Kỹ thuật chuyển gene thực vật

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỞ TP.HỒ CHÍ MINH KHOA CÔNG NGHỆ SINH HỌC Chủ đề KỸ THUẬT CHUYỂN GENE THỰC VẬT Nội dung Khái niệm Một số nguyên tắc chuyển gene Các kỹ thuật chuyển gene thực vật GMO Dự án chuyển gene Các khái niệm CÔNG NGHỆ CHUYỂN GEN: là đưa một đoạn DNA ngoại lai vào gen của cơ thể đa bào, sau đó DNA ngoại lai này sẽ có mặt ở hầu hết các tế bào và được truyền lại cho thế hệ sau. GEN CHUYỂN:(transgene) là gen ngoại lai được chuyển từ một cơ thể sang một cơ thể mới bằng kỹ thuật di truyền. GMP (genetically modified plant): thực vật biến đổi gen Một số nguyên tắc trong chuyển công nghệ chuyển gene thực vật - Không phải toàn bộ tế bào đều thể hiện tính toàn năng (totipotency) - Các cây khác nhau có phản ứng không giống nhau với sự xâm nhập của một gen ngoại lai - Cây biến nạp chỉ có thể tái sinh từ các tế bào có khả năng tái sinh và khả năng thu nhận gen biến nạp vào genome - Mô thực vật là hỗn hợp các quần thể tế bào có khả năng khác nhau. Cần xem xét một số vấn đề như: chỉ có một số ít tế bào có khả năng biến nạp và tái sinh cây. - Thành phần của các quần thể tế bào được xác định bởi loài, kiểu gen, từng cơ quan, từng giai đoạn phát triển của mô và cơ quan. - Thành tế bào ngăn cản sự xâm nhập của ADN ngoại lai. - Khả năng xâm nhập ổn định của gen vào genome không tỷ lệ với sự biểu hiện tạm thời của gen Các khâu của kỹ thuật cấy gen  Kỹ thuật cấy gen gồm 3 khâu chủ yếu: Tách ADN NST của tế bào cho và tách plasmid ra khỏi tế bào vi khuẩn. Cắt và nối đoạn ADN của tế bào cho vào ADN plasmid ở những điểm xác định tạo nên ADN tái tổ hợp. • Việc cắt nhờ enzim cắt (restrictaza) • Việc nối nhờ enzim nối (ligaza) Chuyển ADN tái tổ hợp vào tế bào nhận và tạo điều kiện cho gen đã ghép được biểu hiện. Vì sao phải phát triển công nghệ chuyển gene thực vật? III) Các kỹ thuật biến đổi gene: Kỹ thuật chuyển gene Kỹ thuật gián tiếp Kỹ thuật trực tiếp Kỹ thuật bắn gene Kỹ thuật siêu âm Kỹ thuật điện xung Kỹ thuật PEG Kỹ thuật chuyển gene qua ống phấn Kỹ thuật vi tiêm Kỹ thuật chuyển gene bằng sốc nhiệt Chuyển gen nhờ Agrobacterium tumefaciens Chuyển gen nhờ virus và phage Kỹ thuật bắn gene Đâu là súng bắn gene? Chính xác Súng bắn gen (Gene gun) là một thiết bị sử dụng để đưa thông tin di truyền vào tế bào, được thiết kế đầu tiên cho biến nạp DNA ngoại lai vào tế bào thực vật và được phát triển vào đầu thập niên 1980 do các nhà thực vật học ở Ðại học Corrnell cùng với các nhà nghiên cứu ở Corrnell Nanofabrication Facility, Newyork, USA. Kỹ thuật bắn gene Súng bắn gen được bán trên thị trường vào năm 1990. Tên chính xác và đầy đủ của súng bắn gen là hệ thống phân phối hạt biolistics (biolistic particle delivery system) và kỹ thuật này thường được gọi một cách đơn giản là biolistics (sự kết hợp giữa hai thuật ngữ biology (sinh học) và ballistics (sự bắn tung)). Nguyên