Ngô chuyển gen chịu hạn tốt

Việt Nam là một quốc gia đang phát triển với dân số đông, thu nhập chưa cao, với tỉ lệ người dân hoạt động nông nghiệp lớn trong khi diện tích đất canh tác nhỏ và chịu áp lực lớn về việc đảm bảo an ninh lương thực, an toàn thực phẩm, bảo vệ sức khỏe con người và bảo vệ môi trường. Nông nghiệp đóng vai trò rất quan trọng trong nền kinh tế Việt Nam. Lĩnh vực nông nghiệp đóng góp 24% GDP, chiếm gần 30% tổng giá trị xuất khẩu và sử dụng hơn 60% dân số hoạt động kinh tế. Công nghệ sinh học đã được coi là một trong những công nghệ cho tương lai với sự quan tâm của các cơ quan khoa học công nghệ, các nhà nghiên cứu cũng như các nhà sản xuất.

Hạt giống Trường Phúc cung cấp sản phẩm uy tín, chất lượng:

XEM THÊM

Trong các tác nhân phi sinh học thì hạn là một trong những nhân tố có ảnh hưởng lớn nhất tới năng suất cây trồng trên phạm vi rộng lớn mà cây ngô cũng không nằm ngoài tác động của hạn, đặc biệt là những vùng trồng ngô nhờ nước trời. Ở nước ta, ngô được trồng tại nhiều vùng, nhiều vụ khác nhau và trên 80% diện tích trồng ngô của nước ta phụ thuộc vào nước trời. Sản xuất ngô ở nước ta hiện vẫn chưa tương xứng với tiềm năng, chưa đáp ứng được nhu cầu tiêu dùng trong nước đặc biệt cho ngành chăn nuôi. Hàng năm nước ta phải nhập hàng triệu tấn ngô, chỉ tính trong năm 2016 cả nước phải nhập khẩu khoảng 8,7 triệu tấn ngô. Nguyên nhân là do phần lớn diện tích ngô của nước ta trồng trên diện tích đồi núi khô hạn, không có điều kiện tưới nước, canh tác chủ yếu dựa vào nguồn nước trời. Điều này hạn chế rất lớn đến khả năng tăng năng suất và sản lượng ngô hàng năm của nước ta và ảnh hưởng rất nghiêm trọng trong những năm có điều kiện thời tiết bất thuận, nắng nóng kéo dài... Do đó, chọn tạo giống ngô chịu hạn là một trong những giải pháp được đặt lên hàng đầu và có tính khả thi cao.

Một trong những hướng chọn tạo giống ngô chịu hạn thì hướng nghiên cứu chuyển gen có tính chất đột phá vì trong thời gian ngắn có thể đưa ra những dòng/giống có khả năng chịu hạn tốt phục vụ sản xuất, giảm thiệt hại do hạn hán và góp phần nâng cao năng suất và sản lượng ngô trong nước. Vấn đề chuyển gen chịu hạn vào cây ngô ở nước ta đã được tập trung nghiên cứu trong những năm gần đây và cũng đã đạt được một số kết quả khả thi như: phân lập và thiết kế vector mang gen điều khiển tính trạng chịu hạn phục vụ công tác nghiên cứu tạo cây trồng chuyển gen; xây dựng quy trình kỹ thuật chuyển gen ở cây ngô; Chuyển gen tăng cường khả năng tổng hợp tinh bột vào cây ngô...

Các loại hạt giống ngô chuyển GEN: NK7328, NK6101, NK67 Bt/gt, NK4300, DK6919s

Việc nghiên cứu thành công công nghệ chuyển gen chịu hạn vào cây ngô đã mở ra bước ngoặt quan trọng cho ngành nông nghiệp Việt Nam.

