07/08/2017

 Thời gian: 2 tín chỉ: 22 tiết lý thuyết; 8 tiết thực hành

GIỚI THIỆU HỌC PHẦN

Hoàn thành học phần này, sinh viên thực hiện được Kiến thức Giải thích nguyên lý các kỹ thuật sinh học phân tử K1 K2 Phân tích tiềm năng và lựa chọn kỹ thuật sinh học phân tử thích hợp trong chọn giống và cải tiến cây trồng

CÔNG CỤ DI TRUYỀN MỚI TRONG CHỌN TẠO GIỐNG CÂY TRỒNG

Kỹ năng K3 Phối hợp, làm việc nhóm hiệu quả K4 Viết và trình bày báo cáo tốt

Giảng viên: TS Vũ Thị Thúy Hằng vtthang.nh@vnua.edu.vn

2017-2018

1

Kiểm tra, đánh giá sinh viên

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 K6 Có ý thức và tuân thủ các yêu cầu về an toàn của phòng thí nghiệm, an toàn sản phẩm biến đổi gen K7 Có tư duy và sáng tạo, có ý thức chủ động trong học tập và tự tìm kiếm tài liệu

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 Thời gian/Tuần học Trọng số (%) 10 Chuyên cần Thái độ tham dự 10 Các buổi học, thực hành Rubric 1- Tham dự lớp Thời gian tham dự Đánh giá quá trình 30

10 6-8 Rubric 2-Thuyết trình

Nói không với trong lớp

Tài liệu tham khảo

 Giáo trình về công nghệ sinh học  Tài liệu trên website  https://www.lhu.edu.vn/Data/News/388/files/CN_sinh_hoc_dai_cuong_es30z.

(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 10 2 ,3, 4 10 5 60 60 Theo lịch trường Rubric 3-Thực hành Rubric 4- Kiểm tra giữa kì Cuối kì Rubric 5- Kiểm tra cuối kì

 http://mientayvn.com/Sinh/Tai_lieu/Logo/2/GT_CNSH_trong_SX_va_doi_son

Chọn tạo giống cây trồng là gì?

Tại sao phải chọn tạo giống cây trồng?

 http://s1.downloadmienphi.net/file/downloadfile8/200/1372848.pdf  Nguyễn Hoàng Lộc (2007) Giáo trình nhập môn công nghệ sinh học  Nguyễn Đức Thành (2014) CÁC KỸ THUẬT CHỈ THỊ DNA TRONG NGHIÊN

pdf g.pdf

Chọn tạo giống như thế nào?

CỨU VÀ CHỌN LỌC THỰC VẬT

1

07/08/2017

Chọn tạo giống cây trồng là gì?

Tại sao?

• Thay đổi/ cải tiến di truyền ở thực vật nhằm phục vụ 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

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

• Cải tiến di truyền thông 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 loài 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

Need to Accelerate Yield Increase and Genetic Gain  Tăng mạnh năng suất nhằm thỏa mãn nhu cầu ngày

9.7 tỷ năm 2050.

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

ÔN TẬP: CÁC GIAI ĐOẠN

CHỌN GIỐNG CHỦ YẾU

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

2017-2018

11

2

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

2017-2018

14

13

GĐ2. CHỌN LỌC VÀ ĐÁNH GIÁ

- Chọn lọc

- Khảo nghiệm

- Khảo nghiêm do nhà chọn giống

- Khảo nghiệm quốc gia

Viện NC Lúa Quốc tế

Khảo nghiệm sơ bộ

2017-2018

2017-2018

17

18

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

3

07/08/2017

KHẢO NGHIỆM VÙNG

GĐ3. CÔNG 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

-Công nhận giống/bảo hộ giống

-Nhân giống

2017-2018

19

CÁC PHƯƠNG PHÁP CHỌN GIỐNG ĐƯỢC ÁP DỤNG

PP CHỌN GIỐNG CÂY TTP CÂY SSVT CÂY GIAO PHẤN NHẬP NỘI    DÒNG THUẦN  dòng thuần cho tạo giống lai

1. PHƯƠNG PHÁP CHỌN GIỐNG TRUYỀN THỐNG

2017-2018

22

Chọn lọc

Phương pháp truyền thống

 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 vô tính)

 PP tổ hợp (Phương pháp lai)

 PP đột biến

- Sử dụng nguồn biến động di truyền nhân tạo: lai, đột biến, lai xa

 Lai xa (Chuyển nhiễm sắc thể)

- Các phương pháp chọn lọc đối với cây tự thụ phấn, cây giao phấn, cây sinh sản vô tính

