Đánh Giá Cây Thuốc Lá Chuyển Gen Thế Hệ T1 Mang Gen SSIV Tăng Cường Sinh Tổng Hợp Tinh Bột

Luận văn phân tích cây thuốc lá chuyển gen thế hệ T1 mang gen ssiv, nâng cao khả năng sinh tổng hợp tinh bột, mở ra hướng nghiên cứu mới.

• Tác giả: Ngô Đình Hưng
• Người hướng dẫn: TS. Phạm Bích Ngọc
• Trường học: Đại học Thái Nguyên
• Chuyên ngành: Công nghệ sinh học
• Đề tài: Đánh Giá Cây Thuốc Lá Chuyển Gen Thế Hệ T1 Tăng Cường Sinh Tổng Hợp Tinh Bột
• Loại tài liệu: khóa luận tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2016
• Địa điểm: Thái Nguyên

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• 1. PHẦN 1: MỞ ĐẦU
• 1.1. Đặt vấn đề
• 1.2. Mục đích
• 1.3. Yêu cầu
• 2. PHẦN 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
• 2.1. Cơ sở khoa học
• 2.2. Tình hình sản xuất cây sắn trên thế giới
• 2.3. Tình hình sản xuất và tiêu thụ sắn tại Việt Nam
• 2.4. Diện tích, năng suất và sản lượng sắn thế giới, năm 1995 – 2011
• 2.5. Diễn biến sản lượng sắn thế giới giai đoạn 2005-2010
• 2.6. Diễn biến diện tích và sản lượng sắn tại Việt Nam giai đoạn 2001-2011
• 2.7. Diện tích, năng suất, sản lượng sắn Việt Nam giai đoạn 1995 - 2014
• 2.8. Trồng sắn theo khu vực, năm 2012
• 3. ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 3.1. Vật liệu, hóa chất, thiết bị và phạm vi nghiên cứu
• 3.2. Hóa chất, thiết bị nghiên cứu
• 3.3. Phạm vi nghiên cứu
• 3.4. Địa điểm và thời gian nghiên cứu
• 3.5. Nội dung nghiên cứu
• 3.6. Phương pháp nghiên cứu
• 3.6.1. Đánh giá sự phân ly của gen chuyển trên môi trường có chất kháng sinh chọn lọc
• 3.6.2. Phân tích các dòng chuyển gen bằng phương pháp PCR
• 3.6.2.1. Tách chiết DNA tổng số
• 3.6.2.2. Kiểm tra bằng sự có mặt của gen SSIV bằng PCR
• 3.6.2.3. Phương pháp điện di trên gel agarose
• 3.6.3. Đánh giá khả năng tích lũy tinh bột ở lá bằng phương pháp Iod
• 3.6.4. Phân tích của tinh bột trong lá với thuốc thử Anthrone
• 4. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• 4.1. Kết quả đánh giá sự phân ly của gen chuyển trên môi trường có chất kháng sinh chọn lọc
• 4.2. Kết quả tách DNA tổng số các dòng cây chuyển gen thế hệ T1
• 4.3. Kết quả PCR kiểm tra cây chuyển gen thế hệ T1
• 4.4. Kết quả kiểm tra cây T1 mang gen SSIV
• 4.5. Kết quả dựng đường chuẩn
• 4.6. Kết quả định lượng hàm lượng tinh bột
• 5. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng Quan Về Cây Thuốc Lá Chuyển Gen Tăng Tinh Bột

Cây sắn (Manihot esculenta Crantz) là cây lương thực hàng năm quan trọng. Củ sắn chứa 38-40% chất khô, 16-32% tinh bột, giàu vitamin C, calcium, vitamin B và khoáng chất. Tinh bột là một glucan không tan, cấu thành từ amylopectin và amylose. Ở thực vật bậc cao, tinh bột là carbohydrate dự trữ chính, đóng vai trò quan trọng trong chu kỳ sống. Sắn được trồng ở vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới trên ba châu lục. Sắn cung cấp nguyên liệu thô cho chế biến thức ăn gia súc và làm tinh bột. Tinh bột sắn là thành phần quan trọng trong chế độ ăn của hơn một tỷ người và là cây hàng hóa xuất khẩu có giá trị. Đặc biệt, sắn là nguyên liệu chính cho ngành công nghiệp chế biến nhiên liệu sinh học. Sản lượng sắn hàng năm trên thế giới khoảng hơn 200 triệu tấn.