lý chung của phương pháp này là sử dụng áp lực xung của khí helium để gia tốc các hạt. Cấu tạo súng bắn gen: Súng bắn gen bao gồm hai buồng bằng thép không gỉ, kích thước 6″x7″x10″ nối với hai bơm chân không. Đạn ở đây là các hạt tungsen có đường kính rất nhỏ, khoảng 1μm chứa DNA ngoại lai (các kim loại năng khác như vàng và bạc cũng được sử dụng nhưng không thường xuyên do giá cả đắt). Sự bùng nổ khí helium ở 1000psi làm cho cái đĩa bắn về phía trước với tốc độ 1300 food/s, tương đương với tốc độ khi một viên đạn rời khỏi nòng súng. Kỹ thuật bắn gene Kỹ thuật bắn gene CÁC LOẠI SÚNG BẮN GEN Kỹ thuật bắn gene PDS-1000 Sauter1991 PDS-1000He * Ưu điểm - Thao tác dễ dàng, bắn một lần được nhiều tế bào - Nguyên liệu để bắn đa dạng (hạt phấn, tế bào nuôi cấy, tế bào mô hóa và mô phân sinh) - Tần xuất thành công khá cao(ở cây một lá mầm). Hơn nữa việc thiết kế vector khá đơn giản. * Nhược điểm - Tần số biến nạp ổn định thấp vì thế theo Potrykus thì ưu việt của phương pháp này là nghiên cứu các gen tạm thời. Tuy nhiên, những năm gần đây phương pháp này đã thành công trên lúa, mía, đu đủ, bông đã khẳng định tính ưu việt của phương pháp này. Kỹ thuật bắn gene Kỹ thuật siêu âm Nguyên tắc: Sau khi tách, protoplast được xử lý nhẹ bằng siêu âm có hiện diện của DNA ngoại lai. Sóng siêu âm giúp DNA đi vào tế bào và thể hiện. Cách tiến hành: Các bước: Kỹ thuật siêu âm Kỹ thuật điện xung Là một phương pháp cơ học sử dụng để đưa các phân tử phân cực vào trong tế bào chủ qua màng tế bào Một xung điện cao thế trong khoảnh khắc điện thế cao (200 – 400 V/cm) trong khoảng thời gian 4 - 5 phần nghìn giây có khả năng làm rối loạn cấu trúc màng kép phospholipid Tạo ra các lỗ thủng tạm thời cho phép các phân tử DNA ngoại lai từ môi trường xâm nhập vào bên trong tế bào. Quá trình được thực hiện trong cuvett chuyên dụng. Sau quá trình xung điện, đem protoplast nuôi trong môi trường nuôi cấy thích hợp, môi trường chọn lọc để tách các protoplast đã được biến nạp. Tiếp theo là nuôi cấy invitro, tái sinh cây và chọn lọc cây chuyển gen. Sơ đồ plasmid chứa DNA ngoại lai đi qua các lỗ tạm thời trên màng bào chất Kỹ thuật điện xung Máy xung điện Kỹ thuật vi tiêm Là phương pháp tiêm các đại phân tử vào trong tế bào thực vật Brinster, 1981; Costantini và Lacy; 1981 đã chứng minh rằng với phương pháp vi tiêm, các gen chuyển đã tích hợp và có khả năng biểu hiện. Vào năm 1982, lần đầu tiên sự thay đổi kiểu hình có thể nhìn thấy ở chuột nhắt chuyển gen đã được mô tả (Palmiter, 1982). Brinster Kỹ thuật vi tiêm Nguyên tắc phương pháp vi tiêm là một lượng nhỏ DNA  được tiêm trực tiếp vào nhân tế bào phôi trần hoặc tế bào nguyên vẹn một cách cơ học dưới kính hiển vi. 1.Máy gia cố kim Microforge 2. Máy mài kim 3. Máy kéo kim tự động Pipette Puller Ðể biến nạp gen vào tế bào bằng phương pháp vi tiêm trước hết phải chế tạo kim tiêm và kim giữ. Kim được tạo ra