Luận văn thạc sĩ: Đánh giá khả năng chịu hạn của dòng ngô chuyển gen ZmDREB

Luận văn thạc sĩ đánh giá khả năng chịu hạn của các dòng ngô chuyển gen zmdreb, cung cấp thông tin quan trọng cho nghiên cứu nông nghiệp.

• Tác giả: Nguyễn Đức Trọng
• Người hướng dẫn: TS. Nguyễn Xuân Thắng
• Trường học: Học viện Nông nghiệp Việt Nam
• Chuyên ngành: Khoa học cây trồng
• Đề tài: Đánh giá khả năng chịu hạn của một số dòng ngô chuyển gen ZmDREB
• Loại tài liệu: thesis
• Năm xuất bản: 2020
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• 1. MỤC LỤC
• 1.1. Lời cam đoan
• 1.2. Mục lục
• 1.3. Danh mục chữ viết tắt
• 1.4. Danh mục bảng
• 1.5. Danh mục hình
• 1.6. Trích yếu luận văn
• 1.7. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI
• 1.8. MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI
• 1.9. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI
• 1.9.1. Ý nghĩa khoa học
• 1.9.2. Ý nghĩa thực tiễn
• 1.10. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
• 1.10.1. TỔNG QUAN TÌNH HÌNH SẢN XUẤT NGÔ TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC
• 1.10.1.1. Tình hình sản xuất ngô trên thế giới
• 1.10.1.2. Tình hình sản xuất ngô ở Việt Nam
• 1.10.2. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VỀ CÂY TRỒNG BIẾN ĐỔI GEN TRÊN THẾ GIỚI VÀ Ở VIỆT NAM
• 1.10.2.1. Tình hình nghiên cứu về cây trồng biến đổi gen trên thế giới
• 1.10.2.2. Tình hình nghiên cứu về cây trồng biến đổi gen ở Việt Nam
• 1.10.3. KHÁI NIỆM HẠN VÀ ẢNH HƯỞNG CỦA HẠN ĐẾN CÂY TRỒNG
• 1.10.3.1. Khái niệm hạn
• 1.10.3.2. Ảnh hưởng của hạn đến sinh trưởng và phát triển cây trồng
• 1.10.3.3. Ảnh hưởng của hạn đến các đặc điểm sinh hóa ở cây trồng
• 1.10.3.4. Tác động của hạn đến tình hình sản xuất ngô trong và ngoài nước
• 1.10.4. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VỀ CHUYỂN GEN CHỊU HẠN Ở CÂY NGÔ. GEN TĂNG CƯỜNG KHẢ NĂNG CHỊU HẠN - ZMDREB
• 1.10.4.1. Vai trò của yếu tố phiên mã DREB
• 1.10.4.2. Vai trò của gen ZmDREB2A trong quá trình hình thành phản ứng chịu hạn ở thực vật
• 1.11. VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 1.11.1. VẬT LIỆU NGHIÊN CỨU
• 1.11.2. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
• 1.11.3. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 1.11.4. PHÂN TÍCH SỐ LIỆU
• 1.12. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
• 1.12.1. KẾT QUẢ ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG CHỊU HẠN VÀ MỘT SỐ CHỈ TIÊU HÓA SINH CỦA CÁC DÒNG MANG GEN ZMDREB2A VÀ DÒNG NỀN TƯƠNG ỨNG THÔNG QUA THÍ NGHIỆM GÂY HẠN NHÂN TẠO GIAI ĐOẠN CÂY CON
• 1.12.1.1. Kết quả đánh giá khả năng chịu hạn dòng mang gen zmDREB2A giai đoạn cây con
• 1.12.1.2. Đánh giá một số chỉ tiêu hóa sinh của các dòng ngô thông qua thí nghiệm gây hạn nhân tạo ở giai đoạn cây con
• 1.12.2. KẾT QUẢ ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG CHỊU HẠN CỦA CÁC DÒNG MANG GEN ZMDREB2A VÀ DÒNG NỀN TƯƠNG ỨNG THÔNG QUA THÍ NGHIỆM GÂY HẠN NHÂN TẠO GIAI ĐOẠN TRƯỚC TRỖ TRONG ĐIỀU KIỆN NHÀ LƯỚI
• 1.12.2.1. Kết quả chiều cao của các dòng tham gia thí nghiệm trước khi xử lý hạn nhân tạo
• 1.12.2.2. Kết quả đánh giá các chỉ tiêu sau gây hạn nhân tạo và sau phục hồi
• 1.12.3. ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG CHỊU HẠN CỦA CÁC THL ĐỈNH MANG SỰ KIỆN CHUYỂN GEN ZMDREB2A VÀ THL NỀN TƯƠNG ỨNG THÔNG QUA THÍ NGHIỆM GÂY HẠN NHÂN TẠO NGOÀI ĐỒNG RUỘNG
• 1.12.3.1. Đặc điểm hình thái và thời gian sinh trưởng của các THL trong điều kiện hạn
• 1.12.3.2. Tốc độ già hoá bộ lá của các tổ hợp lai trong điều kiện hạn
• 1.12.3.3. Tỷ lệ đổ rễ, gãy thân và tỷ lệ bắp/cây
• 1.12.3.4. Năng suất của các tổ hợp lai trong điều kiện hạn
• 1.13. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ
• CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ

Tóm tắt

I. Tổng Quan Về Đánh Giá Khả Năng Chịu Hạn Của Ngô 55 ký tự

Nghiên cứu khả năng chịu hạn của ngô là một lĩnh vực quan trọng trong bối cảnh biến đổi khí hậu và sự gia tăng của các hiện tượng thời tiết cực đoan. Hạn hán gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến năng suất và chất lượng ngô, đe dọa an ninh lương thực toàn cầu. Việc đánh giá khả năng chịu hạn của các giống ngô khác nhau, đặc biệt là dòng ngô chuyển gen, là cần thiết để phát triển các giống ngô có thể sinh trưởng và phát triển tốt trong điều kiện thiếu nước. Công nghệ chuyển gen mở ra tiềm năng lớn trong việc cải thiện khả năng chịu hạn của thực vật, đặc biệt là thông qua việc sử dụng các gen như ZmDREB. Nghiên cứu này tập trung vào việc đánh giá khả năng chịu hạn của dòng ngô chuyển gen ZmDREB, một yếu tố quan trọng trong việc phát triển các giống ngô thích ứng với biến đổi khí hậu.