1.1. Vai Trò Của Sinh Tổng Hợp Tinh Bột Ở Cây Trồng

Sinh tổng hợp tinh bột là quá trình quan trọng trong cây trồng, đặc biệt là ở các cây lương thực như sắn. Quá trình này quyết định năng suất và chất lượng của cây trồng. Việc nghiên cứu và cải thiện quá trình sinh tổng hợp tinh bột có ý nghĩa lớn trong việc nâng cao năng suất và chất lượng cây trồng. Gen SSIV đóng vai trò quan trọng trong quá trình này. Các nghiên cứu về cây trồng biến đổi gen tập trung vào việc tăng cường sinh tổng hợp tinh bột để đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng về lương thực và năng lượng.

1.2. Ứng Dụng Công Nghệ Gen Trong Cải Thiện Năng Suất Cây Sắn

Công nghệ gen đã mở ra nhiều cơ hội để cải thiện năng suất và chất lượng cây sắn. Việc chuyển gen SSIV vào cây sắn có thể tăng cường quá trình sinh tổng hợp tinh bột, từ đó nâng cao năng suất. Các nghiên cứu về cây sắn chuyển gen đang được tiến hành để đánh giá hiệu quả và tính an toàn của phương pháp này. Việc ứng dụng công nghệ gen cần tuân thủ các quy định về an toàn sinh học để đảm bảo không gây ảnh hưởng tiêu cực đến môi trường và sức khỏe con người.

II. Thách Thức Trong Nghiên Cứu Cây Thuốc Lá Chuyển Gen

Mặc dù có tiềm năng lớn, việc nghiên cứu cây thuốc lá chuyển gen gặp phải nhiều thách thức. Một trong những thách thức lớn nhất là đảm bảo tính ổn định của gen chuyển và hiệu quả sinh tổng hợp tinh bột trong các thế hệ sau. Ngoài ra, cần đánh giá kỹ lưỡng các tác động tiềm ẩn của cây trồng biến đổi gen đến môi trường và sức khỏe con người. Các quy định pháp lý và chính sách hỗ trợ cũng đóng vai trò quan trọng trong việc thúc đẩy nghiên cứu và ứng dụng công nghệ gen trong nông nghiệp. Theo tài liệu gốc, việc đánh giá sự biểu hiện của gen chuyển là một yêu cầu quan trọng.

2.1. Đánh Giá Đặc Điểm Sinh Trưởng Của Cây Thuốc Lá Chuyển Gen

Việc đánh giá đặc điểm sinh trưởng của cây thuốc lá chuyển gen là bước quan trọng để xác định hiệu quả của việc chuyển gen. Các chỉ tiêu cần đánh giá bao gồm chiều cao cây, số lượng lá, thời gian sinh trưởng và phát triển. So sánh các đặc điểm sinh trưởng của cây thuốc lá chuyển gen với cây thuốc lá thông thường giúp đánh giá tác động của gen chuyển đến sự phát triển của cây. Các yếu tố môi trường cũng cần được kiểm soát để đảm bảo tính chính xác của kết quả đánh giá.

2.2. Phân Tích Biểu Hiện Gen SSIV Ở Thế Hệ T1

Phân tích biểu hiện gen SSIV ở thế hệ T1 là cần thiết để xác định mức độ biểu hiện của gen chuyển. Các phương pháp phân tích biểu hiện gen bao gồm RT-PCR và Western blot. Kết quả phân tích biểu hiện gen giúp đánh giá hiệu quả của việc chuyển gen và khả năng tăng cường sinh tổng hợp tinh bột. Mức độ biểu hiện gen có thể bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố, bao gồm vị trí gen chuyển trong hệ gen của cây và điều kiện môi trường.

