùng các enzyme do công nghệ sinh học tạo ra để dịch hóa và đường hóa tinh bột thành glucose và chuyển hóa thành fructose. Ứng dụng Công nghệ sinh học trong công nghiệp • Công nghiệp làm sạch: Các chất giặt tẩy hiện đại được bổ sung protease và các enzyme khác làm sạch các vết bẩn protein, tinh bột và các chất béo. • Công nghiệp bột gỗ và giấy : Nhu cầu của thị trường và bảo vệ môi trường ngày càng lớn đối với giấy ít chứa các hợp chất chlorine gây ô nhiễm. Quá trình sản xuất bột giấy hiện nay gây ô nhiễm rất nặng. Công nghệ sinh học đưa ra giải pháp sinh học để sản xuất bột giấy không gây ô nhiễm bằng cách sử dụng các loại nấm phân hủy linin-cellulose để tạo bột. Các enzyme cũng được nâng cao chất lượng sợi và chất lượng giấy. • Công nghiệp khai khoáng và phát hiện khoáng sản. Có hai công nghệ : lọc sinh học / oxy hóa sinh học các kim loại, xử lý ô nhiễm kim loại và tái sinh. Công nghệ lọc kim loại dùng các vi sinh vật có thể thu được các kim loại quý như đồng, kẽm và cobalt. Công nghệ xử lý sinh học ô nhiễm có thể áp dụng đối với các kim loại nặng. 2.4. Công nghệ sinh học môi trường SVTH: Nguyễn Thị Thuỳ Linh Lớp : KHCT43 6 Sinh thái môi trường : Công nghệ sinh học và môi trường Tuy là lĩnh vực khá mới nhưng sự phát triển và ứng dụng của công nghệ sinh học môi trường rất đáng kể. Mọi quá trình xử lý chất thải nếu không khép kín bằng xử lý sinh học thì khó có thể thành công trọn vẹn. Các hoạt động chính của công nghệ sinh học môi trường đang được chủ trương là: • Công nghệ phân hủy sinh học : Dùng các cơ thể sống phân hủy các chất thải độc tạo nên các chất không độc như nước, khí CO 2 và các vật liệu khác. Bao gồm, công nghệ kích thích sinh học: bổ sung chất dinh dưỡng để kích thích sự sinh trưởng của các vi sinh vật phân hủy chất thải có sẵn trong môi trường, công nghệ bổ sung vi sinh vật vào môi trường để phân hủy các chất ô nhiễm, công nghệ xử lý ô nhiễm kim loại và các chất ô nhiễm khác bằng thực vật và nấm. • Dự phòng môi trường : phát triển các thiết bị thăm dò và theo dõi ô nhiễm môi trường, đặc biệt trong việc dò nước và khí thải công nghiệp trước khi giải phóng ra môi trường. 3. Một số thành tựu công nghệ sinh học 3.1. Thế giới Công nghệ sinh học được nghiên cứu và ứng dụng rộng rãi. Góp phần cải thiện cuộc sống con người ngày càng tốt hơn. Nâng cao năng suất sản xuất, tăng khả năng chữa bệnh giúp con người sống lâu hơn. Các thành tựu đạt được:  Trong nông nghiệp: Hiện nay, có 23 quốc gia trên thế giới canh tác cây trồng Công nghệ sinh học. Những nước sử dụng đất canh tác các loại cây trồng sinh học nhiều nhất là Mỹ, Achentina, Braxin, Canađa, Ấn Độ và Trung Quốc. Diện tích đất trồng cây Công nghệ sinh học trên thế giới liên tục phát triển. Năm 2005, diện tích cây trồng biến đổi gien là 90 triệu ha, đến năm 2007, là 114,3 triệu hecta, chiếm 8% trong tổng số 1,5 tỷ ha diện tích canh tác trên toàn thế giới. Dự kiến đến năm 2015 tổng diện tích gieo trồng các giống cây sinh học của toàn thế giới sẽ đạt khoảng 200 triệu hécta với 40 quốc gia tham gia canh tác. Tại Mỹ, công nghệ sinh học đã và đang làm thay đổi bộ mặt ngành nông nghiệp. Ứng dụng Công nghệ sinh học trong nông nghiệp đã làm giảm 34% lượng thuốc trừ sâu, thuốc diệt cỏ. Ấn Độ đang nổi lên trở thành quốc gia đi đầu trong