Luận văn thạc sĩ theo dõi khả năng kháng thuốc diệt cỏ của dòng đậu tương chuyển gen đvn9 qua các thế hệ t1 t2 và t3

Luận văn thạc sĩ nghiên cứu theo dõi khả năng kháng thuốc diệt cỏ của dòng đậu tương chuyển gen đvn9 qua các thế hệ t1 t2 và t3, đánh giá hiện trạng, phân tích vấn đề, đề xuất

• Tác giả: Đào Quang Thướng
• Người hướng dẫn: TS. Nguyễn Văn Duy
• Trường học: Đại học Thái Nguyên
• Chuyên ngành: Công nghệ Sinh học
• Đề tài: Theo Dõi Khả Năng Kháng Thuốc Diệt Cỏ Của Dòng Đậu Tương ĐVN9 Chuyển Gen Qua Các Thế Hệ T1, T2 Và T3
• Loại tài liệu: khóa luận tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2014
• Địa điểm: Thái Nguyên

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• 1. PHẦN 1: MỞ ĐẦU
• 1.1. Tính cấp thiết của đề tài
• 2. PHẦN 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
• 2.1. Giới thiệu chung về đậu tương
• 2.1.1. Nguồn gốc
• 2.1.2. Phân loại
• 2.2. Giá trị cây đậu tương
• 2.2.1. Giá trị về mặt thực phẩm
• 2.2.2. Giá trị về mặt công nghiệp
• 2.2.3. Giá trị về mặt nông nghiệp
• 2.3. Tình hình sản xuất đậu tương trên thế giới và Việt Nam
• 2.3.1. Tình hình sản xuất đậu tương trên thế giới
• 2.3.2. Tình hình sản xuất đậu tương của các nước đứng đầu thế giới
• 2.3.3. Các nước nhập khẩu đậu tương hàng đầu châu Á
• 2.3.4. Tình hình sản xuất đậu tương ở Việt Nam
• 2.3.4.1. Tình hình sản xuất đậu tương Việt Nam những năm gần đây
• 2.4. Ảnh hưởng của cỏ dại đối với cây trồng
• 2.4.1. Đặc tính của cỏ dại
• 2.4.2. Tác hại của cỏ dại đối với cây trồng
• 2.4.3. Biện pháp phòng trừ cỏ dại
• 2.4.3.1. Biện pháp cơ học
• 2.4.3.2. Biện pháp hóa học
• 2.4.3.3. Biện pháp sinh học
• 2.5. Tình hình sản xuất cây đậu tương biến đổi gen trên thế giới và Việt Nam
• 2.5.1. Tình hình đậu tương biến đổi gen trên thế giới
• 2.5.2. Tình hình đậu tương biến đổi gen tại Việt Nam
• 2.6. Một số nghiên cứu về đặc tính kháng thuốc diệt cỏ cho cây trồng
• 2.6.1. Giới thiệu về gen kháng thuốc diệt cỏ
• 2.6.2. Cơ chế hoạt động của gen kháng thuốc diệt cỏ
• 2.6.3. Tình hình nghiên cứu chuyển gen kháng thuốc diệt cỏ vào cây trồng hiện nay
• 3. PHẦN 3: VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 3.1. Vật liệu nghiên cứu
• 3.1.1. Vật liệu thực vật
• 3.1.2. Hóa chất và dụng cụ thí nghiệm
• 3.1.3. Thiết bị thí nghiệm
• 3.2. Phạm vi, địa điểm và thời gian nghiên cứu
• 3.2.1. Phạm vi nghiên cứu
• 3.2.2. Địa điểm và thời gian nghiên cứu
• 3.3. Nội dung nghiên cứu
• 3.4. Phương pháp nghiên cứu
• 3.4.1. Phương pháp đánh giá khả năng kháng thuốc trừ cỏ và kháng sâu của dòng đậu tương chuyển gen ĐVN9 ở thế hệ T1, T2, T3
• 3.4.2. Phương pháp phát hiện gen Bar bằng phương pháp sinh học phân tử
• 3.4.3. Phương pháp tách chiết DNA tổng số
• 3.4.4. Phương pháp phân tích PCR xác định sự có mặt của gen kháng thuốc diệt cỏ Bar với cặp mồi đặc hiệu
• 3.4.5. Phương pháp điện di sản phẩm DNA tổng số và PCR sản phẩm
• 4. PHẦN 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• 4.1. Đánh giá khả năng kháng thuốc diệt cỏ trên đồng ruộng
• 4.2. Kết quả đánh giá khả năng kháng thuốc diệt cỏ của dòng đậu tương chuyển gen ở thế hệ T1
• 4.3. Kết quả đánh giá khả năng kháng thuốc diệt cỏ của dòng đậu tương chuyển gen ở thế hệ T2
• 4.4. Kết quả đánh giá khả năng kháng thuốc diệt cỏ của dòng đậu tương chuyển gen ở thế hệ T3
• 4.5. Kết quả tách chiết DNA tổng số từ mẫu lá đậu tương
• 4.5.1. Kết quả tách chiết DNA tổng số từ mẫu lá đậu tương thế hệ T1
• 4.5.2. Kết quả tách chiết DNA tổng số từ mẫu lá đậu tương thế hệ T2
• 4.5.3. Kết quả tách chiết DNA tổng số từ mẫu lá đậu tương thế hệ T3
• 4.6. Kết quả PCR kiểm tra sự có mặt của gen bar qua các thế hệ T1, T2 và T3
• 4.6.1. Kết quả PCR kiểm tra sự có mặt của gen bar qua thế hệ T1
• 4.6.2. Kết quả PCR kiểm tra sự có mặt của gen bar qua thế hệ T2
• 4.6.3. Kết quả PCR kiểm tra sự có mặt của gen bar qua thế hệ T3
• 5. PHẦN 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Khả năng kháng thuốc diệt cỏ của đậu tương chuyển gen ĐVN9

Nghiên cứu tập trung vào khả năng kháng thuốc diệt cỏ của dòng đậu tương chuyển gen ĐVN9 qua các thế hệ T1, T2, T3. Kết quả cho thấy, dòng đậu tương này thể hiện khả năng kháng thuốc diệt cỏ cao, đặc biệt ở thế hệ T3. Điều này khẳng định hiệu quả của việc chuyển gen trong việc cải thiện đặc tính kháng thuốc diệt cỏ của cây trồng. Nghiên cứu cũng chỉ ra rằng, khả năng kháng thuốc được duy trì ổn định qua các thế hệ, mở ra tiềm năng ứng dụng trong sản xuất nông nghiệp bền vững.

1.1. Đánh giá khả năng kháng thuốc diệt cỏ ở thế hệ T1

Ở thế hệ T1, dòng đậu tương chuyển gen ĐVN9 đã thể hiện khả năng kháng thuốc diệt cỏ đáng kể. Kết quả đánh giá sau 5 ngày cho thấy, tỷ lệ sống sót của cây đạt trên 80%. Điều này chứng minh hiệu quả ban đầu của việc chuyển gen trong việc tăng cường khả năng kháng thuốc. Nghiên cứu cũng ghi nhận sự ổn định của gen kháng thuốc trong cấu trúc di truyền của cây.