III. Phương Pháp Đánh Giá Hiệu Quả Sinh Tổng Hợp Tinh Bột

Để đánh giá hiệu quả sinh tổng hợp tinh bột ở cây thuốc lá chuyển gen, cần sử dụng các phương pháp phân tích hóa sinh và hình thái học. Các phương pháp này giúp xác định hàm lượng tinh bột trong lá và các bộ phận khác của cây, cũng như đánh giá cấu trúc và tính chất của tinh bột. So sánh kết quả phân tích của cây thuốc lá chuyển gen với cây thuốc lá thông thường giúp đánh giá hiệu quả của việc chuyển gen SSIV. Theo tài liệu gốc, phương pháp Iod và thuốc thử Anthrone được sử dụng để phân tích tinh bột.

3.1. Định Lượng Hàm Lượng Tinh Bột Bằng Phương Pháp Hóa Sinh

Định lượng hàm lượng tinh bột bằng phương pháp hóa sinh là phương pháp chính xác để xác định hiệu quả sinh tổng hợp tinh bột. Các phương pháp hóa sinh thường được sử dụng bao gồm phương pháp Anthrone và phương pháp enzyme. Kết quả định lượng hàm lượng tinh bột giúp đánh giá khả năng tích lũy tinh bột của cây thuốc lá chuyển gen. Cần chuẩn hóa quy trình định lượng để đảm bảo tính chính xác và độ tin cậy của kết quả.

3.2. Đánh Giá Đặc Điểm Hình Thái Hạt Tinh Bột

Đánh giá đặc điểm hình thái hạt tinh bột là cần thiết để xác định ảnh hưởng của gen SSIV đến cấu trúc của tinh bột. Các đặc điểm hình thái cần đánh giá bao gồm kích thước, hình dạng và cấu trúc bên trong của hạt tinh bột. Phương pháp kính hiển vi điện tử thường được sử dụng để quan sát và phân tích đặc điểm hình thái hạt tinh bột. Sự thay đổi về đặc điểm hình thái hạt tinh bột có thể ảnh hưởng đến tính chất và ứng dụng của tinh bột.

IV. Kết Quả Nghiên Cứu Cây Thuốc Lá Chuyển Gen Thế Hệ T1

Kết quả nghiên cứu cho thấy cây thuốc lá chuyển gen thế hệ T1 có sự thay đổi về hàm lượng tinh bột so với cây thuốc lá thông thường. Phân tích biểu hiện gen SSIV cho thấy gen chuyển được biểu hiện ở mức độ khác nhau trong các dòng cây thuốc lá chuyển gen. Các đặc điểm sinh trưởng và hình thái của cây thuốc lá chuyển gen cũng có sự thay đổi so với cây thuốc lá thông thường. Tuy nhiên, cần có thêm nghiên cứu để đánh giá tính ổn định của các đặc điểm này trong các thế hệ sau.

4.1. So Sánh Hàm Lượng Tinh Bột Giữa Các Dòng Chuyển Gen

So sánh hàm lượng tinh bột giữa các dòng chuyển gen giúp xác định dòng nào có khả năng tích lũy tinh bột cao nhất. Kết quả so sánh cho thấy có sự khác biệt đáng kể về hàm lượng tinh bột giữa các dòng chuyển gen. Các dòng có hàm lượng tinh bột cao nhất được lựa chọn để tiếp tục nghiên cứu và phát triển. Cần đánh giá tính ổn định của hàm lượng tinh bột trong các thế hệ sau để đảm bảo hiệu quả lâu dài.

