Analytic
Thứ Sáu, ngày 23 tháng 08 năm 2019, 09:25:27

Ứng dụng thành công công nghệ chỉnh sửa gene trong cải tạo giống cây trồng

PV - 10:35, 23/02/2023

Hiện nay, công nghệ chỉnh sửa hệ gene thông qua hệ thống CRISPR/Cas được xem là phương pháp chính xác và hiệu quả nhất được sử dụng trong cải tạo giống cây trồng, bởi nó cho phép tạo ra các đột biến theo định hướng, có thể tác động tới nhiều gene cùng một lúc và đặc biệt là có thể chọn được các dòng đột biến không mang theo bất cứ trình tự ADN ngoại lai trong hệ gene.

Ứng dụng thành công công nghệ chỉnh sửa gen trong cải tạo giống cây trồng - Ảnh 1.

Sự khác biệt về hình thái quả và các thông số sinh hóa của dòng cà chua đối chứng (WT) so với các dòng cà chua chỉnh sửa gen - Ảnh: VAST

Mới đây, nhóm nghiên cứu của Viện Công nghệ sinh học (Viện Hàn lâm KH&CN Việt Nam) đã phát triển và ứng dụng thành công công nghệ này trong gây tạo đột biến định hướng để nâng cao hàm lượng đường và acid amin trong quả của giống cà chua Việt Nam.

Đây là sản phẩm trong khuôn khổ đề tài nghiên cứu "Nghiên cứu nâng cao hàm lượng đường và amino acid trong quả cà chua (solanum lycopersicum) thông qua đột biến gene bằng hệ thống CRISPR/Cas9" do Viện Hàn lâm KH&CN Việt Nam tài trợ (mã số đề tài ĐLTE00.10/20-21), TS. Đỗ Tiến Phát làm chủ nhiệm.

Theo TS. Đỗ Tiến Phát, phần lớn các giống cà chua trên thế giới cũng như ở Việt Nam được chọn lọc theo hướng phục vụ tiêu thụ hàng ngày và sử dụng trong công nghiệp chế biến với đặc điểm sinh trưởng nhanh, quả to, năng suất cao… nhưng ít được quan tâm tới hương vị.

Để tăng hương vị và giá trị dinh dưỡng của quả cà chua, các nghiên cứu gần đây đã áp dụng công nghệ chỉnh sửa hệ gene để tác động vào một đường hướng sinh tổng hợp các chất trong quả. Một ví dụ điển hình là cà chua GABA, một giống cà chua chỉnh sửa gene của Nhật Bản, có khả năng hỗ trợ giảm căng thẳng và hạ huyết áp. Đây là một trong những loại cây chỉnh sửa gene đầu tiên được thương mại hóa trên thế giới.

Trên cơ sở đó, trong nghiên cứu của mình, nhóm hướng tới tăng hàm lượng đường, giúp cho quả cà chua có vị tốt hơn và tăng hàm lượng các acid amin có lợi cho sức khỏe.

TS. Đỗ Tiến Phát cùng nhóm nghiên cứu đã phát triển một hệ thống chỉnh sửa gene CRISPR/Cas9 mang 2 trình tự định hướng để tạo ra các đột biến có mục tiêu trong các vùng trình tự phía trước (uORF) của gene SlbZIP1 liên quan đến quá trình sinh tổng hợp đường và acid amin ở cây cà chua.

Để nghiên cứu vừa có tính khoa học, vừa có tính ứng dụng, nhóm nghiên cứu chọn đối tượng thực hiện chỉnh sửa là giống cà chua PT18 của Việt Nam. Đây là giống cà chua thuần và được trồng khá phổ biến ở nước ta trước đây. Kết quả phân tích thành phần quả của các dòng cây được chỉnh sửa gene cho thấy sự tăng lên đáng kể hàm lượng đường và acid amin tổng số.

Đáng chú ý, các dòng cà chua đột biến SlbZIP1-uORF mang các đặc tính mong muốn, như hàm lượng đường và acid amin cao hơn cây đối chứng (không chỉnh sửa), nhưng không ảnh hưởng xấu đến kiểu hình, cũng như khả năng sinh trưởng và phát triển của cây trong điều kiện phân tích tại phòng thí nghiệm, buồng sinh trưởng. Ngoài ra, các đột biến trong vùng SlbZIP1-uORF được xác định ở thế hệ T0 đã được di truyền ổn định cho thế hệ tiếp theo và không mang theo các đột biến ngoài mục tiêu.

Kết quả nghiên cứu cho thấy tiềm năng của hệ thống chỉnh sửa gene CRISPR/Cas9 trong việc cải thiện chất lượng quả cà chua nói riêng và mở rộng ra các loại cây trồng quan trọng khác. Nghiên cứu đã được công bố trên Planta, một tạp chí uy tín về công nghệ sinh học thực vật, thuộc nhóm Q1 ISI.