việc ứng dụng công nghệ sinh học tại châu Á. Thành công lớn nhất của Ấn Độ là phát triển cây bông biến đổi gen kháng sâu bệnh và chịu hạn tốt. Sự thành công đó là nhờ vào các kỹ thuật: • Kỹ thuật cấy mô. • Kỹ thuật sinh học phân tử. • Kỹ thuật di truyền. SVTH: Nguyễn Thị Thuỳ Linh Lớp : KHCT43 7 Sinh thái môi trường : Công nghệ sinh học và môi trường  Trong y học: Cho đến nay, có lẽ thành tựu công nghệ sinh học được thể hiện rõ nét nhất là ở lĩnh vực y học như liệu pháp protein và liệu pháp gen để chữa trị một số bệnh hiểm nghèo (ung thư, nhiễm virus và hiện đang thử nghiệm chữa trị bệnh AIDS ) cũng như để chẩn đoán bệnh (viêm gan, sốt xuất huyết, sán lá gan ) và phòng bệnh (vaccine). Ngày nay, với những công cụ của kỹ thuật gen, ngành y không chỉ dựa vào các triệu chứng lâm sàng mà còn có khả năng tác động thẳng vào các nguyên nhân sâu xa của bệnh đó là sự bất thường của gen. Công nghệ sinh học đã xâm nhập vào hầu như mọi lĩnh vực của y học, trong đó đáng kể nhất là lĩnh vực chẩn đoán và phòng ngừa với việc tạo ra các bộ kit chẩn đoán bệnh bằng phương pháp PCR và các DNA vaccine có hiệu quả cao. Lĩnh vực sản xuất thuốc chữa bệnh như interferon, insulin, interleukin, hormone sinh trưởng ở người ngày càng phát triển mạnh và trở thành một ngành công nghiệp quan trọng. Đặc biệt, liệu pháp gen mặc dù thành tựu còn ít nhưng đã mở ra những triển vọng to lớn trong việc chữa trị những bệnh di truyền và bệnh nan y.  Trong môi trường: Như chúng ta đã biết, thế giới ngày càng phát triển và dân số ngày càng tăng. Điều đó làm cho môi trường xung quanh chúng ta phải nhận đủ mọi loại rác thải, từ rác thải công nghiệp đến rác thải sinh hoạt. • Xử lý nước thải: Qua nhiều thí nghiệm, các nhà khoa học đã sử dụng vi sinh vật cho quá trình xử lý. Các hệ thống lọc, bể lọc, quá trình lắng và khử trùng được nghiên cứu và phát triển. Góp phần hạn chế phí phạm nguồn tài nguyên nước của chúng ta. Ở Singapore, hàng chục năm nay Singapore phải nhập khẩu nước từ bang Johor - Malaysia. Nhưng 2 hiệp ước mua bán nước cấp quốc gia sẽ hết hạn lần lượt vào các năm 2011 và 2061 và quan hệ song phương thường bị ảnh hưởng bởi những bất đồng về giá nước thô. Cho nên Singapore đã tái chế nước thải thành nước uống có tên gọi “NEWater”. Mặc dù chi phí không nhỏ nhưng họ quyết định dùng cả 3 cấp xử lý: Lọc Ultra (UF), lọc thẩm thấu ngược (RO) và thanh trùng bằng tia cực tím (UV), đảm bảo độ tinh khiết tối đa của thành phẩm NEWater. Chất lượng nước đầu ra hoàn toàn an toàn cho ăn uống, sinh hoạt và sử dụng vào các mục đích khác. NEWater trong như pha lê và sạch hơn bất cứ một loại nước nào có trong tự nhiên. Ở Israel, nước thải công nghiệp và sinh hoạt đều được thu gom vào các hệ thống xử lý tập trung. Ở các hệ thống này sử dụng các giải pháp xử lý dựa vào từ tính (sử dụng thanh nam châm để tách các chất hữu cơ độc hại như dầu, chất tẩy rửa, hóa chất nhuộm và kim loại nặng trong nước thải); xử lý bằng phương pháp kết đông điện từ (xử lý loại bỏ kim loại nặng trong nước bằng việc đưa SVTH: Nguyễn Thị Thuỳ Linh Lớp : KHCT43 8 Sinh thái môi trường : Công nghệ sinh học và môi trường hyđrôxyt kim loại trùng hợp, là phương pháp dùng để xử lý nước thải công nghiệp và đô thị); xử lý bằng cách làm lắng đọng (nước được làm sạch bằng việc