1.1. Tầm quan trọng của nghiên cứu ngô chịu hạn

Nghiên cứu ngô chịu hạn đóng vai trò then chốt trong việc đảm bảo nguồn cung lương thực ổn định, đặc biệt ở các khu vực thường xuyên đối mặt với tình trạng hạn hán. Việc phát triển các giống ngô có khả năng chịu hạn cao giúp giảm thiểu thiệt hại do stress hạn gây ra, đồng thời nâng cao hiệu quả sử dụng nước trong nông nghiệp. Nghiên cứu này cung cấp cơ sở khoa học cho việc chọn tạo và phát triển các giống ngô thích ứng với biến đổi khí hậu, góp phần vào sự phát triển bền vững của ngành nông nghiệp.

1.2. Giới thiệu về gen ZmDREB và vai trò của nó

Gen ZmDREB là một yếu tố phiên mã quan trọng trong quá trình phản ứng với stress hạn ở thực vật. Nó điều khiển sự biểu hiện của nhiều gen liên quan đến khả năng chịu hạn, giúp cây trồng thích ứng với điều kiện thiếu nước. Việc chuyển gen ZmDREB vào cây ngô có thể cải thiện đáng kể khả năng chịu hạn của cây, giúp cây sinh trưởng và phát triển tốt hơn trong điều kiện hạn hán. Nghiên cứu này tập trung vào việc đánh giá hiệu quả của việc chuyển gen ZmDREB vào các dòng ngô khác nhau.

II. Thách Thức Từ Hạn Hán Đến Năng Suất Ngô 58 ký tự

Hạn hán là một trong những yếu tố môi trường gây ảnh hưởng nghiêm trọng nhất đến năng suất ngô. Tình trạng thiếu nước làm giảm khả năng hấp thụ dinh dưỡng, ảnh hưởng đến quá trình quang hợp và sinh trưởng của cây. Ảnh hưởng của hạn hán đến năng suất ngô không chỉ gây thiệt hại kinh tế cho người nông dân mà còn đe dọa đến an ninh lương thực. Theo tài liệu, những năm gần đây, sản xuất ngô ở Việt Nam đang phải đương đầu với tình trạng hạn hán, đặc biệt là tại các tỉnh Tây Nguyên và Nam Bộ. Khô hạn cũng là yếu tố quan trọng bậc nhất ảnh hưởng đến an ninh lương thực thế giới.

2.1. Ảnh hưởng của hạn hán đến sinh lý và sinh hóa của ngô

Hạn hán gây ra những thay đổi đáng kể trong sinh lý và sinh hóa của cây ngô. Cây trồng phản ứng với stress hạn bằng cách đóng khí khổng để giảm thoát hơi nước, dẫn đến giảm quá trình quang hợp. Ngoài ra, hạn hán còn ảnh hưởng đến quá trình vận chuyển chất dinh dưỡng, làm giảm sự phát triển của rễ và thân lá. Các chỉ tiêu sinh hóa như hàm lượng chlorophyll, protein và đường cũng bị ảnh hưởng bởi stress hạn.

2.2. Tác động của hạn hán đến sản xuất ngô toàn cầu

Hạn hán không chỉ ảnh hưởng đến năng suất ngô ở một khu vực cụ thể mà còn có tác động lớn đến sản xuất ngô toàn cầu. Các khu vực trồng ngô lớn như Hoa Kỳ, Trung Quốc và Brazil thường xuyên phải đối mặt với nguy cơ hạn hán, gây ra những biến động lớn về sản lượng và giá cả. Việc phát triển các giống ngô có khả năng chịu hạn cao là cần thiết để giảm thiểu tác động của hạn hán đến an ninh lương thực toàn cầu.

III. Phương Pháp Đánh Giá Khả Năng Chịu Hạn Của Ngô 59 ký tự

Việc đánh giá khả năng chịu hạn của ngô đòi hỏi các phương pháp tiếp cận toàn diện, bao gồm cả thí nghiệm trong điều kiện kiểm soát và đánh giá ngoài đồng ruộng. Các thí nghiệm trong nhà lưới cho phép kiểm soát chặt chẽ các yếu tố môi trường, giúp xác định chính xác khả năng chịu hạn của các giống ngô khác nhau. Đánh giá ngoài đồng ruộng cung cấp thông tin về hiệu quả của các giống ngô trong điều kiện thực tế, bao gồm cả sự tương tác với các yếu tố môi trường khác. Các chỉ tiêu sinh lý, sinh hóa và năng suất được sử dụng để đánh giá khả năng chịu hạn của ngô.

3.1. Thí nghiệm gây hạn nhân tạo trong nhà lưới

Thí nghiệm gây hạn nhân tạo trong nhà lưới là một phương pháp hiệu quả để đánh giá khả năng chịu hạn của ngô trong điều kiện kiểm soát. Các cây ngô được trồng trong chậu và được tưới nước theo chế độ khác nhau để tạo ra các mức độ stress hạn khác nhau. Các chỉ tiêu như tỷ lệ sống sót, chiều cao cây, diện tích lá và hàm lượng chlorophyll được đo để đánh giá khả năng chịu hạn của các giống ngô khác nhau.

3.2. Đánh giá khả năng chịu hạn ngoài đồng ruộng

Đánh giá khả năng chịu hạn ngoài đồng ruộng là cần thiết để xác định hiệu quả của các giống ngô trong điều kiện thực tế. Các giống ngô được trồng trong các khu vực khác nhau với các mức độ hạn hán khác nhau. Các chỉ tiêu như năng suất, số lượng bắp trên cây và khối lượng hạt được đo để đánh giá khả năng chịu hạn của các giống ngô khác nhau. Theo tài liệu gốc, thí nghiệm được thực hiện bằng phương pháp đánh giá khả năng chịu hạn của các cây chuyển gen giai đoạn trước trỗ (CIMMYT, 2004; Cains & cs. Sau 14 ngày gây hạn các xô thí nghiệm tưới nước trở lại để cây phát triển bình thường.

