Tiểu luận: Thực phẩm biến đổi gen

Chia sẻ: Nguyễn Trung Nhân | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:53

Thêm vào BST

Báo xấu

684
lượt xem 399
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Chẳng bao lâu nữa, khi bước vào siêu thị, ta có thể chọn một bên là những thực phẩm bình thường còn bên kia là những thực phẩm biến đổi gene GMF ê hề, giá rẻ, một thứ gạo ghép gene người hay một lọai bắp ghép gene vi khuẩn. Sự tiến bộ của khoa học thật đáng kinh ngạc.

Chủ đề:

Bình luận(2) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Tiểu luận: Thực phẩm biến đổi gen

Thực phẩm biến đổi gene GVHD: Trần Thị Mai Anh ĐỀ TÀI “Thực phẩm biến đổi gene” Giáo viên hướng dẫn : Trần Thị Mai Anh Họ tên sinh viên : Nhomac169@gmail.com 1
Thực phẩm biến đổi gene GVHD: Trần Thị Mai Anh MỤC LỤC  NỘI DUNG TIỂU LUẬN ....................................................................................... 1. Mở bài ........................................................................................................ 3 2. Nội dung ..................................................................................................... 4 2.1. Lịch sử của Thực phẩm chuyển gene hay biến đổi gene (GMF-genetically modified food)........................................................................................................ 4 2.2. Định nghĩa.............................................................................................. 5 2.3. Tại sao phải sản xuất thực phẩm biến đổi gene ....................................... 6 2.4. Qui trình chuyển gene vào thực phẩm..................................................... 7 2.4.1. Phương pháp chuyển gene vào tế bào thực vật ................................ 7 2.4.2. Phương pháp chuyển gene vào tế bào động vật ............................... 9 2.4.3. Các phương pháp nhận biết và cấu trúc phân tử của thực phẩm biến đổi gene (TPBĐG)................................................................................................ 11 2.5. Lợi ích và những lo ngại về GMO ........................................................ 12 2.5.1. Lợi ích của GMO........................................................................... 12 2.5.2. Những lo ngại về GMO.................................................................. 15 2.5.3. Phương hướng giải quyết những lo ngại về GMO.......................... 17 2.6. Thực trạng cây trồng chuyển gene ở Việt Nam và trên thế giới ............ 19 2.6.1. Tình hình phát triển cây trồng chuyển gene ở Việt Nam................. 19 2.6.2. Tình hình phát triển cây trồng chuyển gene trên thế giới ............... 23 2.7. Thực phẩm biến đổi gene và vấn đề an toàn vệ siunh thực phẩm .......... 29 2.7.1. Thực phẩm biến đổi gene và sự ảnh hưởng của nó đến hệ thống vi sinh vật trong hệ thống tiêu hóa............................................................................ 29 2.7.2. Thực phẩm biến đổi gene và vấn đề độc tố sinh ra trong thực phẩm biếm đổi gene ...................................................................................................... 30 Nhomac169@gmail.com 2
Thực phẩm biến đổi gene GVHD: Trần Thị Mai Anh 2.7.3.. Thực phẩm biến đổi gene và chất gây dị ứng trong thực phẩm ...... 32 2.7.4.. Thành phần dinh dưỡng trong thực phẩm biến đổi gene ................ 34 2.8. Một số sản phẩm biến đổi gene tiêu biểu .............................................. 35 2.8.1. Ngô biến đổi gene tự tiêu diệt sâu.................................................. 35 2.8.2. Cà chua hương chanh.................................................................... 37 2.8.3. Lúa ................................................................................................ 38 2.8.4. Một số cây biến đổi gene khác ....................................................... 39 2.8.5. Một số sản phẩm từ động vật chuyển đổi gene............................... 39 3. Kết luận.................................................................................................... 43 TÀI LIỆU THAM KHẢO.................................................................................. 45 PHỤ LỤC............................................................................................................ 48 Nhomac169@gmail.com 3