Sau hơn 2 năm triển khai đề tài “Nghiên cứu chuyển gen nâng cao tính chịu hạn vào một số dòng ngô bố mẹ đang được áp dụng trong SX”, Viện Nghiên cứu Ngô đã nghiên cứu thành công và làm chủ được nguồn vật liệu phục vụ chuyển gen; hệ thống môi trường thực hiện việc chuyển gen; xây dựng và hoàn thiện quy trình biến nạp thông qua vi khuẩn Agrobacterium, cũng như đã có các kết quả cụ thể về ngô chuyển gen được SX trên đồng ruộng.

Hiện tại, Viện Nghiên cứu Ngô đã xây dựng được quy trình tái sinh và xác định được 4 dòng ngô thuần có khả năng tái sinh cây rất cao phục vụ cho các thí nghiệm chuyển gen. Đây là những dòng ngô bố, mẹ đang tham gia vào một số giống ngô triển vọng tại Việt Nam.

Quan trọng nhất, Viện đã chuyển thành công ba gen chịu hạn bằng phương pháp chuyển gen thông qua vi khuẩn vào ba nguồn vật liệu ngô của Việt Nam. Ba gen chịu hạn này gồm DREB2A, HVA1 và CspB, được Viện phân lập thành công từ các nguồn tự nhiên tại Việt Nam. Trong ba gen trên, DREB2A và HVA1 là các gen có khả năng chịu hạn và chịu mặn, còn CspB là gen có khả năng chịu nóng, cải thiện khả năng thụ phấn của ngô trong điều kiện nhiệt độ cao.

Đối với vật liệu nhận gen, trong quá trình nghiên cứu đã gặp khó khăn lớn bởi tỉ lệ tái sinh thông qua nuôi cấy phôi non của ngô thường rất thấp. Tuy nhiên, qua quá trình dày công chọn tạo và thí nghiệm đối với trên 1.300 dòng ngô trong nước, Viện đã tìm ra được 8 dòng ngô có khả năng tái sinh rất tốt thông qua nuôi cấy phôi non, trong đó 4 dòng có tỉ lệ tái sinh rất cao. Đây đều là các dòng ngô thuần là bố mẹ của các giống ngô lai của Viện Nghiên cứu Ngô.

Cụ thể đối với 8 dòng ngô triển khai nuôi cấy phôi non, tỉ lệ tạo mô sẹo (callus) đạt trung bình gần 32%, cao nhất đạt trên 70%; tỉ lệ cây tái sinh đạt trên 21%, cao nhất đạt trên 30%; tỉ lệ tạo cây hoàn chỉnh đạt gần 25%, cao nhất đạt gần 70%. Trong quá trình nghiên cứu chọn lọc dòng nuôi cấy phôi, Viện cũng đã nghiên cứu thành công hệ thống môi trường và điều kiện nuôi cấy…

Sau khi có các nguồn vật liệu gen cho và xác định được 4 dòng ngô có tỉ lệ tái sinh cao nhất, phôi non của các dòng này được thu hoạch sau thụ phấn 12 ngày, sau đó nuôi cấy trong môi trường thêm 7 ngày để tạo mô sẹo nhằm sử dụng làm mô đích để lây nhiễm với vi khuẩn Agrobacterium (các chủngAgrobacterium tái tổ hợp mang các vector pCAMBIA1300 biểu hiện thực vật chứa các cấu trúc gen Act1+HVA1, Ubi+DREB2A và 35S+modiCspB).

Kết quả quá trình biến nạp của 3 gen chịu hạn vào vật liệu là mô sẹo nhận gen thông qua vi khuẩn Agrobacteriumđã cho kết quả khả quan. Cụ thể: Tỉ lệ mô tái sinh thành cây ngô thế hệ T0 đối với gen ZmDREB2A đạt trung bình trên 12%; gen Gene HVA1 đạt trung bình 13,6% và gen CspB đạt 10,7%.