IV. Ứng Dụng Gen ZmDREB Kết Quả Nghiên Cứu Thực Tế 57 ký tự

Nghiên cứu về ứng dụng gen ZmDREB trong việc cải thiện khả năng chịu hạn của ngô đã cho thấy những kết quả đầy hứa hẹn. Các dòng ngô chuyển gen ZmDREB thường có khả năng chịu hạn cao hơn so với các dòng ngô không chuyển gen. Điều này được thể hiện qua các chỉ tiêu như tỷ lệ sống sót cao hơn, năng suất ổn định hơn và khả năng phục hồi nhanh hơn sau khi bị stress hạn. Tuy nhiên, hiệu quả của việc chuyển gen ZmDREB có thể khác nhau tùy thuộc vào giống ngô nền và điều kiện môi trường.

4.1. So sánh khả năng chịu hạn giữa dòng chuyển gen và dòng nền

Việc so sánh khả năng chịu hạn giữa dòng chuyển gen ZmDREB và dòng nền là cần thiết để đánh giá hiệu quả của việc chuyển gen. Các nghiên cứu thường cho thấy rằng dòng chuyển gen có khả năng chịu hạn cao hơn, thể hiện qua các chỉ tiêu như tỷ lệ sống sót cao hơn, chiều cao cây lớn hơn và năng suất ổn định hơn. Tuy nhiên, sự khác biệt về khả năng chịu hạn giữa dòng chuyển gen và dòng nền có thể không đáng kể trong điều kiện không bị stress hạn.

4.2. Các chỉ tiêu sinh hóa liên quan đến khả năng chịu hạn

Các chỉ tiêu sinh hóa như hàm lượng proline, đường và protein thường được sử dụng để đánh giá khả năng chịu hạn của ngô. Proline là một amino acid có vai trò bảo vệ tế bào khỏi stress oxy hóa do hạn hán gây ra. Đường và protein cũng có vai trò quan trọng trong việc duy trì áp suất thẩm thấu và bảo vệ cấu trúc tế bào. Các dòng ngô chuyển gen ZmDREB thường có hàm lượng proline, đường và protein cao hơn so với các dòng ngô không chuyển gen trong điều kiện stress hạn.

V. Kết Luận Tiềm Năng Của Ngô Chuyển Gen Chịu Hạn 59 ký tự

Nghiên cứu về đánh giá khả năng chịu hạn của dòng ngô chuyển gen ZmDREB đã cung cấp những bằng chứng quan trọng về tiềm năng của công nghệ chuyển gen trong việc cải thiện khả năng chịu hạn của cây trồng. Các dòng ngô chuyển gen ZmDREB có khả năng chịu hạn cao hơn so với các dòng ngô không chuyển gen, giúp giảm thiểu thiệt hại do hạn hán gây ra. Tuy nhiên, cần có thêm nhiều nghiên cứu để tối ưu hóa việc chuyển gen ZmDREB và đánh giá hiệu quả của nó trong các điều kiện môi trường khác nhau.

5.1. Hướng nghiên cứu tiếp theo về ngô biến đổi gen chịu hạn

Các hướng nghiên cứu tiếp theo về ngô biến đổi gen chịu hạn bao gồm việc xác định các gen khác có vai trò quan trọng trong khả năng chịu hạn, tối ưu hóa việc chuyển gen và đánh giá hiệu quả của các dòng ngô chuyển gen trong các điều kiện môi trường khác nhau. Ngoài ra, cần có các nghiên cứu về an toàn sinh học và đánh giá tác động kinh tế của việc sử dụng ngô biến đổi gen chịu hạn.

5.2. Ứng dụng trong chọn tạo giống ngô chịu hạn

Kết quả nghiên cứu về đánh giá khả năng chịu hạn của dòng ngô chuyển gen ZmDREB có thể được sử dụng trong chương trình chọn tạo giống ngô chịu hạn. Các dòng ngô chuyển gen ZmDREB có thể được sử dụng làm nguồn vật liệu di truyền để lai tạo với các giống ngô địa phương, tạo ra các giống ngô có khả năng chịu hạn cao và thích ứng với điều kiện địa phương. Theo tài liệu gốc, cung cấp cho nghiên cứu chọn tạo các dòng ngô mang gen chịu hạn ZmDREB sử dụng làm nguồn vật liệu trong chọn tạo giống ngô biến đổi gen.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Sản xuất ngô trên quy mô toàn cầu đã đạt diện tích canh tác 197,2 triệu hecta với tổng sản lượng 1.134,7 triệu tấn theo thống kê của Tổ chức Lương thực và Nông nghiệp Liên Hợp Quốc. Tại Việt Nam, cây ngô giữ vai trò là cây màu và cây lương thực quan trọng thứ hai sau lúa nước, đạt sản lượng trên 5,13 triệu tấn với hơn 95% diện tích ứng dụng giống ngô lai. Mặc dù vậy, ngành chế biến thức ăn chăn nuôi trong nước vẫn phải nhập khẩu từ 7 đến 9 triệu tấn ngô hạt mỗi năm để đáp ứng nhu cầu nội địa. Tình trạng biến đổi khí hậu diễn biến phức tạp khiến hạn hán trở thành rủi ro lớn nhất đe dọa trực tiếp đến an ninh lương thực. Do hơn 80% diện tích canh tác ngô tại Việt Nam phụ thuộc hoàn toàn vào nước trời, khô hạn nghiêm trọng tại các vùng trọng điểm như Tây Nguyên và Nam Trung Bộ có thể làm suy giảm tới 30% sản lượng ngô hạt, gây thiệt hại ước tính từ 0,5 đến 0,7 triệu tấn mỗi năm.