Thực phẩm biến đổi gene GVHD: Trần Thị Mai Anh NỘI DUNG TIỂU LUẬN  1. MỞ BÀI Chẳng bao lâu nữa, khi bước vào siêu thị, ta có thể chọn một bên là những thực phẩm bình thường (ngày càng ít đi và ngày càng đắt đỏ) còn bên kia là những thực phẩm biến đổi gene GMF (genetically modified foods) ê hề, giá rẻ, một thứ gạo ghép gene người hay một lọai bắp ghép gene vi khuẩn… Sự tiến bộ của khoa học thật đáng kinh ngạc (một loại sữa dê ghép gene nhện đã tạo ra… áo giáp siêu nhẹ súng bắn không lủng, một loại gene sứa phát sáng ghép vào heo để heo … phát sáng, rồi gene vi khuẩn Bacillus thuringenesis ghép vào bắp (Bt corn) có khả năng chống sâu bọ…), và đó là những ứng dụng của hơn một thập niên nghiên cứu và ứng dụng công nghệ sinh học nói chung và cây trồng chuyển gene nói riêng trên thế giới đã mở ra triển vọng lớn cho loài người trong việc giải quyết các vấn đề an ninh lương thực môi trường và bảo vệ sức khoẻ con người. Hiện nay, dân số thế giới đã tăng lên quá 6 tỷ người và dự kiến sẽ vượt quá 12 tỷ người sau 50 năm tới. Vấn đề cung cấp đủ lương thực, thực phẩm cho nhân loại là một vấn đề rất lớn. Trong các giải pháp được nhiều nước quan tâm đó là việc mở rộng việc nghiên cứu và triển khai các loại thực phẩm biến đổi gene. Thực phẩm biến đổi gene là một hướng nghiên cứu của các nhà khoa học nhằm đáp ứng được nhu cầu ngày càng tăng về mặt số lượng và chất lượng lương thực. Một số thực phẩm xuất hiện từ thập kỷ 90 của thế kỷ trước với các cây như lúa mì, đậu tương, ngô, cà chua... Nhomac169@gmail.com 4
Thực phẩm biến đổi gene GVHD: Trần Thị Mai Anh Tất cả các ứng dụng của công nghệ biến đổi gene nhằm giải quyết rất nhiều vấn đề nóng của xã hội ngày nay, đồng thời góp phần giải quyết nhiều tổn thất trong nông nghiệp hàng năm của các quốc gia. Tuy nhiên, mặt sau của nó còn là bức màng cần được vén ra bởi hàng loạt các câu hỏi lớn được đặt ra bởi các nhà chuyên môn, chức trách và đặc biệt là người tiêu dùng: sự biến đổi di truyền các cây trồng có gây tai hại cho bản thân chúng về lâu dài? Thực phẩm sản xuất từ cây biến đổi gene có an toàn không? Hậu quả sẽ như thế nào đối với con người nếu sử dụng lâu dài? Cây trồng chuyển gene có làm giảm tính đa dạng sinh học, có tiêu diệt các côn trùng có lợi, có làm tăng cỏ dại? Có lường hết được các hậu quả của việc đưa cây trồng chuyển gene vào môi trường? Vấn đề ô nhiễm di truyền thì sao? Những gene đã chuyển vào cây trồng, có thể chuyển sang người hay các động vật không? Về mặt đạo đức, việc chủ động biến đổi các sinh vật sống quanh ta là đúng hay sai? Đã và đang có kế hoạch quản lý thực phẩm biến đổi gene hay chưa? Và có thể nói, đây là một vấn đề rất nóng và nhiều tranh cải bởi tính thời đại, đây là nguyên nhân sâu xa đã dẫn nhóm chúng em bắt tay vào tìm hiểu với chủ đề: “Thực phẩm biến đổi gene”. Tuy còn hạn chế về thông tin nhưng mong qua đây có thể giúp các bạn đọc và đặc biệt các bạn thích nghiên cứu, sinh viên các nghành sinh học – thực phẩm có một cái nhìn tổng quan về vấn đề này trên rất nhiều nguồn thông tin khác nhau. 2. NỘI DUNG 2.1. Lịch sử của Thực phẩm chuyển gene hay biến đổi gene (GMF- genetically modified food) Lịch sử phát triển công nghệ gene của thực vật chắc chắn có rất nhiều sự kiện quan trọng. Ở đây chỉ nêu lên những mốc có ý nghĩa đặc biệt nhằm làm rõ sự phát triển rất nhanh của lĩnh vực này: - Năm 1970, vi khuẩn đất Agrobacterium tumefaciens được sử dụng làm phương tiện vận chuyển ADN. - Năm 1980, lần đầu tiên ADN ngoại lai (transposon Tn7) được chuyển vào thực vật nhờ A.tumefaciens, tuy nhiên Ti-plasmid vẫn chưa được thay đổi. Năm Nhomac169@gmail.com 5
Thực phẩm biến đổi gene GVHD: Trần Thị Mai Anh 1983, nhiều nhóm nghiên cứu đã biến đổi T-AND (một đoạn gene của Ti-plasmid) và đưa ADN ngoại lai vào, tạo ra tính kháng một số chất kháng sinh. Ti-plasmid (Tumor inducing plasmid) là một dạng ADN vòng nằm ngoài nhiễm sắc thể vi khuẩn, có khả năng nhân bản độc lập nằm trong vi khuẩn A.tumefaciens. Chính plasmid này đã chuyển vào tế bào thực vật các vật chất di truyền gây bệnh u cho cây. Trên Ti-plasmid có đoạn T-ADN (tumor ADN) được giới hạn bằng bờ phải và bờ trái. Trình tự nucleotid của bờ phải và bờ trái tương tự nhau. T-ADN là một đoạn có kích thước 25kb chứa các gene tổng hợp opine và đoạn này sẽ được chuyển vào tế bào thực vật gắn vào bộ nhiễm sắc thể của tế