Đang tải... (xem toàn văn)
Phần I: Mở đầu 1 1. Đặt vấn đề 1 2. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 2 3. Phương pháp thực hiện đề tài 2
Vai trò trồng biến đổi gen sản xuất nông nghiệp PHẦN I: MỞ ĐẦU Đặt vấn đề: Các trồng nơng nghiệp đóng vai trò quan trọng phát triển thúc đẩy văn minh Các trồng cung cấp thức ăn bền vững cho người, cho động vật, sợi cho xây dựng quần áo, thuốc men, dược phẩm, nước hoa, hóa chất cho q trình sản xuất công nghiệp, lượng để nấu nướng sưởi ấm gần nhất, sinh khối để đáp ứng nhu cầu ngày tăng nhiên liệu phục vụ vận tải Các trồng cịn đóng vai trị chủ yếu mặt mơi trường việc ngăn ngừa xói mịn đất, tăng cường mức ơxi khí quyển, giảm phát tán CO từ việc đốt than đá, làm giàu đất nitơ, mà chúng quay vòng theo chu kỳ đất khí Nếu dân số tiếp tục tăng dự đốn, 50 năm tới cần phải sản xuất thêm thức ăn cho người, thức ăn cho động vật sợi so với thời gian toàn lịch sử loài người Và phải làm điều sở diện tích đất thích hợp cho nơng nghiệp sản xuất trồng giảm dần Điều đặt số thách thức chủ yếu cho nông nghiệp kỷ XXI: - Sản lượng trồng cần phải tăng cao mức ngoạn mục đạt kỷ XX để đáp ứng nhu cầu gia tăng tiết kiệm không gian trống Những đầu vào cần thiết cho nơng nghiệp thâm canh, nước phân bón cần phải giảm - Những trồng cần phát triển để sinh sơi nẩy nở điều kiện khắc nghiệt cho đất mầu mỡ sử dụng để trồng quan trọng, mùa vụ trồng cần phải kéo dài sản lượng không bị giảm hạn hán, thời tiết nóng, lạnh tác động khác - Những ảnh hưởng đến môi trường nông nghiệp việc sử dụng thuốc trừ sâu, thuốc diệt cỏ phân bón cần phải giảm bớt Thí dụ trồng cần biến đổi để chịu bệnh dịch, để hấp thu có hiệu chất dinh dưỡng đất, cạnh tranh với cỏ dại việc hút nước hấp thụ ánh sáng mặt trời Học viên: Bùi Thanh Long – ĐVH – K17 Page Vai trò trồng biến đổi gen sản xuất nông nghiệp - Những lương thực cần tối ưu hóa để phục vụ sức khỏe dinh dưỡng người, cung cấp vitamin thiết yếu, axít amin prơtêin nhằm giúp xóa bỏ tình trạng suy dinh dưõng bệnh tật [4] Chúng ta cần “trở tương lai” thay đổi cấu trúc gen đặc sản sử dụng nhà máy sản xuất hóa chất protein phục vụ ứng dụng công nghiệp y tế - thí dụ, tiền chất nhựa vắc-xin để chống lại mầm bệnh người động vật Những thách thức đòi hỏi phải áp dụng kỹ thuật nhân giống phân tử tinh vi mà có, việc phát triển kỹ thuật Tuy nhiên chưa có thời kỳ sơi động cho ngành sinh học trồng nông nghiệp, cách mạng công nghệ tạo kỷ nguyên gen cho hội để thực mục tiêu thời gian hai thập kỷ tới sớm Chính vậy, việc ứng dụng thành tựu công nghệ sinh học vào sản xuất nông nghiệp đã, lựa chọn tất yếu nhằm đáp ứng nhu cầu lương thực, thực phẩm người toàn cầu Trên sở thực tiễn đó, tơi chọn đề tài: “Vai trò trồng biến đổi gen sản xuất nông nghiệp” làm đề tài tiểu luận môn Sinh học phân tử Hy vọng đề tài giúp cho tơi hiểu thêm vai trị to lớn việc nghiên cứu sinh học phân tử sống Đối tượng phạm vi nghiên cứu: Đối tượng: Các loại trồng biến đổi