Bản tin khoa học Bùi Chí Bửu

TINKHOAHOC. Ứng dụng đột biến để nghiên cứu genome học chức năng của cây trồng; FAO: Đầu tư cho nông nghiệp của nước đang phát triển phải tăng 50% để nuôi sống 9,1 tỷ dân trên thế giới vào năm 2050; Monsanto dự báo: Châu Phi sẽ gia tăng cây trồng biotech; Xem video trực tuyến về con người vĩ đại Norman Borlaug; Hội nghị thường niên về Sinh Lý Cây Trồng và Biến Dưỡng; Tiến hoá của p53/p63/p73 hơn một tỷ năm; Tác động của truyền thông trong công nghệ sinh học nông nghiệp: Cà tím biến đổi gen. Đó là những tin chọn lọc trong bản tin khoa học Bùi Chí Bửu tuần này.

Ứng dụng đột biến để nghiên cứu genome học chức năng của cây trồng
Năm 2008 là năm có nhiều sự kiện quan trọng về giải mã trình tự các bộ gen của cây trồng chủ lực như ngô, đậu tương. Tuy nhiên, có hơn 50% gen chưa biết chức năng trong từng bộ gen, là thách thức cho nghiên cứu và sử dụng bộ gen cây lúa và nhiều loài mễ cốc khác, trong cải tiến giống cây trồng. Áp dụng đột biến hoá học và vật lý để tạo nên những phân tử DNA được gắn thêm chức năng (gain function) hoặc mất chức năng (loss function) là chiến lược của ngành “functional genomics”. Phương pháp đột biến truyền thống đã và đang được áp dụng cho nghiên cứu di truyền theo chiều thuận (forward genetics). TILLING là phương pháp mới để nghiên cứu di truyền ngược (reverse genetics) nhằm xác định biến dị di truyền mới khi thay đổi ở mức độ từng nucleotide; điều này cho phép chúng ta phân tích chức năng của gen chưa được biết. Thí dụ như, nhiều biến dị của locus waxy trong bộ gen cây lúa mì đã được xác định thông qua phương pháp TILLING. Hiện nay, có hơn 2.672 mutants đã trở thành giống cây trồng chủ lực của 170 loài thực vật trên thế giới (Lagoda 2008). Chọn giống truyền thống bằng phương pháp đột biến yêu cầu trãi qua 3 gia đoạn: kích hoạt tạo ra sự cải biên, đánh giá, và chọn ra giống mới. Đối với nội dung chọn giống không truyền thống trên cơ sở chuỗi trình tự của genome, có ít nhất 23 loài cây trồng đã và đang được giải trình tự, hoặc sắp được hoàn thành (Phillips 2008). Protein của nội nhũ ngô thường thiếu 2 amino acid quan trọng, đó là lysine và trypthophan. Người ta đã phát triển giống ngô có hàm lượng protein tuyệt hảo với tên gọi là “quality protein maize” (viết tắt QPM). Trong đó, gen opaque 2 đã được sử dụng kết hợp với các gen phụ có tính chất “modifier” hàm lượng amino acid, định vị trên nhiễm sắc thể số 7. Tương tự, người ta cũng thực hiện thành công các gen floury 2, opaque 7, opaque 6, floury 3 định vị trên nhiễm sắc thể 4, 10, chưa rõ, và 8, theo thứ tự (Xu et al. 2008). Tương tác không alen giữa gen opaque 2 và các gen đột biến điều khiển hàm lượng lysine cao, đã được khẳng định nhờ kỹ thuật genome. Điều này có ý nghĩa đáng kể trong chọn tạo giống ngô QPM nhờ chỉ thị phân tử. Đối với chất lượng dầu của hạt hướng dương, dòng đột biến có hàm lượng oleic acid cao (>80%), hàm lượng cao palmitic hoặc stearic acid (>25%), hàm lượng tổng số ở mức độ thấp các acid béo bảo hoà và hàm lượng cao của tocopherol dạng beta- (>65%), gamma- (>95%), và delta- (>45%) were reported (Fernandez et al. 2008) để có được tính ổn định tối đa về ôxy hoá. Các giống lúa đột biến đáp ứng nhu cầu cho bệnh nhân đái tháo đường đã được chú ý (Wu et al. 2008) với giá trị thấp calorie và chỉ số glycemic thấp. Kỹ thuật tạo giống lúa có hàm lượng phytic acid thấp cũng như đậu tương, lúa mì, ngô, v.v../ đã được công bố (Chen et al. 1958, Wilcox et al. 2000, Lot et al 1995, 2000, Rasmunsen and Hazack 1998, Raboy et al. 1998, 2001). Hai giống lúa chủ lực ở ĐBSCL: OM1490 và OMCS2000 đã được xử lý phóng xạ bằng gamma 60Co nhằm tạo ra các đột biến có hàm lượng phytic acid thấp đã được so sánh với giống mutant của Trung Quốc Xie Qing Zao (lpa đối chứng). Microsatellite markers được tìm thấy có liên kết chặt chẽ với gen lpa là RM207 trên nhiễm sắc thể số 2 (Buu and Lang 2006, 2007, 2008), và RM3199 trên nhiễm sắc thể số 3 (Liu et al. 2007). Phân tích alen đối với gen lặn lpa cũng được thực hiện tại CLRRI. Các mutants có tính bắt chước vết bệnh của bệnh đạo ôn trên lúa, biểu thị sự chết của tế bào có tính chất tự phát sinh, khi không có bất cứ sự lây nhiễm nào của pathogen; đã được IRRI nghiên cứu rất sớm và gần đây Kang và ctv. (2008) đã công bố sự đa dạng các “spots” có trên mặt lá lúa. Kho tàng kiến thức ngày càng tăng về sự kiện tổn thương DNA, sửa lỗi của DNA và phát sinh đột biến sẽ là những mô phỏng cho kỹ thuật kích thích đột biến gen có hiệu quả, phục vụ đắc lực cho nhà chọn giống (Shu 2008). Nguồn: Bùi chí Bửu1 và Nguyễn thị Lang2
1Viện KHKTNN Miền Nam; 2Viện Lúa ĐBSCL; buichibuu@hcm.vnn.vn