bào cây chủ và gây ra bệnh u cây. Nhờ vào khả năng này mà T-ADN được sử dụng để chuyển các gene mong muốn vào thực vật theo mục đích của con người. - Năm 1984, biến nạp bằng tế bào trần (protoplast) ở ngô được thực hiện. - Năm 1985, lần đầu tiên cây biến đổi gene được mô tả có tính kháng thuốc diệt cỏ. Một năm sau, người ta đã thành công trong việc tạo ra thực vật kháng virus. - Năm 1987, phương pháp biến nạp phi sinh học được sử dụng. Nhờ phương pháp này mà sự biến nạp đã thành công đã ở các cây một lá mầm quan trọng như lúa (1988), ngô (1990) và lúa mì (1992). Cũng trong năm 1987, cà chua và thuốc lá kháng côn trùng đã làm cho công nghệ gene đạt được một bước phát triển quan trọng hơn. Một thành công quan trọng khác là đã điều khiển được quá trình chín ở cà chua, sau này có tên là FlavrSaver. - Năm 1989, không những đã thành công trong việc chuyển các gene mã hóa các kháng thể vào thực vật, mà người ta còn tạo nên các sản phẩm gene này như mong muốn. Kết quả này đã mở ra một khả năng hoàn toàn mới mẽ cho việc sản xuất vaccine và cả khả năng chống bệnh ở thực vật. - Năm 1990, thành công trong việc tạo ra cây biến đổi gene bất dục đực, không có khả năng tạo hạt phấn. - Từ năm 1991, thành phần carbohydrate của thực vật được biến đổi và năm 1992 là các acid béo. Cùng năm đó, lần đầu tiên thành phần alkaloid ở một loại cà được cải thiện Nhomac169@gmail.com 6
Thực phẩm biến đổi gene GVHD: Trần Thị Mai Anh - Năm 1994, cà chua Flavr SavrR là cây trồng đầu tiên biến đổi gene và quả của nó được đưa ra thị trường. - Năm 1998, trên thế giới đã có 48 giống cây trồng chuyển gene và sản phẩm được thị trường hóa. - Năm 1999, cây lúa biến đổi gene được đưa ra với 7 gene được biến nạp. 2.2. Định nghĩa Thực phẩm chuyển gene hay biến đổi gene (GMF - genetically modified food) là thực phẩm được chế biến từ các cơ thể sinh vật chuyển đổi gene (GMO - genetically modified organism). Đó có thể là động vật hay thực vật mang các gene tái tổ hợp chuyển vào một cách nhân tạo nhờ công nghệ sinh học thay đổi một số phân tử ADN như các loại ngũ cốc, rau củ, trái cây, gia súc,… để cho ra những phẩm chất mong muốn như: tăng khả năng chống cỏ dại, chống sâu bệnh hay tăng hàm lượng dưỡng chất… So sánh giữa lai giống thông thường và công nghệ sinh học thực vật - Giống nhau: cả hai đều có cùng một mục tiêu là tạo ra các giống cây trồng có chất lượng cao với những đặc tính đã được cải thiện giúp chúng phát triển tốt hơn và ngon hơn. - Sự khác biệt là cách thức thực hiện mục tiêu trên: Lai giống truyền thống đòi hỏi sự trao đổi hàng ngàn gene giữa hai cây để có được tính trạng mong muốn. Trong khi đó, nhờ Công nghệ sinh học hiện đại, chúng ta có thể lựa chọn một đặc tính mong muốn và chuyển riêng nó vào hạt giống. Sự khác biệt giữa hai kỹ thuật này là rất lớn. 2.3. Tại sao phải sản xuất thực phẩm biến đổi gene Dân số tăng cùng với sự phát triển đô thị hóa và mức thu nhập ngày càng cao ở nhiều nước đang phát triển, dẫn đến nhu cầu về các sản phẩm từ thịt, sữa và trứng ước tính sẽ tăng khoảng 2% /người. Tính đến năm 2020, nhu cầu trên toàn thế giới đối với các sản phẩm từ thịt cũng sẽ tăng hơn 55% so với mức tiêu thụ hiện tại, mà phần lớn là ở các nước đang phát triển. Nhomac169@gmail.com 7
Thực phẩm biến đổi gene GVHD: Trần Thị Mai Anh Nhu cầu đối với các loại thức ăn ngũ cốc cũng sẽ tăng theo, 3%/năm ở các nước đang phát triển và 0,5%/năm ở các nước phát triển. Tính trung bình, để tạo ra 1kg thịt thì cần khoảng 3kg thức ăn chăn nuôi làm từ ngũ cốc và 1kg sữa thì cần khoảng 1kg thức ăn tương ứng. Để mở rộng diện tích canh tác mà không gây những tác động bất lợi đối với môi trường là rất hạn chế nên việc sản xuất các loại thực phẩm hay thức ăn chăn nuôi từ ngũ cốc cần phải tăng năng suất. Theo tính toán, đến giữa thập kỷ tới, thế giới sẽ có 8-10 tỷ người, yêu cầu tổng lương thực, thực phẩm phải đạt tốc độ tăng trưởng ít nhất 40%, đó là điều khó hiện thực trong tình trạng sản xuất như hiện nay. Do đó sản xuất thực phẩm biến đổ gene để tăng năng suất, sản lượng và chất lượng của thức phẩm là hết sức cần thiết. Những tính trạng được đưa vào GMO Có 12 loài đã được cấp phép sản xuất thương mại tại Mỹ và những tính trạng mới (đưa vào thông qua kỹ thuật gene) được chia làm 6 nhóm. Tính trạng Loài thực vật Nguồn gene Ngô, khoai tây, cà Kháng côn trùng (BT) Vi khuẩn đất chua, bông Ngô, đậu tương, bông, Một số loại vi khuẩn, Kháng thuốc diệt cỏ củ cải đường, lúa, hạt cây thuốc lá (gene đã cải dầu, cây lanh được biến đổi) Kháng virút Bí, khoai tây, đu đủ Vi rút thực vật Làm chậm quá trình Cà chua, vi khuẩn đất, Cà chua chín quả hoặc vi rút Cây nguyệt quế hoặc Tăng sản lượng dầu Hạt cải dầu, đậu tương đậu tương Điều khiển thụ phấn Ngô, rau diếp xoăn Vi khuẩn đất 2.4. Qui trình chuyển gene vào thực phẩm: Nhomac169@gmail.com 8