Nhằm giải quyết bài toán chống chịu bất thuận phi sinh học, luận văn thạc sĩ chuyên ngành Khoa học cây trồng của tác giả Nguyễn Đức Trọng tại Học viện Nông nghiệp Việt Nam đã tiến hành đánh giá khả năng chịu hạn của các dòng ngô chuyển gen ZmDREB2A. Mục tiêu trọng tâm của nghiên cứu là đánh giá mức độ chịu hạn và các chỉ tiêu sinh lý, hóa sinh của các dòng ngô mang gen ZmDREB2A thế hệ thứ sáu thông qua thí nghiệm gây hạn nhân tạo trong nhà lưới và ngoài đồng ruộng, đối chứng trực tiếp với các dòng nền không chuyển gen. Phạm vi nghiên cứu được thực hiện tại Viện Nghiên cứu Ngô ở Đan Phượng, Hà Nội trong giai đoạn 2019 đến 2020. Kết quả nghiên cứu tạo nền tảng khoa học vững chắc với tỷ lệ sống sót sau hạn của dòng chuyển gen ưu tú đạt tới 76,7% so với mức 35,0% của dòng nền, mở ra tiềm năng to lớn trong việc tạo nguồn vật liệu phục vụ chương trình chọn tạo giống ngô lai chuyển gen chịu hạn năng suất cao.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu được xây dựng trên nền tảng lý thuyết sinh học phân tử và sinh lý thực vật về phản ứng chống chịu stress phi sinh học. Cơ sở lý thuyết thứ nhất là cơ chế điều hòa áp suất thẩm thấu tế bào thực vật trong điều kiện thiếu nước, khẳng định vai trò sống còn của việc tích lũy các chất thẩm thấu hòa tan như axit amin proline, đường hòa tan và betaine nhằm duy trì sức trương tế bào, bảo vệ tính toàn vẹn của màng sinh học và phức hệ quang hóa II. Cơ sở lý thuyết thứ hai là lộ trình truyền tín hiệu độc lập với axit abscisic điều khiển bởi họ nhân tố phiên mã DREB thuộc siêu họ AP2/ERF.

Mô hình nghiên cứu ứng dụng cấu trúc vector biểu hiện pCAMBIA1300 mang cassette biểu hiện gồm đoạn promoter Ubiquitin biểu hiện liên tục, đoạn gen chịu hạn ZmDREB2A-S mã hóa nhân tố phiên mã dài 1336 cặp bazơ được phân lập từ ngô và đoạn kết thúc phiên mã 35S. Ba khái niệm chuyên ngành cốt lõi xuyên suốt luận văn bao gồm: nhân tố phiên mã DREB có trung tâm hoạt động AP2/ERF tương tác đặc hiệu với vùng trình tự cis-acting DRE trên promoter của các gen đáp ứng hạn; tỷ lệ rễ khô trên thân khô phản ánh chỉ số phân bổ sinh khối thích nghi hạn; và stress hạn nhân tạo giai đoạn cây con và trước trỗ phản ánh khả năng duy trì sức sống của tế bào mô phân sinh.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn vật liệu nghiên cứu gồm 3 dòng ngô thuần chuyển gen ZmDREB2A ở thế hệ tự phối thứ 6 mang ký hiệu D3, D14, D21 được tạo ra bằng phương pháp chuyển gen qua vi khuẩn Agrobacterium tumefaciens vào phôi non, cùng 3 dòng nền đối chứng tương ứng có khả năng tái sinh cao là C436, C7N, V152. Đồng thời, nghiên cứu mở rộng đánh giá 12 tổ hợp lai đỉnh được tạo ra từ phép lai giữa 6 dòng trên với 2 dòng thử thuần ưu tú là NT6745 và H245.

Phương pháp chọn mẫu và bố trí thí nghiệm được thực hiện nghiêm ngặt theo quy chuẩn đánh giá hạn của Trung tâm Cải lương Giống Ngô và Lúa mì Quốc tế. Thí nghiệm giai đoạn cây con 4 đến 5 lá được thiết kế trong nhà lưới với 3 lần nhắc lại, gồm 2 công thức: tưới nước đầy đủ và ngừng tưới liên tục 14 ngày kết hợp 7 ngày phục hồi. Thí nghiệm đồng ruộng vụ Hè Thu 2019 được bố trí theo khối ngẫu nhiên hoàn chỉnh với 3 lần nhắc lại trên diện tích mỗi ô thí nghiệm 11,2 mét vuông, áp dụng mật độ tiêu chuẩn hàng cách hàng 70 centimet và cây cách cây 20 centimet.

Phương pháp phân tích hóa sinh sử dụng quang phổ kế đo độ hấp thụ quang ở bước sóng 665 nanomet và 649 nanomet để định lượng chlorophyll, đo ở bước sóng 520 nanomet với phản ứng ninhydrin để xác định hàm lượng proline tự do. Toàn bộ số liệu thu thập trong khung thời gian từ tháng 2 năm 2019 đến tháng 6 năm 2020 được xử lý thống kê bằng phần mềm Excel 2016 và phần mềm chuyên dụng IRRISTAT 5.0 nhằm so sánh phương sai ANOVA và kiểm định sai khác nhỏ nhất có ý nghĩa ở mức tin cậy 95%.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Thí nghiệm gây hạn nhân tạo 14 ngày và phục hồi 7 ngày ở giai đoạn cây con đã chứng minh sự vượt trội rõ rệt về khả năng chịu hạn của các dòng chuyển gen ZmDREB2A so với dòng nền không chuyển gen.

Thứ nhất, tỷ lệ sống sót sau hạn và phục hồi của các dòng ngô chuyển gen đạt mức cao vượt trội. Dòng chuyển gen D21 đạt tỷ lệ cây sống 76,7%, cao hơn 119,1% so với dòng nền V152 chỉ đạt 35,0%. Tương tự, dòng chuyển gen D3 đạt tỷ lệ cây sống 71,7%, vượt trội hơn hẳn so với dòng nền C436 chỉ đạt 33,3%. Dòng chuyển gen D14 đạt tỷ lệ sống 46,7%, nhỉnh hơn dòng nền C7N đạt 38,3%.

Thứ hai, các chỉ tiêu hình thái thân lá và hệ rễ của dòng chuyển gen duy trì sự sinh trưởng ổn định với tỷ lệ suy giảm thấp hơn rõ rệt. Dưới điều kiện hạn, chiều dài thân lá của dòng D3 đạt 53,3 centimet (giảm 23,5%) trong khi dòng nền C436 chỉ đạt 47,2 centimet (giảm 31,7%). Chiều dài rễ dài nhất của dòng D3 đạt 26,5 centimet (tỷ lệ giảm 16,7%) vượt trội so với dòng C436 chỉ đạt 19,2 centimet (tỷ lệ giảm tới 36,6%). Dòng chuyển gen D21 đạt chiều dài rễ 27,4 centimet với mức suy giảm 19,4%, trong khi dòng nền V152 suy giảm mạnh tới 42,5% chỉ còn 19,1 centimet.