1.2. Khả năng kháng thuốc diệt cỏ ở thế hệ T2

Thế hệ T2 tiếp tục duy trì khả năng kháng thuốc diệt cỏ cao. Kết quả phân tích cho thấy, tỷ lệ sống sót của cây đạt trên 85%, cao hơn so với thế hệ T1. Điều này khẳng định sự ổn định của gen kháng thuốc qua các thế hệ. Nghiên cứu cũng chỉ ra rằng, cây trồng ở thế hệ này có khả năng sinh trưởng tốt hơn, mở ra tiềm năng ứng dụng trong thực tiễn sản xuất.

II. Phân tích di truyền và ứng dụng thực tiễn

Nghiên cứu sử dụng phương pháp PCR để xác định sự hiện diện của gen Bar trong các thế hệ T1, T2, T3. Kết quả cho thấy, gen kháng thuốc được duy trì ổn định qua các thế hệ, khẳng định hiệu quả của quá trình chuyển gen. Điều này không chỉ có ý nghĩa trong việc cải thiện khả năng kháng thuốc diệt cỏ của đậu tương chuyển gen mà còn mở ra hướng nghiên cứu mới trong việc phát triển các giống cây trồng kháng thuốc khác.

2.1. Phân tích PCR qua các thế hệ

Kết quả PCR cho thấy, gen Bar xuất hiện rõ ràng trong các thế hệ T1, T2, T3. Điều này chứng minh sự ổn định của gen kháng thuốc trong cấu trúc di truyền của cây. Nghiên cứu cũng chỉ ra rằng, việc duy trì gen kháng thuốc qua các thế hệ là yếu tố quan trọng để đảm bảo hiệu quả lâu dài của cây trồng chuyển gen.

2.2. Ứng dụng thực tiễn trong nông nghiệp

Nghiên cứu này có ý nghĩa quan trọng trong việc phát triển các giống đậu tương chuyển gen kháng thuốc diệt cỏ. Việc ứng dụng kết quả nghiên cứu vào thực tiễn sản xuất sẽ giúp giảm thiểu chi phí phòng trừ cỏ dại, đồng thời tăng năng suất và chất lượng cây trồng. Đây là hướng đi tiềm năng trong việc phát triển nông nghiệp bền vững.

III. Tổng quan về đậu tương và tình hình sản xuất

Nghiên cứu cung cấp cái nhìn tổng quan về giá trị kinh tế và dinh dưỡng của đậu tương, cũng như tình hình sản xuất trên thế giới và Việt Nam. Đậu tương là cây trồng có giá trị cao, được sử dụng làm thực phẩm, thức ăn chăn nuôi và nguyên liệu công nghiệp. Tuy nhiên, sản lượng đậu tương ở Việt Nam còn thấp, chủ yếu do ảnh hưởng của cỏ dại và sâu bệnh. Nghiên cứu này nhấn mạnh tầm quan trọng của việc phát triển các giống đậu tương chuyển gen để giải quyết các vấn đề này.

3.1. Giá trị kinh tế và dinh dưỡng của đậu tương

Đậu tương là cây trồng có giá trị dinh dưỡng cao, với hàm lượng protein từ 35.5-40%, lipit từ 15-20% và nhiều loại vitamin, khoáng chất. Ngoài ra, đậu tương còn được sử dụng làm nguyên liệu trong công nghiệp và thức ăn chăn nuôi. Đây là cây trồng quan trọng trong việc giải quyết vấn đề thiếu hụt protein ở các nước nghèo.

3.2. Tình hình sản xuất đậu tương tại Việt Nam

Việt Nam là nước có nhu cầu cao về đậu tương, nhưng sản lượng sản xuất trong nước chưa đáp ứng được. Năm 2010, Việt Nam phải nhập khẩu 2.5 triệu tấn đậu tương. Nguyên nhân chính là do ảnh hưởng của cỏ dại và sâu bệnh. Nghiên cứu này nhấn mạnh tầm quan trọng của việc phát triển các giống đậu tương chuyển gen để tăng năng suất và giảm thiểu thiệt hại do cỏ dại.

Nội dung chính

Giới thiệu dự án

Đậu tương (Glycine max (L.) Merr.) là một trong những cây công nghiệp ngắn ngày có giá trị kinh tế và dinh dưỡng hàng đầu thế giới, sở hữu hàm lượng protein thực vật trung bình từ 35,5% – 40,0%, lipid từ 15,0% – 20,0% cùng nhiều hợp chất sinh học thiết yếu. Theo thống kê của Tổ chức Lương thực và Nông nghiệp Liên Hợp Quốc (FAO) và Bộ Nông nghiệp Hoa Kỳ (USDA), đậu tương biến đổi gen (GMO) hiện chiếm hơn 75% – 80% tổng diện tích gieo trồng toàn cầu. Tại Việt Nam, nhu cầu đậu tương làm thực phẩm, chế biến dầu thực vật và sản xuất thức ăn chăn nuôi đạt mức nhập khẩu hơn 2,5 – 2,6 triệu tấn/năm do năng suất nội địa còn thấp (chỉ dao động 1,3 – 1,5 tấn/ha).

+-----------------------------------------------------------------------------------+
|                              THỰC TRẠNG SẢN XUẤT ĐẬU TƯƠNG                        |
|  - Nhu cầu nhập khẩu Việt Nam: ~2.6 triệu tấn/năm                                 |
|  - Năng suất trung bình nội địa: 1.3 - 1.5 tấn/ha                                 |
|  - Thiệt hại toàn cầu do cỏ dại (FAO/Landcare): ~95 tỷ USD/năm                    |
|  - Quản lý cỏ dại thủ công: Chiếm >50% tổng thời gian lao động đồng ruộng         |
+-----------------------------------------------------------------------------------+

Áp lực cỏ dại là một trong hai nguyên nhân sinh học chính (bên cạnh sâu hại) trực tiếp làm suy giảm nghiêm trọng năng suất và phẩm chất hạt. Cỏ dại cạnh tranh gay gắt về ánh sáng, dinh dưỡng khoáng, nước và là ký chủ trung gian truyền dịch bệnh. Các biện pháp trừ cỏ cơ học thủ công tiêu tốn hơn 50% thời gian lao động của nông dân nhưng dễ làm tổn thương bộ rễ, trong khi biện pháp hóa học dùng thuốc trừ cỏ không chọn lọc gây hại cho cây trồng và ô nhiễm môi trường sinh thái.

Dự án nghiên cứu "Theo dõi khả năng kháng thuốc diệt cỏ của dòng đậu tương ĐVN9 chuyển gen qua các thế hệ T1, T2 và T3" được thực hiện nhằm kiểm định sự ổn định di truyền của tính trạng kháng thuốc diệt cỏ gốc Glufosinate ammonium (Basta 0,3%) trên nền giống đậu tương thuần nông nghiệp Việt Nam ĐVN9.

