Ngô được trồng hiện đại được thuần hóa từ teosinte, một loại cỏ cổ xưa, trong hơn một năm qua 6,000 thông qua nhân giống thông thường. Nicole Rager Fuller, Quỹ khoa học quốc gia

Vì các nhà sinh học 1980 đã sử dụng kỹ thuật di truyền để thể hiện những đặc điểm mới lạ trong cây trồng. Trong những năm 20 vừa qua, những cây trồng này đã được trồng trên hơn một tỷ mẫu Anh tại Hoa Kỳ và trên toàn cầu. Mặc dù được nông dân chấp nhận nhanh chóng, cây trồng biến đổi gen (GE) vẫn còn gây tranh cãi trong nhiều người tiêu dùng, đôi khi họ cảm thấy khó có được thông tin chính xác.

Tháng trước, Viện Hàn lâm Khoa học, Kỹ thuật và Y học Quốc gia Hoa Kỳ đã phát hành xem xét của 20 năm dữ liệu liên quan đến cây trồng GE. Báo cáo phần lớn xác nhận những phát hiện từ báo cáo Học viện Quốc gia trước đây và đánh giá được sản xuất bởi các tổ chức khoa học lớn khác trên thế giới, bao gồm cả Tổ chức Y tế thế giới và Ủy ban châu Âu.

Tôi chỉ đạo một phòng thí nghiệm nghiên cứu lúa gạo, một loại cây lương thực chính đối với một nửa dân số thế giới. Các nhà nghiên cứu trong phòng thí nghiệm của tôi đang xác định các gen kiểm soát khả năng chịu đựng áp lực môi trường và khả năng chống lại bệnh tật. Chúng tôi sử dụng kỹ thuật di truyền và các phương pháp di truyền khác để hiểu chức năng gen.

Tôi hoàn toàn đồng ý với báo cáo của NAS rằng mỗi loại cây trồng, dù được nhân giống thông thường hoặc được phát triển thông qua kỹ thuật di truyền, nên được đánh giá theo từng trường hợp cụ thể. Mỗi loại cây trồng là khác nhau, mỗi đặc điểm là khác nhau và nhu cầu của mỗi nông dân cũng khác nhau. Nhiều tiến bộ hơn trong cải tiến cây trồng có thể được thực hiện bằng cách sử dụng cả kỹ thuật nhân giống và di truyền thông thường hơn là sử dụng một trong hai phương pháp.

Hội tụ giữa công nghệ sinh học và nhân giống thông thường

Các công cụ phân tử mới đang làm mờ sự khác biệt giữa các cải tiến di truyền được thực hiện với nhân giống thông thường và các công cụ được thực hiện bằng phương pháp di truyền hiện đại. Một ví dụ là nhân giống được hỗ trợ đánh dấu, trong đó các nhà di truyền học xác định gen hoặc vùng nhiễm sắc thể liên quan đến các đặc điểm mong muốn của nông dân và / hoặc người tiêu dùng. Sau đó, các nhà nghiên cứu tìm kiếm các dấu hiệu đặc biệt (mẫu) trong DNA của thực vật có liên quan đến các gen này. Sử dụng các dấu hiệu di truyền này, họ có thể xác định một cách hiệu quả thực vật mang dấu vân tay di truyền mong muốn và loại bỏ thực vật có di truyền không mong muốn.

Mười năm trước, cộng tác viên của tôi và tôi bị cô lập một gen, được gọi là Sub1, điều khiển khả năng chịu ngập. Hàng triệu nông dân trồng lúa ở Nam và Đông Nam Á trồng lúa ở những vùng dễ bị lũ lụt, vì vậy đặc điểm này là vô cùng quý giá. Hầu hết các giống lúa sẽ chết sau ba ngày ngập hoàn toàn nhưng những cây có gen Sub1 có thể chịu được hai tuần chìm hoàn toàn. Năm ngoái, gần năm triệu nông dân đã trồng các giống lúa Sub1 do các cộng tác viên của tôi phát triển tại Viện nghiên cứu lúa gạo quốc tế sử dụng đánh dấu hỗ trợ chăn nuôi.

