Đặt vấn đề Lúa (Oryza sativa L.) là một trong ba loại cây lương thực chính quan trọng hàng đầu của con người, cung cấp từ 60 đến 70% calories [29]. Trên thế giới, cây lúa được xếp vào vị trí thứ 2 sau cây lúa mì về diện tích và sản lượng. Ở Việt Nam, cây lúa có vai trò đặc biệt quan trọng đóng góp sản lượng lương thực cho con người. Điều kiện tự nhiên phù hợp với phát triển nền nông nghiệp lúa nước, diện tích đồng bằng ven sông lớn như đồng bằng sông Cửu Long 4.081,63 ha và đồng bằng Sông Hồng 2.126 ha, lượng mưa trung bình vào khoảng 700 – 5.000 mm,…là những thế mạnh giúp chúng ta phát triển lĩnh vực nông nghiệp.
Thế nhưng, khi đi sâu vào thực tế, gạo Việt Nam vẫn còn tồn đọng một số hạn chế nhất định bên cạnh những ưu điểm vang danh bấy lâu [9]. Diện tích canh tác 5 năm gần đây giảm 358 ha do sự phát triển của công nghiệp hoá, đất nông nghiệp bình quân/hộ chỉ vào khoảng 0,46 ha và trung bình được chia thành 2,83 (Tổng Cục Thống Kế, 2019). Cùng với áp lực dân số và biến đổi khí hậu đòi hỏi cần phải tạo ra bộ giống có năng suất cao, chất lượng tốt, chống chịu được hạn hán, bất lợi của môi trường là yêu cầu cấp thiết và góp phần giữ ổn định an ninh lương thực quốc gia. Sự phát triển của công nghệ sinh học cho phép chọn tạo ra những giống cây trồng, vật nuôi mới phù hợp với mục đích sử dụng.
Ở Việt Nam, công tác chọn tạo giống lúa đang được đặc biệt quan tâm trong đó việc áp dụng kỹ thuật mới như chuyển gen đột biến, chỉnh sửa gen được xem là công cụ hỗ trợ hiệu quả trong chọn tạo giống. Cho đến nay, phương pháp dùng để chuyển gen thông qua vi khuẩn A. tumefaciens không được xem là có hiệu quả với cây một lá mầm trong đó có cây lúa mặc dù đã có những thành công nhất định trong nghiên cứu chuyển gen, chỉnh sửa gen ở cây lúa. Tuy nhiên, sự thành công của phương pháp phụ thuộc vào nhiều yếu tố như kiểu gen, môi trường, kỹ thuật.
Việc xây dựng hệ thống tái sinh in vitro ở cây lúa có vai trò quan trọng cho hiệu quả chuyển gen. Luan van 2 Việc nghiên cứu khả năng tái sinh và tiếp nhận gen của một số giống lúa Việt Nam phục vụ cho chương trình cải tạo giống lúa chuyển gen đáp ứng nhu cầu thực tiễn sản xuất là cần thiết. Tái sinh in vitro giống lúa Việt Nam là khâu rất quan trọng để thực hiện thành công các kỹ thuật chuyển gen trong công tác chuyển gen chỉnh sửa gen, chọn dòng biến dị soma. Trong đó, tái sinh tạo callus từ hạt là một trong những phương pháp cho được hiệu quả tạo chồi cao trong nuôi cấy in vitro, không chỉ đơn thuần là chọn tạo giống thông thường mà ngay cả trong chọn tạo giống công nghệ sinh học và tạo cây chuyển gen.