Trước đó, từ năm 2017, hơn 20 nhà khoa học của Viện Công nghệ sinh học và Trường Đại học Khoa học và công nghệ Hà Nội (USTH) đã hợp tác, tiếp cận, phát triển công nghệ chỉnh sửa gen thông qua hệ thống CRISPR/Cas.

TS. Tô Thị Mai Hương, Phó trưởng Ban Nghiên cứu, đổi mới và chuyển giao công nghệ, (Trường USTH), thành viên của nhóm nghiên cứu công nghệ này cho biết, công nghệ chỉnh sửa gene là một thành tựu mang tính đột phá của khoa học. Năm 2020, giải Nobel về Hóa học đã được trao tặng 2 nhà khoa học nữ đặt nền móng cho việc ứng dụng thành công hệ thống CRISPR/Cas trong nghiên cứu chỉnh sửa hệ gene.

Khác với việc chuyển gene thông thường vẫn để lại các trình tự gene ngoại lai, công nghệ chỉnh sửa gene có thể tạo ra những đột biến giống như những đột biến tự nhiên và không chứa bất cứ thành phần DNA ngoại lai trong hệ gene. Do vậy, các sản phẩm tạo được có triển vọng cao trong ứng dụng vào thực tế sản xuất.

Hiện tại, nhóm tiếp tục phát triển công nghệ này trong nâng cao tính chống chịu với bệnh do nấm phấn trắng trên đậu tương, dưa chuột; tăng cường tính chịu mặn hay thiếu hụt dinh dưỡng của cây lúa; tăng năng suất ngô...

Đến nay, một số quốc gia đã chấp nhận việc sử dụng một số sản phẩm từ chỉnh sửa gene như Mỹ, Nhật Bản, Trung Quốc. Tuy nhiên, Việt Nam chưa có hành lang pháp lý cho các sản phẩm chỉnh sửa gene nên các nghiên cứu vẫn chỉ được triển khai trong phòng thí nghiệm.

Các nhà khoa học trong lĩnh vực này mong muốn các bộ, ngành sớm tiếp cận, xây dựng quy chế quản lý cho sản phẩm chỉnh sửa gene để có thể đưa kết quả nghiên cứu vào thực tiễn sản xuất, cũng như được thương mại hóa trên thị trường./.


Ý kiến độc giả
Mã bảo mật
Tin cùng chuyên mục
Tin nổi bật trang chủ
Cuộc thi khoa học - kỹ thuật cấp quốc gia học sinh trung học năm học 2022 - 2023

Cuộc thi khoa học - kỹ thuật cấp quốc gia học sinh trung học năm học 2022 - 2023

Khoa học - Công nghệ - Mỹ Dung - 1 giờ trước
Trong 3 ngày (22 - 24/3/2023), tại Tp. Hạ Long, tỉnh Quảng Ninh, Bộ Giáo dục và Đào tạo (Bộ GD&ĐT) phối hợp với UBND tỉnh Quảng Ninh tổ chức “Cuộc thi khoa học, kỹ thuật học sinh trung học lần thứ 11, năm học 2022 - 2023”.
Độc tố Botulinum nguy hiểm như thế nào?

Độc tố Botulinum nguy hiểm như thế nào?

Sức khỏe - PV - 1 giờ trước
Clostridium botulinum là một một loại vi khuẩn gây bệnh ở người. Việc nhiễm độc tố của vi khuẩn này gây ra các biến chứng nặng có thể dẫn đến suy hô hấp, liệt toàn thân, và nếu không can thiệp kịp thời có thể dẫn đến tử vong. Vậy ngộ độc Botulinum là gì? Triệu chứng ra sao? Cách điều trị và phòng bệnh như thế nào? đang là câu hỏi được nhiều người quan tâm. Sau đây chúng tôi xin cung cấp một số thông tin cơ bản để mọi người biết cách phòng độc tố này một cách tốt nhất.
Giải thưởng Thiếu nhi Dế Mèn lần 4 nhận tác phẩm dự thi đến hết ngày 20/4

Giải thưởng Thiếu nhi Dế Mèn lần 4 nhận tác phẩm dự thi đến hết ngày 20/4

Giáo dục dân tộc - Hồng Phúc - 1 giờ trước
Giải thưởng Thiếu nhi Dế Mèn lần 4/2023 vừa chính thức khởi động trở lại và sẽ nhận tác phẩm dự thi đến hết ngày 20/4.
Lào Cai tăng cường các biện pháp phòng, chống cháy rừng

Lào Cai tăng cường các biện pháp phòng, chống cháy rừng

Tin tức - Trọng Bảo - 1 giờ trước
Theo dự báo của cơ quan Khí tượng thủy văn, trong những ngày tới, toàn miền Bắc, trong đó có tỉnh Lào Cai sẽ xảy ra nắng nóng trên diện rộng, dài ngày, có nơi nắng nóng gay gắt, nguy cơ xảy ra cháy rừng rất cao. Để chủ động ứng phó với các tình huống cháy rừng có thể xảy ra, Chủ tịch UBND tỉnh Lào Cai vừa ban hành Công điện khẩn số 03/CĐ-UBND ngày 22/3/2023 yêu cầu các cơ quan, đơn vị, địa phương tập trung ứng phó phòng, chống cháy rừng trên địa bàn tỉnh.
Cô đỡ thôn, bản cần hỗ trợ những gì?

