Tìm hiểu thực vật chuyển gen ứng dụng trong thực phẩm

LỜI MỞ ĐẦU Ngay nay, trên thế giới, sự phát triển mạnh mẽ của Công nghệ sinh học đã tạo ra nhiều nhiều loại cây trồng, vật nuôi mang nhiều đặc tính vượt trội hơn các giống truyền thống cả về năng suất và phẩm chất. Một mặt dân số thế giới đang ngày càng tăng nhanh, mặt khác con người có yêu cầu ngày càng cao về thực phẩm, vì vậy những tiến bộ vượt bậc này đã mang lại lợi ích to lớn về kinh tế cho các nước phát triển và sản xuất đủ lương thực cho các nước nghèo góp phần đảm bảo an ninh lương thực trên thế giới. Trong đề tài này tôi giới thiệu phương pháp và kỹ thuật di truyển tạo ra một số loại cây chuyển gen được ứng dụng trong thực phẩm trên thế giới và ở Việt Nam. Tôi xin chân thành cảm ơn T.S Nguyễn Thúy Hương đã giúp đỡ tôi rất nhiều trong quá trình hoàn thành đề tài này. MỤC LỤC DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Diện tích cây trồng CNSH năm 2007 trên thế giới 4 Bảng 2.1 Hoạt tính của một số enzyme DNA polymerase chịu nhiệt khác nhau 33 Bảng 3.1. Ví dụ về sản phẩm công nghệ sinh học thực phẩm hiện nay 51 DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Diện tích cây trông CNSH thế giới (1996-2007) 3 Hình 2.1 Đu đủ biến đổi gen có khả năng kháng virus gây bệnh đốm vòng 10 Hình 2.2. Vi khuẩn A.tumefaciens 15 Hình2.3 Khối u ở thực vật do A.tumefaciens 15 Hình 2.4. Công thức cấu tạo của opine (octopin, nopalin) 15 Hình 2.5. Sơ đồ gen của Ti-plasmid trong 16 Hình 2.6 Các bước biến nạp T-DNA vào kí chủ 18 Hình 2.7. Sơ đồ plasmid tái tổ hợp trên nguyên tắc Ti-plasmid 20 Hình 2.8. Quá trình tạo cây chuyển gen nhờ A.tumefaciens 20 Hình 2.9. Súng bắn gen (hãng Biorad) 21 Hình 2.10: Sơ đồ nguyên lý hoạt động súng bắn gen 22 Hình 2.11: Qui trình chuyển gen bằng súng bắn gen 23 Hình 2.12. Tế bào trần 24 Hình 2.13 Lớp phospholipid kép của màng sinh chất. 25 Hình 2.14. Cuvette nhựa có điện cực 26 Hình 2.15. Máy xung gen (Gene pulser) (Hãng Biorad) 26 Hình 2.16. Sơ đồ cơ bản của máy xung điện 26 Hình 2.17 Sơ đồ minh họa plasmid chứa DNA ngoại lai đi qua các lỗ tạm thời trên màng bào chất 27 Hình 2.18. Vi tiêm gen ngoại lai vào nhân của protoplast 28 Hình 2.19. Các bước tiến hành phương pháp Southern blot 30 Hình 2.20 Sự hình thành nút cài tóc do mồi chứa trình tự đối xứng bậc hai 32 Hình 2.21. Sự bổ sung giữa hai mồi tạo nên primer dimer 32 Hình 2.22 Ba giai đoạn trong một chu kì của phản ứng PCR 34 Hình 2.23 Quan hệ giữa thời gian và nhiệt độ trong một chu kì phản ứng PCR 34 Hình 2.24 Phản ứng PCR với lượng sản phẩm tăng theo cấp số nhân 35 Hình 2.25 Sơ đồ mô tả phương pháp Western blot 36 Hình 4.1. Cấu trúc của retinol, dạng phổ biến nhất của vitamin A trong thực phẩm 53 Hình 4.2 Các dạng cấu tạo phân tử caroten 53 Hình 4.3. Ba vectơ dùng trong chuyển gen tạo β – carotene vào nội nhũ gạo 56 Hình 4.4. Quá trình