Xuất phát từ những vấn đề trên chúng tôi đã hình thành lên đề tài: “Nghiên cứu khả năng tái sinh in vitro và tiếp nhận gen của một số giống lúa Việt Nam (JO2, Bắc thơm 07, LP5, Khang dân, Bao thai)”.2 Mục tiêu của đề tài 1.1 Mục tiêu tổng quát Xác định được khả năng tái sinh và tiếp nhận gen của một số giống lúa Việt Nam thông qua vi khuẩn A.2 Mục tiêu cụ thể - Xác định được khả năng tạo callus của một số giống lúa Việt Nam - Xác định được khả năng tạo chồi của một số giống lúa Việt Nam - Xác định được khả năng nhân nhanh của một số giống lúa Việt Nam - Xác định được khả năng ra rễ của một số giống lúa Việt Nam - Xác định được khả năng tạo cây hoàn chỉnh một số giống lúa Việt Nam - Xác định được khả năng tiếp nhận gen của một số giống lúa Việt Nam 1.3 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn - Xây dựng và hoàn thiện được quy trình tái sinh cây phục vụ chuyển gen nghiên cứu chuyển gen của một số giống lúa Việt Nam Luan van 3 - Giúp sinh viên tiếp cận với nghiên cứu khoa học, ứng dụng lý thuyết vào thực tiễn, nâng cao năng lực nghiên cứu và kỹ năng thực hành trong phòng thí nghiệm. Phần 2 TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU 2.1 Tổng quan tình hình trong nƣớc và trên thế giới 2.1 Tình hình sản xuất lúa gạo trong nước Sản xuất gạo trong nước có nhiều biến động, nguồn cung gạo toàn cầu liên tục dự báo tăng và ở mức cao, trong khi đó, nhập khẩu gạo từ các nước dự báo giảm gây áp lực đối với xuất khẩu gạo của Việt Nam. Tuy vậy, xuất khẩu gạo của Việt Nam năm 2019 vẫn đạt được kết quả tích cực, góp phần tiêu thụ thóc, gạo cho người nông dân trồng lúa. Chủng loại gạo xuất khẩu năm 2019 Năm 2019 xuất khẩu gạo đạt 6,37 triệu tấn, trị giá đạt 2,80 tỷ USD, tăng 4,2% về lượng nhưng giảm 8,3% về trị giá so với năm 2018.
Trong bối cảnh thị trường khó Luan van 4 khăn, xuất khẩu gạo Việt Nam vẫn duy trì được mức tăng về lượng. Tuy nhiên, giá xuất khẩu bình quân ở mức 441 USD/tấn, giảm 12,1% tương đương mức giảm 60 USD/tấn [9]. Thị trƣờng gạo năm 2019 (Đơn vị tính: Nghìn tấn) Tăng/giảm so với Năm 2019 năm 2018 Thị Trƣờng Lƣợng (tấn) Kim ngạch Tỷ trọng Lƣợng Kim ngạch (USD) (%) (tấn) Tổng 6.971 7,0 -66,5 -64,8 Bờ Biển Ngà 583.587 0,1 -76,0 -79,4 Luan van 5 (Nguồn: Tính toán từ số liệu sơ bộ của Tổng cục Hải quan năm 2019) Năm 2019, xuất khẩu gạo của Việt Nam gặp nhiều diễn biến bất lợi về thị trường. Các thị trường nhập khẩu gạo lớn, truyền thống như Trung Quốc, Indonesia, Bangladesh đồng loạt giảm nhập khẩu.
Xuất khẩu gạo Việt Nam năm 2019 được bù đắp từ nhu cầu thị trường Philippines, Hồng Kông (Trung Quốc), Singapore và một số thị trường châu Phi như Bờ Biển Ngà, Ghana. Trong năm 2019, châu Á vẫn là khu vực thị trường xuất khẩu lớn nhất của gạo Việt Nam, đạt 3,68 triệu tấn, chiếm 58% tổng lượng gạo xuất khẩu. Trong đó, Philippines trở thành thị trường xuất khẩu lớn nhất của Việt Nam, đạt 2,13 triệu tấn, chiếm 33,5% trong tổng xuất khẩu cả nước. Nhu cầu từ Philippines đã bù đắp sự sụt giảm xuất khẩu mạnh của một số thị trường truyền thống của Việt Nam.
Châu Phi là thị trường khu vực lớn thứ hai, đạt 1,39 triệu tấn, chiếm 21,9%. Trong đó, Bờ Biển Ngà (583.579 tấn, chiếm 9,2%) và Ghana (427.187 tấn, chiếm 6,7%) là 2 thị trường tiêu biểu [9]. Theo quyết định số 11/2006/QĐ-TTg ngày 12/01/2006 của Thủ tướng Chính phủ về Chương trình trọng điểm phát triển và ứng dụng CNSH trong lĩnh vực nông nghiệp và PTNT đến năm 2020 đã nêu rõ. Mục tiêu giai đoạn 2011-2015: Đưa một số giống cây trồng biến đổi gen vào sản xuất (cây bông, cây ngô, đậu nành).