Thực phẩm biến đổi gene GVHD: Trần Thị Mai Anh Kỹ thuật chuyển gene, ghép gene là kỹ thuật đưa một gene lạ (một đoạn ADN, ARN) vào tế bào vật chủ làm cho gene lạ tồn tại ở các plasmid trong tế bào chủ hoặc gắn bộ gene tế bào chủ, tồn tại và tái bản cùng với bộ gene của tế bào chủ. Gene lạ trong tế bào chủ hoạt động tổng hợp các protein đặc hiệu, gây biến đổi các đặc điểm đã có hoặc làm xuất hiện những đặc điểm mới trên các cơ thể chuyển gene. 2.4.1. Phương pháp chuyển gene vào tế bào thực vật: có hai phương pháp Chuyển gene gián tiếp: Chuyển gene nhờ virus và phage. Chuyển gene nhờ vi khuẩn: Agrobacterium tumefaciens, Agrobacterium rhizogenees. Để chuyển một gene có đặc tính tốt vào tế bào thực vật, ta chỉ cần chèn gene đó vào giữa đoạn T-ADN của vi khuẩn Agrobacterium rồi tiến hành nuôi cấy vi khuẩn đó với các tế bào hay mô thực vật trong các điều kiện thích hợp. Ví dụ :Chuyển gene gián tiếp thông qua vi khuẩn Agrobacterium tumefaciens. A.tumefaciens là loại vi khuẩn gây bệnh khối u ở thực vật sống trong đất. Trong lĩnh vực biến nạp gene, nó được sử dụng làm vectơ đặc biệt để chuyển các gene ngoại lai vào thực vật, nhằm tạo ra những thực vật mang gene có các đặc tính mong muốn. Hiện nay có rất nhiều kỹ thuật chuyển gene khác nhau vào tế bào song kỹ thuật chuyển gene bằng vi khuẩn Agrobacterium tumerfacien vẫn được ứng dụng rộng dãi là nhờ những ưu điểm sau. - Không đòi hỏi dụng cụ đặc biệt - Số lượng bản copy thấp và ổn định ở thế hệ con cháu - Dễ thao tác invitro, dễ làm - Đây là kỹ thuật đơn giản, chi phí thấp Để thực hiện việc chuyển gene nhờ vi khuẩn người ta sử dụng kỹ thuật đĩa lá. Tạo các đĩa lá của thực vật cần chuyển gene sau đó xử lý các đĩa lá trong dung Nhomac169@gmail.com 9
Thực phẩm biến đổi gene GVHD: Trần Thị Mai Anh dịch vi khuẩn A.tumefaciens mang các plasmid chứa gene mong muốn đã được thiết kế lại trong vài chục phút, trong dung dịch có bổ sung acetosyringone để tăng cường khả năng hoạt hoá gene vùng vir qua đó thúc đẩy thêm quá trình chuyển gene. Sau giai đoạn này rửa sạch lá bằng dung dịch kháng sinh cefotaime để diệt hết khuẩn. Nuôi cấy đĩa lá trên môi trường tái sinh và tạo cây. Chọn lọc các cây mang gene chuyển vào qua sự phát hiện các gene bị chỉ thị. Phát hiện các gene chuyển vào qua phân tích ADN và đánh giá sự thể hiện của gene qua biotest. Chuyển gene trực tiếp: dựa vào hiện tượng vật lý và hóa lý để chuyển gene đặc tính tốt vào vật liệu di truyền của tế bào hay của mô thực vật.Với phương pháp này các nhà khoa học phải sử dụng nhiều cách khác nhau như dùng hóa chất, tạo xung điện, sử dụng súng bắn gene, tiêm trực tiếp ADN vào nhân. - Kỹ thuật biến nạp qua protoplast: Sau khi tách, protoplast được xử lý nhẹ bằng siêu âm có hiện diện của ADN ngoại lai. Sóng siêu âm giúp ADN đi vào tế bào. - Chuyển gene trực tiếp bằng phương pháp điện di. - Kỹ thuật sử dụng súng bắn gene: Đây là phương pháp phổ biến được áp dụng thành công để chuyển gene trực tiếp vào thực vật. Nguyên tắc là phải tạo một luồng khí để đẩy các viên đạn có kích thước nhỏ mang các gene mong muốn (các viên đạn này thường được làm bằng Au hoặc volfram). Chúng có v = 1300 m/s xuyên qua các lớp tế bào, mô để xâm nhập vào geneom thực vật. Ưu điểm của phương pháp này là có thể chuyển gene vào nhiều đối tượng (tế bào, mô, mô sẹo), tần xuất thành công khá cao (ở cây một lá mầm). Hơn nữa việc thiết kế vector khá đơn giản. Tuy nhiên khi tái sinh cây lại dễ bị thể khảm. - Kỹ thuật chuyển gene bằng vi tiêm: Phương pháp này sử dụng vi tiêm nhỏ, kính hiển vi và các vi thao tác. Các vi tiêm đó đã chuyển vector mang gene vào protoplas hoặc các tế bào đơn (chưa hình thành vỏ cứng). Phương pháp này có ưu điểm là đưa được các gene chính xác vào tế bào song phương pháp này mới chỉ thành công ở động vật. Nhomac169@gmail.com 10