tổng hợp β – carotene trong gạo vàng 57 Hình 4.5 Cấu trúc DNA dùng trong gạo vàng 2 58 Hình 4.6 A: gạo thường; B: gạo vàng 1; C: gạo vàng 2 58 Hình 4.7 Giống hoa cúc nghiên cứu chuyển gen 60 Hình 4.8 Cấu trúc plasmit pART27 mang gen Bt ( cryIA (c)) 61 Hình 4.9 Sơ đồ vecto pUBB - Man 66 Hình 4.10 Sơ đồ vecto pUBC - Man 66 CHƯƠNG 1:LỊCH SỬ RA ĐỜI VÀ PHÁT TRIỂN CỦA THỰC PHẨM CHUYỂN GEN 1.1 Giới thiệu: Dân số thế giới ngày càng tăng nhanh, đặc biệt là ở các nước nghèo. Vì vậy, yêu cầu đặt ra là cần phải sản xuất đủ về lương thực để đảm bảo cuộc sống. Cây trồng truyền thống không giải quyết được vấn đề này. Do đó, ngành công nghệ gen dựa trên những thành tựu khoa học đã tạo ra sinh vật chuyển gen (GMO: Genetically Modified Organism) (cây trồng, vât nuôi,… ) năng xuất cao, đảm bảo an ninh lương thực và đa dạng sản phẩm thực phẩm phục vụ cuộc sống của con người. Mặt khác, thực phẩm có nguồn gốc từ sinh vật chuyển gen (hay gọi tắt là thực phẩm chuyển gen) với sự đa dạng và nhiều đặc tính tốt như: cà chua chuyển chín chậm có thể bảo quản được lâu hơn, cà chua chuyển gen có khả năng tạo ra một lượng folate đáp nhu cầu của cơ thể người …đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của khách hàng, đem lại lợi ích lớn cho các nước phát triển. Bên cạnh đó, thực phẩm chuyển gen đem lại hy vọng cho các nước đang phát triển: lúa chuyển gen Bt có khả năng kháng các loại sâu bệnh, giảm chi phí chăm sóc, nông sản chuyển gen chịu hạn… Như vậy, không chỉ mang lại lợi ích trước mắt cho con người, công nghệ gen còn đem lại lợi ích lâu dài: có các cây trồng, vật nuôi và các loại thực phẩm chuyển gen đáp ứng nhu cầu, con người sẽ giảm bớt việc khai thác nguồn động thực vật tự nhiên, giảm bớt việc đưa các chất độc hại vào đất, nước, không khí … góp phần hạn chế ô nhiễm môi trường, bảo vệ thiên nhiên . 1.2 Lịch sử ra đời : Có rất nhiều nghiên cứu về chuyển gen động thực vật với mục đích tạo các sản phẩm thực phẩm dùng cho người. Nhưng do các điều kiện khách quan cũng như chủ quan, tính cho đến hiện nay trên thị trường hầu hết các thực phẩm chuyển gen đều có nguồn gốc từ thực vật. Lý do dễ thấy nhất là do động vật có bộ gen lớn phức tạp và cơ chế điều hòa biểu hiện gen chặt chẽ. Ở đây ta chỉ xét đến thực phẩm chuyển gen có nguồn gốc từ thực vật. Năm 1984, biến nạp vào tế bào trần (protoplast) thực vật được thực hiện. Thành tế bào thực vật được phân giải bằng enzyme tạo ra tế bào trần. Sau đó nhờ polyethylene glycol (PEG) hoặc xung điện (electroporation) cảm ứng mà đoạn DNA ngoại lai được đưa vào tế bào trần (chuyển gen chịu lạnh vào khoai tây – McDaniel, 1984). Năm 1987, phương pháp biến nạp phi sinh học được sử dụng. Ở đây, tế bào thực vật được bắn phá bằng các hạt vàng hoặc wolfram bọc DNA ngoại lai. Nhờ phương pháp này mà sự biến nạp đã thành công đã ở các cây một lá mầm quan trọng như lúa, ngô và