Tầm nhìn đến 2020: Diện tích trồng trọt các giống cây trồng mới tạo ra bằng các kỹ thuật của CNSH chiếm trên 70%, trong đó diện tích trồng trọt các giống cây trồng biến đổi gen chiếm 30 - 50%. Thông tư 08/2013/TT-BTNMT của Bộ Tài nguyên Môi trường ngày 16/5/2013 Quy định trình tự, thủ tục cấp và thu hồi giấy chứng nhận an toàn sinh học đối với cây trồng biến đổi gen. Thông tư 02/2014/TT-BNNPTNT của Bộ NN-PTNT ngày 14/01/2014 về quy định trình tự, thủ tục cấp và thu hồi giấy xác nhận thực vật biến đổi gen đủ điều kiện sử dụng làm thực phẩm, thức ăn chăn nuôi.2 Tình hình sản xuất lúa trên thế giới Hiện nay, vẫn chưa có nhiều loại lúa gạo biến đổi gen nào được chấp nhận sử dụng trên toàn thế giới, tuy nhiên đã phát hiện một số loại lúa gạo biến đổi gen (đặc Luan van 6 biệt có nguồn gốc từ Trung Quốc) xuất hiện trên thị trường 1, 2, 3, 4]. Cho đến nay, trên thế giới có trên 700 công ty giống cây trồng áp dụng công nghệ nuôi cấy mô, cơ quan và tế bào thực vật để sản xuất hàng trăm triệu giống cây trồng sạch bệnh mỗi năm (cây dược liệu, cây ăn quả, cây lương thực, cây hoa, cây cảnh, cây rừng) và đã mang lại hiệu quả kinh tế cao so với việc sử dụng các phương pháp truyền thống khác, góp phần bảo vệ an ninh lương thực và chống biến đổi khí hậu toàn cầu [8].
Dự báo về sản lượng gạo toàn cầu 2020, uớc tính con số tiêu thụ gạo toàn cầu năm 2019-2020 vào khoảng 516,8 triệu tấn (Tổ chức Lương thực và Nông nghiệp Liên Hiệp Quốc). Cải dầu (Brassica napus ), khoai tây (S. tuberosum), lúa mì (Triticum spp.) là ba loại cây trồng biến đổi gen về sinh học được kiểm soát an toàn nhằm tìm ra tiềm năng chuyển gen trong cácloài cây trồng. sativa) chuyển gen vẫn đang là loại cây trồng thứ tư được kiểm soát nghiêm ngạ t nhất trên thế giới.
Cây trồng biến đổi gen được bắt đầu trồng thương mại đại trà từ năm 1996. Tuy nhiên, đến nay các sản phẩm có nguồn gốc từ sinh vật biến đổi gen (thực phẩm biến đổi gen) vẫn đang còn là một cuộc tranh luận toàn cầu về những nguy cơ tiềm tàng của chúng để đi tới những giải pháp bảo đảm an toàn cho cây trồng biến đổi gen. Nhờ công nghệ sinh học hiện đại - công nghệ gen, GMO đã xuất hiện hơn 2 thập kỷ nay. Việc thử nghiệm trồng cây đầu tiên ngoài đồng ruộng là cây thuốc lá biến đổi gen kháng thuốc diệt cỏ, được tiến hành ở Mỹ và Pháp vào năm 1986 [31].Việc cung cấp lương thực cho toàn thế giới đã trở thành vấn đề toàn cầu, nó cũng là chương trình đang được chú trọng hàng đầu của tổ chức Nông lương Liên Hợp Quốc - FAO.
Sản lượng thực phẩm toàn cầu cần phải tăng đến 70% vào năm 2050 để cung cấp đủ cho 9,2 tỉ dân. Với sự thành công của cuộc cách mạng xanh và sự tiến bộ của công nghệ sinh học, sản lượng nông nghiệp đã tăng lên đáng kể trong vòng 40 năm qua. Sản lượng lương thực chính (lúa mạch, lúa, bắp) tăng từ 100 - 200% từ cuối những năm 1960 [30]. Luan van 7 Theo bản báo cáo mới nhất về an ninh lương thực thế giới [30], báo cáo này đã trình bày một cách tính mới về số người thiếu ăn trên toàn thế giới dựa trên một phương pháp sửa đổi và cải tiến.
Thống kê mới nhất của FAO trên thế giới vẫn còn 870 triệu người tương đương với một phần tám dân số thế giới vẫn còn trong tình trạng đói kém và xóa đói vẫn là một thách thức lớn cho toàn cầu.