Thực phẩm biến đổi gene GVHD: Trần Thị Mai Anh - Kỹ thuật chuyển gene qua ống phấn: Phương pháp này còn được xem là phương pháp chuyển không qua nuôi cấy mô. Đây là phương pháp lợi dụng ống phấn để chuyển vector mang gene đi cùng tế bào sinh dục đực (tinh tử) để kết hợp với tế bào trứng tạo hợp tử mang gene ngoại lai được chuyển vào. Sau đó, hợp tử sẽ phát triển thành hạt. Hạt nảy mầm và phát triển thành cây chuyển gene và được di truyền cho các thế hệ sau. Chuyển gene qua ống phấn tốt nhất thực hiện ngay sau khi quá trình thụ tinh xảy ra ở noãn, nhưng tế bào sinh dục cái chưa kịp phân chia. Nếu làm được như vậy sự chuyển gene sẽ được thực hiện đối với một tế bào sinh sản cái (trứng) duy nhất và sau khi tái sinh cây sẽ tránh xuất hiện thể khảm. - Kỹ thuật chuyển gene bằng sốc nhiệt: dùng nhiệt độ để tạo ra những biến đổi. 2.4.2. Phương pháp chuyển gene vào tế bào động vật - Phương pháp DEAE-dextran: DEAE-dextran là một polycation (có thể là polybrene, polyethyleneimine và dendrimers…). Đây là tác nhân hóa học đầu tiên được sử dụng để chuyển ADN vào tế bào động vật nuôi cấy. - Phương pháp sử dụng kỹ thuật calcium phosphate: được bắt đầu 1973, đây là kỹ thuật vô cùng có giá trị đối với các nghiên cứu chuyển gene vào các tế bào sôma nuôi cấy và đang được sử dụng nhiều để chuyển các dòng gene vào tế bào động vật. - Phương pháp chuyển gene qua liposome: Vào thập niên 1980, liposome nhân tạo đã được sử dụng để đưa ADN vào tế bào. - Phương pháp vi tiêm: Nguyên tắc của phương pháp vi tiêm là một lượng nhỏ ADN được tiêm trực tiếp vào nhân tế bào phôi trần hoặc tế bào nguyên vẹn một cách cơ học dưới kính hiển vi  đây là phương pháp có hiệu quả nhất và được sử dụng rộng rãi nhất để tạo động vật chuyển gene. Nhomac169@gmail.com 11
Thực phẩm biến đổi gene GVHD: Trần Thị Mai Anh Sử dụng các phương pháp này, các gene chuyển có chiều dài trên 50 kb của virus, sinh vật tiền nhân, thực vật, động vật không xương sống hoặc động vật có xương sống có thể được chuyển vào gene của động vật có vú và chúng có thể được biểu hiện ở cả tế bào sinh dưỡng và tế bào sinh sản. Nhomac169@gmail.com 12
Thực phẩm biến đổi gene GVHD: Trần Thị Mai Anh - Phương pháp chuyển gene nhờ vector virus: Vào năm 1974, lần đầu tiên các nhà khoa học phát hiện thấy rằng, sau khi tiêm ADN của retrovirus SV40 vào khoang phôi của túi phôi chuột, ADN này có thể được tìm thấy sau đó trong các tế bào của chuột trưởng thành. Tuy phức tạp nhưng hiệu quả chuyển gene cao. - Phương pháp chuyển gene bằng cách sử dụng tế bào gốc phôi: những tế bào đã được biến nạp gene lạ người ta đưa nó vào phôi khác ở giai đoạn phôi nang để tạo ra động vật chuyển gene thể khảm. 2.4.3 Các phương pháp nhận biết và cấu trúc phân tử của thực phẩm biến đổi gene (TPBĐG) Việc nhận biết TPBĐG: rất cần thiết đối với nhiều ứng dụng như để đánh giá mức độ sạch của hạt giống hay đối với việc bắt buộc dán nhãn thực phẩm ở một Nhomac169@gmail.com 13
Thực phẩm biến đổi gene GVHD: Trần Thị Mai Anh số quốc gia. Vì thế nhiều kỹ thuật phân tích đã và đang được phát triển để đáp ứng nhu cầu này. Việc phát hiện và nghiên cứu TPBĐG: phải tiến hành ở hai mức độ - Bước thứ nhất (ở mức độ thấp) là phát hiện có hay không. Muốn chuyển một gene nào đó vào nông sản thì trong chuỗi gene sẽ có đoạn gene nối. Phát hiện đoạn gene nối tức là thực phẩm có chuyển gene. - Bước hai thì phải trang bị đoạn gene chuẩn (đoạn gene primer) để so sánh và biết được họ đưa gene gì vào, như gene tăng cường chuyển hoá đường hay gene kháng sâu đục thân… Việc phát hiện GMO và dẫn xuất của nó có thể được thực hiện nhờ sự nhận biết phân tử (ADN, ARN hoặc protein) mà những phân tử này có nguồn gốc từ gene được chèn (hoặc gene được biến đổi). Có ba phương pháp để xác định GMO là: - Phương pháp khuyếch đại dựa trên cơ sở nucleotid: + Phương pháp dựa trên cơ sở ARN. + Phương pháp dựa trên cơ sở AND. - Phương pháp dựa trên cở sở protein. - Phương pháp dựa trên cơ sở phát hiện hoạt tính enzym. Cho đến nay các phương pháp chính để phát hiện GMO và các dẫn xuất của GMO chủ yếu dựa trên việc phát hiện ADN đã phát triển, trong khi chỉ một vài phương pháp được phát triển để phát hiện protein hoặc ARN. Tuy có nhiều kỹ thuật khác nhau nhưng mỗi kỹ thuật lại có tính đặc hiệu và mặt hạn chế riêng của nó. 2.5. Lợi ích và những lo ngại về GMO 2.5.1. Lợi ích của GMO Đối với cây trồng: - Kháng sâu bọ: Thiệt hại mùa màng do sâu bọ gây ra hết sức lớn, dẫn đến cảnh nghèo đói, cực khổ đối với nông dân các nước đang phát triển. Mỗi năm, để phòng tránh sâu bệnh, nông dân thường phải sử dụng hàng tấn thuốc trừ sâu hóa học. Thực phẩm bị nhiễm thuốc trừ sâu rất độc hại, gây nên những hậu quả nghiêm trọng đối với sức khỏe người tiêu dùng. Đồng thời, dư lượng rác thải nông nghiệp từ thuốc Nhomac169@gmail.com 14