Trong một ví dụ khác, các nhà nghiên cứu đã xác định các biến thể di truyền có liên quan đến bệnh không sừng (được gọi là thụ phấn hoa) ở bò - một đặc điểm phổ biến ở các giống bò thịt nhưng hiếm gặp ở các giống bò sữa. Nông dân thường xuyên dehorn bò sữa để bảo vệ người xử lý của họ và ngăn chặn các động vật làm hại lẫn nhau. Bởi vì quá trình này là đau đớn và đáng sợ cho động vật, chuyên gia thú y đã kêu gọi nghiên cứu vào các lựa chọn thay thế.

Trong một nghiên cứu được công bố vào tháng trước, các nhà khoa học đã sử dụng chỉnh sửa bộ gen và nhân bản sinh sản để tạo ra những con bò sữa mang đột biến tự nhiên cho bệnh không sừng. Cách tiếp cận này có khả năng cải thiện phúc lợi của hàng triệu gia súc mỗi năm.

Giảm thuốc trừ sâu hóa học và nâng cao năng suất

Để đánh giá cây trồng GE ảnh hưởng đến năng suất cây trồng, sức khỏe con người và môi trường như thế nào, nghiên cứu của NAS chủ yếu tập trung vào hai đặc điểm đã được thiết kế thành cây: khả năng kháng sâu bệnh và khả năng chịu thuốc diệt cỏ.

Nghiên cứu cho thấy rằng những người nông dân trồng cây trồng được thiết kế để chứa tính trạng kháng côn trùng - dựa trên gen từ vi khuẩn Bacillus thuringiensis, hoặc Bt - thường trải qua ít tổn thất hơn và áp dụng thuốc xịt côn trùng hóa học ít hơn so với nông dân trồng các giống không Bt. Nó cũng kết luận rằng các trang trại nơi trồng cây Bt có đa dạng sinh học côn trùng hơn các trang trại nơi người trồng sử dụng thuốc trừ sâu phổ rộng trên các cây trồng thông thường.

Cây trồng biến đổi gen hiện đang được trồng ở Hoa Kỳ (IR = kháng côn trùng, HT = kháng thuốc diệt cỏ, DT = chịu hạn, VR = kháng vi rút). Đại học bang Colorado mở rộngỦy ban đã phát hiện ra rằng cây trồng kháng thuốc diệt cỏ (HR) đóng góp cho năng suất cao hơn vì cỏ dại có thể được kiểm soát dễ dàng hơn. Ví dụ, nông dân trồng cải dầu HR đã gặt hái được năng suất và lợi nhuận cao hơn, dẫn đến việc áp dụng rộng rãi giống cây trồng này.

Một lợi ích khác của việc trồng cây nhân sự là làm giảm đất - quá trình biến đất. Trước khi trồng, nông dân phải tiêu diệt cỏ dại trên cánh đồng của họ. Trước sự ra đời của thuốc diệt cỏ và cây trồng nhân sự, nông dân đã kiểm soát cỏ dại bằng cách trồng trọt. Tuy nhiên, làm đất gây ra xói mòn và chảy nước, và đòi hỏi năng lượng để cung cấp nhiên liệu cho máy kéo. Nhiều nông dân thích thực hành làm đất giảm vì họ tăng cường quản lý bền vững. Với cây trồng nhân sự, nông dân có thể kiểm soát cỏ dại một cách hiệu quả mà không cần làm đất.

Ủy ban lưu ý một mối liên hệ rõ ràng giữa việc trồng cây nhân sự và thực hành nông nghiệp giảm dần trong hai thập kỷ qua. Tuy nhiên, không rõ việc áp dụng cây trồng nhân sự dẫn đến quyết định của nông dân sử dụng đất canh tác bảo tồn hay nếu nông dân sử dụng đất bảo tồn đã sử dụng cây trồng nhân sự dễ dàng hơn.

Ở những vùng trồng cây nhân sự dẫn đến sự phụ thuộc nặng nề vào thuốc diệt cỏ glyphosate, một số loại cỏ đã tiến hóa kháng thuốc diệt cỏ, khiến nông dân khó kiểm soát cỏ dại bằng thuốc diệt cỏ này. Báo cáo của NAS kết luận rằng việc sử dụng bền vững cây trồng Bt và HR sẽ yêu cầu sử dụng chiến lược quản lý dịch hại tổng hợp.