gen Phạm vi: Ở đề cập đến số vai trò thực vật biến đổi gen lĩnh vực sản xuất nông nghiệp Phương pháp nghiên cứu: Phương pháp nghiên cứu đề tài phương pháp tổng hợp tài liệu lấy từ nguồn thông tin thư viện, báo đài, internet Dựa vào phân tích, tổng hợp, so sánh, đối chiếu tài liệu để thực đề tài Mặc dù đề tài chuẩn bị cơng phu, chắn cịn nhiều sơ suất, mong góp ý q thầy giáo bạn đồng nghiệp Tơi xin chân thành biết ơn! Học viên: Bùi Thanh Long – ĐVH – K17 Page Vai trò trồng biến đổi gen sản xuất nông nghiệp PHẦN II: NỘI DUNG Sơ lược phát triển công nghệ sinh học CNSH ngành khoa học mũi nhọn không giống với vi sinh vật cơng nghiệp có từ xa xưa với kỹ nghệ sản xuất rượu, bia, sữa chua, phomát, nước chấm Theo liên đồn CNSH châu Âu (EFB) CNSH kết hợp ngành khoa học tự nhiên khoa học công nghệ nhằm ứng dụng vi sinh vật, tế bào, số thành phần tế bào phân tử tương tự tạo sản phẩm phục vụ cho người CNSH đạt thành tựu to lớn có triển vọng phát triển mạnh mẽ năm tới thừa hưởng cách tổng hợp kết ngành khoa học vi sinh vật học, di truyền học, sinh hóa học, sinh lý học, sinh học phân tử, miễn dịch học, vi sinh vật học ứng dụng, cơng nghệ sinh hóa học (Biochemical engineering) CNSH phát triển sở kỹ thuật mẻ: kỹ thuật di truyền; kỹ thuật dung hợp tế bào; kỹ thuật phản ứng sinh học (bao gồm kỹ thuật lên men, kỹ thuật enzym, thiết bị phản ứng sinh học); kỹ thuật nuôi cấy mô; kỹ thuật nuôi cấy tế bào; kỹ thuật cấy chuyển phôi (embryotransplantation); kỹ thuật cấy chuyển nhân (nucleustransplan-tation) v.v Những thành tựu chuẩn bị cho cách mạng sinh học ngành kinh tế - kỹ thuật Trong phạm vi đề cập đến ứng dụng CNSH lĩnh vực nơng nghiệp Cho đến nay, cách mạng CNSH kỹ thuật di truyền (hay kỹ thuật tái tổ hợp gen) Giờ người ta thực đưa gen lạ vào phận cần kiểm tra "sự đồng ý" tế bào tiếp nhận gen Thành cơng có ý nghĩa đặc biệt lớn lao cho phép tách rời quy trình sinh học phức tạp thành phần đơn giản, từ dễ dàng xác định nhiệm vụ kiểu hoạt động gen, cho phép xác định mối tương quan cấu trúc với nhiệm vụ phân tử Kỹ thuật di truyền mở triển vọng, viễn cảnh lý thuyết thật khơng có giới hạn: người thiết kế chế tạo vi sinh vật, tế bào mà trước chưa có Những vi sinh vật nhân tạo tổng hợp quy mô công nghiệp sản phẩm có giá trị phục vụ đắc lực cho việc bảo vệ sức khỏe nâng cao chất lượng sống người Đương nhiên, nông nghiệp y tế ứng dụng thành kỹ thuật di Học viên: Bùi Thanh Long – ĐVH – K17 Page Vai trò trồng biến đổi gen sản xuất nông nghiệp truyền nhiều nhất, lĩnh vực đột phá thực cách mạng CNSH Về trồng trọt, việc chuyển vào tế bào thực vật gen lạ vi khuẩn (chẳng hạn gen cố định nitơ, gen kháng thuốc diệt cỏ, gen kháng côn trùng, gen kháng bệnh ) khiến cho trồng có phẩm chất đặc biệt Mới Mỹ chế tạo loại ngô kháng sâu bệnh tế bào loại ngô mang gen sản sinh tinh thể diệt trùng lồi vi khuẩn trừ sâu Bacillus thuringiensis Để biến nạp gen vào thực vật bậc cao có ba phương pháp chủ yếu: biến nạp Agrobacterium, bắn gen tế bào trần Để thu biến nạp hoàn chỉnh cần phải chọn lọc tái sinh Sau chuyển gen vào thể thực vật, để biết xác gen chuyển vào có biểu thành cơng khơng người ta sử dụng phương pháp Southern, kỹ thuật PCR sử dụng gen thị.