Thực phẩm biến đổi gene GVHD: Trần Thị Mai Anh trừ sâu và phân bón cũng góp phần làm ô nhiễm nguồn nước, từ đó gây tác động không tốt cho môi trường. Thực phẩm biến đổi gene (TPBĐG) như ngô Bacillus thurigensis ( B.t) có thể giúp chúng ta loại trừ thuốc trừ sâu hóa học, nhờ đó hạ thấp giá thành nông sản. - Chịu thuốc trừ cỏ: Để trừ cỏ cho một số loại cây trồng, nông dân thường sử dụng một lượng lớn các loại thuốc trừ cỏ khác nhau. Tuy nhiên, phương pháp này đòi hỏi nhiều thời gian và tiền bạc để đảm bảo rằng thuốc trừ cỏ không làm hại đến cây trồng lẫn môi trường. Do vậy, cây trồng sẽ được biến đổi gene để tăng sức đề kháng đối với thuốc trừ cỏ. Nhờ đó, nông dân chỉ cần phun một loại thuốc thay vì nhiều loại như trước, giảm bớt tổn hại đến môi trường. - Chịu dịch bệnh: Bệnh của cây trồng do rất nhiều loại virus, nấm và vi khuẩn gây ra. Các nhà sinh học thực vật đang cố gắng tạo ra những loại cây trồng chuyển gene có sức đề kháng đối với mọi loại bệnh. - Chịu lạnh: Sương giá đột ngột có thể phá huỷ những cây giống nhạy cảm. Một loại gene chống giá rét lấy từ cá nước lạnh đã được cấy vào một số cây trồng như thuốc lá và cà chua. Với gene này, cây trồng có thể chịu được nhiệt độ thấp mà trước kia chúng không thể nào chịu đựng được. - Chịu hạn, chịu mặn: Vì dân số thế giới ngày một tăng cao, đất đai sử dụng cho mục đích làm nhà ở ngày càng lấn lướt đất đai nông nghiệp. Để đáp ứng nhu cầu về đất đai, nông dân buộc phải canh tác ngay cả những vùng đất vốn không phù hợp với việc trồng cấy. Tạo ra cây trồng có khả năng chịu đựng thời kỳ hạn hán dài ngày hoặc lượng muối cao trong đất và nước ngầm sẽ giúp ích rất nhiều cho nông dân. - Dinh dưỡng: ở các nước nghèo, vấn đề suy dinh dưỡng là hiện tượng hết sức phổ biến vì người dân thường chỉ dựa vào một loại cây trồng duy nhất làm thức ăn, chẳng hạn như gạo. Tuy nhiên, gạo không chứa đủ lượng chất dinh dưỡng cần thiết cho cơ thể. Nếu được chuyển đổi gene, gạo sẽ chứa nhiều vitamin bổ sung và khoáng chất hơn, đủ để bù đắp cho việc thiếu hụt chất dinh dưỡng. Chẳng hạn, tại các quốc gia đang phát triển, mù do thiếu vitamin A là căn bệnh rất hay gặp. Các Nhomac169@gmail.com 15
Thực phẩm biến đổi gene GVHD: Trần Thị Mai Anh nhà nghiên cứu thuộc Viện Khoa học cây trồng Thuỵ Sỹ đã tạo ra được giống lúa "vàng" chứa lượng vitamin A cực cao và đang chuẩn bị tạo giống lúa chứa nhiều sắt. Tuy nhiên, do phong trào phản đối TPBĐG đang lan mạnh ở Châu Âu, hai giống lúa này có rất ít khả năng đến được với các nước nghèo đói. - Dược phẩm: Chi phí sản xuất thuốc men và vaccine thường rất lớn, hơn nữa điều kiện bảo quản ở các nước nghèo lại không được tốt. Trong khi đó, các nước này lại có tỉ lệ bệnh tật rất cao. Do vậy, giới nghiên cứu quốc tế đang tìm cách sản xuất loại vaccine ăn được, có trong cà chua và khoai tây. Nhờ đó, chúng sẽ dễ vận chuyển, bảo quản và quản lý hơn vaccine tiêm truyền thống. Ưu điểm của việc gây đột biến gene: - Tạo các giống cây có năng suất cao, chất lượng tốt, bảo đảm an toàn nguồn lương thực, thực phẩm trong toàn cầu. - Đảm bảo ổn định đa dạng sinh học. - Sử dụng hiệu quả nguồn nguyên liệu từ bên ngoài cho nông nghiệp và môi trường. - Tạo lợi nhuận kinh tế và xã hội, giảm bớt đói nghèo ở các nước đang phát triển. - Cải thiện chất lượng thực phẩm, làm tăng giá trị dinh dưỡng hoặc có những tính trạng thích hợp cho công nghệ chế biến. Đối với môi trường: cây trồng chuyển gene không chỉ đơn thuần là thực phẩm, chúng còn góp phần giảm bớt ô nhiễm đất đai và nước ngầm trên thế giới, đồng thời làm sạch đất bị ô nhiễm kim loại nặng. Lợi ích kinh tế: Thực phẩm biến đổi gene đem lại cho ta nguồn lợi ích vô cùng to lớn như: giảm được chi phí sử dụng thuốc trừ sâu, chi phí nhập khẩu một số thực phẩm với giá thành cao để làm thực ăn gia súc… Tăng năng suất cây trồng dẫn đến tăng lợi nhuận kinh tế thu được từ nông nghiệp… Sản lượng cây trồng chuyển gene cao hơn rất nhiều so với cây trồng chưa biến đổi đáp ứng được nhu cầu ngày càng cao về Nhomac169@gmail.com 16