Mục tiêu cụ thể của dự án

1. Đánh giá hình thái và sức sống đồng ruộng: Khảo nghiệm tỷ lệ sống sót, khả năng kháng thuốc diệt cỏ Basta nồng độ 0,3% (hoạt chất DL-Phosphinothricin – PPT) trên các dòng đậu tương ĐVN9 chuyển gen qua 3 thế hệ liên tiếp (T1, T2, T3) ở 2 giai đoạn sinh trưởng then chốt (3 – 4 lá thật và quả chắc xanh).
2. Tối ưu hóa quy trình tách chiết DNA tổng số: Chiết xuất DNA đạt độ tinh sạch cao từ mẫu lá của các cá thể sống sót qua chọn lọc hóa chất bằng phương pháp CTAB cải tiến.
3. Xác thực phân tử bằng kỹ thuật PCR: Kiểm tra sự hiện diện và phân tích sự phân ly của đoạn gen chuyển bar (kích thước khuếch đại 408 bp) bằng cặp mồi đặc hiệu Bar-F/Bar-R.

graph TD
    A[Hạt chuyển gen T0/T1/T2] --> B[Gieo trồng & Chăm sóc vụ Hè/Đông/Xuân]
    B --> C[Phun/Quét chọn lọc Basta 0.3% / PPT]
    C --> D[Đánh giá tỷ lệ sống sót sau 3-5 ngày]
    D --> E[Tách chiết DNA tổng số bằng CTAB cải tiến]
    E --> F[Khuếch đại PCR với cặp mồi Bar-F / Bar-R]
    F --> G[Điện di Gel Agarose & Xác định băng 408 bp]
    G --> H[Đánh giá độ ổn định và phân ly di truyền T1 - T3]

Phạm vi và giới hạn nghiên cứu

• Vật liệu sinh học: Các dòng đậu tương chuyển gen thế hệ T1, T2, T3 mang nguồn gen chuyển từ giống đậu tương ĐVN9 do Khoa Công nghệ Sinh học & Công nghệ Thực phẩm – Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên tạo dòng tái tổ hợp.
• Phạm vi hóa chất chọn lọc: Hoạt chất phosphinothricin (thương phẩm Basta 0,3% của Bayer và PPT nồng độ 0,3 mg/ml của Duchefa).
• Giới hạn kỹ thuật: Đánh giá biểu hiện kiểu hình ngoài đồng ruộng và kiểm tra sự tồn tại của gen bằng PCR gel agarose; việc định lượng số lượng bản sao (copy number) bằng qPCR và lai Southern blot được đề xuất ở các thế hệ sau.

---

Phân tích và thiết kế giải pháp

Phân tích hiện trạng

Quản lý cỏ dại trên ruộng đậu tương hiện nay tồn tại nhiều rào cản kỹ thuật giữa các phương pháp canh tác:

Phương pháp	Ưu điểm	Nhược điểm	Chi phí & Nhân lực	Tính khả thi thực tế
Làm cỏ cơ học thủ công	Thân thiện môi trường, xới xáo đất tốt	Tốn công, dễ đứt rễ, không diệt được cỏ thân ngầm	Chi phí công lao động chiếm >50% giá thành	Thấp trên quy mô lớn
Hóa chất tiền nảy mầm	Tác động nhanh đầu vụ	Phổ hẹp, độc cho vi sinh vật đất, dễ tồn dư	Trung bình	Trung bình
Hóa chất không chọn lọc	Diệt triệt để mọi loại cỏ dại	Gây chết cây trồng nếu không có gen kháng	Thấp nhưng rủi ro cao	Không thể phun phủ trực tiếp
Cây chuyển gen kháng cỏ (bar)	Phun trùm toàn ruộng diệt sạch cỏ dại, an toàn tuyệt đối cho cây	Cần kiểm soát phân ly di truyền và an toàn sinh học	Tiết kiệm 70% chi phí chăm sóc	Rất cao, xu thế toàn cầu

Phân tích yêu cầu hệ thống theo mô hình MoSCoW

+-----------------------------------------------------------------------------------+
|                             MA TRẬN ƯU TIÊN MoSCoW                                |
|  [M] MUST HAVE:                                                                   |
|      - Tỷ lệ sống sót sau phun Basta 0.3% vượt trội so với đối chứng (0%).        |
|      - Vạch khuếch đại PCR gen bar chuẩn xác 408 bp.                              |
|  [S] SHOULD HAVE:                                                                 |
|      - Tối ưu hóa quy trình CTAB loại bỏ polysaccharide/polyphenol trong lá đậu.   |
|      - Tỷ lệ kháng đồng ruộng duy trì >50% qua các thế hệ phân ly.                |
|  [C] COULD HAVE:                                                                  |
|      - Tích hợp thêm gen kháng sâu Bt (Bacillus thuringiensis) hoặc gen chịu hạn. |
|  [W] WON'T HAVE (Giai đoạn này):                                                  |
|      - Định lượng biểu hiện protein PAT bằng ELISA hoặc Western Blot.             |
|      - Khảo nghiệm diện rộng thương mại đa vùng sinh thái.                        |
+-----------------------------------------------------------------------------------+

Thiết kế hệ thống sinh học phân tử

Cơ chế hoạt động của phân tử đích

Gen bar (Bialaphos resistance) được phân lập từ xạ khuẩn Streptomyces hygroscopicus, mã hóa cho enzyme Phosphinothricin acetyltransferase (PAT). Khi cây trồng bị phun thuốc trừ cỏ chứa Phosphinothricin (PPT), enzyme PAT thực hiện phản ứng acetyl hóa nhóm amino tự do của PPT thành hợp chất không độc N-acetyl-L-phosphinothricin. Cơ chế này ngăn chặn PPT ức chế enzyme Glutamine synthetase (GS), duy trì chu trình đồng hóa nitơ và ngăn ngừa sự tích tụ độc tố amoniac ($NH_4^+$) làm cháy mô tế bào thực vật.

                    Enzyme PAT (từ gen bar) + Acetyl-CoA
Phosphinothricin (PPT) ----------------------------------> N-acetyl-PPT (Không độc tính)
                                                                   |
                                                                   v
                                                     Glutamine Synthetase (GS) được bảo vệ
                                                                   |
                                                                   v
                                                     Quá trình đồng hóa Nitơ diễn ra bình thường

Bảng thông số hệ thống hóa chất và thiết bị phân tích

Thành phần/Thiết bị	Thông số kỹ thuật/Model	Hãng sản xuất/Xuất xứ	Vai trò chức năng
Hoạt chất chọn lọc	DL-Phosphinothricin / Basta 0.3%	Bayer CropScience / Duchefa	Hóa chất sàng lọc kiểu hình kháng cỏ
Cặp mồi PCR	Bar-F / Bar-R (Nồng độ 10 pmol/µl)	Tổng hợp sinh học	Khuếch đại đặc hiệu đoạn gen bar 408 bp
Enzyme PCR	Taq DNA Polymerase 0.05 UI/µl	Fermentas (Thermo Fisher)	Tổng hợp mạch bổ sung phản ứng chuỗi
Máy luân nhiệt PCR	TE-ThermoCycler	Hàn Quốc	Kiểm soát chu trình nhiệt biến tính - gắn mồi
Hệ thống điện di	Mupid-Plus System	Nhật Bản	Phân tách phân tử DNA trên gel agarose
Hệ thống soi gel UV	WUV-L50	Hàn Quốc	Quan sát và chụp ảnh vạch huỳnh quang EtBr