Monsanto dự báo: Châu Phi sẽ gia tăng cây trồng biotech
Theo nguồn tin của Aya Takada, Bloomberg, 9-10-2009; Công Ty Monsanto, nơi sản xuất hạt giống cây trồng lớn nhất thế giới, đã dự báo rằng các quốc gia Châu Phi sẽ phải gia tăng cây trồng biotech (cây biến đổi gen) để có được an ninh lương thực và phát triển kinh tế của vùng do khí hậu thay đổi. Burkina Faso có kế hoạch gia tăng gấp đôi diện tích canh tác bông vải kháng sâu vào năm tới. Natalie DiNicola, Giám Đốc chính sách cộng đồng và năng suất bền vững của Monsanto đã trả lời phỏng vấn rằng: giống ngô biến đổi gen chịu hạn có thể được du nhập vào khu vực “sub-Saharan: vào năm 2017. Trồng trọt ở các nước đang phát triển cần đầu tư 83 tỷ USD / năm để nuôi sống thế giới vào năm 2050, FAO đã công bố chính kiến này trong tuần. DiNicola đã nói tại Tokyo rằng: Châu Phi chịu ảnh hưởng của thay đổi khí hậu hơn của hơn 95% cây trồng dựa vào nước trời ở khu vực cận Sahara. Năng suất bắp của vùng cận Sahara khoảng 1 tấn / ha, so với 8 t/ha của Hoa Kỳ. Giống chống chịu hạn sẽ làm tăng năng suất 25-30% trong 10 năm. Khoảng 218 triệu dân Châu Phi (chiếm 30% dân số ở đây) đang bị đói và thiếu dinh dinh dưỡng. Liên hệ AgBioView [agbioworld@yahoo.com]

FAO: Đầu tư cho nông nghiệp của nước đang phát triển phải tăng 50% để nuôi sống 9,1 tỷ dân trên thế giới vào 2050 Nguồn: Agence France-Presse, ngày 9-10-2009. Các nước đang phát triển cần được đầu tư cho nông nghiệp 83 tỷ đô la Mỹ mỗi năm để thoả mãn nhu cầu lương thực, đáp ứng dân số toàn cầu 9,1 tỷ dân vào năm 2050. Con số 83 tỷ USD là tệ lệ tăng 50% so với hiện nay. Hơn một phần ba của nó, tức 29 tỷ đô la sẽ được đầu tư cho 2 quốc gia lớn nhất: Trung Quốc và Ấn Độ. Theo vùng; sub-Saharan Africa sẽ cần có 11 tỷ đô la, Latin America và vùng Caribbean cần 20 tỷ đô la, Cận Đông và Bắc Phi cần 10 tỷ đô la, Nam Á cần 20 tỷ đô la, và Đông Á cần 24 tỷ đô la (10/8). Theo New York Times, "Hiện nay có 7% trẻ em Trung Quốc dưới 5 tuổi bị thiếu cân, Ấn Độ là 43%, vùng cận Sahara là 28%”. Xem http://www.fao.org