Thực phẩm biến đổi gene GVHD: Trần Thị Mai Anh lương thực, vì vậy một số quốc gia sẽ giảm một cách đáng kể chi phí nhập khẩu lương thực từ các nước khác…. Đối với Việt Nam hiện nay, với cây bông thường, một vụ cần đến 16 - 17 lần phun thuốc trừ sâu, trong khi với cây bông kháng sâu thì không cần phun thuốc kháng sâu, mà chỉ dùng thuốc kháng bệnh. Như vậy, giá thành sẽ rẻ hơn nhiều so với giá bông nhập khẩu. Ở đây vấn đề không còn là thích hay không thích nữa, nếu thị trường Việt Nam không chấp nhận cây bông chuyển gene thì mãi mãi chúng ta sẽ vẫn phải nhập 95 – 98% nguyên liệu. Cũng như vậy, cây đậu tương trung bình cần phun thuốc 6-7 lần/vụ. Hiện nay, chúng ta vẫn phải nhập một lượng lớn thức ăn gia súc. Nếu ứng dụng biến đổi gene với cây ngô thì Việt Nam có thể sẽ có thêm 9.100 tỷ đồng do năng suất tăng 10% và giảm toàn bộ chi phí sử dụng thuốc trừ sâu trên đồng ruộng. Việc nghiên cứu sản xuất các giống cây trồng, vật nuôi chuyển gene thực sự là một cơ hội phát triển và là công cụ mạnh để thúc đẩy nền kinh tế. Ai đứng ngoài cuộc lúc này thì sẽ bỏ mất cơ hội đó và kéo đất nước đi chậm lại. Ở Mỹ, việc sử dụng cây trồng chuyển gene làm giảm khoảng 46,4 triệu pound thuốc trừ sâu năm 2003. Việc sử dụng bông B.t ở Trung Quốc làm giảm khoảng 78.000 tấn thuốc trừ sâu năm 2001. Cây trồng kháng thuốc diệt cỏ cũng được áp dụng nhiều tại Mỹ. Một nghiên cứu về các tác động của cây trồng chuyển gene đối với môi trường và kinh tế sau 9 năm được canh tác (1996 – 2004) cho thấy việc ứng dụng cây trồng chuyển gene đã là giảm lượng thuốc trừ sâu cần phải sử dụng khoảng 172 triệu kg, và làm giảm các tác động lên môi trường khoảng 14%. 2.5.2. Những lo ngại về GMO Bên cạnh những lợi ích, GMO cũng đặt ra nhiều vấn đề lo ngại cho nhà sản xuất lẫn người tiêu dùng. Những lo ngại vẫn xoay quanh các yếu tố như môi trường, sức khỏe, kinh tế… Liên quan đến vấn đề này thì phe đối lập cũng đưa ra nhiều quan điểm chống lại GMO. Hủy hoại môi trường: Nhomac169@gmail.com 17
Thực phẩm biến đổi gene GVHD: Trần Thị Mai Anh Những vấn đề đặt ra là gene được đưa vào có ảnh hưởng đối với cây nhận gene, ảnh hưởng lên các sinh vật không phải là sinh vật cần diệt trong môi trường đó không? Cây chuyển gene có tồn tại trong môi trường lâu hơn bình thường hoặc xâm chiếm những nơi cư ngụ mới không? Khả năng gene phát tán ngoài ý muốn từ cây chuyển gene sang loài khác và những hậu quả có thể…. - Đe dọa thế giới sinh vật: một công trình nghiên cứu khoa học đăng trên tạp chí danh tiếng Nature đã chứng minh rằng phấn hoa của ngô B.t. là nguyên nhân làm tăng tỉ lệ tử vong của sâu bướm chúa. Sâu bướm chúa không ăn ngô mà ăn lá bông tai, tuy nhiên gió sẽ mang phấn hoa ngô B.t. rắc lên cây bông tai khiến cho sâu chết sạch. Vấn đề là chúng ta không thể tạo ra được chất độc B.t. chỉ giết những côn trùng có hại, đồng thời bảo vệ côn trùng vô hại được. Cho đến nay, cuộc tranh cãi về ngô B.t vẫn chưa ngã ngũ. Một dẫn chứng cụ thể khác là rừng ở Trung Quốc trồng GMO không có thảm thực vật dưới chân cây GMO. - Chuyển gene sai mục đích: Một trong những điều khiến nhiều người lo lắng là cây trồng chuyển gene sẽ dần chuyển gene vượt trội sang cho các giống cây khác không được biến đổi. Chẳng hạn, phấn hoa của GMO phát tán xa hơn 21 km, gây ảnh hưởng lên các loại thực vật khác, tạo ra siêu cỏ, làm cho nông dân tốn nhiều kinh phí cho việc sử dụng thuốc trừ cỏ. - Giảm hiệu quả thuốc bảo vệ thực vật: Do một số loài sâu đã trở nên miễn dịch đối với thuốc trừ sâu DDT (nay đã bị cấm sử dụng), nhiều người tỏ ý lo ngại rằng côn trùng rồi cũng sẽ kháng được B.t hoặc các loại cây trồng chuyển gene để chống sâu bệnh. Công nghệ sinh học là một nỗ lực kiểm soát "sâu" trong thiên nhiên nhưng sức mạnh tạm thời kiểm soát là ảo. Ví dụ, một nông dân tại Ottawa trồng ba loại khác nhau của hạt cải dầu TPBĐG đó đến từ ba nhà sản xuất hàng đầu thế giới (Monsanto Roundup, Cyanamid's Pursuit, và Aventis 'Liberty). Lúc đầu, ông vui mừng thấy ông cần phải sử dụng ít tốn kém chất diệt cỏ. Nhưng chỉ trong vòng ba năm, "superweeds" đã thực hiện trong các gene của tất cả ba loại cây! Điều này cuối cùng đã buộc ông phải sử dụng thuốc diệt cỏ không chỉ nhiều hơn, nhưng sản phẩm nguy hiểm hơn rất nhiều. Nhomac169@gmail.com 18