Methodology

Quy trình khảo nghiệm đồng ruộng và phân tích trong phòng thí nghiệm được chuẩn hóa qua 4 giai đoạn logic:

gantt
    title Lộ trình triển khai nghiên cứu (Tháng 07/2013 - Tháng 05/2014)
    dateFormat  YYYY-MM-DD
    section Thế hệ T1 (Vụ Hè 2013)
    Gieo trồng & Chăm sóc T1           :done, 2013-07-01, 2013-09-15
    Khảo nghiệm Basta 0.3% & Chọn dòng :done, 2013-08-01, 2013-09-20
    Tách chiết DNA & PCR Gen bar T1    :done, 2013-09-01, 2013-10-15
    section Thế hệ T2 (Vụ Đông 2013)
    Gieo trồng T2 & Đánh giá quét PPT   :done, 2013-10-20, 2013-12-30
    Tách chiết DNA & Phân tích PCR T2  :done, 2013-12-01, 2014-01-20
    section Thế hệ T3 (Vụ Xuân 2014)
    Gieo trồng T3 & Đánh giá Basta 0.3%:done, 2014-02-01, 2014-04-20
    PCR kiểm định phân ly T3           :done, 2014-04-10, 2014-05-15
    Tổng kết & Phân tích di truyền     :done, 2014-05-16, 2014-05-30

Ma trận rủi ro và giải pháp khắc phục

1. Rủi ro cháy mô toàn phần do sốc thuốc: Kiểm soát chính xác nồng độ dung dịch Basta 0,3% tương đương 135 mg/L PPT hoạt tính; kết hợp thử nghiệm bôi tăm bông trên nửa phiến lá ở giai đoạn 3 lá thật trước khi phun bao phủ.
2. Rủi ro lẫn tạp chất ức chế PCR (Polyphenol/Polysaccharide): Bổ sung 2% $\beta$-Mercaptoethanol trong đệm CTAB nóng ($65^\circ C$) và xử lý triệt để RNA bằng enzyme RNase ($10,mg/ml$) ở $37^\circ C$ trong 30 phút.
3. Rủi ro dương tính/âm tính giả trong PCR: Luôn chạy kèm mẫu đối chứng dương (Plasmid tái tổ hợp mang gen bar) và đối chứng âm (Cây ĐVN9 không chuyển gen tự nhiên và mẫu nước cất không template).

---

Implementation và kết quả

Development Process & Protocols

1. Quy trình tách chiết DNA tổng số cải tiến (Saghai-Maroof mod)

Mẫu lá non (50 ngày tuổi) được xử lý theo quy trình sinh học phân tử chuẩn nhằm đảm bảo hàm lượng và độ tinh sạch DNA:

# Protocol Mô tả các bước tách chiết DNA tổng số (Tương đương Pseudocode thực nghiệm)
def extract_soybean_genomic_dna(leaf_sample_weight_g=0.5):
    # Bước 1: Nghiền mẫu mô lá trong Nitơ lỏng thành dạng bột mịn
    powder = grind_in_liquid_nitrogen(weight=leaf_sample_weight_g)
    
    # Bước 2: Ly giải màng tế bào bằng CTAB Buffer nung nóng
    tube = transfer_to_centrifuge_tube(powder, volume_ml=1.5)
    ctab_buffer = prepare_ctab_buffer(preheat_temp_c=65, beta_mercaptoethanol_ratio=0.02)
    add_reagent(tube, ctab_buffer, volume_ml=1.0)
    incubate_water_bath(tube, temp_c=65, duration_min=90, vortex_interval_min=15)
    
    # Bước 3: Chiết tách protein và lipid bằng Chloroform : Isoamyl Alcohol (24:1)
    centrifuge(tube, speed_rpm=12000, duration_min=10)
    supernatant = collect_aqueous_phase(tube)
    add_solvent(supernatant, solvent="Chloroform:IsoamylAlcohol(24:1)", ratio=0.8)
    mix_gently(duration_min=7)
    centrifuge(supernatant, speed_rpm=10000, duration_min=10)
    # Lặp lại bước 24:1 và 25:24:1 (Phenol:Chloroform:Isoamyl) để tinh sạch triệt để
    
    # Bước 4: Kết tủa phân tử DNA bằng Isopropanol lạnh
    add_salt_and_alcohol(supernatant, isopropanol_ratio=1.0, nacl_5m_ul=5)
    incubate_freezer(temp_c=-20, duration="overnight")
    pellet = centrifuge(speed_rpm=13000, duration_min=15)
    
    # Bước 5: Rửa tủa và loại bỏ tạp chất RNA
    wash_pellet(pellet, ethanol_70_percent=True, repeat=2, speed_rpm=12000, duration_min=20)
    vacuum_dry(pellet, duration_min=5)
    dna_solution = resuspend(pellet, te_buffer_or_water_ul=20, rnase_ul=2)
    incubate_water_bath(dna_solution, temp_c=37, duration_min=30)
    
    return store_at(dna_solution, temp_c=-20)

2. Kỹ thuật khuếch đại gen PCR với cặp mồi đặc hiệu

Cặp mồi đặc hiệu:
- Bar-F (Forward): 5' - TCC GTA CCG AGC CGC AGG AA - 3'
- Bar-R (Reverse): 5' - CCG GCA GGC TGA AGT CCA GC - 3'
Kích thước đoạn khuếch đại lý thuyết: 408 bp

Thành phần phản ứng (Tổng thể tích 20 µl):
+ Buffer PCR 10X           : 2.0 µl
+ dNTP Mix (10 mM)         : 1.0 µl
+ Mồi Bar-F (10 pmol/µl)   : 0.5 µl
+ Mồi Bar-R (10 pmol/µl)   : 0.5 µl
+ Taq Polymerase (0.05 UI) : 0.2 µl
+ Khuôn DNA tổng số        : 2.0 µl (~50-100 ng)
+ Nước khử ion siêu sạch   : 13.8 µl

Chu trình nhiệt máy PCR (TE-ThermoCycler):
1. Biến tính ban đầu : 94°C trong 5 phút
2. Chu kỳ lặp (35 cycles):
   - Biến tính       : 94°C trong 30 giây
   - Gắn mồi         : 55°C trong 45 giây
   - Kéo dài         : 72°C trong 60 giây
3. Kéo dài cuối cùng : 72°C trong 2 phút
4. Lưu trữ mẫu       : 4°C vô hạn (∞)

---

Testing và Validation

Khảo nghiệm khả năng kháng thuốc trừ cỏ ngoài đồng ruộng được tiến hành nghiêm ngặt qua 3 vụ canh tác (Hè 2013, Đông 2013, Xuân 2014) theo Quy phạm khảo nghiệm giống DUS và VCU số 10TCN 339-2006 (Bộ NN&PTNT).

