Tiềm năng ứng dụng cây trồng chỉnh sửa gen tại Việt Nam

Công nghệ chỉnh sửa gen là gì?

Theo TS. Đặng Ngọc Chi, Chủ tịch Nhóm làm việc về công nghệ sinh học (CNSH) và Giống cây trồng tổ chức CropLife Việt Nam, chỉnh sửa gen để chỉ những kỹ thuật/ công cụ công nghệ sinh học hiện đại được các nhà khoa học sử dụng để tạo ra những thay đổi chính xác trên hệ DNA của một sinh vật, hay còn gọi là hệ gen. Chỉnh sửa gen đang ngày càng được ứng dụng rộng rãi để tạo ra những giống cây trồng sử dụng làm thực phẩm và thức ăn chăn nuôi.

TS Đặng Ngọc Chi cũng phân tích thêm, cả hai loại cây trồng chỉnh sửa gen và biến đổi gen/ chuyển gen đều có những thay đổi về DNA từ kết quả của việc sử dụng các kỹ thuật khác nhau của công nghệ sinh học. Tuy nhiên cây trồng chỉnh sửa gen và biến đổi gen khác nhau bởi cách thức tạo ra những thay đổi này:

Về cây trồng chỉnh sửa gen, công cụ chỉnh sửa gen cho phép các nhà chọn tạo giống tạo ra những thay đổi chính xác đối với DNA của thực vật. Trong đó một số kỹ thuật chỉnh sửa gen sẽ tạo ra những thay đổi nhỏ mà không cần đưa vào hệ gen thực vật DNA của một sinh vật khác (sinh vật ngoại lai). Kỹ thuật này sẽ tạo ra những cây trồng tương đồng với những cây trồng được tạo ra bằng phương pháp lai truyền thống. Hầu hết các sản phẩm/ ứng dụng chỉnh sửa gen phổ biến hiện nay đều đi theo kỹ thuật này

Một số kỹ thuật chỉnh sửa gen khác sẽ chèn DNA của sinh vật ngoại lai vào cây trồng – kết quả của phương pháp này sẽ tạo ra những cây trồng tương tự như cây trồng biến đổi gen.

Cây trồng biến đổi gen là việc các nhà khoa học sẽ dùng kỹ thuật chuyển gen sẽ đưa DNA ngoại lai vào cây trồng để tạo ra những thay đổi có chủ đích, từ đó tạo ra những tính trạng mong muốn. Kết quả của quá trình này là tạo ra những cây trồng chuyển gen không thể được tìm thấy trong tự nhiên hoặc không thể được tạo ra bằng phương pháp lai truyền thống.

Về việc đánh giá và quy định phát triển giống chuyển gen, ông Trần Xuân Định, Phó Chủ tịch, Tổng Thư Ký – Hiệp hội thương mại giống cây trồng Việt Nam (VSTA) cho rằng, giống cây trồng được tạo ra bằng những phương pháp cải tiến không nên được đánh giá và quy định khác biệt so với cây trồng thông thường nếu chúng là tương đương hoặc không thể phân biệt so với giống cây được tạo ra bằng phương pháp lai truyền thống.

Nếu sản phẩm cuối được tạo ra từ công nghệ chỉnh sửa gen (cây trồng chỉnh sửa gen) không chứa một tổ hợp vật liệu di truyền mới hoặc sản phẩm cây trồng cuối chỉ mang đoạn chèn bền vững của vật liệu di truyền được kế thừa từ các giống trong cùng loài; hoặc bất kỳ hình thức nào liên quan đến đột biến thì sẽ được quản lý như cây trồng được tạo ra bằng phương pháp lai tạo truyền thống.

Ông Định cũng cho rằng cần sớm hoàn thiện khung hướng dẫn pháp lý cụ thể cho cây trồng chỉnh sửa gen và các sản phẩm cây trồng được tạo ra bằng phương pháp lai tạo cải tiến. Khung pháp lý cần dựa trên cơ sở khoa học, có tính dự báo và hài hoà với tiêu chuẩn quốc tế để tối ưu hoá tiềm năng của công nghệ đồng thời đảm bảo được việc ứng dụng có hiệu quả, bền vững các giải pháp này trong định hướng phát triển nông nghiệp chung.