từ những ống thuỷ tinh dẻo capillar đường kính 0,1-1,5 mm có sợi bằng wolfram mảnh ở trong nhờ hệ thống thiết bị làm kim. Hệ thống này gồm có máy kéo kim tự động (pipette puller), máy mài kim và máy gia cố kim. Kỹ thuật vi tiêm Máy vi thao tác Olympus (Hãng Narishige) 1. Kính hiển vi soi ngược 2. Máy vi điều chỉnh Ðộ phóng đại thích hợp cho việc tiến hành vi tiêm vào phôi cá một tế bào là khoảng từ 40-60 lần. Máy vi thao tác gồm 2 phần giống hệt nhau được bố trí hai bên kính hiển vi, một dùng để điều chỉnh kim tiêm, một dùng cho kim giữ. Tính năng của máy này là cho phép điều chỉnh các kim theo không gian 3 chiều. Kim tiêm và kim giữ được lắp vào máy vi thao tác và được nối với syringe qua ống bằng chất dẻo được nạp đầy dầu parafin. Kỹ thuật vi tiêm Kính hiển vi dùng cho mục đích này là kính hiển vi soi ngược (vật kính xoay ngược lên) Sơ đồ tạo động vật chuyển gen Vi tiêm ngoại lai tiền nhân của trứng thụ tinh Ưu điểm - Có thể tối ưu lượng ADN đưa vào tế bào - Quyết định được đưa ADN vào loại tế bào nào - Có thể đưa một cách chính xác thậm chí vào tận nhân và có thể quan sát được - Các tế bào có cấu trúc nhỏ như hạt phấn và tế bào tiền phôi mặc dù hạn chế về số lượng cũng có thể tiêm chính xác - Có thể nuôi riêng lẻ các tế bào vi tiêm và biến nạp được vào mọi giống cây Nhược điểm - Mỗi lần tiêm chỉ được một phát tiêm và chỉ với một tế bào - Thao tác trong khi làm đòi hỏi độ chính xác cao Kỹ thuật vi tiêm Kỹ thuật chuyển gene qua ống phấn Ray Wu 1988 Phương pháp chuyển gen qua ống phấn là phương pháp chuyển gen không qua nuôi cấy mô invitro. Phương pháp này được nhóm Ray Wu đại học Cornell (Mỹ) báo cáo thành công trên cây lúa, tiếp theo các công trình sơ bộ với ADN tổng hợp của hai tác giả Trung Quốc Duan và Chen (1985). Kỹ thuật chuyển gene qua ống phấn Nguyên tắc ADN ngoại lai chuyển vào cây theo đầu ống phấn, chui vào bầu nhụy cái. Thời gian chuyển gen là vào lúc hạt phấn mọc qua vòi nhụy và lúc bắt đầu đưa tinh tử vào thụ tinh, tốt nhất là sự chuyển gen xảy ra đúng khi quá trình thụ tinh ở noãn và cho tế bào hợp tử chưa phân chia. Như vậy, sự chuyển gen chỉ xảy ra ở một tế bào sinh dục cái duy nhất và khi tái sinh cây sẽ không hình thành thể khảm. Kỹ thuật chuyển gene qua ống phấn Cách tiến hành - Sau thời gian hoa nở 1- 2 giờ, cắt 2/3 hoặc 3/4 phần trên của hoa lúa - Sau khi cắt hoa, dùng ống mao quản nhỏ có đường kính 0,2mm đưa dung dịch ADN tái tổ hợp mang gen mong muốn vào đầu ống nhụy đã bị cắt (nồng độ ADN tái tổ hợp khoảng 50 g/ml) - Bao bông lúa lại, chờ lúa chín thu hái - Phân tích và xác định kết quả chuyển gen ở thế hệ sau - Lúa trồng trong chậu với các điều kiện nước, phân, nhiệt độ, chiếu sáng thích hợp. Khi lúa trỗ, chọn các hoa có hai vỏ trấu mở hoàn toàn và đánh dấu để khỏi nhầm lẫn với các hoa khác. Kỹ thuật PEG (Chuyển gen bằng phương pháp hóa học) Chuyển gen bằng phương pháp hóa học là phương