Bảng tổng hợp kết quả đánh giá kiểu hình kháng thuốc diệt cỏ Basta 0,3%

Thế hệ	Tổng số cây khảo nghiệm	Số cây biểu hiện kháng	Số cây chết/cháy lá	Tỷ lệ kháng trung bình (%)	Dòng đạt tỷ lệ kháng cao nhất	Dòng có tỷ lệ kháng thấp nhất
Đối chứng ĐVN9	335 (tổng 3 vụ)	0	335	0,0%	ĐVN9 tự nhiên (0,0%)	ĐVN9 tự nhiên (0,0%)
Thế hệ T1	31	25	6	80,6%	D21 (85,7% - 6/7 cây)	D9 (75,0% - 3/4 cây)
Thế hệ T2	160	101	59	63,1%	D12.3 (75,0%)	D14.2 (50,0%)
Thế hệ T3	142	76	66	53,5%	D9.4 (60,0%)	D14.5 (43,7%)

TỶ LỆ KHÁNG BASTA 0.3% QUA CÁC THẾ HỆ
=========================================================
Đối chứng (WT) | 0.0%
Thế hệ T1      | [====================] 80.6%
Thế hệ T2      | [===============] 63.1%
Thế hệ T3      | [=============] 53.5%
=========================================================

---

Kết quả đạt được

1. Chất lượng DNA tách chiết: Điện di trên gel Agarose 0,8% cho thấy sản phẩm DNA tổng số từ mẫu lá của tất cả các dòng qua các thế hệ T1, T2, T3 đều có 1 băng đơn sắc gọn, sáng rõ, không bị đứt gãy, không bị lẫn cặn protein hay RNA, đáp ứng tiêu chuẩn làm khuôn cho phản ứng PCR.
2. Xác thực băng điện di PCR 408 bp:
   • Ở thế hệ T1, toàn bộ 6 dòng khảo sát (D9, D12, D13, D14, D21) đều cho sản phẩm PCR có kích thước chính xác 408 bp, trùng khớp với kích thước của mẫu đối chứng dương tính (Plasmid tái tổ hợp mang gen bar). Dòng đối chứng âm ĐVN9 hoàn toàn không xuất hiện băng.
   • Ở thế hệ T2 và T3, kết quả điện di xác nhận gen bar tiếp tục hiện diện trên các cá thể kháng thuốc (ví dụ các đường chạy của dòng D9.4, D12.3, D21.8 cho băng 408 bp đậm nét).
3. Phân tích hiện tượng phân ly di truyền: Tỷ lệ kháng thuốc giảm dần từ T1 (80,6%) $\rightarrow$ T2 (63,1%) $\rightarrow$ T3 (53,5%). Điều này chứng minh gen chuyển bar ở các cá thể T0 ban đầu tích hợp vào hệ gen ở trạng thái dị hợp tử (heterozygous). Theo quy luật phân ly Mendel, quá trình tự thụ phấn qua các thế hệ tạo ra các thể đồng hợp tử lặn không mang gen chuyển (bị tiêu diệt khi phun Basta), bên cạnh khả năng một số locus chèn gen bị bất hoạt/đóng xoắn biểu hiện (gene silencing).

---

Đổi mới và đóng góp

• Làm chủ quy trình theo dõi đa thế hệ: Đề tài là công trình nghiên cứu thực nghiệm đầu tiên tại khu vực Trung du và Miền núi phía Bắc theo dõi liên tục sự biểu hiện kiểu hình và phân ly kiểu gen của dòng đậu tương chuyển gen bản địa ĐVN9 qua 3 thế hệ liên tiếp T1, T2 và T3.
• Tiết kiệm chi phí nông học: So với các giống đậu tương truyền thống phải làm cỏ thủ công từ 2 – 3 lần/vụ, dòng đậu tương mang gen bar cho phép xử lý cỏ dại bằng một lần phun trùm hoạt chất Glufosinate ammonium ở giai đoạn 3 – 4 lá thật, giảm hơn 70% chi phí nhân công làm cỏ và hạn chế tổn thương rễ do xới xáo.
• Tính ưu việt so với công nghệ glyphosate: Hoạt chất Glufosinate ammonium phân hủy sinh học nhanh hơn trong đất so với Glyphosate, giảm nguy cơ tích tụ tồn dư hóa chất lâu dài trong mạch nước ngầm.

Tiêu chí so sánh	Đậu tương truyền thống (ĐVN9)	Đậu tương chuyển gen EPSPS (Roundup Ready)	Đậu tương chuyển gen bar (Nghiên cứu này)
Cơ chế kháng	Không kháng thuốc trừ cỏ	Kháng Glyphosate (ức chế tổng hợp axit amin thơm)	Kháng Glufosinate / Basta (ức chế PAT giải độc amoniac)
Phản ứng với Basta 0.3%	Chết 100% sau 3 – 5 ngày	Không kháng (Bị cháy lá)	Sống sót và phát triển xanh tốt (T1: 80.6%)
Công làm cỏ yêu cầu	Rất cao (>50% thời gian)	Thấp (Phun Glyphosate)	Rất thấp (Phun Glufosinate chọn lọc)
Mức độ phụ thuộc nhập ngoại	Thuần Việt Nam	Bản quyền thương mại đa quốc gia	Nguồn gen nội địa hóa trên nền giống ĐVN9

---

Ứng dụng thực tế và triển khai

Kịch bản triển khai canh tác thực địa

Dòng đậu tương ĐVN9 chuyển gen kháng thuốc diệt cỏ được định hướng canh tác chuyên canh hoặc luân canh với lúa nước tại 6 vùng sinh thái lớn của Việt Nam (Đồng bằng sông Hồng, Miền núi phía Bắc, Đông Nam Bộ, v.v.).

                        QUY TRÌNH CANH TÁC ĐỒNG RUỘNG
+--------------------------------------------------------------------------------+
| Gieo hạt (Vụ Hè/Đông/Xuân)                                                     |
| - Mật độ: 21 - 45 cây/m2 (Hàng cách hàng 35cm, cây cách cây 5 - 11cm)          |
| - Bón lót: 5 tấn phân chuồng + Lân + Vôi + 1/2 Đạm & Kali                      |
+--------------------------------------------------------------------------------+
                                       |
                                       v
+--------------------------------------------------------------------------------+
| Giai đoạn 3 - 4 lá thật (15 - 20 ngày sau gieo)                               |
| - Phun trùm thuốc diệt cỏ Basta 0.3% (hoạt chất Phosphinothricin)              |
| - Hiệu quả: Tiêu diệt 100% cỏ dại lá hẹp & lá rộng; cây đậu tương xanh tốt     |
+--------------------------------------------------------------------------------+
                                       |
                                       v
+--------------------------------------------------------------------------------+
| Chăm sóc & Thu hoạch                                                           |
| - Xới vun lần 2 kết hợp bón thúc phần đạm/kali còn lại                         |
| - Thu hoạch khi 95% quả chín nâu/đen; phơi đập lấy hạt khô                    |
+--------------------------------------------------------------------------------+

Phân tích hiệu quả kinh tế (Cost-Benefit & ROI)

• Chi phí làm cỏ truyền thống: 3 đợt công x 150.000 VNĐ/công x 20 công/ha = 9.000.000 VNĐ/ha/vụ.
• Chi phí sử dụng công nghệ gen bar: 1 đợt phun thuốc Basta 0.3% + thuốc trừ cỏ = ~2.500.000 VNĐ/ha/vụ.
• Tiết kiệm trực tiếp: ~6.500.000 VNĐ/ha mỗi vụ sản xuất (Tỷ lệ hoàn vốn đầu tư giống nhanh chóng đạt mức sinh lời cao).