lúa mỳ. Năm 1989, không những đã thành công trong việc chuyển các gen mã hóa các kháng thể vào thực vật, mà người ta còn tạo nên các sản phẩm gen này như mong muốn. Kết quả này đã mở ra một khả năng hoàn toàn mới mẽ cho việc sản xuất vaccine và cả khả năng chống bệnh ở thực vật. Năm 1994, sản phẩm thực phẩm chuyển gen đầu tiên được bán ở Mỹ. Đó là cà chua FlavrSavr™ mang gen chín chậm lần đầu tiên được sản xuất hàng loạt. Cũng trong những năm này các nhà khoa học Nhật và Mỹ đã cùng nghiên cứu chuyển đổi gen từ cây bắp sang cây lúa nhằm cải tiến cơ chế quang hợp. Các nghiên cứu ban đầu làm tăng năng suất lúa 20%. Hiện nay các nhà khoa học đang nghiên cứu cây lúa theo ba hướng: Chuyển khả năng tạo nốt sần từ cây họ đậu sang cây lúa. Đưa vi khuẩn cố định đạm vào cây lúa. Chuyển gen cố định đạm vào cây lúa. Ngoài ra, các hướng nghiên cứu về kháng bệnh của cây lúa cũng đang được các nhà khoa học ở viện lúa quốc tế IRRI nghiên cứu và đạt được những thành công nhất định. Hiện nay đã có rất nhiều loại cây trồng dùng trong thực phẩm được chuyển gen như ngô, lúa, khoai tây, đậu tương chuyển gen Bt kháng sâu bệnh, đậu tương chuyển gen có hàm lượng chất béo không no cao … [3]. 1.3 Tình hình phát triển thực phẩm chuyển gen trên thế giới và ở Việt Nam 1.3.1 Tình hình thế giới Hình 1.1 Diện tích cây trông CNSH thế giới (1996-2007) [16] Từ năm 1996 đến năm 2007, sau 12 năm được đưa vào canh tác đại trà, mang lại lợi ích ổn định và bền vững, cây trồng chuyển gen đang được trồng ngày càng nhiều trên toàn thế giới và tiếp tục được mở rộng. Năm 2007 diện tích đất canh tác cây công nghệ sinh học lên tới 114.3 triệu ha. Cây trồng công nghệ sinh học đã mang lại nhiều lợi ích về kinh tế và môi trường cho nông dân ở cả các nước công nghiệp cũng như các nước đang phát triển, hàng triệu người nông dân nghèo được hưởng những lợi ích từ những phúc lợi xã hội và nhân đạo, góp phần giúp họ xóa bỏ nghèo đói. Bảng 1.1 Diện tích cây trồng CNSH năm 2007 trên thế giới [16] Thứ tự Nước Diện tích (triệu ha) Cây trồng công nghệ sinh học Cây trồng công nghệ sinh học có thể dùng trong thực phẩm 1 USA* 57.7 Đậu tương, ngô, bông, cải canola, bí, đu đủ, cỏ alfalfa Đậu tương, ngô, bí, đu đủ 2 Argentina* 19.1 Đậu tương, ngô, bông Đậu tương, ngô 3 Brazil* 15.0 Đậu tương, bông Đậu tương 4 Canada* 7.0 Cải canola, ngô, đậu tương Ngô, đậu tương 5 India* 6.2 Bông 6 China* 3.8 Bông, cà chua, cây dương, thuốc lá, đu đủ, hạt tiêu Cà chua, đu đủ, hạt tiêu. 7 Paraguay* 2.6 Đậu tương Đậu tương 8 South Africa* 1.8 Ngô, đậu tương, bông Ngô, đậu tương 9 Uruguay* 0.5 Đậu tương, ngô Ngô, đậu tương 10 Philippines* 0.3 Ngô Ngô 11 Australia* 0.1 Bông 12 Spain* 0.1 Ngô Ngô 13 Mexico* 0.1 Bông, đậu tương Bông, đậu tương 14 Colombia <0.1 Bông, cẩm chướng 15 Chile <0.1 Ngô, đậu tương, cải canola Ngô, đậu tương 16 France <0.1 Ngô Ngô 17 Honduras <0.1 