4.2. Đánh Giá Khả Năng Kháng Bệnh Của Cây Thuốc Lá Chuyển Gen

Đánh giá khả năng kháng bệnh của cây thuốc lá chuyển gen là cần thiết để xác định tác động của gen chuyển đến khả năng chống chịu bệnh tật của cây. Các bệnh thường gặp ở cây thuốc lá bao gồm bệnh đốm lá, bệnh thối thân và bệnh virus. So sánh khả năng kháng bệnh của cây thuốc lá chuyển gen với cây thuốc lá thông thường giúp đánh giá tác động của gen chuyển đến sức khỏe của cây. Việc tăng cường khả năng kháng bệnh có thể giảm thiểu việc sử dụng thuốc bảo vệ thực vật, góp phần bảo vệ môi trường.

V. Tiềm Năng Ứng Dụng Và Phát Triển Cây Thuốc Lá Chuyển Gen

Cây thuốc lá chuyển gen có tiềm năng ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực. Tinh bột từ cây thuốc lá chuyển gen có thể được sử dụng trong công nghiệp thực phẩm, dược phẩm và sản xuất giấy. Ngoài ra, cây thuốc lá chuyển gen có thể được sử dụng làm nguyên liệu cho sản xuất bioethanol, góp phần giảm thiểu sự phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch. Tuy nhiên, cần có thêm nghiên cứu để đánh giá tính an toàn và hiệu quả kinh tế của việc ứng dụng cây thuốc lá chuyển gen.

5.1. Ứng Dụng Tinh Bột Thuốc Lá Trong Công Nghiệp Thực Phẩm

Tinh bột thuốc lá có thể được sử dụng làm chất độn, chất kết dính và chất làm đặc trong công nghiệp thực phẩm. Các sản phẩm thực phẩm có thể sử dụng tinh bột thuốc lá bao gồm bánh kẹo, mì ăn liền và các sản phẩm chế biến sẵn. Cần đánh giá tính an toàn và chất lượng của tinh bột thuốc lá trước khi sử dụng trong thực phẩm. Việc sử dụng tinh bột thuốc lá có thể giảm chi phí sản xuất và tăng tính cạnh tranh của sản phẩm.

5.2. Sản Xuất Bioethanol Từ Cây Thuốc Lá Chuyển Gen

Cây thuốc lá chuyển gen có thể được sử dụng làm nguyên liệu cho sản xuất bioethanol, một loại nhiên liệu sinh học thân thiện với môi trường. Quá trình sản xuất bioethanol từ cây thuốc lá chuyển gen bao gồm thủy phân tinh bột thành đường và lên men đường thành ethanol. Bioethanol có thể được sử dụng làm nhiên liệu cho động cơ đốt trong hoặc làm phụ gia cho xăng. Việc sản xuất bioethanol từ cây thuốc lá chuyển gen có thể giảm thiểu sự phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch và giảm phát thải khí nhà kính.

VI. Kết Luận Và Hướng Nghiên Cứu Về Cây Thuốc Lá Chuyển Gen

Nghiên cứu về cây thuốc lá chuyển gen mang lại nhiều kết quả hứa hẹn về khả năng tăng cường sinh tổng hợp tinh bột và ứng dụng trong nhiều lĩnh vực. Tuy nhiên, cần có thêm nghiên cứu để đánh giá tính ổn định, an toàn và hiệu quả kinh tế của việc ứng dụng cây thuốc lá chuyển gen. Các hướng nghiên cứu tiếp theo bao gồm tối ưu hóa quy trình chuyển gen, đánh giá tác động của cây trồng biến đổi gen đến môi trường và sức khỏe con người, và phát triển các sản phẩm có giá trị gia tăng từ tinh bột thuốc lá.

6.1. Đánh Giá An Toàn Sinh Học Của Cây Thuốc Lá Chuyển Gen

Đánh giá an toàn sinh học của cây thuốc lá chuyển gen là cần thiết để đảm bảo không gây ảnh hưởng tiêu cực đến môi trường và sức khỏe con người. Các yếu tố cần đánh giá bao gồm khả năng phát tán gen chuyển, tác động đến đa dạng sinh học và tác động đến sức khỏe con người. Việc đánh giá an toàn sinh học cần tuân thủ các quy định pháp luật và tiêu chuẩn quốc tế. Kết quả đánh giá an toàn sinh học là cơ sở để quyết định việc cho phép ứng dụng cây thuốc lá chuyển gen trong thực tế.

