Ngô chuyển gen chịu hạn - “Vũ khí” tối thượng xuất hiện

Cây trồng chuyển gen của thế giới xuất hiện ở Mỹ năm 1990 để rồi từ đó phát triển như vũ bão, toàn địa cầu có trên 160 triệu ha đã ứng dụng. Có rất nhiều tính trạng được tạo ra nhờ công nghệ chuyển gen như kháng thuốc trừ cỏ, kháng sâu đục thân nhưng việc tạo ra cây trồng chịu hạn vẫn là điều đang thử nghiệm. Tăng khả năng chịu hạn với cây trồng thực sự là bài toán hóc búa bởi nó phụ thuộc vào nhiều gen khác nhau chứ không phải đơn gen. Các tập đoàn hàng đầu thế giới về nông nghiệp như Monsanto, Pionner, Syngenta đã đổ hàng núi tiền của với sự tham gia đông đảo của những bộ não có chỉ số IQ cao nhất hành tinh cũng chỉ rụt rè đưa sản phẩm vào kiểm tra.

Các dòng sản phẩm cây trồng chịu hạn đang thử nghiệm có chịu hạn bằng phương pháp chuyển gen và chịu hạn bằng phương pháp lai truyền thống. Trong chuyển gen có hai phương pháp, hiện đại là dùng súng bắn gen, dùng vi khuẩn cấy, còn truyền thống có lai ngược (backcross). Các nhà khoa học Việt Nam đã sử dụng phương pháp backcross để chuyển gen chịu hạn vào một số dòng ngô.

TS Bùi Mạnh Cường giới thiệu ngô chuyển gen với nguyên Phó chủ tịch nước 
Nguyễn Thị Bình

Từng nghe phong thanh về “Đề tài nghiên cứu chuyển gen nâng cao tính chịu hạn vào một số dòng ngô bố mẹ đang được áp dụng trong sản xuất”, một đề tài cấp nhà nước, mang mã số KC.04.02/11-15 nhưng cũng chỉ dừng lại ở mức ấy, chưa có thông tin “rò rỉ” ra ngoài. Mãi tới cuối tháng 12 năm nay, Chủ nhiệm đề tài, TS Bùi Mạnh Cường - Viện phó Viện nghiên cứu Ngô mới bảo tôi: “Đã có kết quả trả lời của phòng thí nghiệm hàng đầu thế giới. Tới đây cậu xuống dự hội nghị báo cáo cây trồng chuyển gen của Việt Nam nhé”. Nghe mà lòng mừng muốn nhẩy cẫng lên nhưng vẫn gợn chút hoài nghi. Không hoài nghi sao được khi chuyển gen là một vấn đề khổng lồ mà số tiền đầu tư cho đề tài vỏn vẹn chỉ 4,1 tỉ đồng, lại chi trong 4 năm. Không hoài nghi sao được khi 2012 là năm thứ nhất của kế hoạch với lắm nội dung từ thu thập vật liệu để phục vụ chuyển gen chịu hạn, nghiên cứu khả năng tái sinh cây ngô thông qua nuôi cấy phôi non đến phân lập, tổng hợp một số gen chịu hạn từ nguồn tài nguyên thực vật, vi sinh vật và thiết kế vector chuyển gen.

Chủ nhiệm đề tài, TS Bùi Mạnh Cường cười đầy tự tin, cái tự tin của người nắm bí quyết: “Thế giới muốn cải tạo một tính trạng nhờ công nghệ chuyển gen phải tốn ít nhất 50 - 100 triệu USD, ta chỉ có 4,1 tỉ đồng, tức bằng 1/500 đầu tư của họ. Tuy nhiên, ít vẫn có thể làm được. Năm xưa, ta vũ khí sơ sài mà vẫn chiến thắng được B52. Đây là một sản phẩm thuần Việt, một bậc thang đầu tiên trong nhiều bậc thang để đưa cây trồng chuyển gen ra thương mại, sản xuất đại trà”.

