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
Ghi nhận từ công cuộc chuyển đổi số ở Bắc Giang

Ghi nhận từ công cuộc chuyển đổi số ở Bắc Giang

Trong 3 năm liên tiếp (2020, 2021, 2022), tỉnh Bắc Giang dẫn đầu cả nước về lĩnh vực “Xây dựng và phát triển chính quyền điện tử, chính quyền số” trong chỉ số cải cách hành chính cấp tỉnh. Năm 2021, 2022, tỉnh Bắc Giang xếp thứ 10/63 tỉnh, thành phố cả nước về chỉ số chuyển đổi số cấp tỉnh.
Tin nổi bật trang chủ
Thực hiện Chương trình giáo dục phổ thông mới ở vùng DTTS: Tìm giải pháp căn cơ trên lộ trình thực hiện (Bài 3)

Thực hiện Chương trình giáo dục phổ thông mới ở vùng DTTS: Tìm giải pháp căn cơ trên lộ trình thực hiện (Bài 3)

Giáo dục - Thúy Hồng - 3 giờ trước
Đảng và Nhà nước ta khẳng định: “Giáo dục là quốc sách hàng đầu”, chọn khoa học và giáo dục làm khâu đột phá cho phát triển, chọn giáo dục làm tiền đề, làm xương sống của phát triển bền vững. Việc đổi mới toàn diện giáo dục trong giai đoạn hiện nay là rất cần thiết. Tuy nhiên đổi mới giáo dục như thế nào để phù hợp với thực tiễn cần phải có giải pháp căn cơ.
Chia sẻ thành tích của con trên mạng xã hội: Lợi bất cập hại

Chia sẻ thành tích của con trên mạng xã hội: Lợi bất cập hại

Xã hội - Trương Vui - 3 giờ trước
Một năm học khép lại cũng là lúc mạng xã hội tràn ngập hình ảnh giấy khen, bảng điểm, kết quả học tập của con trẻ do chính các bậc phụ huynh chia sẻ. Hành động tưởng chừng rất bình thường nhưng lại vô tình “tiếp tay” cho những kẻ lừa đảo thu thập dữ liệu và thực hiện nhiều hành vi lừa đảo tinh vi sau này.
Vân Canh (Bình Định): Cán bộ

Vân Canh (Bình Định): Cán bộ "đá bóng" trách nhiệm, đồng bào DTTS "dài cổ" chờ được cấp đất sản xuất

Bạn đọc - Lê Phương - 3 giờ trước
Xã Canh Thuận, huyện Vân Canh (Bình Định) là địa phương đặc biệt khó khăn, hầu hết người dân là đồng bào dân tộc thiểu số (DTTS) nghèo cần được hỗ trợ đất sản xuất. Thực hiện Quyết định 755/QĐ-TTg ngày 20/5/2013 của Thủ tướng Chính phủ (QĐ 755), từ năm 2015, xã đã lập phương án cấp 30ha đất sản xuất cho 30 hộ nghèo, đồng thời hỗ trợ thêm mỗi hộ 10 triệu đồng. Trong đó, 9 triệu đồng dành để khai hoang, 1 triệu đồng mua cây giống. Tuy nhiên, khi thực hiện một số cán bộ địa phương thiếu trách nhiệm, cố tình làm khống hồ sơ để trục lợi, gây mất niềm tin trong Nhân dân.
Những ngôi nhà bích họa trên đỉnh Mã Pì Lèng

Những ngôi nhà bích họa trên đỉnh Mã Pì Lèng

Du lịch - Quỳnh Lưu - 3 giờ trước
Từ những bàn tay khéo léo của những họa sĩ tài ba thực hiện, hoàn thành đúng vào dịp diễn ra Lễ hội chợ Phong Lưu Khâu Vai năm 2023, bốn ngôi nhà trên đèo Mã Pì Lèng, huyện Mèo Vạc (Hà Giang) đã trở thành điểm nhấn thu hút du khách, đặc biệt là những bạn trẻ đến chiêm ngưỡng chụp ảnh.
Bắc Giang: Nhiều địa phương có đông đồng bào DTTS tỷ lệ tham gia BHXH tự nguyện cao