Ngô Ngô 18 Czech Republic <0.1 Ngô Ngô 19 Portugal <0.1 Ngô Ngô 20 Germany <0.1 Ngô Ngô 21 Slovakia <0.1 Ngô Ngô 22 Romania <0.1 Ngô Ngô 23 Poland <0.1 Ngô Ngô (*): 13 nước được coi là có diện tích trồng lớn, từ 50,000 ha trở lên. Năm 2007, đã có 23 quốc gia canh tác cây trồng công nghệ sinh học, bao gồm 12 nước đang phát triển và 11 nước công nghiệp Đáng chú ý là 8 nước đầu tiên trong danh sách trên, mỗi nước đều có diện tích trồng cây công nghệ sinh học trên 1 triệu ha . Năm 2007, Hoa Kỳ, Argentina, Brazil, Canada, Ấn Độ, Trung Quốc tiếp tục là các nước đưa cây trồng công nghệ sinh học vào canh tác nhiều nhất. Hoa Kỳ vẫn dẫn đầu thế giới với 57.7 triệu ha (chiếm 50% diện tích đất trồng cây công nghệ sinh học trên thế giới). Đậu tương công nghệ sinh học tiếp tục là cây trồng chủ đạo trong năm 2007, chiếm diện tích 58.6 triệu ha (chiếm 57% diện tích đất trồng cây công nghệ sinh học), tiếp theo là diện tích trồng ngô (35.2 triệu ha, chiếm 25%), bông (15 triệu ha, chiếm 13%) và cải canola (5.5 triệu ha, chiếm 5% diện tích đất trồng cây công nghệ sinh học trên toàn cầu). Trong số các cây trồng công nghệ sinh học được đưa vào thương mại hóa từ năm 1996 đến năm 2007 tính trạng kháng thuốc diệt cỏ vẫn là tính trạng nổi trội. Trong 12 năm vừa qua, các nhà khoa học đã nỗ lực tạo ra giống cây trồng mang tính chống chịu tốt hơn đối với các yếu tố sinh học gây ra bởi côn trùng cỏ dại và bệnh cây. Với diện tích canh tác không đổi, sản lượng gia tăng ổn định sẽ giúp đảm bảo đa dạng sinh học, ngăn chặn nạn đốt phá rừng làm đất trồng trọt Tới đây, khả năng chịu hạn, chịu mặn của cây trồng sẽ có trong khoảng 5 năm nữa. Công nghệ sinh học cũng giúp tạo ra các thực phẩm giàu dinh dưỡng hơn, như dầu omega-3 hay gạo vàng giàu vitamin A dự kiến sẽ được cấp phép vào năm 2012. Hiện nay các nhà khoa học đang tập trung nghiên cứu các loại cây như sắn, khoai lang, cây lúa miến và rau cũng sẽ giúp đa dạng hoá và cân bằng chương trình phát triển cây trồng công nghệ sinh học để đáp ứng mục tiêu xóa đói giảm nghèo [16]. 1.3.2. Tình hình ở Việt Nam: Về kỹ thuật công nghệ gen, Việt Nam ta còn rất non trẻ chỉ mới bắt đầu nghiên cứu trong những năm gần đây chủ yếu trên đối tượng là thực vật. Các cây trồng chuyển gen ở nước ta chỉ nằm trong khuôn khổ nghiên cứu và gieo trồng thử nghiệm trong các phòng thí nghiệm. Sau đây là một số nghiên cứu đã được Việt Nam tiến hành: Tạo một số dòng lúa mang gen bar kháng thuốc trừ cỏ và nghiên cứu sự di truyền của gen này đến thế hệ thứ hai (Viện sinh học nhiệt đới TP.HCM). Một số kết quả nghiên cứu về chuyển gen kháng sâu Bt vào hai giống lúa thơm bằng phương pháp bắn gen (Viện Sinh học nhiệt đới TP.HCM, Viện lúa quốc tế). Tạo cây lúa chuyển gen nàng hương chợ đào kháng cao đối với sâu đục thân bằng phương pháp sử dụng vi khuẩn Agrobacterium tumerfaciens (Viện Sinh học nhiệt