2017-2018

23

CL HỖN HỢP Thỉnh thoảng Thường dùng Thường dùng PHẢ HỆ Bố mẹ giống lai  TRỒNG DỒN Thi thoảng  CHỌN LỌC HỆ VÔ TÍNH PP MỘT HẠT -  PP ĐƠN BỘI KÉP    HỒI GIAO    GIỐNG LAI    CL CHU KỲ Thi thoảng  (POLYCROSS) GiỐNG TỔNG HỢP GIỐNG TỔNG HỢP Thi thoảng  Công nghệ sinh học   

4

07/08/2017

Phương pháp lai

Khái niệm: lai giống:

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

Phương pháp truyền thống

 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 không có sự can thiệp của con người (lai tự nhiên) hoặc do con người tiến hành (lai nhân tạo)

Công nghệ sinh học thực vật

2017-2018

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

• 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.

một loài Ví dụ: Lai các giống trong loài lúa trồng (Oryza sativa)

 Lai khác loài: lai giữa các giống, các cá thể giữa

• Các loại đột biến • Tác nhân đột biến • Khi sử dụng phải lưu ý đến liều lượng và vật liệu xử lý

2 hay nhiều loài với nhau Ví dụ: Lai khoai tây trồng Solanum tuberosum L. với khoai tây hoang dại Solanum demissium

2017-2018

2017-2018

27

28

Liệu chọn giống truyền thống có “lỗi thời”?

 Các tính trạng đơn giản, do ít gen kiểm soát cũng được sử

Tác nhân gây đột biến

dụng dễ dàng trong phương pháp truyền thống

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

lúc;

Tác nhân lý học

Tác nhân hóa học

 PP truyền thống có thể điều khiển tính trạng số lượng di truyền

phức tạp:

Tính trạng chịu ảnh hưởng của môi trường

Bức xạ ion hóa

Chất alkyl hóa

Chất đồng đẳng bazơ

Chất ôxy hóa khử

Tính trạng do nhiều gen kiểm soát

Bức xạ không ion hóa

 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 luôn đóng

vai trò quan trọng trong phương pháp đánh giá

- 5-bromuraxin - 2-amino purin - caphein...

Tia cực tím (UV)

- HNO2 - arcidin - H2O2

- Tia X - Tia γ - Tia β - Chùm nơtron

- Ethyl methal sulfonat (EMS) -Ethylenimin (EN) -Dimethyl sylfonat (DMS)

5

07/08/2017

Chọn lọc hiện nay được dựa trên:

2. PHƯƠNG PHÁP CHỌN GIỐNG MỚI/ HIỆN ĐẠI

 Các nguyên lý di truyền

 Thông tin di truyền về cấu trúc (chọn giống dựa trên

bản đồ)

 Trình tự genome và thông tin cấu trúc genome

 Kiến thức về chu trình chuyển hóa, trao đổi chất

 Thao tác trong phòng thí nghiệm

Phương pháp hiện đại = CÔNG NGHỆ SINH HỌC Ví dụ:  Dung hợp tế bào  Biến dị dòng xô ma  Chuyển gen/ Kỹ nghệ gen/ Kỹ thuật di truyền  Chỉ thị phân tử và bản đồ gen

32

2017-2018

Thảo luận

Công nghệ sinh học/ biotechnology là gì?

1. Dương Tấn Nhựt (2012) Công nghệ sinh học thực vật trong thế kỉ

XXI: triển vọng và thách thức.

Khái niệm: Bio = life and technology/ sự sống và công nghệ = ứng dụng khoa học để giải quyết vấn đề;

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

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.

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 trò của công nghệ sinh học áp dụng cho cây trồng

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”.

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

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 công cụ quan trọng của CNSH.

2017-2018

33

34

2017-2018

Các lĩnh vực của CNSH

Các lĩnh vực của công nghệ sinh học

- Kỹ thuật mô/tế bào/ Cell/tissue techniques

Kü thuËt di truyÒn c¶i Kü thuËt di truyÒn c¶i tiÕn gièng vËt nu«i tiÕn gièng vËt nu«i

Kü thuËt di truyÒn c¶i Kü thuËt di truyÒn c¶i tiÕn gièng c©y trång tiÕn gièng c©y trång

- Kỹ thuật chẩn đoán/ Diagnostic techniques

- Chuyển gen/ Genetic engineering

Kü thuËt di truyÒn c¶i Kü thuËt di truyÒn c¶i tiÕn gièng vi sinh vËt tiÕn gièng vi sinh vËt

Kü thuËt di truyÒn s¶n Kü thuËt di truyÒn s¶n xuÊt vacin ®éng vËt xuÊt vacin ®éng vËt

- Ứng dụng:

- Nông nghiệp

T¸i tæ hîp DNA trong T¸i tæ hîp DNA trong chÈn ®o¸n bÖnh chÈn ®o¸n bÖnh

- Dược

Kü thuËt di truyÒn s¶n Kü thuËt di truyÒn s¶n xuÊt c¸c s¶n phÈm b¶o xuÊt c¸c s¶n phÈm b¶o vÖ thùc vËt vÖ thùc vËt