Bắc Giang: Nhiều địa phương có đông đồng bào DTTS tỷ lệ tham gia BHXH tự nguyện cao

Tin tức - Trang Diệp - 3 giờ trước
Vừa qua, kết thúc đợt cao điểm vận động người dân tham gia bảo hiểm xã hội (BHXH) tự nguyện, toàn tỉnh Bắc Giang có thêm 5.210 người tham gia, vượt 59% kế hoạch đề ra, tăng gấp 3,7 lần so với 4 tháng đầu năm 2023 và cao hơn 371 người so với Tháng cao điểm năm 2022.
Thúc đẩy mối quan hệ hữu nghị Việt Nam - Nhật Bản

Thúc đẩy mối quan hệ hữu nghị Việt Nam - Nhật Bản

Sáng 3/6, tại thị xã Sa Pa, tỉnh Lào Cai, đồng chí Trương Thị Mai, Ủy viên Bộ Chính trị, Thường trực Ban Bí thư, Trưởng Ban Tổ chức Trung ương, Chủ tịch Nhóm nghị sĩ hữu nghị Việt Nam - Nhật Bản đã chủ trì cuộc họp lần thứ 3 Nhóm Nghị sĩ hữu nghị Việt Nam - Nhật Bản.
Tuyên Quang: Tín dụng chính sách

Tuyên Quang: Tín dụng chính sách "mở lối" thoát nghèo cho người dân

Kinh tế - Phương Linh - 3 giờ trước
Tín dụng chính sách không chỉ là "người bạn" đồng hành thân thiết của đồng bào các dân tộc thiểu số tại tỉnh Tuyên Quang mà còn là "trụ đỡ" trong công tác giảm nghèo của tỉnh. Thông qua nguồn vốn ưu đãi, nhiều hộ dân ở địa phương đã từng bước vươn lên, thoát nghèo bền vững.
“Bán đất như thế khác gì bán vịt trời cho dân”

“Bán đất như thế khác gì bán vịt trời cho dân”

Pháp luật - Việt Thắng – Nguyễn Khánh - 3 giờ trước
25 năm trước, gần 200 hộ dân được mua đất ở do xã Diễn Trung, huyện Diễn Châu (Nghệ An) bán. Đến nay, những hộ dân này vẫn không được cấp giấy chứng nhận quyền sử dụng đất (bìa đỏ) vì…xã bán trái thẩm quyền.
Ngày Môi trường Thế giới 5/6: Thế giới đối mặt với ô nhiễm nhựa

Ngày Môi trường Thế giới 5/6: Thế giới đối mặt với ô nhiễm nhựa

Môi trường sống - PV - 3 giờ trước
Ngày Môi trường Thế giới 5/6/2023 được Chương trình Môi trường Liên hợp quốc (UNEP) phát động với chủ đề “Giải pháp cho ô nhiễm nhựa”, trong đó tập trung thực hiện chiến dịch “Chống ô nhiễm nhựa”.
V-League 2023 và những cuộc chiến ở

V-League 2023 và những cuộc chiến ở "đỉnh" và "đáy"

Thể thao - Giải trí - PV - 3 giờ trước
Vòng 11 V-League 2023 chứng kiến cả chung kết "xuôi" và "ngược". Ở trên đỉnh, Thanh Hóa liệu có bứt đi hay CAHN níu lại. Còn dưới đáy, SHB Đà Nẵng và B.Bình Dương, ai sẽ phát huy bản năng "sinh tồn" để trỗi dậy trước khi quá muộn.
Điện Biên phá thành công đường dây ma túy xuyên quốc gia

Điện Biên phá thành công đường dây ma túy xuyên quốc gia

Pháp luật - PV - 3 giờ trước
Sáng 5/6, Ban giám đốc Công an tỉnh Điện Biên thông tin, Công an tỉnh Điện Biên vừa phối hợp Cục Cảnh sát Điều tra tội phạm về ma túy (Bộ Công an) và Công an các tỉnh Bắc Lào phá thành công một chuyên án chung; bắt giữ ba đối tượng; thu giữ 7 bánh heroin (khối lượng khoảng 2,5kg), 6.000 viên ma túy tổng hợp và nhiều vật chứng liên quan.