Chuyển gen chịu hạn vào cây ngô: Đừng lạc quan quá!

Chia sẻ sự vui mừng về thông tin Viện Nghiên cứu Ngô chuyển thành công gen chịu hạn vào cây ngô mới đây, tuy nhiên PGS.TS Lê Huy Hàm (ảnh), Viện trưởng Viện Di truyền nông nghiệp cho rằng, không nên quá lạc quan về kết quả này. Bởi để tạo ra được giống ngô chuyển gen chịu hạn thành công không hề đơn giản.

PGS.TS Lê Huy Hàm nói, để tạo ra được một giống cây trồng biến đổi gen (BĐG) là một vấn đề vô cùng phức tạp, hao tổn thời gian, nhân lực và nguồn kinh phí khổng lồ chứ không hề đơn giản ngày một ngày hai.

Theo các công trình nghiên cứu gần đây dựa trên cơ sở khảo sát 6 Cty nghiên cứu và đã tạo ra cây trồng BĐG: Số năm từ nghiên cứu phát hiện tính trạng đến khi có sản phẩm cây trồng BĐG được SX thương mại dao động từ 11 đến 17 năm, lâu nhất có thể tới 24 năm. Giá thành tạo ra và đưa vào SX một giống cây trồng BĐG giai đoạn trước năm 2005 là từ 50-100 triệu USD (các tính trạng đơn gen như kháng sâu, kháng thuốc diệt cỏ). 

Để nghiên cứu tạo ra và được phê chuẩn một sự kiện chuyển gen mang một tính trạng, cần có sự tham gia của trên 4.000 người, bao gồm các nhà khoa học, nông dân và cán bộ quản lý, với trung bình 6.200 gen đã được nghiên cứu với tổng chi phí 136 triệu đô la Mỹ, cùng hơn 2.000 thử nghiệm đồng ruộng được tiến hành. Với sự phức tạp đó, thế giới hiện nay chỉ có 11 Cty và 11 quốc gia đã tạo ra và đưa vào SX các cây trồng BĐG...

Đối với gen chịu hạn, thế giới hiện nay chưa từng ghi nhận trường hợp nào cho ra đời được sản phẩm giống cây trồng BĐG chịu hạn thành công, bởi nghiên cứu chuyển gen chịu hạn là vô cùng phức tạp. Tập đoàn Monsanto mới đây thông báo là đã thành công trong việc chuyển gen chịu hạn, nhưng thực tế họ vẫn chỉ đang tiếp tục nghiên cứu khảo nghiệm và chưa có sản phẩm thương mại. Vì vậy, việc Viện Nghiên cứu Ngô cho rằng đã chuyển thành công gen chịu hạn vào ngô là thông tin cần phải nghiên cứu kỹ và không nên quá kỳ vọng vào sự thành công.

Vì sao tạo ra giống cây BĐG chịu hạn lại khó như vậy, thưa ông?

Khả năng chịu hạn trên cây trồng được quy định bởi rất nhiều gen khác nhau. Hiện nay đối với cây mô hình đơn giản nhất cũng có tới 300 gen quy định khả năng chịu hạn.

Muốn chuyển gen chịu hạn, trước hết phải tìm ra nguồn gen. Chẳng hạn cây lúa hiện nay có tới 35-40 nghìn gen. Trong số này, anh phải tìm trong đó những gen nào là gen quy định khả năng chịu hạn. Việc này khó hơn cả mò kim đáy biển, bởi tính trạng chịu hạn của cây trồng không phải chỉ được quy định bởi đơn gen, mà được quy định bởi rất nhiều gen kết hợp lại.

Chẳng hạn: Gen quy định tính trạng tăng độ dày lớp sáp trên lá giúp tăng tính chịu hạn, bởi nó điều chỉnh việc tăng hay giảm độ mở khí khổng trên lá; gen quy định tăng cường số lượng, sức khỏe hay độ xuyên sâu của bộ rễ cũng tăng cường tính chịu hạn; gen quy định tăng áp suất thẩm thấu rễ cũng tăng tính chịu hạn, gen quy định cứng cây, gen quy định khử độc tố khi xảy ra hạn cũng giúp tăng khả năng chịu hạn...

Tóm lại, tính trạng chịu hạn của cây trồng hiện nay, người ta cho rằng nó được quy định bởi cả “ngàn lẻ một” khả năng.

Nghĩa là muốn có giống cây trồng BĐG chịu hạn, phải chuyển cả hệ đa gen thì mới thành công?