- Chế biến thực phẩm

S¶n xuÊt kh¸ng thÓ S¶n xuÊt kh¸ng thÓ

®¬n dßng ®¬n dßng

- Xử lý sinh học

Dung hîp tÕ bµo trÇn ë Dung hîp tÕ bµo trÇn ë thùc vËt thùc vËt

- Sản xuất năng lượng

Nu«i cÊy m« Nu«i cÊy m«

CÊy truyÒn hîp tö CÊy truyÒn hîp tö

Lªn men, ph©n bãn sinh häc Lªn men, ph©n bãn sinh häc

2017-2018

35

36

2017-2018

6

07/08/2017

Phương pháp truyền thống vs hiện đại

Mục tiêu của CNSH hiện đại

PP truyền thống

PP hiện đại

- Phát triển giống cây trồng có đặc điểm cụ thể thích

Sử dụng gen từ bất cứ loài nào

ứng với vùng địa phương;

Lai/chuyển gen trong cùng loài hoặc các loài rất gần nhau Bị giới hạn trong nguồn gen sẵn có

- 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

Kiểm soát chính xác gen ở đâu và biểu hiện như thế nào

hơn loài dại;

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

- Các giống cây trồng để hạn chế, giảm thiểu mất mát

khi thu hoạch;

Các gen không mong muốn có thể chuyển cùng với gen mong muốn

Cho phép chuyển trực tiếp một hay vài gen một cách chính xác

- Các giống cây trồng mới

làm tăng sự đa dạng di

truyền

Cần nhiều thời gian để đạt kết quả

2017-2018

2017-2018

37

38

Cải tiến cây trồng/giống mới có thể có được trong thời gian ngắn hơn so với phương pháp truyền thống

Vì sao?

Kỹ thuật mô/tế bào

Sản lượng cây trồng (chống chịu điều kiện bất thuận và thuốc trừ cỏ)

 Nuôi cấy cơ quan

Giá trị dinh dưỡng (Protein, Lipid, Amino acid)

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

 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

2017-2018

39

40

2017-2018

2017-2018

41

42

CNSH – Biến đổi cây trồng

7

07/08/2017

Kỹ thuật chẩn đoán

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

- 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, dòng, giống và giữa các loài 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

2017-2018

2017-2018

43

44

2017-2018

2017-2018

45

46

Kỹ nghệ gen/ Chuyển gen

Chuyển nạp gen là quá trình những đoạn DNA ngoại lai, mã hóa một thông 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

2017-2018

47

48

VD: soybase.org http://www.ncbi.nlm.nih.gov/ http://www.eugenes.org/

8

07/08/2017

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

• TĂNG 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

3. Thành tựu trong chọn giống sử dụng CNSH

• 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 đôi 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.

2017-2018

49

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

Đối với kỹ nghệ chẩn đoán

ngoài

 Xác định được nhiều chỉ thị phân tử liên kết với các tính

- 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

trạng ở nhiều loại cây trồng

khí hậu

 Xây dựng bản đồ QTLs, bản đồ gen

- Bảo tồn đất và nước thông qua cây trồng sinh học + không cày

xới

 Sử dụng trong xác định đa dạng di truyền, nhận biết vật

liệu, sản phẩm mang gen mong muốn;

 Sử dụng trong chuyển gen

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

Cây trồng

Tính trạng

Chuyển gen

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

Nuôi cấy mô, tế bào

Chọn lọc dựa vào chị thỉ phân tử

Đậu tương

Kháng sâu bệnh

x

x

Cây trồng

Tính trạng

Kháng thuốc trừ cỏ

x

Nuôi cấy mô, tế bào

Chọn lọc dựa vào chị thỉ phân tử

Chuyển gen

x

x

Lúa

Chịu hạn, mặn

x

x

Hàm lượng dầu và chất lượng

Kháng bệnh

x

x

x

x

x

X

x

Các chất dinh dưỡng

Dinh dưỡng và chất lượng

Rau

x

x

x

Chịu úng

x

Chất lượng dinh dưỡng

Ngô

Năng suất,

x

x

x

x

Thành phần dược học

Chịu úng

x

x

x

Kháng sâu bệnh

x

x

x

x

x

x

x

Chịu mặn và các thành phần độc tố

Chống chịu điều kiện bất thuận

Chất lượng

x

x

x

x

x

Thích nghi và năng suất

2017-2018

54

9

07/08/2017

PP tiếp cận trong chọn giống đòi hỏi nhiều lĩnh vực cùng tham gia...