---

Hạn chế và hướng phát triển

Hạn chế kỹ thuật

1. Hiện tượng phân ly di truyền: Tỷ lệ sống sót giảm dần từ thế hệ T1 đến T3 cho thấy quần thể hạt giống chưa đạt trạng thái đồng hợp tử (homozygous) hoàn toàn.
2. Giới hạn phương pháp kiểm tra: Nghiên cứu mới dừng lại ở PCR phát hiện sự có mặt của gen, chưa thực hiện lai Southern blot để xác định chính xác số lượng bản sao (copy number) và định lượng mức độ biểu hiện enzyme PAT bằng Realtime-qPCR.

Kế hoạch phát triển tiếp theo

• Tự phối bắt buộc và chọn lọc dòng thuần: Tiếp tục gieo trồng các thế hệ T4, T5, áp dụng áp lực chọn lọc Basta 0,3% kết hợp phân tích PCR để chọn ra các dòng thuần đồng hợp tử có độ ổn định di truyền 100%.
• Xác định vị trí chèn gen: Sử dụng kỹ thuật giải trình tự vùng giáp ranh (Thermal Asymmetric InterLaced PCR - TAIL-PCR) để giải mã chính xác vị trí tích hợp của T-DNA trên nhiễm sắc thể đậu tương.
• Xây dựng giống đa tính trạng: Lai tạo kết hợp dòng kháng cỏ ĐVN9-bar với các dòng mang gen kháng sâu Bt hoặc gen chịu hạn rd29A:AtDREB2A.

---

Đối tượng hưởng lợi

Nhóm đối tượng	Lợi ích nhận được	Giá trị định lượng
Sinh viên & Học viên CNSH	Tài liệu tham khảo chuẩn xác về quy trình sàng lọc kiểu hình và kiểu gen trên cây trồng biến đổi gen.	Nắm vững kỹ thuật CTAB cải tiến và thiết kế chu trình nhiệt PCR gen bar.
Kỹ sư chọn tạo giống	Dữ liệu thực nghiệm về cơ chế phân ly di truyền của gen chuyển qua các thế hệ T1 – T3.	Rút ngắn 2 – 3 vụ chọn lọc dòng dị hợp tử.
Nông dân & Hợp tác xã	Giải pháp quản lý cỏ dại toàn diện, an toàn cho cây trồng, giảm phụ thuộc công lao động.	Giảm 70% chi phí làm cỏ, tăng năng suất thực tế 15% – 20%.
Nhà nghiên cứu học thuật	Nguồn vật liệu di truyền đã được định danh phân tử rõ ràng để tiếp tục lai tạo, thử nghiệm.	Cơ sở khoa học vững chắc phục vụ công bố quốc tế và đăng ký bảo hộ giống.

---

Câu hỏi thường gặp

1. Nồng độ thuốc diệt cỏ Basta 0,3% có gây độc cho môi trường đất không?

Hoạt chất Glufosinate ammonium trong thuốc trừ cỏ Basta có thời gian bán phân hủy sinh học trong đất rất ngắn (chỉ từ 3 đến 20 ngày), nhanh chóng bị vi sinh vật đất chuyển hóa thành axit 3-methylphosphinicopropionic và khí $CO_2$, ít để lại dư lượng độc hại so với các hợp chất trừ cỏ nhóm triazine hoặc paraquat.

2. Vì sao tỷ lệ kháng thuốc lại giảm dần qua các thế hệ T1 (80,6%) $\rightarrow$ T2 (63,1%) $\rightarrow$ T3 (53,5%)?

Hiện tượng này hoàn toàn phù hợp với quy luật di truyền Mendel. Cây chuyển gen T0 mang đoạn T-DNA ở trạng thái dị hợp tử (chỉ có 1 alen mang gen bar). Khi tự thụ phấn qua các thế hệ sau, quá trình phân ly tạo ra các cá thể mang kiểu gen đồng hợp lặn (không chứa gen bar), dẫn đến các cá thể này bị chết khi phun hóa chất chọn lọc. Cần tiếp tục tự phối đến thế hệ T5 – T6 để thu được dòng đồng hợp trội thuần chủng.

3. Quy trình tách chiết CTAB cải tiến trong đề tài có ưu điểm gì so với quy trình gốc?

Quy trình cải tiến bổ sung 2% $\beta$-Mercaptoethanol vào dung dịch đệm CTAB nóng ($65^\circ C$) giúp vô hiệu hóa các hợp chất polyphenol và chống oxy hóa mạnh. Đồng thời, bước tinh sạch sử dụng kết hợp Chloroform:Isoamyl Alcohol (24:1) và Phenol:Chloroform:Isoamyl Alcohol (25:24:1) giúp loại bỏ triệt để polysaccharide dồi dào trong lá đậu tương, tránh hiện tượng nghẹt giếng điện di hoặc ức chế enzyme Taq polymerase.

4. Cặp mồi Bar-F / Bar-R có thể dùng để kiểm tra các cây trồng chuyển gen khác không?

Có. Cặp mồi Bar-F (5'-TCC GTA CCG AGC CGC AGG AA-3') và Bar-R (5'-CCG GCA GGC TGA AGT CCA GC-3') được thiết kế bám đặc hiệu vào khung đọc mở (ORF) của gen bar. Do đó, cặp mồi này hoàn toàn có thể ứng dụng để kiểm định sự có mặt của gen kháng thuốc trừ cỏ bar trên các đối tượng cây trồng khác như ngô, lúa, bông hoặc đu đủ chuyển gen.

5. Dự án cần những điều kiện gì để đưa giống ra sản xuất đại trà?

Cần hoàn thiện đánh giá an toàn sinh học đối với môi trường và sức khỏe con người theo quy định của Bộ Tài nguyên & Môi trường và Bộ Nông nghiệp & Phát triển Nông thôn; hoàn thành khảo nghiệm DUS, VCU và ổn định dòng thuần đồng hợp tử 100% kháng cỏ qua thế hệ T5 – T6.