pháp chuyển gen vào tế bào protoplast nhờ các chất hóa học như poly-1-ornithin hoặc polyethylen glycol (PEG) Phương pháp chuyển gen bằng hóa chất có thể áp dụng với nhiều loài thực vật nhưng khả năng chuyển gen với tần số chuyển gen rất thấp. Tuy nhiên, với khả năng tạo ra số lượng lớn protoplast, do vậy khắc phục được hạn chế của phương pháp này. Kỹ thuật PEG Chuyển gen nhờ Agrobacterium tumefaciens Agrobacterium là nhóm các vi khuẩn đất Gram âm gây ra các triệu chứng bệnh ở cây. Khi ở trong đất sẽ sinh độc tố, gây ung thư ở thực vật, gây ra bệnh khối u hình chóp và bệnh lông rễ ở nhiều loài cây cảnh và cây ăn quả nhưng mang những plasmid lớn đặc trưng. . Agrobacterium gồm có các loài: - A.tumefaciens - A.rhizogenes - A.rubi - A.radiobacter Trong đó A.tumefaciens được sử dụng phổ biến cho chuyển gen vào thực vật Đây là phương pháp hiệu quả và phổ biến nhất hiện nay nhờ vào khả năng gắn gen ngoại lai vào hệ gen thực vật một cách chính xác và ổn định. Chuyển gen nhờ Agrobacterium tumefaciens Hình :Một số khối u do vi khuẩn Agrobacterium tumefaciens tạo ra. A: một khối u rất lớn hình thành trên thân cây hoa Hồng B: một dãy khối u nằm trên nhánh của cây Nho Chuyển gen nhờ Agrobacterium tumefaciens Chuyển gen nhờ Agrobacterium tumefaciens Vi khuẩn xâm nhiễm vào chỗ vết thương, kích thích hình thành các chất độc có bản chất phenolic (Acetosyringon, Hydroxyl acetosyringon). Chất này có tác dụng làm lành vết thương, vừa là kết hợp chất dẫn dụ vi khuẩn xâm nhập , lại có vai trò như một chất kích hoạt vùng gen vir thuộc Ti-plasmid kích thích cho sự cắt đoạn T-ADN (tại vùng bờ trái và bờ phải) để gắn vào genom thực vật. Trong T-ADN có chứa 3 vùng gen quan trọng quy định sự hình thành khối u. Đó chính là vùng gen iaam và iaah kích thích cho sự hình thành IAA và vùng gen ipt kích thích cho sự hình thành xytokinin. Tỷ lệ auxin/xytokinin kích thích sự hình thành callus tạo lên các khối u. Chuyển gen nhờ Agrobacterium tumefaciens Chuyển gen nhờ Agrobacterium tumefaciens Chuyển gen nhờ Agrobacterium tumefaciens bộ gen của vi khuẩn Ti Plasmid Vi khuẩn đất A.tumefaciens Chuyển gen nhờ Agrobacterium tumefaciens Các plasmid của Agrobacterium được sử dụng trong công nghệ gen thực vật gồm có 2 loại: vector liên hợp và vector nhị thể. Vector liên hợp dựa trên sự tái tổ hợp của 2 plasmid. Một vector liên hợp gồm có: vị trí để ghép các gen quan tâm, thường vị trí này có nguồn gốc từ plasmid của vi khuẩn E.coli. Gen chỉ thị kháng sinh giúp cho chọn lọc trong vi khuẩn E.coli, Agrobacterium và gen chọn lọc hoạt động được ở tế bào thực vật. Vector nhị thể là hệ thống dùng 2 plasmid riêng biệt: một cung cấp T-ADN đã mất độc tính gây khối u, plasmid kia là Ti plasmid có khả năng thâm nhập vào tế bào thực vật (mang các gen vir). Chuyển gen nhờ Agrobacterium tumefaciens Chuyển gen nhờ Agrobacterium tumefaciens 1.Thiết kế vector mang gen 2. Nhân dòng vector nhờ vi khuẩn E.coli. 3. Chuyển vector mang gen biến nạp từ E.coli sang A.tumefaciens. 