Báo cáo cũng thảo luận về bảy loại cây lương thực GE khác được trồng ở 2015, bao gồm cả táo (Malus domestica), cải dầu (Brassica napus), củ cải đường (Beta thô tục), đu đủ (Đu đủ), khoai tây, bí đao (Cucurbita pepo) và cà tím (Solanum melongena).

Đu đủ là một ví dụ đặc biệt quan trọng. Trong 1950s, virus ringpot đu đủ đã quét sạch gần như toàn bộ sản xuất đu đủ trên đảo Oahu của Hawaii. Khi virus lây lan sang các đảo khác, nhiều nông dân sợ rằng nó sẽ quét sạch vụ đu đủ Hawaii.

Trong 1998 nhà nghiên cứu bệnh học thực vật Hawaii Dennis Gonsalves đã sử dụng kỹ thuật di truyền để ghép một đoạn nhỏ DNA virus ringpot vào bộ gen đu đủ. Các cây đu đủ biến đổi gen kết quả đã miễn nhiễm với nhiễm trùng và tạo ra quả gấp nhiều lần so với cây trồng bị nhiễm bệnh. Công việc tiên phong của Dennis giải cứu ngành công nghiệp đu đủ. Hai mươi năm sau, đây vẫn là phương pháp duy nhất để kiểm soát virut ringpot đu đủ. Hôm nay, mặc dù phản đối của một số người tiêu dùng, 80 phần trăm của cây đu đủ Hawaii được biến đổi gen.

Các nhà khoa học cũng đã sử dụng kỹ thuật di truyền để chống lại một loài gây hại gọi là sâu đục quả và chồi, ăn thịt trên cà tím ở châu Á. Nông dân ở Bangladesh thường phun thuốc trừ sâu mỗi ngày 2-3, và đôi khi thường xuyên như hai lần mỗi ngày, để kiểm soát nó. Tổ chức y tế thế giới dự toán rằng khoảng ba triệu trường hợp ngộ độc thuốc trừ sâu và hơn cái chết của 250,000 xảy ra trên toàn thế giới mỗi năm.

Để giảm thuốc xịt hóa học trên cà tím, các nhà khoa học tại Đại học Cornell và Bangladesh đã thiết kế Bt vào bộ gen của cà tím. Bt cà tím (cà tím) đã được giới thiệu ở Bangladesh trong 2013. Năm ngoái Nông dân 108 Bangladesh đã trồng nó và đã có thể làm giảm đáng kể thuốc xịt thuốc trừ sâu.

Nuôi sống thế giới theo cách sinh thái

Cây trồng được cải thiện về mặt di truyền đã mang lại lợi ích cho nhiều nông dân, nhưng rõ ràng chỉ riêng việc cải thiện gen đã không thể giải quyết được rất nhiều thách thức phức tạp mà nông dân phải đối mặt. Phương pháp canh tác dựa trên sinh thái cũng như cơ sở hạ tầng và các chính sách phù hợp cũng là cần thiết.

Thay vì lo lắng về các gen trong thực phẩm của chúng ta, chúng ta cần tập trung vào các cách để giúp gia đình, nông dân và cộng đồng nông thôn phát triển mạnh. Chúng tôi phải chắc chắn rằng mọi người đều có thể mua thực phẩm và chúng tôi phải giảm thiểu suy thoái môi trường. Tôi hy vọng rằng báo cáo của NAS có thể giúp đưa các cuộc thảo luận vượt ra ngoài những tranh luận ủng hộ về cây trồng GE và tập trung chúng vào việc sử dụng mọi công nghệ thích hợp để nuôi sống thế giới theo cách sinh thái.

Giới thiệu về Tác giả

Pamela Ronald, Giáo sư Bệnh học Thực vật, Đại học California, Davis. Phòng thí nghiệm của cô nghiên cứu cơ sở di truyền của khả năng kháng bệnh và khả năng chịu stress trong lúa. Cùng với các cộng tác viên của mình, cô đã chế tạo lúa để chống lại bệnh tật và khả năng chịu ngập lụt, đe dọa nghiêm trọng đến cây lúa ở châu Á và châu Phi.

Bài viết này ban đầu được xuất bản vào Conversation. Đọc ban đầu bài viết.

Sách liên quan

at Thị trường InnerSelf và Amazon