lắng chất bẩn có thể được sử dụng trong nông nghiệp)… 3.2. Việt Nam Từ năm 1986 trở lại đây, Việt Nam đã có 4 chương trình phát triển Công nghệ sinh học ở quy mô khác nhau. Các trường đại học của ta hiện có gần 20 khoa đào tạo về Công nghệ sinh học, trong đó số người có trình độ tiến sĩ là khoảng 100. Cả nước cũng có 44 tổ chức khoa học, công nghệ về Công nghệ sinh học, sở hữu 10 phòng thí nghiệm, 6 phòng thí nghiệm trọng điểm quốc gia với số vốn đầu tư lớn đang được triển khai khẩn trương. Đặc biệt, ngày 4-3-2005, Ban Bí thư Trung ương Đảng đã ban hành Chỉ thị số 50-CT/TƯ về đẩy mạnh phát triển và ứng dụng Công nghệ sinh học phục vụ công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước. Thực tế, Công nghệ sinh học Việt Nam cũng đạt được một số thành công nhất định, trong các lĩnh vực nghiên cứu: gen, tế bào – mô phôi, enzim – protein, vi sinh. Nổi bật hơn cả là việc các nhà khoa học đã nhanh chóng tạo ra các giống cây trồng thuần nhờ áp dụng công nghệ tế bào - mô phôi. Công nghệ sinh học nước ta đã ứng dụng công nghệ thụ tinh trong ống nghiệm,thụ tinh trứng và tinh trùng đông lạnh tại một số bệnh viện tuyến Trung ương, đem lại hạnh phúc cho hàng chục nghìn cặp vợ chồng hiếm muộn. Ngành y tế nước ta cũng đã làm chủ được công nghệ nhân nuôi tế bào gốc phục vụ điều trị bệnh hiểm nghèo và bước đầu tạo ra các động vật có các yếu tố phù hợp cho công tác cấy ghép nội tạng. Công nghệ sản xuất vaccine của Việt Nam hiện được các nước trong khu vực Đông Nam Á đánh giá rất cao nhờ áp dụng một số kết quả nghiên cứu do Công nghệ sinh học mang lại. Tuy nhiên, bên cạnh những thành tựu thì cũng không tránh khỏi những khó khăn hạn chế. Trong quá trình phát triển Công nghệ sinh học giai đoạn 1985 – 2005, số lượng cán bộ nghiên cứu và nhân viên kỹ thuật Công nghệ sinh học của ta còn quá ít, nhất là trong công nghệ gen. Ngoài ra, hầu hết các lĩnh vực Công nghệ sinh học trong nông nghiệp ở nước ta vẫn chỉ là công nghệ chai lọ, mới hoàn thành được khâu nghiên cứu cơ bản, tính ứng dụng thực tế không cao, đặc biệt là khó mở rộng thành đại trà. Thậm chí, có nhiều công trình vừa nghiên cứu xong, chưa kịp tìm hiểu tính thực tiễn thì lại bỏ đấy để đi tìm cái mới. Theo chương trình nghiên cứu khoa học Công nghệ sinh học trọng điểm Nhà nước giai đoạn 2006 – 2010, đến cuối thời kì này nước ta sẽ cố gắng làm chủ và ứng dụng được công nghệ nền của Công nghệ sinh học và tạo được sản phẩm phục vụ phát triển kinh tế, xã hội. Một số thành tựu của công nghệ sinh học Việt Nam thời gian qua. a) Trong lĩnh vực nông nghiệp SVTH: Nguyễn Thị Thuỳ Linh Lớp : KHCT43 9 Sinh thái môi trường : Công nghệ sinh học và môi trường Theo ông Bùi Bá Bổng, Thứ trưởng Bộ NN & PTNT, thành công nổi bật nhất mà công nghệ sinh học mang lại trong những năm qua là tạo ra được 100 dòng lúa (DR1, DR2…) đạt độ thuần rất cao, chịu hạn tốt, phẩm chất gạo ngon. Các chuyên gia đã nghiên cứu, thu thập giữ gen 6.658 mẫu, lai tạo gây đột biến 2.716 mẫu tổ hợp và chọn ra được 24 giống công nhận là giống quốc gia. Công nghệ sinh học giúp nước ta tự túc được 25% giống lúa lai F1. Ứng dụng công nghệ gen trong tạo giống cây trồng, chúng ta hoàn thiện được quy trình chuyển gen kháng côn trùng, kháng thuốc diệt cỏ và kháng bệnh do nấm, vi khuẩn gây ra, hoàn