4. Lây nhiễm A.tumefaciens chứa gen biến nạp với tế bào, mô thực vật để tiến hành quá trình chuyển gen sang mô, tế bào đích. 5. Chọn lọc các mô, tế bào được biến nạp thành công. 6. Tái sinh mô, tế bào biến nạp thành cây biến nạp hoàn chỉnh. Quy trình chuyển gen nhờ vi khuẩn A.tumefaciens Chuyển gen nhờ Agrobacterium tumefaciens Ưu điểm - Gen ít bị đào thải - Số lượng bản sao ít hơn. Do đó tránh được hiện tượng ức chế lẫn nhau và câm lặng lẫn nhau. - Tồn tại bền vững trong cơ thể thực vật do sự phụ thuộc chặt chẽ vào hệ thống protein Vir, còn ở những phương pháp khác gen mục tiêu được tái tổ hợp chuyên biệt nhờ hai trình tự IS hai đầu nhưng dễ dàng bị tách ra ngay sau đó. Nhược điểm - Có phổ tấn công giới hạn - Gây khối u cho cả cây khỏa tự và cây hai lá mầm nhưng lại không gây khối u cho cây một lá mầm Chuyển gen nhờ virus Virrus dễ dàng bám và lây nhiễm vào tế bào trên những thực vật nguyên vẹn. Một số Virrus lây nhiễm vào thực vật từ vị trí xâm nhiễm và chuyển acid nucleic của nó vào mỗi tế bào sống của ký chủ. Virrus có thể sao chép vài ngàn lần và tồn tại khoảng 103 -105 bản sao trong mỗi tế bào thực vật. Gen của Virrus được đi khắp nơi và vì vậy có biểu hiện mạnh. Tuy nhiên, virus làm vector chuyển gen cần phải có các tiêu chuẩn sau: - Hệ gen của virus phải là ADN - Virus có khả năng di chuyển từ tế bào này sang tế bào khác qua các lỗ ở vách tế bào - Có khả năng mang được đoạn ADN (gen) mới, sau đó chuyển gen này vào tế bào thực vật - Có phổ ký chủ rộng (trên nhiều loài cây) - Không gây tác hại đáng kể cho thực vật Chuyển gen nhờ virus Đối chiếu các tiêu chuẩn trên, hiện nay có hai loại virus được sử dụng làm vector chuyển gen là caulimovirus và geminivirus. Tuy nhiên, việc sử dụng virus để chuyển gen ở thực vật còn ít được sử dụng vì ADN virus khó ghép nối với hệ gen của thực vật. GMO Sinh vật biến đổi gene (GMO-Genetically Modified Organism) Sinh vật biến đổi gene sống (LMO-Living Modified Organism) thuật ngữ chỉ các sinh vật tiếp nhận những gen mới từ các sinh vật khác thông qua phương pháp chuyển gen trong phòng thí nghiệm. tất cả các sinh vật còn sống có chứa tổ hợp vật chất di truyền mới do sử dụng công nghệ sinh học hiện đại. Sự khác nhau cơ bản của GMO và LMO: LMO tồn tại ở dạng sống, còn GMO có thể tồn tại ở dạng sống hay không sống. Lịch sử xuất hiện GMO - Từ khi Công nghệ sinh học phát triển mạnh mẽ, những ứng dụng tác động vào tất cả các mặt của nghiên cứu khoa học và ứng dụng sản xuất. - Trong đó, mối quan tâm hàng đầu là lai tạo ra những giống cây, con có nhiều tính trạng tốt, đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của con người. - Những vấn đề mới phát sinh ngày càng nhiều: thiếu đất canh tác trầm trọng, nhiều sâu bệnh hại không trị được dứt điểm, nhu cầu số lượng ngày càng