đới, TP.HCM, Viện nghiên cứu Lúa Quốc tế - IRRI, Philippines). Tạo giống lúa biến đổi gen giàu vi chất dinh dưỡng (Viện Lúa Đồng Bằng Sông Cửu Long). Bước đầu nghiên cứu chuyển gen vào một số cây họ đậu nhờ Agrobacterium tumefaciens (Viện sinh học nhiệt đới TP.HCM) [28]. Trong tương lai, Việt Nam có thể sẽ đưa cây trồng công nghệ sinh học vào canh tác trong 1 hoặc 2 năm tới. Đây là điều đáng mừng cho nền nông nghiệp nước ta. CHƯƠNG 2:THỰC PHẨM CHUYỂN GEN CÓ NGUỒN GỐC TỪ THỰC VẬT 2.1 Định nghĩa Sinh vật biến đổi gen (GMO - Genetically Modified Organism) (bao gồm động vật, thực vật và vi sinh vật) là một trong những nhóm sản phẩm chính của công nghệ sinh học hiện đại, được con người tạo ra nhờ sử dụng các kỹ thuật phân tử để đưa gen mới vào bộ gen của sinh vật nhận. Quá trình chỉnh sửa này chỉ diễn ra trên phạm vi một vài gen. Vì vậy, thuật ngữ sinh vật biến đổi gen còn được gọi sinh vật biến đổi di truyền hay sinh vật sửa đổi gen hoặc sinh vật công nghệ sinh học [2]. Thực phẩm chuyển gen (GMF - Genetically Modified Food) là thực phẩm được tạo ra từ các sinh vật biến đổi gen hay có chứa thành tố của chúng [2]. 2.2. Những đặc tính mới của thực phẩm chuyển gen 2.2.1. Tăng tính kháng và thích nghi với môi trường 2.2.1.1. Kháng thuốc diệt cỏ Trong sản xuất nông nghiệp có tính chuyên môn hóa cao thì việc sử dụng các loại thuốc diệt cỏ dại là điều rất cần thiết nhằm đảm bảo năng suất cây trồng. Tuy nhiên, việc lạm dụng một số thuốc diệt cỏ có độc tính cao đã và đang gây ra các hậu quả nghiêm trọng đối với môi trường, hệ sinh thái và sức khỏe con người. Gần đây, người ta đã tổng hợp được một số hợp chất chỉ tồn tại trong tự nhiên một thời gian ngắn nên làm giảm ảnh hưởng của thuốc đối với quần thể sinh vật trong đất, nhưng lại tiêu diệt toàn bộ cây cối. Các hợp chất này được gọi là thuốc diệt cỏ không chọn lọc. Các cây trồng được chuyển gen kháng thuốc diệt cỏ không chọn lọc này có khả năng sống sót khi bị phun xịt. Nhờ vậy, ta có thể tiếp hành phun xịt các loại thuốc này (với liều lượng cho phép) để diệt cỏ mà không lo ngại ảnh hưởng đến cây trồng. Hai loại thuốc diệt cỏ không chọn lọc thường sử dụng là: - Glyphosate (Round upR): Làm ngừng hoạt động enzyme EPSP synthase (5-enol-pyruvylshikimate-3-phosphate synythase) và qua đó kìm hãm sự tổng hợp các amino acid thơm. Enzyme này không có ở người và động vật nên Glyphosate không gây độc cho người. Phosphinotricin (PPT) còn gọi là Basta: PPT có cấu trúc tương tự glutamine, có tác dụng ngăn cản sự hoạt động của enzyme glutamine synthase ở cả thực vật bật cao lẫn vi khuẩn, sự bất hoạt enzyme này dẫn đến sự tích tụ NH3 gây độc [3]. Ưu điểm của hai loại thuốc diệt cỏ này là phân giải rất nhanh trong đất thành những chất không hại. Thời gian bán hủy của Basta trong đất chỉ 10 ngày và Round upR từ 3 đến 60 ngày Để sản xuất cây chuyển gen kháng thuốc