[1] Cho đến gần 20 loại trồng nghiên cứu thay đổi mật mã di truyền, thêm 20 loại đạt lợi ích nhà tạo giống mong muốn đưa sản xuất [3] Học viên: Bùi Thanh Long – ĐVH – K17 Page Vai trò trồng biến đổi gen sản xuất nơng nghiệp Hình 1: Tỷ lệ % trồng biến đổi gen đưa vào sản xuất (*Nguồn: Giáo trình cơng nghệ gen nơng nghiệp)[2] Những vai trò chủ yếu thực vật biến đổi gen nơng nghiệp: 2.1 Tính kháng thích nghi với môi trường 2.1.1 Kháng thuốc diệt cỏ Học viên: Bùi Thanh Long – ĐVH – K17 Page Vai trò trồng biến đổi gen sản xuất nông nghiệp Học viên: Bùi Thanh Long – ĐVH – K17 Page Vai trò trồng biến đổi gen sản xuất nông nghiệp Học viên: Bùi Thanh Long – ĐVH – K17 Page Vai trò trồng biến đổi gen sản xuất nơng nghiệp có khả kháng glyphosate Hình 2: Cây chứa gen bar kháng BASTA với đối chứng không chứa gen Cả hai phun BASTA, ảnh chụp sau 15 ngày phun thuốc (Nguồn: Giáo trình Cơng nghệ gen nông nghiệp)[2] 2.1.2 Kháng côn trùng gây hại Học viên: Bùi Thanh Long – ĐVH – K17 Page Vai trò trồng biến đổi gen sản xuất nông nghiệp Học viên: Bùi Thanh Long – ĐVH – K17 Page Vai trò trồng biến đổi gen sản xuất nông nghiệp Học viên: Bùi Thanh Long – ĐVH – K17 Page 10 Vai trò trồng biến đổi gen sản xuất nông nghiệp Hình 4: Thí nghiệm cross protection (Bên trái: Cây thuốc xử lý với TMV yếu, sau lây nhiễm với TMV độc tính kết không nhiễm bệnh Ở giữa: Cây thuốc không xử lý với TMV yếu, xuất triệu chứng bệnh sau xử lý với TMV độc tính Bên phải: Cây biến đổi gen, chứa gen mã hóa cho protein vỏ TMV, kháng lây nhiễm.(* Nguồn Giáo trình cơng nghệ gen nơng nghiệp)[2] 2.1.4 Kháng vi khuẩn nấm Học viên: Bùi Thanh Long – ĐVH – K17 Page 13 Vai trò trồng biến đổi gen sản xuất nông nghiệp Học viên: Bùi Thanh Long – ĐVH – K17 Page 14 Vai trò trồng biến đổi gen sản xuất nông nghiệp Học viên: Bùi Thanh Long – ĐVH – K17 Page 15 Vai trò trồng biến đổi gen sản xuất nông nghiệp 2.1.5 Kháng điều kiện bất lợi: Học viên: Bùi Thanh Long – ĐVH – K17 Page 16 Vai trò trồng biến đổi gen sản xuất nông nghiệp Học viên: Bùi Thanh Long – ĐVH – K17 Page 17 Vai trò trồng biến đổi gen sản xuất nông nghiệp 2.2 Nâng cao chất lượng sản phẩm 2.2.1 Carbonhydrate acid béo Học viên: Bùi Thanh Long – ĐVH – K17 Page 18 Vai trò trồng biến đổi gen sản xuất nông nghiệp 2.2.2 Hàm lượng protein amino acid không thay Học viên: Bùi Thanh Long – ĐVH – K17 Page 19 Vai trò trồng biến đổi gen sản xuất nơng nghiệp 2.2.3 Vitamin, chất khống yếu tố vi lượng Học viên: Bùi Thanh Long – ĐVH – K17 Page 20 Vai trò trồng biến đổi gen sản xuất nơng nghiệp Hình 5: Lúa vàng “Gold rice” sản xuất công nghệ gen (*Nguồn: Giáo trình cơng nghệ gen nơng nghiệp)[2] Học viên: Bùi Thanh Long – ĐVH – K17 Page 21 Vai trò trồng