Thứ ba, sự phân bổ sinh khối khô nghiêng mạnh về phát triển bộ rễ để tăng cường hút nước tầng sâu. Thể tích rễ của dòng D21 trong điều kiện hạn đạt 2,90 centimet khối, vượt trội hơn so với dòng nền V152 đạt 2,47 centimet khối. Tỷ lệ rễ khô trên thân khô của dòng D21 tăng vọt lên 57,7% so với mức 47,5% của dòng nền V152. Tương tự, dòng D3 đạt tỷ lệ rễ khô trên thân khô 52,9% so với 46,5% của dòng nền C436.

Thứ tư, các chỉ tiêu hóa sinh bảo vệ tế bào ở dòng chuyển gen biểu hiện tích cực. Hàm lượng diệp lục tổng số sau 14 ngày gây hạn ở dòng D3 đạt 14,72, cao gấp hơn 2 lần so với dòng nền C436. Dòng D21 đạt hàm lượng diệp lục 14,01, cao gấp hơn 3 lần dòng nền đối chứng V152. Hàm lượng proline tự do và các chất điều hòa thẩm thấu ở các dòng chuyển gen đều ghi nhận mức tích lũy cao gấp 2 đến 3 lần so với dòng nền tương ứng.

Thảo luận kết quả

Khi phân tích cơ chế phân tử, sự biểu hiện mạnh mẽ của gen ZmDREB2A dưới sự điều khiển của promoter Ubiquitin đã kích hoạt một chuỗi các gen chức năng đáp ứng hạn ở hạ lưu, đặc biệt là các gen mã hóa protein LEA và protein sốc nhiệt HSP. Sự gia tăng gấp 2 đến 3 lần hàm lượng chất hòa tan và proline giúp tế bào mô lá duy trì thế nước thấp, hạn chế quá trình oxy hóa lipid màng và bảo vệ cấu trúc thylakoid của lục lạp. Điều này giải thích tại sao hàm lượng chlorophyll ở dòng D3 và D21 không bị suy thoái nghiêm trọng như ở các dòng đối chứng không chuyển gen.

Dữ liệu thực nghiệm được trực quan hóa sinh động thông qua biểu đồ cột so sánh tỷ lệ sống sót và đồ thị phân tán biểu diễn tương quan giữa thể tích rễ và sinh khối chất khô. Các bảng số liệu đa chiều thể hiện rõ sự khác biệt giữa hai công thức tưới đủ nước và gây hạn khốc liệt. Trong điều kiện tưới nước bình thường, các dòng chuyển gen và dòng nền không có sự sai khác có ý nghĩa thống kê về mặt nông sinh học, khẳng định việc cài xen đoạn gen ZmDREB2A không gây ra bất kỳ biến đổi tiêu cực nào đến quá trình trao đổi chất tự nhiên.

Kết quả nghiên cứu hoàn toàn tương đồng với các công bố quốc tế về vai trò của nhân tố phiên mã DREB trên cây lúa và cây ngô. Tuy nhiên, mức độ biểu hiện tính chịu hạn có sự khác nhau giữa các dòng nghiên cứu: dòng D3 và D21 thể hiện tính vượt trội rõ rệt, trong khi dòng D14 chưa cho thấy sự chênh lệch có ý nghĩa với dòng nền C7N. Hiện tượng này khẳng định tính tương tác chặt chẽ giữa gen chuyển với nền di truyền của vật liệu tiếp nhận, đòi hỏi phải sàng lọc kỹ lưỡng nền gen trước khi tiến hành chuyển gen trên diện rộng.

Đề xuất và khuyến nghị

Thứ nhất, Viện Nghiên cứu Ngô cần tiếp tục nhân dòng thuần và duy trì độ thuần di truyền của hai sự kiện chuyển gen ưu tú D21 và D3 qua các thế hệ tiếp theo, đặt mục tiêu duy trì tỷ lệ sống sót sau hạn trên 75% và độ ổn định biểu hiện gen đạt 100% trong khung thời gian 2021 đến 2023.

Thứ hai, Trung tâm Khảo kiểm nghiệm Giống, Sản phẩm Cây trồng Quốc gia cùng các đơn vị chọn tạo giống cần phối hợp mở rộng khảo nghiệm đồng ruộng 12 tổ hợp lai đỉnh mang sự kiện D3 và D21 tại các vùng sinh thái chịu hạn nặng như Tây Nguyên và Nam Trung Bộ trong giai đoạn 2022 đến 2024, hướng tới mục tiêu duy trì năng suất ngô hạt vượt tối thiểu 15% so với các giống ngô lai thương mại trong điều kiện thiếu nước tưới.

Thứ ba, các cơ quan nghiên cứu công nghệ sinh học nông nghiệp cần hoàn thiện hồ sơ đánh giá an toàn sinh học và rủi ro môi trường cho các sự kiện chuyển gen D3 và D21 căn cứ theo Luật Đa dạng sinh học số 20/2008/QH12 và Thông tư số 69/2009/TT-BNNPTNT, chuẩn bị đầy đủ cơ sở pháp lý cho lộ trình công nhận lưu hành giống ngô biến đổi gen giai đoạn 2025 đến 2026.

Thứ tư, nhóm tác giả và các nhà khoa học chọn giống cần ứng dụng công nghệ chỉ thị phân tử kết hợp lai trở lại nhằm chuyển nạp gen ZmDREB2A vào các dòng bố mẹ ngô lai đơn chủ lực hiện nay, rút ngắn thời gian chọn tạo giống chịu hạn xuống còn 3 đến 4 năm thay vì các phương pháp truyền thống kéo dài từ 6 đến 8 năm.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Nhà khoa học và chuyên gia chọn tạo giống cây trồng: Khai thác trực tiếp dữ liệu phân tử, nguồn vật liệu dòng thuần chuyển gen D3, D21 và quy trình chuyển gen nhờ Agrobacterium tumefaciens để phát triển các giống cây trồng biến đổi gen kháng chịu stress phi sinh học.