Thực phẩm biến đổi gene GVHD: Trần Thị Mai Anh GMO ảnh hưởng đến sự sống của những loài sống xung quanh chúng, quá trình đào thải chất độc, tiêu diệt lẫn nhau để sinh tồn gia tăng, gây ô nhiễm nặng môi trường gần đó Ảnh hưởng đến sức khỏe con người - Khả năng gây dị ứng: rất nhiều trẻ em ở Mỹ và châu Âu đã bị các triệu chứng dị ứng nguy hiểm đến tính mạng do lạc và một số loại thực phẩm biến đổi gene gây ra. Có thể khi gene được đưa vào cây trồng đã tạo ra chất gây dị ứng mới lên những người mẫn cảm. Một dự án ghép gene của lạc Brazil vào đỗ tương đã bị huỷ bỏ vì chính quyền lo sợ rằng sản phẩm mới sẽ gây dị ứng. - Tạo ra nguồn thực phẩm có khả năng kháng kháng sinh: gây rối loạn quá trình tiêu hóa trong cơ thể con người, làm giảm giá trị dinh dưỡng của thực phẩm. - Giảm khả năng sinh sản: Trong cuộc thảo luận về thực phẩm các nhà khoa học đã nhận định đồ ăn biến đổi gene có liên quan đến mối đe dọa giảm khả năng sinh sản. Trong thời gian 20 tuần, các nhà khoa học Áo đã cho những chú chuột thí nghiệm dùng loại ngô biến đổi gene. Kết quả thu được là tỷ lệ sinh sản của những chú chuột sau thời gian ăn ngô biến đổi gene giảm hẳn. Giáo sư Jurgene Zentek, giáo sư của ĐH ở Vienna (Áo) cũng là trưởng nhóm nghiên cứu về đồ ăn biến đổi gene nhận định kết quả ban đầu cho thấy loại thức ăn này có ảnh hưởng đến sinh sản của chuột. Theo ông Zentek đây là mối liên kết trực tiếp giữa thức ăn biến đổi gene và khả năng sinh sản của loài chuột. Từ các kết quả này, các nhà nghiên cứu cho rằng lương thực thực phẩm biến đổi gene trên thị trường hiện nay là mối đe dọa không nhỏ đến sức khỏe con người. Vấn đề kinh tế: Vấn đề đặt ra là việc trồng TPBĐG có thực sự giúp tăng trưởng kinh tế hay không? Đưa TPBĐG ra thị trường là một quá trình tốn kém và mất nhiều thời gian. Hiển nhiên, các công ty công nghệ sinh học - nông nghiệp luôn muốn đảm bảo lợi nhuận cho khoản đầu tư của mình. Rất nhiều công nghệ biến đổi gene thực vật mới và nhiều giống cây biến đổi gene đã được cấp bằng sáng chế. Vì vậy, hiện tượng vi phạm bản quyền là một vấn đề lớn của ngành nông nghiệp. Việc cấp bản quyền cho Nhomac169@gmail.com 19
Thực phẩm biến đổi gene GVHD: Trần Thị Mai Anh giống cây mới sẽ làm tăng giá hạt giống, khiến cho các nước đang phát triển không đủ khả năng nhập khẩu giống mới. Do đó, khoảng cách “giàu - nghèo” giữa các nước ngày càng trở nên rộng hơn. Sự xuất hiện của TPBĐG làm cho các công ty sản xuất hạt giống phải thay đổi chiến thuật kinh doanh, dẩn đến tình trạng cạnh tranh gay gắt và sự ra đời của hàng loạt cây, hạt TPBĐG ảnh hưởng đến ô nhiễm gene. Việc sử dụng TPBĐG mà không dán nhãn cũng làm cho người sử dụng thiếu thông tin dẫn đến lo ngại khi lựa chọn sản phẩm… Công nghệ khó khoăn đã đưa giá sản phẩm lên cao… Ví dụ: dưa hấu hình vuông có giá từ 20 – 99 usd/người. Hay việc Mỹ đã từng thua lỗ 1,6 hay 1,2 tỷ đôla vì không tiêu thụ được TPBĐG ở thị trường Châu Âu và Thái Lan, chỉ bán được 1% trong mười mấy ngàn tấn trái cây được trả về. 2.5.3. Phương hướng giải quyết những lo ngại về GMO Đứng trước quan điểm được nêu ra bởi phe đối lập, các nhà khoa học cũng như các cơ quan, tổ chức có trách nhiệm đã đưa ra những lập luận để khắc phục những vấn đề nêu trên. Vấn đề môi trường: Do gene được chuyển từ cây này sang cây khác qua đường thụ phấn nên chúng ta có thể tạo cây không có phấn hoặc phấn không chứa gene biến đổi. Nhờ đó, quá trình thụ phấn sẽ không xảy ra, đồng thời côn trùng vô hại như sâu bướm chúa có ăn phải phấn hoa cũng không bị tổn lại. Việc cỏ dại có thể nhận được gene kháng thuốc của lúa, trở thành siêu cỏ và không thể diệt nổi, trên thực tế, hiện tượng đột biến ở cỏ, phát triển khả năng kháng thuốc là hoàn toàn bình thường, vẫn xảy ra trong tự nhiên, chứ không chờ tới khi có sinh vật biến đổi gene. Đối với thực vật bậc cao, việc gene của cây này "phát tán" sang cây kia chỉ có thể xảy ra thông qua thụ phấn chéo, và chỉ khi chúng cùng loài, hoặc rất gần loài với nhau. Trong lịch sử tiến hóa, chưa bao giờ các loài xa nhau có thể trộn lẫn gene vào nhau được. Thế giới hiện có tới 50 – 60 triệu ha cây trồng chuyển gene, mà chưa có trường hợp nào được ghi nhận là gây ảnh hưởng tới môi trường. Nhomac169@gmail.com 20