lớn… trong khi các biện pháp lai tạo truyền thống tỏ ra không hiệu quả, đặc biệt đối với vật nuôi. Kĩ thuật DNA tái tổ hợp (Recombinant DNA) được đề xuất lần đầu tiên bởi Peter Lobban và A. Dale Kaiser (Cục hóa sinh, ĐH Stanford, California, Hoa Kỳ ) đã mở ra một tương lai cho việc nghiên cứu lai tạo các giống mới, phục vụ nền sản xuất nông nghiệp hiện đại, đó chính là cơ sở cho sự xuất hiện của các sinh vật biến đổi gene (GMO) ngày nay GMO được hình thành như thế nào? Sinh vật biến đổi gene được hình thành trên cơ sở ứng dụng kỹ thuật chuyển gene, phương pháp DNA tái tổ hợp( recombinant DNA) Dùng enzyme cắt gene mong muốn (ở đây là Bt) Tạo vector chuyển gene(vector biểu hiện): Gắn điểm khởi đầu và kết thúc vào gene mong muốn, để nó có thể đưa được vào plasmid vi khuẩn và được biểu hiện Vector mang gene mong muốn được đưa vào Plasmid của vi khuẩn. Gene ngoại lai được đưa vào hệ gene của Ngô, nhờ sự xâm nhiễm của vi khuẩn. Từ tế bào Ngô chứa gene ngoại lai, bằng phương pháp nuôi cấy mô tế bào, hình thành cây hoàn chỉnh mang gene mong muốn, hoàn toàn khác cây ban đầu. Kỹ thuật chuyển gene đã tác động mạnh mẽ vào các loại giống cây trồng, đặc biệt là các loại cây lương thực, thực phẩm, dược liệu. Thành tựu về GMO Ngày nay, số lượng cây trồng mang các gene mới quy định những tính trạng như kháng sâu bệnh, kháng thuốc trừ cỏ, chứa gene quy định tổng hợp Protein, vitamin… vô cùng lớn, giúp các quốc gia đặc biệt là quốc gia đang phát triển phần nào giải quyết được vấn đề an ninh lương thực. Diện tích đất canh tác: diện tích đất canh tác cây trồng biến đổi gene trên quy mô toàn cầu đạt ngưỡng 100 triệu hectare với sự tham gia của hơn 10 triệu nông dân ở 22 quốc gia. Hoa Kỳ dẫn đầu với 54,6 triệu hectare, Argentina đứng thứ hai với 18 triệu hectare, Brazil có 11,5 triệu hectare, Canada có 6,1 triệu hectare, Ấn Độ 3,8 triệu hectare và Trung Quốc xếp thứ sáu với 3,8 triệu hectare. Thành tựu về GMO Bốn đối tượng cây trồng biến đổi gene chính được gieo trồng thương mại bao gồm đậu tương, ngô, bông và cải dầu. Hai tính trạng được sử dụng phổ biến hiện nay là tính trạng kháng thuốc diệt cỏ và kháng côn trùng. Trong đó, các cây trồng có khả năng kháng thuốc diệt cỏ được canh tác trên diện rộng nhất. Ngoài ra, rất nhiều tính trạng khác cũng được chuyển vào cây trồng nông nghiệp. Tuy nhiên, các giống biến đổi gene này mới được trồng ở quy mô nhỏ hoặc chưa được thương mại hóa. Thành tựu về GMO Thành tựu về GMO Lúa kháng thuốc diệt cỏ Lúa chứa ít acid Phytic Chứa nhiều beta-caroten Gạo vàng ngăn ngừa sự thiếu hụt vitamin. Bắp GM giúp tuyến trùng diệt được sâu đục rễ Cây phát ra tín hiệu bằng hợp chất bay hơi thu hút côn trùng Sâu ăn rễ sẽ tiết ra E-beta-carophyllene để hấp dẫn tuyến trùng Thành tựu về GMO Cây cải dầu được biến đổi gen với mục đích cải thiện chất lượng dinh dưỡng, đặc biệt là hàm lượng chất béo hòa tan Được trồng ở các