biến đổi gen sản xuất nông nghiệp Học viên: Bùi Thanh Long – ĐVH – K17 Page 22 Vai trò trồng biến đổi gen sản xuất nơng nghiệp Ngồi ra, thực vật biến đổi gen cung cấp sản phẩm làm tăng khả bảo quản hương vị hay giảm chất gây dị ứng, số ứng dụng y học để sản xuất vaccin 2.3 Một số ứng dụng trồng biến đổi gen: 2.3.1 Chất tổng hợp Học viên: Bùi Thanh Long – ĐVH – K17 Page 23 Vai trò trồng biến đổi gen sản xuất nông nghiệp 2.3.2 Protein thực vật 2.3.3 Cải tạo đất Học viên: Bùi Thanh Long – ĐVH – K17 Page 24 Vai trò trồng biến đổi gen sản xuất nông nghiệp [2] Học viên: Bùi Thanh Long – ĐVH – K17 Page 25 Vai trò trồng biến đổi gen sản xuất nông nghiệp PHẦN III: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ Kết luận: Qua trình tìm hiểu, phân tích tổng hợp từ nguồn tài liệu khác Tôi rút số kết luận sau: - Thực vật biến đổi gen có vai trị vơ to lớn đặc biệt sản xuất nơng nghiệp, hứa hẹn có cách mạng sản xuất lương thực thực phẩm với số lượng chất lượng ngày cao - Bên cạnh đó, việc tạo số loại trồng biến đổi gen có khả hấp thụ kim loại nặng đất cho phép tin tương lai không xa vấn đề đất đai bị ô nhiễm giải - Không trồng nông nghiệp giúp giải vấn đề lương thực, thực phẩm mà tạo khả ứng dụng sản xuất vaccin, nhựa sinh học (bioplastics),… Trên vai trò trồng biến đổi gen nơng nghiệp Ngồi cịn gặp nhiều ứng dụng khác khuôn khổ tiểu luận ngắn, cho phép dừng lại Kiến nghị: Cũng xuất phát từ phạm vi bó hẹp đề tài, tơi đề nghị cần quan tâm tìm hiểu vấn đề nhiều nữa, mở rộng tìm hiểu vai trị thực vật biến đổi gen lĩnh vực khác đồng thời tìm hiểu them đối tượng động vật để có nhìn tồn diện vai trị kỹ thuật di truyền hay kỹ thuật gen đời sống người tự nhiên Học viên: Bùi Thanh Long – ĐVH – K17 Page 26 Vai trò trồng biến đổi gen sản xuất nông nghiệp TÀI LIỆU THAM KHẢO Trương Văn Lung (Chủ biên) – Giáo trình Cơng nghệ sinh học sản xuất đời sống – NXB Đại học Huế, 2006 Trần Thị Lệ (Chủ biên), Trần Quốc Dung, Nguyễn Hoàng Lộc - Giáo trình Cơng nghệ sinh học nơng nghiệp – NXB Đại học Huế, 2006 Trang web Rausach.com.vn (Bài Doanh Chính – Cơng nghệ sinh học phục vụ nông nghiệp), 2007 Richard Hamilton, Richard B.Flavell Robert B.Goldberg - công nghệ sinh học trồng: tiến thực phẩm, lượng y tế (Dương Văn Cường dịch Theo Tạp chí Điện tử, Bộ Ngoại giao Hoa kỳ) Học viên: Bùi Thanh Long – ĐVH – K17 Page 27 ... 21 Vai trò trồng biến đổi gen sản xuất nông nghiệp Học viên: Bùi Thanh Long – ĐVH – K17 Page 22 Vai trò trồng biến đổi gen sản xuất nông nghiệp Ngồi ra, thực vật biến đổi gen cịn cung cấp sản. .. trồng biến đổi gen sản xuất nông nghiệp Học viên: Bùi Thanh Long – ĐVH – K17 Page Vai trò trồng biến đổi gen sản xuất nông nghiệp Học viên: Bùi Thanh Long – ĐVH – K17 Page Vai trò trồng biến đổi gen. .. Vai trò trồng biến đổi gen sản xuất nông nghiệp Học viên: Bùi Thanh Long – ĐVH – K17 Page 14 Vai trò trồng biến đổi gen sản xuất nông nghiệp Học viên: Bùi Thanh Long – ĐVH – K17 Page 15 Vai trò