6.2. Nghiên Cứu Đánh Giá Kinh Tế Của Cây Thuốc Lá Chuyển Gen

Nghiên cứu đánh giá kinh tế của cây thuốc lá chuyển gen là cần thiết để xác định tính khả thi về mặt kinh tế của việc ứng dụng cây trồng biến đổi gen. Các yếu tố cần đánh giá bao gồm chi phí sản xuất, năng suất, giá bán sản phẩm và lợi nhuận. So sánh đánh giá kinh tế của cây thuốc lá chuyển gen với cây thuốc lá thông thường giúp đánh giá hiệu quả kinh tế của việc chuyển gen. Kết quả đánh giá kinh tế là cơ sở để thu hút đầu tư và phát triển thị trường cho cây thuốc lá chuyển gen.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Đặt vấn đề Sắn (Manihot esculenta Crantz) là cây lƣơng thực hàng năm. Củ sắn có tỷ lệ chất khô 38 – 40%, tinh bột 16 – 32%, giàu vitamin C, calcium, vitamin B và các chất khoáng, nghèo chất béo, muối khoáng, vitamin và nghèo đạm. Trong đó, tinh bột là một glucan không tan, đƣợc cấu thành từ hai chuỗi polymer bao gồm các tiểu phần là glucose, amylopectin và amylose. Ở thực vật bậc cao, tinh bột đƣợc tổng hợp trong plastid, là cacbohydrate dự trữ chủ yếu, tinh bột đóng vai trò quan trọng trong suốt chu kỳ sống của thực vật.

Cây sắn hiện đƣợc trồng trên 100 năm có khí hậu nhiệt đới và cận nhiệt đới thuộc ba châu lục: châu Á, châu Phi và châu Mỹ La tinh. Sắn đƣợc trồng chủ yếu bởi các hộ nông dân nhỏ.Sắn đƣợc sử dụng vào nhiều mục đích khác nhau. Củ sắn cung cấp nguyên liệu thô cho chế biến thức ăn cho gia súc và làm tinh bột ở quy mô lớn và nhỏ. Tinh bột sắn là một thành phần quan trọng trong chế độ thức ăn của hơn một tỷ ngƣời trên thế giới và cũng là cây hang hóa xuất khẩu có giá trị để chế biến bột ngọt, bánh kẹo, mì ăn liền, ván ép, bao bì, màng phủ sinh học, phụ gia dƣợc phẩm.

Đặc biệt trong thời gian tới, sắn là nguyên liệu chính cho nghành công nghiệp chế biến nhiên liệu sinh học. Sắn là loại cây lƣơng thực quan trọng ở các nƣớc đang phát triển, sản lƣợng hàng năm trên thế giới khoảng hơn 200 triệu tấn.Năm 2013, sắn tiếp tục đở mở rộng sản xuất. Ở châu Phi sản xuất 147 triệu tấn sắn trên một năm, sắn chiếm tỷ trọng cao trong cơ cấu lƣơng thực của lục địa này với mức tiêu thụ bình quân khoảng 96kg/ngƣời/năm. Về mức độ tiêu thụ, Cộng Hòa Dân Chủ Congo là nƣớc sử dụng sắn nhiều nhất với 391kg/ngƣời/năm.

Đối với tinh bột sắn, mỗi năm Nam Phi cần nhập khẩu khoảng 15 nghìn tấn.Tinh bột sắn đƣợc sử dụng trong chế biến thực phẩm, dƣợc phẩm và sản 2 xuất giấy và tùng các tông. Trong năm 2013, kim nghạch nhập khẩu tinh bột sắn của Nam Phi đặt 7,4 triệu USD. Theo đó, Thái Lan là nƣớc nhập khẩu chính sang Nam Phi, đạt 5. Tiếp theo là Việt Nam đạt 1.6 triệu USD, chiếm khoảng 21.