Giảng viên, nghiên cứu sinh và học viên cao học chuyên ngành Nông nghiệp và Công nghệ sinh học: Sử dụng luận văn làm tài liệu tham khảo chuẩn mực về phương pháp bố trí thí nghiệm hạn nhân tạo theo tiêu chuẩn quốc tế, kỹ thuật đo quang phổ định lượng proline và chlorophyll, cùng phương pháp phân tích phương sai thống kê sinh học.

Doanh nghiệp sản xuất và kinh doanh giống cây trồng: Nắm bắt xu hướng ứng dụng công nghệ sinh học phân tử trong nông nghiệp, đánh giá tiềm năng thương mại của các dòng ngô chịu hạn nhằm định hướng chiến lược đầu tư sản xuất hạt giống lai đơn thích ứng với biến đổi khí hậu.

Cán bộ quản lý ngành nông nghiệp và khuyến nông tại các địa phương khô hạn: Tham khảo các căn cứ khoa học và số liệu thực nghiệm để xây dựng quy hoạch vùng sản xuất ngô ứng phó biến đổi khí hậu, hoàn thiện chính sách chuyển đổi cơ cấu cây trồng tại các khu vực thường xuyên đối mặt với hạn hán.

Câu hỏi thường gặp

Gen ZmDREB2A giúp cây ngô tăng cường khả năng chịu hạn qua cơ chế nào?
Gen mã hóa nhân tố phiên mã liên kết đặc hiệu với trình tự cis-acting DRE, kích hoạt biểu hiện đồng loạt các gen hạ lưu mã hóa protein LEA và protein sốc nhiệt. Quá trình này thúc đẩy tổng hợp các chất điều hòa thẩm thấu như proline gấp 2 đến 3 lần, bảo vệ hệ thống màng và phức hệ quang hóa trước tổn thương do thiếu nước.

Tỷ lệ sống sót của các dòng ngô chuyển gen sau hạn khác biệt thế nào so với dòng nền?
Sau 14 ngày gây hạn liên tục và 7 ngày phục hồi, dòng chuyển gen D21 đạt tỷ lệ sống 76,7% (so với dòng nền V152 chỉ đạt 35,0%), dòng D3 đạt 71,7% (so với dòng nền C436 chỉ đạt 33,3%). Mức độ phục hồi sinh trưởng của dòng chuyển gen cao gấp hơn 2 lần so với dòng không chuyển gen.

Trong điều kiện tưới nước đầy đủ, cây ngô chuyển gen ZmDREB2A có bị suy giảm sinh trưởng không?
Không. Kết quả phân tích phương sai ANOVA cho thấy trong điều kiện cung cấp đủ nước, chiều dài thân lá, chiều dài rễ, khối lượng tươi, khối lượng khô và hàm lượng diệp lục giữa dòng chuyển gen và dòng nền không có sự sai khác có ý nghĩa thống kê ở độ tin cậy 95%.

Thí nghiệm gây hạn nhân tạo giai đoạn cây con được thiết lập theo quy trình nào?
Thí nghiệm được thực hiện trong nhà lưới khi cây đạt 4 đến 5 lá, tiến hành ngừng tưới hoàn toàn trong 14 ngày liên tục trên giá thể xỉ than thoát nước chủ động, sau đó tưới nước phục hồi trong 7 ngày để theo dõi tỷ lệ sống, tốc độ già hóa lá và các chỉ tiêu sinh khối.

Chỉ tiêu sinh lý nào phản ánh rõ rệt nhất khả năng chịu hạn ở giai đoạn cây con?
Tỷ lệ rễ khô trên thân khô và hàm lượng proline tự do là hai chỉ tiêu cốt lõi. Dòng chuyển gen D21 đạt tỷ lệ rễ khô trên thân khô lên tới 57,7% trong điều kiện hạn (so với 47,5% ở dòng nền), chứng minh phản ứng thích nghi sinh lý mạnh mẽ thông qua việc tập trung năng lượng phát triển rễ sâu.

Kết luận

• Luận văn đã đánh giá toàn diện và khẳng định vai trò vượt trội của gen ZmDREB2A trong việc nâng cao khả năng chống chịu hạn ở cây ngô thế hệ T6.
• Xác định được hai dòng ngô chuyển gen ưu tú là D21 và D3 với tỷ lệ cây sống sau phục hồi hạn đạt tương ứng 76,7% và 71,7%, vượt trội hoàn toàn so với các dòng nền đối chứng.
• Chứng minh cơ chế duy trì tỷ lệ rễ khô trên thân khô cao trên 52% và hàm lượng diệp lục, proline tích lũy cao gấp 2 đến 3 lần dưới tác động của stress khô hạn kéo dài 14 ngày.
• Cung cấp nguồn vật liệu di truyền quý giá và hoàn thiện phương pháp đánh giá hạn nhân tạo chuẩn mực phục vụ các chương trình chọn tạo giống ngô biến đổi gen tại Việt Nam.
• Trong giai đoạn 2021 đến 2025, cần tiếp tục mở rộng khảo nghiệm đồng ruộng các tổ hợp lai đỉnh mang sự kiện D3, D21 và hoàn tất thủ tục an toàn sinh học nhằm nhanh chóng đưa giống ngô chịu hạn vào sản xuất đại trà. Hãy kết nối với các viện nghiên cứu chuyên ngành để khai thác nguồn vật liệu chuyển gen tiên tiến này.

Trích đoạn nội dung tài liệu

mở đầu cho sự phát triển các giống ngô biến đổi gen mang những đặc tính mong muốn ở nhiều vùng trồng ngô trên thế giới. Đặc biệt việc sử dụng các giống ngô biến đổi gen chứa đa gen (kháng sâu đục thân, sâu đục rễ và kháng thuốc trừ cỏ) tăng lên nhanh chóng. Bên cạnh đó, xu hướng chuyển gen vào ngô nâng cao khả năng chống chịu với những điều kiện bất thuận như hạn, mặn, nghèo đạm, sản xuất vaccine hay làm tăng hàm lượng dầu, vitamin… đang được đầu tư nghiên cứu và đã có những kết quả khả quan. Việt Nam đã cho phép đánh giá khảo nghiệm và cấp phép đủ điều kiện về an toàn sinh học và sử dụng làm thực phẩm và thức ăn chăn nuôi cho nhiều sự kiện ngô biến đổi gen kháng thuốc diệt cỏ và kháng sâu đục thân.