= Sinh vật chuyển gen

Sinh vật biết đổi gen - Genetically Modified Organisms (GMOs)

Một số sản phẩm của kĩ thuật di truyền

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

2017-2018

2017-2018

56

55

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

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

Triệu mẫu

3954

1600

3459

1400

1,5 tỷ ha

2965

1200

2471

1000

1 tỷ ha= Diện tích đất Trung quốc

1976

800

1482

600

500 triệu ha

988

400

10 năm

5 năm

3 năm

494

200

0

0

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

2017-2018

2017-2018

57

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

58 Nguồn: Clive James, 2013

Diện tích canh tác cây trồng công nghệ sinh học trên toàn cầu năm 2012: theo nước (triệu ha)

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

Triệu mẫu

Các nước có diện tích trồng lớn

Từ 50.000 ha (125.000 mẫu) trở lên

445

180

Triệu ha

159

395

160

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

346

140

296

120

100

247

100

198

80

148

60

99

31

40

30

28 nước trồng cây CNSH

Tăng so với 2011

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

49

20

Dưới 50.000 ha

0

0

6%

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.

81% Đậu tương

81% bông

35% Ngô

30% Cải dầu

Colombia* Honduras* Sudan* Portugal Czech Republic

Cuba* Egypt* Costa Rica* Romania Slovakia

Nguồn: Clive James, 2013.

Nguồn: Clive James, 2013

* Các nước đang phát triển

Thông thường CNSH

10

07/08/2017

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

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

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

TT Quốc gia Tổng số Ngô Bông Khoai Cải dầu Đậu tương tây Tăng năng suất ngô bình quân(tấn/ha) 2000-2011 ở 9 nước có sản lượng ngô cao

• Hoa Kỳ • Nhật Bản • Canada • Mexico • Australia • Hàn Quốc • New Zealand • EU • Philippines 23 17 18 9 13 6 13 11 1 29 29 22 23 19 17 19 8 7 28 8 20 13 10 8 10 1 8

4 11

Nguồn: GM Approval Database, ISAAA 2013

Các nước không trồng cây BĐG

Các nước trồng cây BĐG

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

8 8 12 3 6 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 • Đài Loan 11 • Nam Phi 12 • Trung Quốc 13 • Braxin 14 • Argentina 15 • Colombia 16 • Nga 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 2 Cây trồng khác 33 16 16 10 16 4 6 11 3 0 1 11 1 0 10 2 19 16 13 15 12 7 12 7 6 7 5 4 5 5 1 5

15/7

24/6

26/7

31/7

Nguồn: GM Approval Database, ISAAA 2013

64

Hiệu quả của lúa Bt kháng sâu

2017-2018

Đu đủ chuyển gen

Đu đủ chuyển gen

Công ty/Tổ chức Tổng số Ngô Bông Khoai Cải Đậu Cây trồng tây dầu tương khác •Monsanto 93 27 20 28 5 9 4 •Syngenta 54 51 3 0 •Bayer CropScience 46 5 11 18 7 5 •DuPont (Pioneer Hi-Bred) 22 15 1 2 4 0 •Florigene Pty Ltd. (Australia) 15 15 •Dow AgroSciences LLC 7 2 3 2 0 •Monsanto & Dow 11 9 2 0 •Dow & DuPont 9 9 0 •Monsanto & Dupont 2 2 0 •Monsanto & Bayer 1 1 0 •Syngenta & Monsanto 1 1 0

6/1996 11/ 1996

3/ 1997

http://apsnet.org/education/feature/papaya/Top.htm

2017-2018

66

65

2017-2018

Cây chuyển gen bên trái

11

07/08/2017

Gạo chứa vitamin A

Thực phẩm có hàm lượng dinh dưỡng cải tiến

1.6 µg/g

Prototype

Golden Rice 1

5-7 µg/g

Golden Rice 2

31 µg/g

Promoter exchange, high-throuput transformation

Lúa vàng 2

Paine et al. (2005) Nat. Biotechnol.23:482-7.

• 35 ug beta-

carotene/gram

• Hơn 30 lần so với lúa

vàng 1

Cà chua tím

• Hàm lượng anthocyanin cao hơn bình

thường 20%

2017-2018

2017-2018

68

67

Source: Grant (2009)

Cây trồng tổng hợp Omega-3

Một số giống cây chuyển gen khác

Cải dầu

Đậu tương

100

90

Omega-3

80

70

60

Chất béo không no poly

50

Đậu tương Omega-3

40

30

Exchange of the phytoene synthase gene daffodil → maize

Chất béo không no mono

20

10

Chất béo no

0

ĐC CG

ĐC

CG

Thực phẩm không chứa chất gây dị ứng, có hàm lượng axit omega 3, axit oleic cao Genes: AraH2, FAD2 Giống chín sớm/muộn, có hàm lượng carotenoid cao Genes: DET1, LeETR4, ACC oxidase

2017-2018

2017-2018

70

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

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/công 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

2017-2018

71

Ngô cao Lysine Gene: ZLKR/SDH

12