Bài 1: Xu hướng phát triển của nông nghiệp toàn cầu

Để tạo ra những tính trạng mong muốn - nổi bật là cải thiện chất lượng và nâng cao khả năng chống chịu với thời tiết bất thuận, công nghệ chỉnh sửa gene dựa vào gene nội sinh của cây thay vì đưa gene ngoại lai vào như cây trồng chuyển gene (còn gọi là biến đổi gene - GMO). Điều này giúp tránh được những quan ngại lâu nay về cây trồng chuyển gene dù chưa có bằng chứng cho thấy cây trồng chuyển gene ảnh hưởng đến sức khỏe, môi trường hay đa dạng sinh học.

Cây trồng chỉnh sửa gene không mang gene ngoại lai

Công nghệ chỉnh sửa gen là một trong những thành tựu nổi bật của ngành hóa sinh và sinh học phân tử, được phát triển từ đầu thế kỷ XXI. Đây cũng là ứng dụng nổi bật của công nghệ sinh học trong lĩnh vực nông nghiệp. Dựa trên các phương pháp chọn tạo giống đã tồn tại hàng nghìn năm, công nghệ chỉnh sửa gene tận dụng những tiến bộ trong nghiên cứu khoa học và hiểu biết sâu sắc về trình tự gene, về cơ chế hoạt động của gene thực vật. Từ đó, các nhà khoa học có thể tác động trực tiếp vào bộ gene của cây trồng, cho ra đời những giống cây mới có những tính trạng mong muốn với độ chính xác và hiệu quả vượt trội, điều mà các phương pháp truyền thống khó có thể đạt được.

Phòng Công nghệ tế bào thực vật, Viện Công nghệ sinh học (thuộc Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam) là một trong những nơi ghi nhận thành công đầu tiên trong nghiên cứu về công nghệ chỉnh sửa gene thực vật ở Việt Nam. Theo TS. Đỗ Tiến Phát, Trưởng phòng Công nghệ tế bào thực vật, điểm nổi bật của công nghệ chỉnh sửa gene là các tính trạng mong muốn được tạo ra bằng cách hoàn toàn dựa vào gene nội sinh của cây, không sử dụng biện pháp đưa gene ngoại lai vào. “Tức là cây trồng chỉnh sửa gene không mang gene ngoại lai. Điều này giúp tránh được những quan ngại lâu nay về cây trồng chuyển gene dù chưa có bằng chứng cho thấy cây trồng chuyển gene ảnh hưởng đến sức khỏe của con người, động vật, môi trường và đa dạng sinh học”, vị chuyên gia này cho biết.

Giải thích kỹ hơn, TS. Đặng Ngọc Chi, Chủ tịch Nhóm làm việc về công nghệ sinh học và Giống cây trồng của CropLife Việt Nam, cho biết, cây trồng chỉnh sửa gene và biến đổi gene/chuyển gen đều có những thay đổi về DNA song cách thức tạo ra thay đổi là khác nhau.

Công cụ chỉnh sửa gene cho phép các nhà chọn tạo giống tạo ra những thay đổi chính xác đối với DNA của thực vật. Trong đó, một số kỹ thuật chỉnh sửa gene sẽ tạo ra những thay đổi nhỏ mà không cần đưa vào hệ gene thực vật DNA của một sinh vật khác loài (sinh vật ngoại lai). Kỹ thuật này sẽ tạo ra những cây trồng tương tự như cây trồng được chọn tạo bằng phương pháp lai truyền thống. “Các sản phẩm, ứng dụng chỉnh sửa gene phổ biến hiện nay đa phần đều theo hướng nghiên cứu này”, TS. Đặng Ngọc Chi, cho biết. Bên cạnh đó, một số kỹ thuật chỉnh sửa gene khác sẽ chèn DNA của sinh vật ngoại lai vào cây trồng - kết quả của phương pháp này sẽ tạo ra những cây trồng tương tự như cây trồng biến đổi gene/chuyển gene.

Còn với cây trồng biến đổi gene, kỹ thuật chuyển gene sẽ đưa DNA ngoại lai vào cây trồng để tạo ra những thay đổi có chủ đích để tạo ra những tính trạng mong muốn. Kết quả của quá trình này là tạo ra những cây trồng chuyển gene không thể được tìm thấy trong tự nhiên hoặc không thể được tạo ra bằng phương pháp lai truyền thống.

Theo GS.TS. Phạm Văn Toản, Phó Giám đốc Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam, công nghệ chỉnh sửa gene có rất nhiều lợi thế so với công nghệ chuyển gene. Cụ thể là: thời gian tạo ra các giống cây trồng có tính trạng mong muốn ngắn hơn và dễ ứng dụng vào sản xuất hơn do tránh được những nghi ngại liên quan đến gene ngoại lai.