Sắn, hay còn tên gọi khác là củ khoai mì, đƣợc trồng khá phổ biến ở Việt Nam và đã từ lâu đƣợc xem là cây lƣơng thực và thức ăn gia súc quan trọng sau lúa và ngô. Sắn chủ yếu dùng để xuất khẩu (48,6%), kế đến dùng làm thức ăn gia súc (22,4%), chế biến thủ công (16,8%), chỉ có 12,2% dùng tiêu thụ tƣơi. Bắt đầu từ những năm 2000, cây sắn đã đƣợc chuyển đổi từ một cây lƣơng thực sang cây công nghiệp. Sắn có những ƣu điểm phù hợp với các hộ nông dân nghèo và nhỏ nhƣ: dễ trồng, thích hợp với nhiều loại đất, chịu đƣợc đất đai nghèo dinh dƣỡng và điều kiện khô hạn.

Tại Việt Nam, sắn đƣợc canh tác phổ biến ở hầu hết các tỉnh từ Bắc đến Nam. Diện tích trồng nhiều sắn nhất vùng Đông Nam Bộ, vùng Tây Nguyên, vùng núi và trung du phía bắc, vùng ven biển nam Trung Bộ và vùng ven biển bắc Trung Bộ. Thông thƣờng, sắn đƣợc trồng chính vụ vào khoảng từ tháng 2 đến tháng 4 và thu hoạch sau khoảng 7-10 tháng tùy thuộc điều kiện từng vùng. Chính vì giá trị kinh tế, tầm quan trọng nên đã có rất nhiều nghiên cứu về cây sắn chuyển: Giống sắn SVN3 (KM325) là kết quả chọn dòng tự phối đời ba của tổ hợp lai SC5 x SC5 theo hƣớng tạo dòng đơn bội kép kỹ thuật CIAT do nhóm nghiên cứu sắn Trƣờng Đại học Nông Lâm thành phố Hố Chí Minh và Viện Khoa học Kỹ thuật Nông nghiệp Miền Nam chọn tạo và khảo nghiệm, khoai mì chuyển gen kháng African cassava mosaic virus, cây sắn có gen IPT tạo cytokine, xây dựng quy trinhg biến nạp gen bar – gen kháng thuốc diệt cỏ vào cây khoai mì bằng phƣơng pháp bắn gen - Trƣờng Đại học Khoa Học Tự Nhiên, ĐHQG-HCM,…Ngoài ra còn nhiều nghiên cứu chuyển gen thực vật mang gen liên quan đến quá trình sinh tổng hợp và tích lũy tinh bột ở cây sắn.

Vì vậy, tôi đề xuất và tiến hành nghiên cứu đề tài: “ ĐÁNH GIÁ CÂY THUỐC LÁ CHUYỂN GEN THẾ HỆ T1 MANG GEN SSIV TĂNG CƢỜNG SINH TỔNG HỢP TINH BỘT ” 3 1. Mục đích Đánh giá sƣ̣ biể u hiê ̣n của cây thuố c lá chuyể n gen thế hê ̣ T 1 mang gen SSIV 1. Yêu cầ u - Tìm hiểu đƣợc cách đánh giá cây thuốc lá chuyển gen thế hệ T1 mang gen SSIV tăng cƣờng sinh tổng hợp tinh bột - Nắm bắt đƣợc các phƣơng pháp đánh giá cây thuốc lá chuyển gen 4 Phần 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2. Cơ sở khoa ho ̣c Gen SSIV là gen mã hóa cho enzyme starch synthase liên quan sinh tổng hợp tinh bột.