diệt cỏ, người ta cần những gen kháng mã hóa cho protein, những protein này hoặc làm bất hoạt thuốc diệt cỏ, hoặc thay đổi vị trí tác động của thuốc trong tế bào, làm thuốc không còn gây hại. Tính kháng không chọn lọc được sử dụng đối với nhiều cây trồng biến đổi gen, như cây bông, khoai tây, ngô, đậu tương, thuốc lá và lúa mì. Kháng thuốc diệt cỏ nhân tạo là đặc điểm thường được sử dụng nhiều nhất cho đến nay ở thực vật biến đổi gen. Điều này có nhiều nguyên nhân: Thứ nhất là tạo ra thực vật biến đổi gen loại này tương đối đơn giản. Thứ hai, cỏ dại là một vấn đề lớn nhất trong nông nghiệp, đã làm giảm năng suất từ 10-15% [15]. 2.2.1.2. Kháng côn trùng gây hại Các tổn thất trước thu hoạch gây ra bởi các loại sâu phá hoại là một trong các nguyên nhân chủ yếu làm giảm năng suất cây trồng, đặc biệt là ở các nước nhiệt đới có nhiệt độ cao, Nồng độ lớn, thích hợp cho sự phát triển sâu bệnh như ở nước ta. Ở đây đề cập đến một loại toxin tự nhiên, được tạo ra trong vi khuẩn Bacillus thuringensis và chỉ gây hại ở một số loài côn trùng nhất định, không hại đối với các động vật khác và con người. B. thuringensis là một vi khuẩn đất, thuộc loại gram dương, có khả năng tạo bào tử. B. thuringensis có khả năng tạo 4 loại độc tố trong quá trình phát triển của chúng: Ngoại độc tố α (α-exotoxin). Ngoại độc tố β (β-exotoxin) hay còn gọi là ngoại độc tố bền nhiệt. Nội độc tố δ (δ-endotoxin) hay còn gọi là tinh thể độc. Độc tố tan trong nước [4]. Ở đây, người ta quan tâm đến δ-endotoxin. Đây là loại độc tố dạng tinh thể được tạo ra trong cơ thể B. thuringensis khi bắt đầu tạo bào tử. Tinh thể này có bản chất là protein, chiếm khoảng 30% toàn bộ khối lượng tế bào. Người ta xem tinh thể độc như tiền độc tố (protoxin). Nó chỉ trở thành độc tố thực sự khi có mặt trong ruột của một số côn trùng. Tinh thể độc thuộc loại bền nhiệt, gây hủy hoại đường tiêu hóa của sâu gây hại. Khi đường ruột bị tê liệt bởi tinh thể độc, tế bào thượng bì bị biến đổi. Tinh thể độc thường làm chết các ấu trùng thuộc bộ cánh vảy. không gây độc cho người và động vật. Khi tinh thể vào đường ruột của côn trùng có hai yếu tố tạo ra tính độc với côn trùng: pH của đường ruột côn trùng: pH ở ruột giữa và ruột trước nằm trong vùng pH kiềm (>8.9). Khi pH ở giá trị này, tinh thể bị vỡ và gây nhiễm độc máu của côn trùng. Một số côn trùng tạo ra protease trong đường ruột, các enzyme này chuyển tiền độc tố của tinh thể thành độc tố [4]. Với các chủng B. thuringensis khác nhau tạo ra các loại δ-endotoxin khác nhau có tác dụng gây độc với các loài côn trùng cụ thể khác nhau. Với cây trồng chuyển gen kháng côn trùng gây hại, gen tạo độc tố của B. thuringensis (sau khi được biến đổi phù hợp với thực vật) được chuyển sang cho cây trồng. Gen này được đưa vào các cây trồng khác nhau như bông, ngô, khoai tây và cà chua chuyển gen đang được sản xuất