thiện phương pháp lập bản đồ một số gen cây lúa. Nhiều giống lúa đặc sản như: tám xoan, dự, nàng thơm chợ Đào được đưa vào ngân hàng giống, khoanh vùng sản xuất. Đây là cơ sở quan trọng cho gạo xuất khẩu Việt Nam có chỗ đứng trên thị trường thế giới trong những năm qua. Công nghệ nhân nhanh, phục tráng và làm sạch bệnh giống cây trồng như bạch đàn, keo, cam, quýt, mía, chuối, phong lan do trong nước tạo ra được ứng dụng đại trà trong nhân giống cây nông nghiệp, cây công nghiệp và đã trở thành công nghệ không thể thiếu được trong dự án trồng 5 triệu héc-ta rừng. Nhờ các công nghệ này, các cơ sở sản xuất giống đã nhân được hơn 50 triệu cây các loại, đáp ứng nhu cầu sản xuất. Trong chăn nuôi, Việt Nam đã làm chủ được công nghệ tinh đông viên, thụ tinh nhân tạo, công nghệ lưu giữ, cấy truyền phôi và sản xuất vaccine. Những công nghệ này được áp dụng phổ biến, góp phần xóa đói giảm nghèo, nâng cao thu nhập cho không ít hộ nông dân. Trong nước, chúng ta đã sản xuất được 700 triệu liều vaccine thú y, đáp ứng đủ nhu cầu chăn nuôi trang trại, hộ gia đình trong cả nước và xuất khẩu. Hiện nay, những nghiên cứu về công nghệ sinh học động vật đã chuyển sang giai đoạn mới là tiếp nhận công nghệ nhân bản vô tính động vật Công nghệ sinh học đã tạo bước đột phá trong sản xuất giống lợn ngoại năng suất cao, giống lợn siêu nạc, giống vịt siêu thịt, vịt siêu trứng và gà tam hoàng, góp phần nâng tỷ trọng của chăn nuôi trong toàn ngành nông nghiệp từ 17,9% năm 1986 lên 20% năm 2004. b) Trong lĩnh vực y học • Sản xuất vaccine: T.S. Huỳnh Phương Liên đi dọc ở nước ngoài chỉ “1 tháng” đã cố gắng nghiên cứu và chế tạo vaccine Viêm não Nhật Bản (VNNB). Thành quả của những nỗ lực tột bậc nói trên là 4 loạt vaccine SVTH: Nguyễn Thị Thuỳ Linh Lớp : KHCT43 10 Hiệu quả của công nghệ sinh học trong nông nghiệp [...]... Lớp : KHCT43 Sinh thái môi trường : Công nghệ sinh học và môi trường III KẾT LUẬN Công nghệ sinh học là một lĩnh vực nghiên cứu bổ sung chứ không thể thay thế cho nhiều lĩnh vực nghiên cứu truyền thống CNSH đem lại nhiều công cụ để nâng cao hiểu biết của chúng ta và tăng cường công tác quản lý các nguồn tài nguyên di truyền cho nông nghiệp, công nghiệp, y dược Ứng dụng công nghệ sinh học đã đem lại... : Công nghệ sinh học và môi trường 4 Công Nghệ Sinh Học và Bảo Vệ Môi Trường Hiện nay, môi trường sống của chúng ta hiện đang bị ô nhiễm trầm trọng, giải quyết nạn chất thải vẫn là vấn đề hết sức nan giải, đặc biệt là các chất thải công nghiệp ảnh hưởng rất lớn đến môi sinh Ngoài ra, một khối lượng lớn chất thải dân dụng, rác thành phố, phế phẩm nông nghiệp cũng đã và đang gây ô nhiễm nặng nề môi trường. .. Thị Thuỳ Linh 15 Lớp : KHCT43 Sinh thái môi trường : Công nghệ sinh học và môi trường nghệ sinh học mà sử dụng một vi khuẩn được biến đổi di truyền chứa các enzyme phù hợp, chỉ tiến hành trong 3 bước, proceeds trong nước, sử dụng các vật liệu thô đơn giản như đường và muối và chỉ tạo ra indigo, carbon dioxide và sinh khối mà có thể được phân giải sinh học  Phát hiện và giám sát các chất ô nhiễm :... thải công nghiệp, đã gây ô nhiễm nghiêm trọng đất, nước, không khí và gây nguy hiểm đến sức khỏe con người và động vật Với sự phát triển của công nghệ sinh học nói chung và công nghệ DNA tái tổ hợp nói