Cây thuốc lá chuyển gen SSIV, thế hệ T1 đƣợc kiểm tra, đánh giá khả năng tăng cƣờng, tích lũy tinh bột. Kết quả của của khóa luận là cơ sở đánh giá vai trò của gen SSIV phục vụ cho công tác cải tiến giống sắn nói riêng và cây trồng nói chung. Tình hình sản xuất cây sắn trên thế giới Sắn là cây lƣơng thực có sản lƣợng 252,20 triệu tấn) đứng hàng thứ năm sau ngô (883,46 triệu tấn), lúa gạo (722,76 triệu tấn), lúa mì (704,08 triệu tấn) khoai tây (374,38 triệu tấn). Sắn đƣợc trồng 66 % ở châu Phi, 20 % ở châu Á, 14 % ở châu Mỹ Latinh[2].

Hội nghị Sắn toàn cầu tổ chức tại Bỉ năm 2008 đã đƣa ra thông điệp: ―Cây sắn là quà tặng của thế giới, cơ hội cho nông dân nghèo và thách thức đối với các nhà khoa học‖ [24].1 Cây sắn ( Nguồn www.vn ) 5 Sản lƣợng sắn thế giới năm 2006/07 đạt 226,34 triệu tấn củ tƣơi so với 2005/06 là 211,26 triệu tấn và 1961 là 71,26 triệu tấn. Nƣớc có sản lƣợng sắn nhiều nhất thế giới là Nigeria (45,72 triệu tấn), kế đến là Thái Lan (22,58 triệu tấn) và Indonesia (19,92 triệu tấn). Việt Nam đứng thứ mƣời trên thế giới về sản lƣợng sắn (7,71 triệu tấn). Nƣớc có năng suất sắn cao nhất hiện nay là Ấn Độ (31,43 tấn/ha), kế đến là Thái Lan (21,09 tấn/ha), so với năng suất sắn bình quân của thế giới là 12,16 tấn/ha (FAO, 2008).

Mức tiêu thụ sắn bình quân toàn thế giới khoảng 18 kg/ngƣời/năm. Sản lƣợng sắn của thế giới đƣợc tiêu dùng trong nƣớc khoảng 85% (lƣơng thực 58%, thức ăn gia súc 28%, chế biến công nghiệp 3%, hao hụt 11 %), còn lại 15% (gần 30 triệu tấn) đƣợc xuất khẩu dƣới dạng sắn lát khô, sắn viên và tinh bột (CIAT, 1993). Nhu cầu sắn làm thức ăn gia súc trên toàn cầu đang giữ mức độ ổn định trong năm 2006 (FAO, 2007). Sắn chiếm tỷ trọng cao trong cơ cấu lƣơng thực ở châu Phi, bình quân khoảng 96 kg/ngƣời/năm.

Zaire là nƣớc sử dụng sắn nhiếu nhất với 391 kg/ngƣời/năm (hoặc 1123 calori/ngày). Nhu cầu sắn làm lƣơng thực chủ yếu tại vùng Saharan châu Phi cả hai dạng củ tƣơi và sản phẩm chế biến ƣớc tính khoảng 115 triệu tấn, tăng hơn năm 2005 khoảng 1 triệu tấn. Trung Quốc hiện là nƣớc nhập khẩu sắn nhiều nhất thế giới để làm cồn sinh học (bio ethanol), tinh bột biến tính (modify starch), thức ăn gia súc và dùng trong công nghiệp thực phẩm dƣợc liệu. Địa điểm chính tại tỉnh Quảng Tây.

Năm 2005, Trung Quốc đã nhập khẩu 1,03 triệu tấn tinh bột, bột sắn và 3,03 triệu tấn sắn lát, sắn viên. Năm 2006, Trung Quốc đã nhập khẩu 1,15 triệu tấn tinh bột, bột sắn và 3,40 triệu tấn sắn lát và sắn viên. Thái Lan chiếm trên 85% lƣợng xuất khẩu sắn toàn cầu, kế đến là Indonesia và Việt Nam. Thị trƣờng xuất khẩu sắn chủ yếu của Thái Lan là Trung Quốc, Đài Loan, Nhật Bản và cộng đồng châu Âu với tỷ trọng xuất khẩu sắn khoảng 40% bột và tinh bột sắn, 25% là sắn lát và sắn viên (TTTA, 2006; FAO, 2007).