Cuộc hội nghị tại Viện nghiên cứu Ngô có sự góp mặt của những chuyên gia hàng đầu về khoa học công nghệ, chọn tạo giống. Ai cũng hoan hỉ khi đề tài đã thu được hàng loạt kết quả nức lòng: Đã thu thập được 15 nguồn vật liệu phục vụ thí nghiệm chuyển gen chịu hạn. Qua đánh giá đặc điểm nông sinh học đã xác định được 5 nguồn ưu tú (B163, P4092, PAC746, TG8327, X7A305) và xác định được 4 dòng (V152N, V64, C7N, C436) có khả năng tái sinh cây cao phục vụ cho các thí nghiệm chuyển gen trong năm 2013. Đã xây dựng được quy trình tái sinh cây ngô từ phôi non: Môi trường tạo callus; môi trường tạo phôi soma; môi trường tái sinh cây; môi trường tạo cây hoàn chỉnh. Đã phân lập và thiết kế được vector biểu hiện thực vật của các gen HAV1, ZmDReb2A, CspB: PCR thành công đoạn gen HAV1 mang điểm nhận biết của hai enzyme HindIII và XbaI và thiết kế vector pBY520 chứa cấu trúc gen HAV1 biểu hiện ở thực vật. Đã tạo được chủng vi khuẩn E.coli mang cấu trúc vector pBY520 chứa gen HAV1 quan tâm. Nhân được đoạn gen ModCspB từ pIDTsmart-Kan bằng cặp mồi có treo điểm BamHI và NotI và đưa được đoạn tổ hợp CaMV35S-p + ModCspB + Ter vào vector biểu hiện pCAMBIA1300. Đã PCR thành công đoạn gen ZmDREB2A mang điểm nhận biết của hai enzyme BamHI và NotI. Đã thiết kế thành công vector trung gian pRTRA7/3 mang cấu trúc promoter ubiqutin và gen ZmDREB2A và chuyển cấu trúc chứa promoter ubiqutin và gen ZmDREB2A vào vector pCAMBIA 1300…

Ngô chuyển gen ở trong phòng thí nghiệm

Theo các nhà khoa học đánh giá, 2 gen chịu hạn HAV1 phân lập từ đại mạch, gen ZmDREB2A phân lập từ ngô đều có nguồn gốc thực vật cho nên rất an toàn. Tính năng chịu hạn có khả năng ứng dụng rộng rãi vì 80% diện tích ngô ở VN phụ thuộc vào nước trời. Đã xác định được nguồn vật liệu phục vụ công nghệ chuyển gen. Đã chuyển gen thành công vào một số dòng ngô, bước đầu thấy được sự biểu hiện của gen. Quan trọng nhất là ta chủ động về công nghệ và sản phẩm để không phụ thuộc vào các tập đoàn của nước ngoài. Đây cũng là điều mà nguyên Phó chủ tịch nước Nguyễn Thị Bình lo lắng nhất trước thềm cuộc “đổ bộ” của các cây trồng chuyển gen quốc tế vào VN.

Kế hoạch của nhóm nghiên cứu sẽ thực hiện năm 2013 gồm những việc kế tiếp năm 2012 như phân lập, tổng hợp một số gen chịu hạn từ nguồn tài nguyên thực vật, vi sinh vật và thiết kế vector chuyển gen đến xây dựng quy trình chuyển gen chịu hạn. Quy trình nghiên cứu sẽ phải dần dần hoàn thiện, phải giải mã những hiện tượng bất thường và loại bỏ những tính trạng không mong muốn. Khoảng cách từ chuyển được gen đến chủ động điều khiển công nghệ, ứng dụng ra sản xuất là rất lớn. Tuy nhiên, như người ta đã nói, đã bước một bước là có thể đi được cả quãng đường dài. Dù gập ghềnh, gian nan đến mấy tôi tin rằng với nhiệt huyết khoa học và lòng tự tôn dân tộc, trên con đường ấy các nhà khoa học Việt Nam sẽ thành công.

                                                                                                                                          (Nguồn Báo Nông nghiệp)