riêng, việc nghiên cứu và ứng dụng thành tựu công nghệ sinh học để giải quyết vấn đề môi trường được đặt ra cấp bách và thực sự đang được ứng dụng ngày càng rộng rãi Bioremediation: Phục hồi sinh học. .. dụng và tăng 20% lượng bùn trong phân bón Các vi sinh vật có khả năng sinh chất kích thích sinh trưởng thực vật, cố định nitơ, phân giải hợp chất phosphat khó tan Bể phản ứng kỵ khí với các vách ngăn mỏng và ngăn lọc kỵ khí là công nghệ do Trung tâm Kỹ thuật Môi trường Đô thị và Khu công nghiệp (CEETIA), Trường Đại học Xây dựng phối hợp với các nhà nghiên cứu của Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường. .. các hệ thống sinh học trong công nghiệp nên được kèm theo bởi sự tập huấn và sự bảo vệ thích hợp cho các công nhân làm việc với những hệ thống này và có giải pháp bảo vệ môi trường hiệu quả TÀI LIỆU THAM KHẢO 1 Bài giảng Sinh Thái môi trường, Th.S : Trần Thị Ngân, Trường Đại học Nông Lâm Huế - Năm 2010 2 Giáo trình Nhập Môn Công nghệ sinh học, PGS.TS Nguyễn Hoàng Lộc, Nhà xuất bản Đại Học Huế - Năm... khoa học một công cụ mạnh để cấy truyền vật chất di truyền giữa các sinh vật mà không thể chọn tạo theo các phương pháp truyền thống Công nghệ sinh học là khoa học đa ngành và đa lĩnh vực Đa số các kỹ thuật phân tử và việc ứng dụng các kỹ thuật này liên quan đến nhiều lĩnh vực của công nghiệp, chế biến thực phẩm, y học và nông nghiệp nhưng công nghệ sinh học không thể đứng riêng một mình nó Ví dụ, công. .. lớn Trong công nghiệp thực phẩm sự phát triển của công nghệ vi sinh và công nghệ Enzym sẽ cho ra đời những thực phẩm tốt hơn ,an toàn hơn Việc ứng dụng công nghệ sinh học trong sản xuất công nghiệp đã cho thấy những kết quả tốt, năm 2001 các nước OECD đã khảo sát một số nghành công nghiệp sử dụng quy trình sản xuất bằng công nghệ sinh học đã cho thấy những tiến bộ rõ rệt,trong sản xuất giấy và bột giấy... công nghiệp công nghệ sinh học trong tương lai có thể liên quan đến nhiều điều mà tại thời điểm này dường như là khoa học viễn tưởng đối với hầu hết người dân như là sự thay thế các siêu sợi được sản xuất bằng phương pháp hoá học bởi sợi tơ mạng nhện được sản xuất SVTH: Nguyễn Thị Thuỳ Linh 19 Lớp : KHCT43 Sinh thái môi trường : Công nghệ sinh học và môi trường bằng phương pháp vi sinh vật Tuy nhiên,... máy công nghiệp phát triển các quy trình với khả năng tác động đến môi trường đã được giảm thiểu đáp ứng với lời kêu gọi toàn cầu về sự phát triển của một xã hội bền vững Có một khuynh hướng rộng khắp về các sản phẩm và các quy trình ít gây hại; cách xa việc xử SVTH: Nguyễn Thị Thuỳ Linh 14 Lớp : KHCT43 Sinh thái môi trường : Công nghệ sinh học và môi trường lý “end-of-pipe” của các dòng thải Công nghệ . : Công nghệ sinh học và môi trường • Chip DNA • Liệu pháp tế bào và gen • Protein biệt dược • Tin sinh học • Công nghệ sinh học nano • Hoạt chất sinh học 2. Ứng dụng của công nghệ sinh học Công. học trong nông nghiệp Sinh thái môi trường : Công nghệ sinh học và môi trường Đây là lĩnh vực công nghệ sinh học có nhiều đóng góp quan trọng. Các sản phẩm công nghệ sinh học trong nông nghiệp. Thuỳ Linh Lớp : KHCT43 6 Sinh thái môi trường : Công nghệ sinh học và môi trường Tuy là lĩnh vực khá mới nhưng sự phát triển và ứng dụng của công nghệ sinh học môi trường rất đáng kể. Mọi quá