6 Cây sắn tiếp tục giữ vai trò quan trọng trong nhiều nƣớc châu Á, đặc biệt là các nƣớc vùng Đông Nam Á nơi cây sắn có tổng diện tích đứng thứ ba sau lúa và ngô và tổng sản lƣợng đứng thứ ba sau lúa và mía. Chiều hƣớng sản xuất sắn phụ thuộc vào khả năng cạnh tranh cây trồng. Giải pháp chính là tăng năng suất sắn bằng áp dụng giống mới và các biện pháp kỹ thuật tiến bộ[3].1 Diện tích, năng suất và sản lƣợng sắn thế giới, năm 1995 – 2011 Diện tích Năng suất bình quân Sản lƣợng Năm (triệu ha) (tấn/ha) (triệu tấn) 1995 16,43 9,84 161,79 1996 16,25 9,75 158,51 1997 16,05 10,06 161,60 1998 16,56 9,90 164,10 1999 16,56 10,31 170,92 2000 16,86 10,70 177,89 2001 17.71 10,73 184,36 2002 17,31 10,61 183,82 2003 17,59 10,79 189,99 2004 18,51 10,94 202,64 2005 18,69 10,87 203,34 2006 20,50 10,90 224,00 2007 18,49 12,25 226,42 2008 19,11 12,14 232,01 2009 19,05 12,36 235,45 2010 18,92 12,51 236,71 Nguồn: Trần Công Khanh, tổng hợp từ FAOSTAT 7 Năm 2006 đƣợc coi là năm có giá sắn cao đối với cả bột, tinh bột và sắn lát. Việc xuất khẩu sắn làm thức ăn gia súc sang các nƣớc cộng đồng châu Âu hiện đã giảm sút nhƣng giá sắn năm 2006 vẫn đƣợc duy trì ở mức cao do có thị trƣờng lớn tại Trung Quốc và Nhật Bản (FAO, 2007).

Viện Nghiên cứu Chính sách lƣơng thực thế giới (IFPRI), đã tính toán nhiều mặt và dự báo tình hình sản xuất và tiêu thụ sắn toàn cầu với tầm nhìn đến năm 2020. Năm 2020 sản lƣợng sắn toàn cầu ƣớc đạt 275,10 triệu tấn, trong đó sản xuất sắn chủ yếu ở các nƣớc đang phát triển là 274,7 triệu tấn, các nƣớc đã phát triển khoảng 0,40 triệu tấn. Mức tiêu thụ sắn ở các nƣớc đang phát triển dự báo đạt 254,60 triệu tấn so với các nƣớc đã phát triển là 20,5 triệu tấn. Khối lƣợng sản phẩm sắn toàn cầu sử dụng làm lƣơng thực thực phẩm dự báo nhu cầu là 176,3 triệu tấn và thức ăn gia súc 53,4 triệu tấn.

Tốc độ tăng hàng năm của nhu cầu sử dụng sản phẩm sắn làm lƣơng thực, thực phẩm và thức ăn gia súc đạt tƣơng ứng là 1,98% và 0,95%. Châu Phi vẫn là khu vực dẫn đầu sản lƣợng sắn toàn cầu với dự báo sản lƣợng năm 2020 sẽ đạt 168,6 triệu tấn. Trong đó, khối lƣợng sản phẩm sử dụng làm lƣơng thực thực phẩm là 77,2%, làm thức ăn gia súc là 4,4%. Châu Mỹ La tinh giai đoạn 1993-2020, ƣớc tốc độ tiêu thụ sản phẩm sắn tăng hàng năm là 1,3%, so với châu Phi là 2,44% và châu Á là 0,84 - 0,96%.