Kiểm tra bằng phương pháp PCR (giải trình tự gen) đối với ngô ở thế hệ T0 đã cho thấy kết quả bất ngờ khi tỉ lệ cây thế hệ T0 mang các gen chịu hạn rất cao, đạt từ 70% đến xấp xỉ 80%. Trong số các cây thế hệ T0 mang gen chịu hạn, đã có từ 5 – 7% số cây mang hữu thụ (tự thụ phấn thành công khi trưởng thành). Như vậy tính trung bình, hệ số biến nạp đối với các gen chịu hạn ở thế hệ T0 đã đạt 0,67% (trung bình 1.000 cây mang các gen chịu hạn, có 6,7 cây hữu thụ).

Kết quả này chứng tỏ, Viện Nghiên cứu Ngô đã chuyển thành công 3 gen chịu hạn DREB2A, HVA1 và CspB vào các nguồn vật liệu ngô tại Việt Nam, với tần số chuyển gen của các nguồn vật liệu đạt từ 0.28-1.27%.

Nguồn cây chuyển gen thế hệ T0 đã được gieo trồng và đánh giá thêm tính ổn định của các gen ở thế hệ T1, T2 và T3. Kết quả cho thấy, gen được cấy vào ngô đã hoạt động tốt và càng ngày càng có tính ổn định. Cụ thể ở thế hệ T1, tỉ lệ cây mang gen chuyển chịu hạn đạt trung bình từ 75-80%; đến thế hệ T2 và T3, tỉ lệ này đã nâng lên đạt trung bình từ 99,1% đến 99,7%. Theo Viện nghiên cứu Ngô, tỉ lệ này cho thấy ngô được chuyển gen chịu hạn ở thế hệ thứ 2 đã đạt độ ổn định theo các yêu cầu và tiêu chuẩn quốc tế hiện nay.

Cũng theo thông tin từ Viện Nghiên cứu ngô, từ nguồn cây đã chuyển gen thành công, Viện Nghiên cứu Ngô hiện đã tiến hành lai thử nghiệm 21 cặp lai có thành phần bố/mẹ mang gen chuyển. Kết quả đánh giá 15 cặp ở giai đoạn sinh trưởng phát triển trước trỗ cho thấy có 9 cặp có khác biệt so với đối chứng về một số tính trạng đặc trưng theo hướng tốt hơn như: Chiều cao cây cao hơn đối chứng; diện tích lá trước trỗ lớn hơn đối chứng; thời gian sinh trưởng dự đoán sớm hơn; đường kính thân to hơn đối chứng…

Đồng thời, không phát hiện cặp nào có tính trạng xấu hơn so với đối chứng. Điều này cho thấy, ngô được chuyển gen không làm mất đi tính trạng ban đầu, mà còn khiến một số tính trạng tốt hơn.

Với những kết quả như trên, đến thời điểm này có thể khẳng định công nghệ chuyển gen chịu hạn vào ngô đã được Viện Nghiên cứu Ngô tiến hành thành công. Được biết thời gian tới, Viện Nghiên cứu Ngô sẽ tiếp tục hoàn thiện những phần còn lại để hoàn tất công nghệ chuyển gen như: Tiến hành đánh giá khả năng chịu hạn của các dòng chuyển gen bằng phương pháp gây nhân tạo; kiểm tra khả năng tổng hợp protein của tế bào…

Công Ty TNHH giống cây trồng Trường Phúc luôn đảm bảo sản phẩm chất lượng, an toàn và uy tín đến với mọi người. Tham khảo tại Website : https://hatgiongtruongphuc.vn/

Công ty TNHH giống cây trồng Trường Phúc

•  Địa chỉ Công Ty: 127 Lê Thị Hồng Gấm, P. Tân Lợi, TP. Buôn Ma Thuột, Đăk Lăk
• Cửa hàng 1: 09 Hùng Vương, P. Tự An, TP. Buôn Ma Thuột, Đăk Lăk
• Cửa hàng 2: 06/03 Hà Huy Tập, P Tân Lợi, TP. Buôn Ma Thuột, Đăk Lăk