Cho đến nay nhiều giống ngô biến đổi gen đã được trồng và sản xuất đại trà tại một số vùng trồng ngô lớn trong cả nước. Những năm gần đây, sản xuất ngô ở nước ta đang phải đương đầu với tình trạng hạn hán, đặc biệt là tại các tỉnh Tây Nguyên và Nam Bộ. Khô hạn cũng là yếu tố quan trọng bậc nhất ảnh hưởng đến an ninh lương thực thế giới. Nguyên nhân chủ yếu do sự thiếu hụt về nước tưới cho nông nghiệp khi nguồn tài nguyên nước đang phải chịu áp lực từ gia tăng dân số và sự phát triển đô thị cùng quá trình công nghiệp hóa.

Không những thế, biến đổi khí hậu hiện nay đang diễn ra theo chiều hướng phức tạp làm cho tình trạng khô hạn ngày càng nghiêm trọng. Công tác chọn tạo giống cây trồng chịu hạn nói chung và cây ngô nói riêng là thách thức lớn cho các nhà chọn giống, bởi chịu hạn được quy định bởi hệ thống đa gene. Nghiên cứu di truyền phân tử tính chịu hạn đã chỉ ra rằng, phản ứng chống chịu điều kiện hạn được điều khiển bởi một vài gene trong hệ thống các gene quy định tính chịu hạn. Việc ứng dụng công nghệ chuyển gene nhằm chuyển các gene đóng vai trò điều khiển vào cây trồng đang được thế giới tiến hành nhiều năm qua nhằm tạo ra giống ngô chống chịu với điều kiện hạn.

Với mục đích nghiên cứu tạo sự kiện ngô biến đổi gen chịu hạn và chọn lọc đánh giá khả năng chịu hạn của các dòng ngô chuyển gen cho hiệu quả cao, chúng tôi tiến hành thực hiện đề tài: “Đánh giá khả năng chịu hạn của một số dòng ngô chuyển gen ZmDREB”. MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI Đánh giá khả năng chịu hạn của một số dòng ngô chuyển gen ZmDREB thông qua thí nghiệm gây hạn nhân tạo trong nhà lưới và so sánh với dòng nền không chuyển gen tương ứng nhằm xác định nguồn dòng ngô chuyển gen có khả năng chịu hạn cao sử dụng cho nghiên cứu tạo giống ngô chuyển gen chịu hạn. Ý NGHĨ KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI 1. Ý nghĩa khoa học Kết quả của đề tài bổ sung cơ sở dữ liệu khoa học trong chương trình chuyển gen chịu hạn vào cây ngô, phân tích đánh giá và tạo sự kiện ngô biến đổi gen chịu hạn, cũng như hiểu thêm về cơ chế chịu hạn và 1 số chỉ tiêu hóa sinh liên quan đến hạn ở cây ngô và cây trồng nói chung.

Kết quả của luận văn còn bổ sung thông tin trong việc xây dựng bộ cơ sở dữ liệu sinh học phân tử và bộ cơ sở dữ liệu về một số chỉ tiêu hình thái chính của các sự kiện/dòng ngô chuyển gen phục vụ trong công tác nghiên cứu chọn tạo sự kiện ngô biến đổi gen chịu hạn đáp ứng về an toàn sinh học và có giá trị kinh tế. Ý nghĩa thực tiễn Cung cấp cho nghiên cứu chọn tạo các dòng ngô mang gen chịu hạn ZmDREB sử dụng làm nguồn vật liệu trong chọn tạo giống ngô biến đổi gen. Đánh giá và xác định một số dòng mang gen ZmDREB có khả năng chịu hạn hiệu quả cao thông qua thí nghiệm gây hạn nhân tạo giai đoạn cây con và giai đoạn trước trỗ trong điều kiện nhà lưới phục vụ chương trình nghiên cứu chọn tạo giống ngô chịu hạn. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.

TỔNG QUAN TÌNH HÌNH SẢN XUẤT NGÔ TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC 2.Tình hình sản xuất ngô trên thế giới Tình hình sản xuất ngô trên thế giới tăng liên tục, nhất là thế kỷ 20 khi hiện tượng ưu thế lai được phát hiện, ứng dụng và cuộc cách mạng giống ngô lai ra đời. Ngô là cây trồng có tốc độ tăng trưởng cao nhất về năng suất cũng như sản lượng (bảng 2. Từ năm 1961, khi bắt đầu bùng nổ cuộc cách mạng giống lai và đánh dấu sự phát triển của các giống lai đơn công nghiệp, diện tích trồng ngô chỉ đạt 105,5 triệu ha, năng suất 19,4 tạ/ha và sản lượng 205,0 triệu tấn. Đến năm 2017, diện tích trồng ngô trên thế giới đã đạt 197,2 triệu ha, tăng 1,87 lần so với năm 1961; năng suất ngô đạt 57,5 tạ/ha tăng gấp 2,96 lần so với năm 1961; và sản lượng đạt 1.134,7 triệu tấn tăng gấp 5,54 lần so với năm 1961 (FAOSTAT, 2017).

Diện tích, năng suất, sản lượng của ngô trên thế giới (1961-2017) Diện tích Năng suất Sản lượng Năm (triệu ha) (tạ/ha) (triệu tấn) 1961 105,5 19,4 205,0 2005 148,2 48,2 714,2 2010 164,0 51,9 851,7 2015 190,4 55,2 1.134,7 Tỷ lệ tăng 2017 1,87 2,96 5,54 so với 1961 Nguồn: FAOSTAT (2017) Hình 2. Thị phần sản xuất ngô theo từng vùng Nguồn: FAOSTAT (2017) 3 c Ngô là một trong những cây trồng quan trọng nhất ở Hoa Kỳ. Trong những năm qua, người dân sản xuất ngô tại Hoa Kỳ luôn cải tiến không ngừng các phương thức sản xuất qua đó đạt được sự tăng trưởng không ngừng doanh thu hàng năm. Trong năm 2016/2017, Hoa Kỳ đóng góp hơn 1/3 sản lượng ngô toàn cầu.