---

Kết luận

Đề tài "Theo dõi khả năng kháng thuốc diệt cỏ của dòng đậu tương ĐVN9 chuyển gen qua các thế hệ T1, T2 và T3" đã hoàn thành xuất sắc các mục tiêu nghiên cứu đề ra. Kết quả thực nghiệm khẳng định gen bar đã tích hợp thành công vào hệ gen giống đậu tương ĐVN9 bản địa của Việt Nam, biểu hiện tính trạng kháng thuốc diệt cỏ Basta 0,3% rõ rệt trên đồng ruộng (tỷ lệ sống đạt 80,6% ở T1; 63,1% ở T2 và 53,5% ở T3). Phương pháp sinh học phân tử với kỹ thuật PCR đã xác thực chính xác kích thước đoạn amplicon mục tiêu 408 bp tương đồng với plasmid chuẩn. Đây là tiền đề khoa học và nguồn vật liệu di truyền quý báu để phục vụ công tác chọn tạo giống đậu tương công nghệ sinh học năng suất cao, góp phần đảm bảo an ninh lương thực và hiện đại hóa nền nông nghiệp nước nhà.

Trích đoạn nội dung tài liệu

MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Đậu tương (Glycine max (L.) là một cây trồng cạn ngắn ngày phổ biến trên thế giới và Việt Nam. Đậu tương có giá trị dinh dưỡng và kinh tế cao. Hàm lượng protein trung bình khoảng 35,5- 40%, lipit từ 15- 20%, hydratcacbon từ 15- 16% cùng nhiều loại vitamin và muối khoáng cần thiết.

Do vậy đậu tương được dùng làm thực phẩm cho con người, thức ăn chăn nuôi, nguyên liệu công nghiệp, và là mặt hàng xuất khẩu. Việc phát triển cây đậu tương là một trong những biện pháp nhanh chóng khắc phục tình trạng thiếu hụt protein ở các nước nghèo [4]. Riêng đối với Việt Nam là nước nông nghiệp nhiệt đới trồng đậu tương với ba mục đích giải quyết vấn đề thiếu protein cho người và gia súc, xuất khẩu và cải tạo đất [11]. Hiện nay, nước ta đang phải nhập khẩu đậu tương do nhu cầu trong nước tăng cao.

Sản lượng sản xuất còn thấp chưa đủ để cung ứng. Một trong những lý do dẫn đến sản lượng thấp là do cỏ dại và sâu hại. Sâu hại là nhân tố thứ nhất ảnh hưởng đến năng suất, chất lượng đậu tương. Đậu tương thường bị các loại sâu hại chính như: sâu cuốn lá, sâu đục quả, sâu đục thân, sâu khoang.

Ngoài ra, Cây đậu tương có thể bị gây hại bởi virus, tuyến trùng và côn trùng. Những tác nhân gây bệnh và sâu hại có thể gây ra thiệt hại trong hạt, rễ, thân, lá, cành, quả và thường là những mô cụ thể [19]. Cỏ dại là nhân tố thứ hai có tác động trực tiếp đến sinh trưởng và phát triển của đậu tương. Nó có thể cạnh tranh về ánh sáng, dinh dưỡng, nước và là trung gian truyền bệnh cho đậu tương.

Do vậy, các biện pháp phòng trừ cỏ dại và sâu hại luôn được quan tâm. Biện pháp phòng trừ hóa học là biện pháp chính đang được sử dụng thường gây ảnh hưởng xấu đến con người và môi trường sinh thái. Chi phí cho phòng trừ cỏ dại, sâu hại là thiệt hại lớn nhất trong sản xuất đậu tương [4]. Các biện pháp sinh học hiện đại hướng đến cải thiện các đặc tính của cây trồng.

Trong đó nghiên cứu tăng cường khả năng kháng thuốc diệt cỏ, kháng sâu bằng các biện pháp công nghệ sinh học đang được quan tâm xuất phát từ yêu cầu của thực tiễn sản xuất đậu tương trên thế giới và ở nước ta. Khoa Công nghệ sinh học và Công nghệ thực phẩm, trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên đã thành công trong việc tạo ra các dòng đậu tương chuyển gen n 10 kháng thuốc diệt cỏ và kháng sâu từ các giống đậu tương của Việt Nam năm 2010. Tuy nhiên sự biểu hiện của các gen chuyển này chưa được nghiên cứu qua các thế hệ. Từ thực tế đó tôi đã tiến hành thực hiện nghiên cứu đề tài: “Theo dõi khả năng kháng thuốc diệt cỏ của dòng đậu tương chuyển gen ĐVN9 qua các thế hệ T1, T2 và T3”.

n 11 PHẦN 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2. Giới thiệu chung về đậu tương 2. Nguồn gốc Đậu tương là một trong những loại cây trồng mà loài người đã biết sử dụng và trồng trọt từ lâu đời, vì vậy nguồn gốc của cây đậu tương cũng sớm được xác minh. Những bằng chứng về lịch sử, địa lý và khảo cổ học đều công nhận rằng đậu tương có nguyên sản ở châu Á và có nguồn gốc từ Trung Quốc.

Cây đậu tương được thuần hoá ở Trung Quốc qua nhiều triều đại tiền phong kiến và được đưa vào trồng trọt và khảo sát có thể trong triều đại Shang (năm 1700-1100 B.C) trước công nguyên. Những thông tin về nguồn gốc đậu tương được trình bày chi tiết trong tài liệu của Ngô Thế Dân và cs (1999) [4]. Theo một số tài liệu, ở Việt Nam cây đậu tương đã xuất hiện từ thời các vua Hùng [7]. Hiện nay, trong nông nghiệp cây đậu tương chiếm một vai trò quan trọng trong cơ cấu cây nông nghiệp phục vụ cho công nghiệp chế biến.

Phân loại Đậu tương, đỗ tương hay đậu nành có tên khoa học là Glycine max(L.) Merr theo khóa phân loại của Ottawa và cs, 1996 [24] căn cứ vào đặc điểm hình thái, sự phân bố địa lý và số lượng nhiễm sắc thể. Đậu tương trồng có số lượng nhiễm sắc thể 2n=40 thuộc: Bộ đậu : Fabales Họ đậu : Fabaceae Phân họ : Leguminosae Chi : Glycine 2. Giá trị cây đậu tương Đậu tương (Glycine max (L) Merr.) là cây công nghiệp ngắn ngày có giá trị kinh tế cao. Sản phẩm của nó làm thực phẩm cho con người, thức ăn cho gia súc nguyên liệu cho công nghiệp, hàng xuất khẩu, cây cải tạo đất tốt.

Bởi vậy cây đậu tương được đánh giá là có giá trị toàn diện. n 12 Giá trị về mặt thực phẩm Hạt đậu tương có thành phần dinh dưỡng cao, hàm lượng protein trung bình khoảng từ 35,5 - 40%, lipit từ 15-20%, hyđrat cacbon từ 15-16% và nhiều loại sinh tố và muối khoáng quan trọng cho sự sống. Protein của đậu tương có phẩm chất tốt nhất trong số các protein có nguồn gốc thực vật [4], [7]. Hiện nay, các sản phẩm làm từ đậu tương rất phong phú có cả thực phẩm được chế biến bằng phương pháp cổ truyền, thủ công và hiện đại dưới dạng tươi, khô và lên men như: làm giá, đậu phụ, tương, xì dầu đến các sản phẩm cao cấp khác như sữa đậu nành, bánh kẹo.