Xem Borlaug Memorial Online now!
Xem video Hồi ức về nhân vật vĩ đại Borlaug on-line theo địa chỉ http://kamu.publicbroadcasting.net/tvstreaming.html và nhấp chuột vào "Watch Now"

Hội nghị thường niên về Sinh Lý Cây Trồng và Biến Dưỡng
Vào ngày thứ Tư, 4 tháng 11, năm 2009; Division C02 tổ chức buổi nói chuyện trong hội nghị hàng năm tại Pittsburgh. Thời gian 12:55 đến 3:15 pm, phòng 306 của Trung Tâm Hội Nghị Pitsburgh. Chủ đề “General Crop Physiology and Metabolism: I” Liên hệ với Bjorn Martin, CSSA Division C02 Chair, Department of Plant and Soil Sciences, 480 Agricultural Hall, Oklahoma State University, Stillwater, OK 74078, Hoa Kỳ, bjorn.martin@okstate.edu (email)

Tiến hoá của p53/p63/p73 hơn một tỷ năm
Vladimir A. Belyi and Arnold J. Levine thuộc Viện Nghiên cứu Princeton, Hoa Kỳ đã báo cáo tên tạp chí PNAS về cấu trúc của vùng protein p73 có tính chất oligomer, sản sinh ra một protein có tinh chất tetrameric; người ta so sánh nó với p63 (quan hệ rất gần) và p53 (quan hệ xa hơn). Đây là thông tin rất mới về hiện tượng tiến hoá có tính chất so sánh của 3 protein p53, p63, p73 và nhiều hơn nữa. Bộ gen người có 3 gen mã hoá các yếu tố phiên mã p53, p63, và p73, chúng liên quan rất chặt chẽ về tính tương đồng với một vài chức năng giống nhau và một vài chức năng khác nhau. Trong đó, p53 hoạt động ở các tế bào sô ma đáp ứng với stress (thí dụ tổn thương của DNA) làm giảm mức độ trung thực của tự tái bản DNA và sự phân bào, do sự tạo ra hiện tượng apoptosis (chết theo kế hoạch), hiện tượng hoá già hoặc dừng chu kỳ sinh sống của tế bào, hình thành nên chức năng ức chế khối u. Các dị hợp tử của người đối với thể đột biến p53 phát triển nên hàng loạt thể ung thư ở tuổi còn trẻ. p63 là một trong những yếu tố phiên mã cần có trong phát triển những lớp tế bào biểu mô. Người ta có một đột biến hiện diện trong một alen của gen như vậy, nó có thể cho ra hiện tượng sứt môi (cleft palate), sự bất bình thường của khung xương, và những bệnh ngoài da (EEC syndrome), nhưng chúng không thể phát triển thành ung thư ở mức độ nặng. p73 còn bao gồm hiện tượng phát triển hệ thống thần kinh trung ương và hệ thống miễn dịch. Xem chi tiết http://www.pnas.org/content/106/42/17609.extract?etoc