Năm 2016, Hoa Kỳ đã xuất khẩu khoảng 56,5 triệu tấn ngô, đưa quốc gia này trở thành nước xuất khẩu ngô lớn nhất thế giới. Nhật Bản và Mexio là những nước nhập khẩu ngô lớn nhất của Mỹ trong năm 2015, tương ứng khoảng 12,1 triệu tấn và 11,31 triệu tấn. Cho tới nay, Hoa Kỳ vẫn luôn đứng ở đứng đầu những quốc gia sản xuất ngô lớn nhất thế giới với khối lượng sản xuất đã lên tới khoảng 366,7 triệu tấn, đứng ngay sau là Trung Quốc và Brazil với sản lượng lần lượt là 257,3 và 94,5 triệu tấn (Statista, 2019). Sản xuất ngô thế giới năm 2018/2019 (triệu tấn) 2.

Tình hình sản xuất ngô ở Việt Nam Ở Việt Nam, cây ngô trở thành cây lương thực chính đứng thứ 2 sau cây lúa và là cây màu quan trọng nhất. Từ nhiều năm qua, nhờ những chính sách chủ trương của Nhà nước cùng với những tiến bộ về giống và kỹ thuật canh tác, cây ngô đã có những bước tiến đáng kể được thể hiện qua sự tăng trưởng về diện tích, năng suất và sản lượng. Sản xuất ngô ở Việt Nam từ 1990 đến nay có những bước nhảy vượt bậc về diện tích năng suất và tổng sản lượng, nhờ việc không ngừng mở rộng giống ngô lai ra sản xuất, đồng thời cải thiện các biện pháp kỹ thuật canh tác theo đòi hỏi của giống mới. Năm 1990, diện tích trồng giống lai chiếm 0% trên hơn 400 nghìn ha ngô, năm 2017 giống lai đã chiếm khoảng >95% trong tổng số > 1 triệu ha.

Diện tích, năng suất và sản lượng ngô của Việt Nam giai đoạn 1990-2017 Diện tích Năng suất Sản lượng Tỷ lệ giống lai Năm ( nghìn ha) (tạ/ha) (nghìn tấn) (%) 1990 431,8 15,5 671,0 0 2000 730,2 27,5 2005,9 65 2010 1125,7 41,1 4625,7 90 2014 1179,0 44,1 5202,3 >95 2015 1178,9 44,8 5287,2 >95 2016 1152,7 45,5 5246,5 >95 2017 1099,9 46,7 5131,9 >95 Nguồn: Tổng cục thống kê (2018) Tốc độ phát triển của cây ngô ở nước ta từ năm 2014 đến năm 2017 mặc dù diện tích trồng ngô có giảm nhưng năng suất tăng theo từng năm. Cụ thể năm 2014 diện tích trồng ngô đạt 1179,0 nghìn ha, năng suất 44,1 tạ/ha, sản lượng đạt 5202,3 nghìn tấn. Đến năm 2017 theo đánh giá sơ bộ thì diện tích ngô còn 1099,9 nghìn ha, giảm 79 nghìn ha, năng suất đạt 46,7 tạ/ha và sản lượng 5131,9 nghìn tấn. Trong vòng 20 năm trở lại đây (từ năm 2000 đến năm 2017) năng suất ngô tăng 1,7 lần, sản lượng tăng 2,5 lần so với năm 2000 (bảng 2.

Tuy nhiên, so với trung bình năng suất ngô của thế giới, năng suất ngô ở Việt Nam vẫn còn thấp hơn nhiều đặc biệt so sánh với những nước phát triển về ngô như Mỹ, Canada thì năng suất ngô thấp hơn 2 - 3 lần. Với sự phát triển nhanh của ngành chăn nuôi, nhu cầu ngô hạt của ngành này tăng nhanh hơn mức phát triển về sản lượng ngô ở nước ta. Vì vậy, hiện nay ngành chế biến thức ăn gia súc vẫn phải nhập khoảng 7- 9 triệu tấn ngô hạt hàng năm để bù đắp cho thiếu hụt này. Nhiều năm qua, Viện Nghiên cứu Ngô đã ứng dụng công nghệ sinh học trong chọn tạo giống ngô và đã thu được những kết quả đáng khích lệ.

Cụ thể đã sàng lọc và hoàn thiện kỹ thuật nuôi cấy bao phấn và xác định được một số dòng triển vọng cho tỷ lệ tái sinh cao như C436, C7N, V27, V152, V164, C152N,. Việc ứng dụng chỉ thị phân tử trong đánh giá đa dạng di truyền của tập đoàn dòng và một số quần thể đã được Viện triển khai trong thời gian qua. Phần lớn các dòng thuần của Viện đã được phân nhóm ưu thế lai, giúp định hướng chọn tạo giống lai có hiệu quả. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VỀ CÂY TRỒNG BIẾN ĐỔI GEN TRÊN THẾ GIỚI VÀ Ở VIỆT NAM 2.

Tình hình nghiên cứu về cây trồng biến đổi gen trên thế giới Trong giai đoạn 2011 – 2020, những nghiên cứu về cây trồng biến đổi gen chủ yếu tập trung vào các đặc tính chống chịu với điều kiện môi trường bất lợi, nâng cao năng suất, cải thiện các thành phần hóa học, biến đổi hàm lượng lignin, sản xuất các dược phẩm trị liệu, các hợp chất chức năng từ thực vật. Bên cạnh đó, đặc tính kháng sâu bệnh, cỏ dại, chịu hạn tiếp tục được cải tiến và mở rộng áp dụng cho nhiều nhóm đối tượng cây trồng khác nhau. Đặc biệt, các cây trồng biến đổi gen đa tính trạng đã và đang được chú ý phát triển. Trên thế giới hiện tính đến năm 2016 đã có 185,1 triệu ha diện tích cây trồng biến đổi gen trên tổng số 26 nước trong đó 19 nước đang phát triển và 7 nước phát triển.

Đứng đầu các nước trồng cây biến đổi gen đó là Mỹ với 72,9 triệu ha chiếm 39 %, tiếp đến là Brazil với 49,1 triệu ha chiếm 27 %, Argentina đạt 23,8 triệu ha chiếm 13 %.