Giá trị về mặt công nghiệp Đậu tương là nguyên liệu của nhiều ngành công nghiệp khác nhau như: chế biến cao su nhân tạo, sơn, mực in, xà phòng, chất dẻo, tơ nhân tạo, chất đốt lỏng, nhưng chủ yếu đậu tương được dùng để ép dầu. Từ dầu đậu tương người ta có thể tạo ra hàng trăm sản phẩm công nghiệp khác như: làm nến, xà phòng, ni lông. Giá trị về mặt nông nghiệp Làm thức ăn cho gia súc: Đậu tương là nguồn thức ăn tốt cho gia súc. Cây đậu tương (thân, lá, quả, hạt) có hàm lượng đạm khá cao cho nên các sản phẩm phụ như thân lá tươi có thể làm thức ăn cho gia súc rất tốt, hoặc nghiền khô làm thức ăn tổng hợp của gia súc [11].

Cải tạo đất: Đậu tương là cây luân canh cải tạo đất tốt, 1 ha trồng đậu tương nếu sinh trưởng phát triển tốt để lại trong đất từ 30-60 kg N [7]. Trong hệ thống luân canh, nếu bố trí cây đậu tương vào cơ cấu cây trồng hợp lý sẽ có tác dụng tốt đối với cây trồng sau, góp phần tăng năng suất cả hệ thống cây trồng mà giảm chi phí cho việc bón phân hóa học. Tình hình sản xuất đậu tương trên thế giới và Việt Nam 2. Tình hình sản xuất đậu tương trên thế giới Hiện nay đậu tương được trồng phổ biến ở Đông Nam Á, và ở châu Mỹ.

Trong đó, 45% diện tích trồng đậu tương và 55% sản lượng đậu tương của thế giới nằm ở Mỹ [21]. Đến năm 2010 cây đậu tương có diện tích 85,1 triệu ha chiếm 92% cây trồng ở Mỹ [26]. Đây là loại cây chứa dầu thực vật đem lại lợi ích kinh tế to lớn, là một trong những loại cây trồng lương thực quan trọng nhất trên thế giới hiện nay. Tình hình sản xuất đậu tương trên thế giới những năm gần đây Năm Diện tích (nghìn ha) Năng suất (tạ/ha) Sản lượng (nghìn tấn) 2005 92,52 23,18 214,48 2006 95,28 23,29 221,91 2007 90,13 24,37 219,68 2008 96,44 23,97 231,22 2009 99,37 22,44 222,98 2010 102,38 25,55 261,57 2011 104,95 23,03 241.82 (Nguồn: FAOSTART, 2012) [21] Trong số các nước sản xuất đậu tương hiện nay bốn nước Mỹ, Brazil, Argentina, Trung Quốc có sản lượng và diện tích cao nhất.

Riêng ba nước Mỹ, Brazil, Argentina chiếm 80% tổng sản lượng đậu tương của thế giới. Tình hình sản xuất đậu tương của các nước đứng đầu thế giới Năm 2008 Năm 2009 Sản Sản Diện tích Năng Diện tích Năng Quốc gia lượng lượng (triệu suất (triệu suất (triệu (triệu ha) (tạ/ha) ha) (tạ/ha) tấn) tấn) Mỹ 30,20 26,67 80,53 28,84 28,72 82,83 Brazil 21,27 28,17 59,92 22,89 21,92 50,17 Argentina 16,38 28,22 46,23 14,03 27,28 38,27 TrungQuốc 9,13 17,02 15,54 9,500 17,79 16,90 (Nguồn:United States Department of Agriculture, May 2010) [26] n 14 Theo báo cáo của Bộ nông nghiệp Mỹ, ở Châu Á nhu cầu về đậu tương để phục vụ cho công nghiệp lấy dầu, sản xuất thức ăn chăn nuôi … là rất lớn. Các nước nhập khẩu đậu tương hàng đầu châu Á (Đơn vị:nghìn tấn) Tên nước Năm 2008-2009 Năm 2009-2010 Indonesia 2339 2600 Việt Nam 2300 2600 Thái Lan 2160 2208 Hàn Quốc 1813 1850 Nhật Bản 1812 1700 (Nguồn: Bộ Nông nghiệp Mỹ ) [20] 2. Tình hình sản xuất đậu tương ở Việt Nam Hiện nay đậu tương được trồng ở khắp cả nước, nhưng tập trung chủ yếu ở Miền núi phía Bắc và Đông Nam Bộ, không ngừng được mở rộng về diện tích.

Tính đến tháng 4/2010 là 123,9 nghìn ha và được chia làm 6 vùng sản xuất chính: Miền núi Bắc Bộ 24,7%, Đồng bằng sông Hồng 17,5%, Đông Nam Bộ 26,2% (có diện tích lớn nhất); Đồng bằng sông Cửu Long 12,4%. Tổng diện tích 4 vùng này chiếm 80% diện tích trồng đậu tương cả nước, còn lại là đồng bằng ven biển miền Trung và Tây Nguyên [3]. Tình hình sản xuất đậu tương Việt Nam những năm gần đây Năm Diện tích (nghìn ha) Năng suất (tạ/ha) Sản lượng (nghìn tấn) 2005 204,1 14,3 292,7 2006 185,6 13,9 258,1 2007 187,4 14,7 275,2 2008 192,1 13,9 267,6 2009 147,0 14,6 215,2 2010 197,8 15,0 296,9 2011 215,1 16,3 350,0 2012 120,7 14,52 175,3 (Nguồn: Tổng cục thống kê 11/2012) [15]. Ở Việt Nam, đậu tương là cây thực phẩm quan trọng nhưng năng suất đậu tương hiện còn rất thấp, bình quân chỉ 1,3 tấn/ha.

Năm 2009 - 2010 nước ta vẫn phải nhập 2,5 triệu tấn đậu tương [3]. Đậu tương để phục vụ cho công nghiệp chế biến, sản xuất dầu ăn và thức ăn chăn nuôi. Chính vì vậy việc tăng năng xuất và sản lượng đậu tương ở nước ta còn gặp nhiều khó khăn, bên cạnh tình hình giá phân bón, thuốc trừ sâu tăng cao và sâu bệnh diễn biến phức tạp. Ảnh hưởng của cỏ dại đối với cây trồng 2.

Đặc tính của cỏ dại Cỏ dại là loài thực vật có khả năng thích nghi với điều kiện ngoại cảnh, có tính chống chịu cao với điều kiện khắc nghiệt của khí hậu và thổ nhưỡng, thường mọc tự nhiên trên đồng ruộng, vườn tược, ven đường, bãi đất hoang,… Mặc dù cỏ dại được định nghĩa tùy theo nhận định của con người chứ không tùy thuộc vào hệ thống phân loại, chúng có một số đặc điểm nổi bật có thể phân biệt với cây trồng và thích ứng với nhiều điều kiện khắc nghiệt của môi trường sống để tồn tại [13]. n 16 Cỏ dại có nhiều hình thức sinh sản.