“Rất nhiều người Nhật sử dụng cà chua chỉnh sửa gene GABA”

Hiện nay, trên thế giới, những cây trồng được ưu tiên chọn tạo và cải tiến bằng công nghệ chỉnh sửa gene gồm các loại ngũ cốc như lúa gạo, ngô, lúa mỳ, đậu tương và loại cây lương thực khác như cà chua, sắn, bông, khoai tây, cây có múi… Số lượng tính trạng sửa gene nhằm cải thiện chất lượng cây trồng (về thành phần và mùi vị) chiếm nhiều nhất với gần 50% các tính trạng được nghiên cứu. Tiếp đến là các tính trạng kháng sâu bệnh, chống chịu thuốc bảo vệ thực vật và những tính trạng khác như: chống chịu áp lực môi trường, thay đổi màu sắc, cải thiện năng suất, tuổi thọ, tăng trưởng...

Chỉnh sửa gene và biến đổi gene đều là những phương pháp ứng dụng công nghệ sinh học trong nông nghiệp. Mỗi công nghệ đều có giá trị về mặt khoa học, mức độ và cách thức tác động riêng để tạo ra những cây trồng mang tính trạng cải tiến, phục vụ nhu cầu sản xuất và tiêu dùng cũng như hỗ trợ phát triển nông nghiệp bền vững và thích ứng với biến đổi khí hậu. Hai công nghệ này được áp dụng đồng thời trong chọn tạo giống cây trồng.

Theo GS. Masaki Endo, Viện Nông Sinh học, Nhật Bản, các sản phẩm chỉnh sửa gene có tiềm năng to lớn trong việc cải thiện nguồn cung dinh dưỡng, giúp bảo tồn môi trường và tài nguyên tốt hơn và góp phần đảm bảo an ninh lương thực. “Rất nhiều người Nhật Bản sử dụng cà chua chỉnh sửa gene GABA - cây trồng chỉnh sửa gene đầu tiên được thương mại ở Nhật Bản (với hàm lượng GABA cao gấp 5 lần, giúp làm dịu cơ thể, giảm căng thẳng và cải thiện giấc ngủ - PV). Họ nói hương vị của loại cà chua này rất ngon. Thậm chí, cà chua GABA còn đắt hơn so với cà chua thông thường khoảng 15%”, GS. Masaki Endo chia sẻ.

TS. Đặng Ngọc Chi cho biết, cây trồng chỉnh sửa gene với những ưu điểm nổi bật hứa hẹn sẽ thúc đẩy phát triển nông nghiệp bền vững và mang lại lợi ích cho nhiều bên. “Công nghệ chỉnh sửa gene giúp cây trồng thích ứng với biến đổi khí hậu, tăng sản lượng và chất lượng nông sản, từ đó cải thiện sinh kế và lợi nhuận cho nông dân. Với người tiêu dùng, công nghệ này mang lại nguồn thực phẩm dinh dưỡng, an toàn và chất lượng tốt hơn. Lợi ích với môi trường có thể kể đến tiết kiệm nguyên liệu đầu vào (đất, nước, vật tư nông nghiệp), bảo tồn tài nguyên và bảo vệ môi trường”.

Với những ưu điểm nổi bật và lợi ích cho nhiều bên như vậy, số lượng các nước hoàn thiện khung pháp lý cho cây trồng chỉnh sửa gen đang ngày một tăng trên toàn cầu. Tại châu Mỹ, Hoa Kỳ và Canada là các quốc gia đi đầu trong việc ứng dụng và có các hướng dẫn pháp lý đối với cây trồng chỉnh sửa gene. 5 năm trở lại đây, các nước châu Á cũng nỗ lực đẩy nhanh quá trình hoàn thiện khung hướng dẫn pháp lý cho cây trồng chỉnh sửa gene theo hướng khoa học. Trong đó Nhật Bản là một trong những quốc gia tiên phong khi cho phép thương mại hóa cà chua chỉnh sửa gene, mang hàm lượng GABA cao, vào năm 2021. Trung Quốc cũng đã cấp phép thương mại hóa giống đậu tương có hàm lượng oleic cao trong dầu được chọn tạo bằng phương pháp chỉnh sửa gene. Đây cũng là quốc gia có số lượng nghiên cứu về cây trồng chỉnh sửa gene nhiều nhất trên thế giới. Tại Đông Nam Á, Philippines là quốc gia đi đầu trong việc đưa ra hướng dẫn pháp lý từ năm 2022 và đã cấp phép sử dụng, thương mại một số loại cây trồng chỉnh sửa gene. Thái Lan và Singapore trong tháng 8.2024 đã thông qua quy định pháp lý cho cây trồng này.

Một lần nữa nhấn mạnh ứng dụng công nghệ chỉnh sửa gen trong nông nghiệp một giải pháp hữu ích để đối phó với những thách thức từ biến đổi khí hậu và môi trường, đồng thời tạo ra những giống cây trồng mới phù hợp với điều kiện khí hậu và thời tiết bất thuận, GS.TS. Phạm Văn Toản, Phó Giám đốc Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam, tin rằng, đây chắc chắn là một xu hướng đáng chú ý của nông nghiệp toàn cầu trong tương lai. “Thế giới trong 10 năm qua phát triển công nghệ chỉnh sửa gene và trong 2 - 3 năm gần đây, tốc độ tạo ra giống cây trồng chỉnh sửa gen, công bố được phép lưu hành rất nhanh. Tôi hy vọng thời gian tới, công nghệ này sẽ được áp dụng rộng rãi trong công tác chọn tạo giống cây trồng mới ở nước ta”, GS.TS. Phạm Văn Toản nói.