Tác động của truyền thông trong công nghệ sinh học nông nghiệp

Ngày 21-10-2009, Checkbiotech đã viết về vai trò của thông tin đại chúng và Chính Phủ: đây là cái vô cùng cần thiết cho công nghệ sinh học nông nghiệp phát triển. Đối với nhiều hạng mục tiến bộ gần đây các cử tri tin tưởng rằng các làm làm luật của họ hiểu ra rằng khoa học nằm sau các chủ đề nhiều tranh cãi như vậy và việc thông qua văn kiện pháp lý sẽ làm cho xã hội tốt hơn lên mà thôi. Trong khi khoa học có tính không kiên định của nó, thì rất nhiều sự thật của đại chúng được chuyển đến các nhà khoa học ngay sau đó; các nhà khoa học này thông báo lại cho những nhà làm luật. Những nghiên cứu đã qua cho thấy rằng nhà khoa học được xem xét như nguồn của sự thất đáng tin cậy; tuy nhiên, công luận muốn nhà khoa học cởi mỡ hơn, chia sẻ nhiều hơn kiến thức khoa học thông qua nguồn thông tin thí dụ như các cơ quan truyền thông đại chúng. Với nội dung có nhiều tranh cãi là công nghệ sinh học nông nghiệp, thông tin khoa học sự thực vô cùng cần thiết để có sự chấp nhận của đại chúng. Dr. Gary Wingenbach, Giáo sư khoa Agricultural Leadership, Education, and Communications của Đại Học Texas A&M, đã thu thập các dữ liệu từ năm 2004 đến 2005 nhằm xem xét lại các chấp nhận của nhà làm luật trong tương lai và trong hiện tại về công nghệ sinh học. Kết quả của nghiên cứu này được in ấn trên tạp chí Natural Resources and Life Sciences Education. Hai nhóm được tuyển lựa để nghiên cứu có tính chất mô tả này là những viên chức do dân bầu vào FFA (National Future Farmers of America) và các nhà làm luật của Hạ Viện và Thượng Viện của bang Texas. Cả hai nhóm đề dựa vào internet và nhật báo như nguồn cung cấp thông tin về CNSH nông nghiệp. Tuy nhiên các nhà làm luật của Texas đã sử dụng dịch vụ khuyến nông của hợp tác xã là công cụ có ý nghĩa thực tế hơn các viên chức chính phủ tiểu bang FFA, trong khi đó các viên chức này trông cậy hoàn toàn vào internet. Xem tài liệu tóm tắt http://www.jnrlse.org/view/2009/e08-0022.pdf . Đọc tài liệu đầy đủ 30 days sau đây trên tạp chí Natural Resources and Life Sciences Education website, http://www.jnrlse.org . Hoặc www.jnrlse.org/issues/ (Click on the Year, "View Article List," and scroll down to article abstract).

Cà tím biến đổi gen

K.S. Jayaraman viết trên tạp chí Nature ngày 19-10-2009 (v. 461, p. 104) như sau: Tại sao Bộ Trưởng Ấn Độ trì hoãn việc công cây cây trồng biến đổi gen (GM crop). Sự chống đối quyết liệt từ phía đối thủ đã làm chính phủ Ấn Độ do dự khi quyết định cho cây thực phẩm GM đầu tiên được thương mại hoá, mặc dù đã có minh chứng từ những nhà làm luật CNSH hàng đầu của quốc gia này. Ngày 14-10-2009, GEAC (Genetic Engineering Approval Committee) đã tài trợ giúp nông dân Ấn Độ trồng cây cà tím biến đổi gen kháng sâu hại Nhưng chỉ 24 giờ sau đó, Jairam Ramesh, Bộ Trưởng Môi Trường và Rừng của Ấn Độ, đã nói rằng: sự cho phép ấy sẽ chỉ được thực hiện sau thi tham khảo ý kiến của tất cả những đối tác. Giống cà tím GM này được phát triển do công ty Mahyco Monsanto Biotech, một liên doanh giữa công ty “Jalna-based Maharashtra Hybrid Seed” với “US seed giant Monsanto.” Mahyco nói rằng có ít nhất 25 nghiên cứu về an toàn cho môi trường, an toàn thực phẩm trên gia súc đã được thực hiện kể từ năm 2002 cho đến nay. Giống cà tím Bt biểu hiện tuyệt đối an toàn để ăn. Nhưng các nhà chống đối và Bhargava cho rằng GEAC đã không sử dụng dữ liệu của công ty để phân tích độc lập. Có một nghiên cứu khác của nhà khoa học Pháp, Gilles-Eric Seralini thuộc Uỷ Ban Nghiên cứu và Thông tin độc lập về Công nghệ di truyền, đã dán nhãn giống cà tím Bt là "có khả năng không an toàn cho người sử dụng". Liên Minh “GM-Free India” gọi đó là sự chấp nhận đáng xấu hổ. Cuộc tranh luận vẩn đang tiếp diễn. Xem chi tiết http://www.nature.com/