Ứng dụng công nghệ chỉnh gen tại Việt Nam

TS Đỗ Tiến Phát , Trưởng phòng Công nghệ tế bào thực vật, Viện Công nghệ sinh học, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam cho biết từ phương pháp chọn giống trước đây, các nhà khoa học Việt Nam đã áp dụng hệ thống CRISPR/Cas. Phương pháp này cho phép nhà nghiên cứu thêm hay xóa một đoạn gen, tùy chỉnh mức độ biểu hiện của gen đích, hay thay đổi cấu trúc nhiễm sắc thể… theo chủ đích, cho phép độ chính xác cao.

TS Phát nói: "Công nghệ giúp chúng ta phát hiện ra gen cần chỉnh sửa sau đó có thể chỉnh chính xác gen đó để cho ra tính trạng tốt hơn".

TS Đỗ Tiến Phát cũng là đại diện nhóm nhà khoa học đã phát triển và ứng dụng thành công các hệ thống CRISPR/Cas trong nghiên cứu cơ bản và cải tạo các giống cây thuốc lá, đậu tương, đu đủ, cà chua, dưa chuột và lúa. Các kết quả nghiên cứu được xuất bản trên nhiều tạp chí quốc tế uy tín đã khẳng định thành công của nhóm.

Điển hình, các nhà khoa học đã chỉnh sửa gen trên giống đậu tương ĐT26, cho ra đời giống đậu mới có hàm lượng đường khó tiêu giảm từ 30-50%. Giống đậu này đang được khảo nghiệm trong nhà lưới qua các vụ để đánh giá tính ổn định gen di truyền. Thời gian tới, các nhà khoa học sẽ khảo nghiệm giống đậu mới trên đồng ruộng có kiểm soát.

"Quan trọng nhất, chúng tôi đã quan sát, tính trạng nông - sinh học vốn có của cây đậu tương vẫn duy trì qua nhiều thế hệ, không bị thay đổi", TS Đỗ Tiến Phát khẳng định và kỳ vọng những giống này sẽ sớm được đưa vào thực tiễn, phục vụ sản xuất.

Cùng với đó, nhóm nghiên cứu của Viện Công nghệ sinh học phối hợp với Viện Di truyền nông nghiệp để phát triển các dòng đậu tương đột biến hàm lượng dinh dưỡng Omega-9 tăng vọt trên 80%, so với giống gốc chỉ 20%. Kết quả này hoàn toàn phù hợp với các kết quả nghiên cứu trước đây của giống đậu tương chỉnh sửa gen của Mỹ và Trung Quốc đã được thương mại hóa gần đây.

TS Nguyễn Duy Phương, Trưởng Bộ môn Bệnh học phân tử, Viện Di truyền Nông nghiệp cho biết Viện Di truyền nông nghiệp đã sớm tiếp cận với công nghệ đột biến chính xác bằng CRISPR/Cas từ năm 2017. Viện cũng là đơn vị đầu tiên tại Việt Nam được giao thực hiện đề tài nghiên cứu cấp Nhà nước về ứng dụng công nghệ CRISPR/Cas.

Theo TS Nguyễn Duy Phương, phát triển công nghiệp nặng đã khiến các diện tích canh tác nông nghiệp bị ô nhiễm kim loại nặng, trong đó nguy hiểm nhất là Asen, Cadmium và chì, rất có hại cho sức khỏe con người, vật nuôi và cây trồng.

"Định hướng nghiên cứu của viện tập trung vào phát triển dòng lúa đột biến chủ lực TBR225. Dòng lúa được phát triển sau này sẽ giúp giảm thiểu nguy cơ nhiễm độc kim loại Cadmium khi lúa được canh tác trên vùng đất có hàm lượng Cadmium cao, góp phần bảo vệ sức khỏe cộng đồng", TS Nguyễn Duy Phương khẳng định.

Bên cạnh đó, giống TBR225 cũng được cải tiến tính kháng bệnh bạc lá. Tính kháng đã được đánh giá qua 3 thế hệ liên tục để chứng minh sự di truyền ổn định. Điều đặc biệt là các đặc tính nông - sinh học, cũng như chất lượng của các dòng lúa TBR225 đột biến, được duy trì tương tự so với giống gốc ban đầu. Giống mới khắc phục hoàn toàn nhược điểm của các chương trình chọn giống phân tử tạo giống lúa kháng bệnh bạc lá bằng các phương pháp khác trước đây.

Đỗ Hương