thương mại biểu hiện độc tố của Βt để tạo ra tính kháng đối với các côn trùng loại nhai-nghiền (chewing insects). Việc chuyển gen mã hóa độc tố δ-endotoxin cho cây trồng đem lại lợi ích rất lớn cho nông nghiệp, người nông dân không cần phải tốn công phun xịt thuốc trừ sâu định kỳ (giảm chi phi về mặt này), năng suất tăng, giảm lượng thuốc trừ sâu ngấm vào đất. 2.2.1.3. Kháng virus gây bệnh: Để tạo thực vật chuyển gen kháng virus, phương pháp hay dùng và được chứng minh là phương pháp thành công nhất là bảo vệ gián tiếp bằng lớp vỏ protein. Người ta nhận thấy rằng, virus ôn hòa khi xâm nhiễm vào thực vật sẽ tạo ra một lượng vỏ protein nhiều hơn nhu cầu và ở trạng thái tự do, không hạn chế bởi bộ gen RNA của virus. Vỏ protein ở trạng thái tự do và không giới hạn này đã ức chế sự bọc vỏ các RNA của virus xâm nhập vào sau. Vì vậy sự biểu hiện, sao chép và phát triển các triệu chứng bệnh của virus RNA bị ức chế. Lợi dụng điều này các nhà khoa học đã chuyển các gen mã hóa cho protein vỏ của virus RNA vào cây trồng để tạo ra các protein vỏ tương ứng ức chế sự phát triển và biểu hiện bệnh của các virus độc. Ví dụ: cây đu đủ được chuyển gen mã hóa cho protein của virus đốm vòng có khả năng kháng loại virus này [3]. Hình 2.1 Đu đủ biến đổi gen có khả năng kháng virus gây bệnh đốm vòng 2.2.2. Nâng cao chất lượng sản phẩm: 2.2.2.1. Carbohydrate và acid béo: Carbohydrate đóng vai trò quan trọng và có nhiều chức năng đối với thực vật và con người. Người ta có thể thay đổi thành phần carbohydrate của thực vật bằng việc biểu hiện những gen mới hoặc bất hoạt những gen hiện có. Ví dụ: người ta đã thành công trong việc chuyển gen mã hóa cho RNA antisense của enzyme tổng hợp các hạt tinh bột dưới sự điều khiển của promoter 35s RNA (enzyme tổng hợp amylose). Khoai tây được tạo ra bằng cách này chỉ chứa amylopectin mà không có amylose [3]. Acid béo gồm một chuỗi carbon dài với đầu cuối là nhóm carboxyl. Acid béo khác nhau về độ dài của chuỗi carbon và độ bão hòa. Những đặc điểm này ảnh hưởng đến đặc tính hóa học của acid béo. Có thể thay đổi chất béo theo hai hướng sau: Thứ nhất là thay đổi tỷ lệ acid béo bão hòa và chưa bão hòa. Thứ hai là tạo ra những acid béo có mạch carbon dài, chưa bão hòa, vì chúng được coi là thực phẩm có giá trị. Ví dụ: một gen mã hóa cho enzyme thioesterase được đưa vào cây cải dầu, đã tăng hàm lượng lauric acid (CH3(CH2)10COO-), thuận lợi cho việc sản xuất bơ [15]. 2.2.2.2. Hàm lượng protein và amino acid không thay thế Hàm lượng protein và thành phần amino acid thay đổi rất nhiều trong thực phẩm thực vật và thường thiếu các amino acid không thay thế như lysine, methionine, threonine và tryptophan… Trong tương lai điều này sẽ được giải quyết bằng việc tạo các dòng cây đậu tương hoặc ngô mang gen mã hóa cho protein giàu những amino acid này.Một trong những thành công đầu tiên là t