nước khác của châu Âu và Australia. Cây cải dầu được biến đổi gen mang các tính trạng chống chịu thuốc diệt cỏ, có hàm lượng laurate và oleic acid cao. Sự tiếp nhận TG về GMO Tuy nhiên, có những quốc gia, đặc biệt là các quốc gia phát triển thuộc liên minh Châu Âu (EU) lại rất dè dặt trong việc đưa vào sử dụng Sự tiếp nhận TG về GMO - Tuy nhiên, sau khi 133 nước đã thông qua Nghị định thư Cartagena, đã xuất hiện một số xu hướng tích cực trong việc phát triển và thương mại cây trồng và sản phẩm biến đổi gene. - Các nước châu Âu cuối cùng đã đồng ý nhập khẩu sản phẩm biến đổi gene của Hoa Kỳ, với điều kiện tất cả các sản phẩm này phải được dán nhãn. Sự tiếp nhận TG về GMO - Các Bộ trưởng nông nghiệp EU đã nhất trí quy định, các sản phẩm có thành phần biến đổi gene dưới 0.9% không bị coi là thực phẩm biến đổi gen và không cần phải dán nhãn. Lợi ích và tầm quan trong của của GMO - Đảm bảo an ninh lương thực và hạ giá thành lương thực trên thế giới - Bảo tồn đa dạng sinh học - Góp phần xoá đói giảm nghèo - Giảm tác hại của các hoạt động nông nghiệp đối với môitrường - Giảm thiểu tác hại của biến đổi khí hậu và giảm lượng khí gây hiệu ứng nhà kính (GHG) - Tăng hiệu quả sản xuất nhiên liệu sinh học - Góp phần ổn định các lợi ích kinh tế Tác hại của GMO Đối với sức khỏe con người GMO, theo nhiều nhà khoa học thế giới, thì loại thực phẩm này cũng tiềm ẩn nhiều nguy cơ ảnh hưởng lâu dài tới sức khỏe cộng đồng, như khả năng gây dị ứng, làm nhờn kháng sinh, có thể tạo ra độc tố và gây độc lâu dài cho cơ thể... Đây là một trong những tranh luận chủ yếu và vấn đề chỉ được tháo gỡ khi chứng tỏ được rằng sản phẩm protein có được từ sự chuyển đổi gene không phải là chất gây dị ứng Nguy cơ có thể phát tán những gene biến đổi sang họ hàng hoang dã của chúng, sang sâu bệnh có nguy cơ làm tăng tính kháng của chúng đối với đặc tính chống chịu sâu bệnh, thuốc diệt cỏ hoặc làm tăng khả năng gây độc của GMC đối với những loài sinh vật có ích. Cây trồng kháng sâu có khả năng tiêu diệt các loại côn trùng hữu ích khác như ong, bướm, v.v... làm ảnh hưởng đến chuỗi thức ăn tự nhiên, ảnh hưởng đến đa dạng sinh học nói chung. Việc trồng GMC đại trà, tương tự như việc phổ biến rộng rãi một số giống năng suất cao trên diện tích rộng lớn, sẽ làm mất đi bản chất đa dạng sinh học của vùng sinh thái, ảnh hưởng đến chu trình nitơ và hệ sinh thái của vi sinh vật đất. Đối với đa dạng sinh học Tác hại của GMO Đối với môi trường Tác hại của GMO Nguy cơ đầu tiên là làm mất cân bằng hệ sinh thái và làm giảm tính đa dạng sinh học của loài cây được chuyển gene Nguy cơ thứ hai là việc GMC mang các gene kháng thuốc diệt cỏ có thể thụ phấn với các cây dại cùng loài hay có họ hàng gần gũi, làm lây lan gene kháng thuốc diệt cỏ trong quần thể thực vật. Nguy cơ cuối cùng là việc chuyển gene từ cây trồng vào các vi khuẩn trong đất. Tuy nhiên, khả năng xảy ra điều này