Không hẳn là phải thật nhiều gen chịu hạn vào cây nhận gen thì sẽ thành công, mà đôi khi có thể chỉ cần một số gen nào đó cũng có thể thành công, vấn đề là xác suất thành công là vô cùng nhỏ bé, phải trải qua quá tình dày công thực nghiệm và cũng phải cần một chút may mắn nữa.

Tìm ra nguồn gen cho đã khó, chuyển nguồn gen ấy thế nào vào cây nhận gen để nó thể hiện được tính trạng tối ưu nhất càng vô vàn khó. Bởi muốn đưa gen cho vào cây nhận, phải sửa mã gen để nó có biểu hiện tốt nhất ở cây nhận gen. Đó là chưa nói khi chuyển gen lạ vào cây mục đích (cây nhận gen), có thể phá vỡ cấu trúc gen, làm ảnh hưởng đến các tính trạng sẵn có ban đầu của cây đích.

Do chuyển gen vào cây nhận gen (nhất là cây một lá mầm như ngô) thường rất khó nên trước hết, người ta phải chuyển trước gen cho vào cây mô hình để “test” gen ấy trên cây mô hình. Nếu may mắn tìm ra được biểu hiện tốt trên cây mô hình rồi, mới có thể chuyển sang cây mục đích.

Chuyển gen vào cây mô hình đã phức tạp, chuyển qua cây mục đích càng phức tạp do phải dò dẫm làm sao tìm ra vị trí tối ưu nhất để gen nhận phát huy tính trạng tốt nhất, đồng thời không làm mất đi tính trạng sẵn có của cây mục đích. Chỉ khi nào tìm ra được vị trí chuyển gen đạt được yêu cầu đó, mới có thể gọi là sự kiện chuyển gen đã thành công. Đây là quá trình vô cùng bền bỉ, tốn kém và mệt mỏi.

Quy trình chuyển gen vào cây ngô bằng phương pháp sử dụng Agrobacterium

Vậy thế nào thì có thể gọi là sự kiện chuyển gen đã thành công, thưa ông?

Khi đưa cho anh một cấu trúc mang gen nào đó, anh chuyển được nó vào cây mục đích mà gen đó hoạt động ổn định, cũng như có biểu hiện tính trạng ổn định trên cây trồng ấy, đồng thời không làm mất đi tính trạng tốt trước đó (chẳng hạn không làm giảm năng suất, khả năng chống chịu...), thì có thể gọi là sự kiện chuyển gen thành công.

Vậy như Viện Nghiên cứu Ngô đã chuyển được các gen chịu hạn vào ngô, các gen này đã hoạt động ổn định trong cây ngô mục đích rồi thì đã gọi là thành công chưa?

Như đã nói, việc chuyển một gen vào cây mục đích là một chuyện, gen ấy khi ở trong cây mục đích có hoạt động không, biểu hiện theo chiều hướng thế nào đối với cây trồng trên đồng ruộng lại là một câu chuyện phức tạp khác.

Ví dụ: sau khi chuyển gen chịu hạn ấy vào cây ngô rồi, cây ngô ấy có thể tăng khả năng chịu hạn, cũng có thể không cải thiện gì khả năng chịu hạn, thậm chí làm giảm khả năng chịu hạn cũng nên. Vì vậy, trường hợp mới chỉ chuyển được gen chịu hạn vào cây ngô, chưa thể khẳng định rằng sự kiện chuyển gen ấy đã thành công hay không. Nhất là khả năng chịu hạn lại quy định bởi đa gen nên mới chỉ chuyển được một vài gen vào thì khó mà có được biểu hiện rõ ràng.

Đó là chưa nói, trước hết cần phải chứng minh gen được chuyển vào cây mục đích đã thực sự hoạt động ổn định hay chưa? Tóm lại là phải có khảo nghiệm nhân tạo hoặc khảo nghiệm trên đồng ruộng dài hạn, xem năng suất có đạt so với đối chứng hay không, khả năng chịu hạn có tăng rõ rệt hay không thì mới có thể khẳng định gen ấy đã phát huy tác dụng.

Vậy ông đánh giá thế nào về khả năng thành công của Viện Nghiên cứu Ngô về việc chuyển gen chịu hạn?

Tôi cho rằng họ mới chỉ bước đầu thành công. Mà bước đầu thành công đối với chuyển gen thì vô vàn lắm. Có thể một tháng đã bước đầu thành công, cũng có thể 3 năm, 5 năm, thậm chí 100 trăm cũng chỉ mới dừng lại ở bước đầu thành công nên khó có thể khẳng định được liệu có cho ra đời được giống ngô chuyển gen chịu hạn thật sự hay không.

Còn thời điểm này, nói đã thành công thì hơi lạc quan quá.

Xin cảm ơn ông!