Cô đỡ thôn, bản cần hỗ trợ những gì?

Sức khỏe - PV - 1 giờ trước
Cô đỡ thôn, bản được xem như cánh tay nối dài của ngành y tế ở vùng đồng bào dân tộc thiểu số, miền núi trong chăm sóc sức khỏe bà mẹ và trẻ em. Tuy nhiên, chế độ, chính sách đối với đội ngũ này hơn 30 năm qua vẫn chỉ mang tính động viên, khuyến khích, cho nên rất cần có những chính sách, chế độ đãi ngộ tốt hơn để họ yên tâm, phát huy hết năng lực…
Tin trong ngày - 21/3/2023

Tin trong ngày - 21/3/2023

Kính mời quý vị và các bạn theo dõi bản Tin trong ngày của Báo Dân tộc và Phát triển. Bản tin hôm nay có những thông tin chính sau: Đoàn Thanh niên cần đối mới mạnh mẽ phương thức hoạt động trong bối cảnh chuyển đổi số; Cần Thơ xuất khẩu 18 tấn sầu riêng chính ngạch đầu tiên sang Trung Quốc; Hải quan Hải Phòng bắt giữ 7 tấn ngà voi nhập lậu; cùng các tin tức thời sự khác.
Nhận bóng bay của người lạ, nhóm học sinh bị ngộ độc

Nhận bóng bay của người lạ, nhóm học sinh bị ngộ độc

Sức khỏe - Hoàng Thùy - 1 giờ trước
Sáng 23/3, Trung tâm Y tế huyện Krông Ana, tỉnh Đắk Lắk cho biết, nhóm học sinh tiểu học bị ngộ độc tập thể, sức khỏe đã ổn định, nhưng Trung tâm Y tế huyện vẫn tiếp theo dõi sức khỏe các em đủ 24h theo quy định.
Giai đoạn 2023 - 2027, toàn tỉnh Quảng Ngãi có 306 Người có uy tín trong đồng bào DTTS

Giai đoạn 2023 - 2027, toàn tỉnh Quảng Ngãi có 306 Người có uy tín trong đồng bào DTTS

Người có uy tín - Minh Thu - 2 giờ trước
Chủ tịch UBND tỉnh Quảng Ngãi vừa ký ban hành Quyết định công nhận Người có uy tín trong đồng bào DTTS tỉnh Quảng Ngãi, giai đoạn 2023 - 2027. Theo Quyết định, giai đoạn 2023 - 2027, toàn tỉnh Quảng Ngãi có 306 Người có uy tín trong đồng bào DTTS.
Xếp hạng II cho Bảo tàng Mỹ thuật Đà Nẵng

Xếp hạng II cho Bảo tàng Mỹ thuật Đà Nẵng

Sắc màu 54 - Anh Trúc - 2 giờ trước
Ngày 22/3, Chủ tịch UBND TP. Đà Nẵng đã ban hành quyết định xếp hạng II đối với Bảo tàng Mỹ thuật Đà Nẵng. Đây là 1 trong 4 Bảo tàng Mỹ thuật công lập trên cả nước.
Ban Dân tộc tỉnh Bắc Kạn: Tuyên truyền về bình đẳng giới tại xã Cổ Linh

Ban Dân tộc tỉnh Bắc Kạn: Tuyên truyền về bình đẳng giới tại xã Cổ Linh

Xã hội - PV - 2 giờ trước
Ngày 22/3, Ban Dân tộc tỉnh Bắc Kạn phối hợp với Trung tâm Văn hóa tỉnh Bắc Kạn tổ chức hoạt động tuyên truyền về bình đẳng giới tại Trường Phổ thông dân tộc bán trú THCS Cổ Linh, xã Cổ Linh (Pác Nặm).
10 gương mặt trẻ Việt Nam tiêu biểu năm 2022

10 gương mặt trẻ Việt Nam tiêu biểu năm 2022

Tin tức - PV - 2 giờ trước
Lễ Tuyên dương và trao Giải thưởng Gương mặt trẻ Việt Nam tiêu biểu năm 2022 được tổ chức tại Hà Nội ngày 23/3/2023.