Công nghệ sinh học là chìa khoá cho đổi mới trong chăn nuôi, nuôi trồng-chế biến thuỷ sản và có tác động to lớn đến cả hai ngành này. Tiến bộ trong sinh học phân tử và sự phát triển nhanh chóng về sinh học sinh sản đã đem đến những công cụ mạnh cho việc đổi mới này. Các công nghệ như lập bản đồ gen và đánh dấu phân tử đem lại lợi ích to lớn về nhận thức, hệ thống hoá và quản lý đối với các nguồn gen vật nuôi, thuỷ sản cũng như với cây nông nghiệp và lâm nghiệp. Kỹ thuật di truyền ứng dụng trong chăn nuôi và thuỷ sản mặc dù có sự khác biệt về kỹ thuật nhưng công nghệ sinh sản lại đặc biệt được chú trọng trong hai ngành này. Các công nghệ sinh sản ứng dụng cho từng lĩnh vực chăn nuôi cụ thể sẽ được trình bày trong bài viết này.
1. Chọn tạo giống và sinh sản ở vật nuôi và thuỷ sản
Công nghệ sinh học là chìa khoá cho đổi mới trong chăn nuôi, nuôi trồng-chế biến thuỷ sản và có tác động to lớn đến cả hai ngành này. Tiến bộ trong sinh học phân tử và sự phát triển nhanh chóng về sinh học sinh sản đã đem đến những công cụ mạnh cho việc đổi mới này. Các công nghệ như lập bản đồ gen và đánh dấu phân tử đem lại lợi ích to lớn về nhận thức, hệ thống hoá và quản lý đối với các nguồn gen vật nuôi, thuỷ sản cũng như với cây nông nghiệp và lâm nghiệp. Kỹ thuật di truyền ứng dụng trong chăn nuôi và thuỷ sản mặc dù có sự khác biệt về kỹ thuật nhưng công nghệ sinh sản lại đặc biệt được chú trọng trong hai ngành này. Các công nghệ sinh sản ứng dụng cho từng lĩnh vực chăn nuôi cụ thể sẽ được trình bày trong bài viết này.
Mục tiêu chính của công nghệ sinh sản ở vật nuôi nhằm tăng hiệu quả sinh sản và cải thiện di truyền ở vật nuôi. Cải thiện giống vật nuôi nội địa là một chiến lược phát triển chăn nuôi bền vững ở các nước đang phát triển. Công nghệ sinh học sinh sản ở thuỷ sản tạo cơ hội để tăng tỉ lệ nuôi trồng và tăng cường quản lý các loài thuỷ sản nuôi trồng và hạn chế tiềm năng sinh sản của các loài thuỷ sản biến đổi gen.
2. Các nguồn tài nguyên di truyền vật nuôi của thế giới
Tổ chức Nông Lương Liên hiệp quốc đã yêu cầu các nước thành viên thực hiện Chiến lược Toàn cầu để quản lý các nguồn tài nguyên giống vật nuôi. Là một phần trong chiến lược quốc gia để quản lý các nguồn tài nguyên giống vật nuôi, FAO đã mời 188 nước thành viên tham gia chuẩn bị Báo cáo đầu tiên về Thực trạng các nguồn tài nguyên vật nuôi và sẽ hoàn thành vào năm 2006. Đến nay đã có 145 nước đồng ý gửi báo cáo và 30 báo cáo này đã được phân tích. Phân tích này cho thấy thụ tinh nhân tạo là một công nghệ phổ biến nhất được ứng dụng trong ngành chăn nuôi ở các nước đang phát triển. Nhiều nước yêu cầu được hỗ trợ đào tạo về thụ tinh nhân tạo, trong khi đó các báo cáo cũng nêu những tác động tiêu cực từ thu tinh nhân tạo như kế hoạch phát triển không phù hợp và trực tiếp de doạ đến việc bảo tồn các loài vật nuôi bản địa. Mặc dù, việc sử dụng quá trình rụng trứng kép để truyền cấy phôi được nhiều nước đề cập đến và các nước này đều mong muốn được tiếp nhận hoặc mở rộng công nghệ này nhưng mục tiêu của công nghệ này lại không được đề cập rõ ràng. Tất cả các nước đều mong muốn tiếp nhận và phát triển kỹ thuật phân tử để bổ sung cho quá trình chọn lọc theo tính trạng.
Bảo tồn vật liệu di truyền ở nhiệt độ lạnh sâu được xác định là hướng đi ưu tiên của nhiều nước; các nước cũng đề cập đến việc hình thành các ngân hàng gen nhưng còn thể hiện nhiều hạn chế. Các động vật biến đổi gen cũng được đề cập đến nhưng các nước đều thiếu các qui định và hướng dẫn phù hợp cho việc sản xuất, sử dụng và trao đổi sản phẩm cuối cùng. Một số nước cho rằng công nghệ sinh học trong ngành chăn nuôi là một hướng đi tất yếu nhưng không nên theo đuổi bằng được mà chỉ nên coi đó là một phần nằm trong chiến lược chung để cải tạo giống vật nuôi.
3. Thụ tinh nhân tạo và truyền cấy phôi
Tiến bộ trong thụ tinh nhân tạo và kỹ thuật rụng trứng kép để phục vụ cho truyền cấy phôi đã có tác động đáng kể đến các chương trình cải tạo giống vật nuôi ở các nước phát triển và nhiều nước đang phát triển vì các nước này đẩy nhanh được quá trình cải tạo giống, giảm nguy cơ lây truyền bệnh, nhân nhanh số lượng giống vật nuôi từ cá thể giống tốt hơn ví dự như con đực trong thụ tinh nhân tạo và con cái trong trường hợp truyền cấy phôi. Các nước này cũng khuyến khích lĩnh vực tư nhân tham gia hoạt động nghiên cứu và chọn giống vật nuôi và đã mở rộng được thị trường cho giống bố mẹ tốt.
Năm 1998 trên toàn thế giới có khoảng trên 100 triệu vật nuôi nhai lại được thụ tính nhân tạo (chủ yếu là bò sữa và trâu), 40 triệu lợn, 3,3 triệu cừu và 0,5 triệu dê. Số liệu này đã minh hoạ cho cả lợi ích kinh tế cao hơn của chăn nuôi bò sữa và cho thấy một thực tế là tinh trùng bò có thể dễ dàng đông lạnh ở nhiệt độ sâu hơn là tinh trùng của các vật nuôi khác. Nam và Đông Nam châu Á có trên 60 triệu bò được thụ tinh nhân tạo trong khi châu Phi chỉ có hơn một triệu.
Thụ tinh nhân tạo chỉ hiệu quả khi các trang trại chăn nuôi có năng lực kỹ thuật, thể chế và tổ chức cao hơn hẳn và con đực được sử dụng trực tiếp vào mục đích nhân giống. Về mặt tích cực, nông dân sử dụng thụ tính nhân tạo sẽ không phải đối mặt với chi phí sản xuất cao hoặc hiểm hoạ trong nuôi dưỡng đực giống mà vẫn có thể tiếp cận được nguồn tinh trùng ở mọi nơi trên thế giới.
Mặc dù thụ tinh nhân tạo được sử dụng rộng rãi ở các nước phát triển và nhiều nước đang phát triển, bao gồm cả trong các phương thức chăn nuôi qui mô nhỏ nhưng có kỹ thuật tiên tiến, nhưng thụ tinh nhân tạo chỉ được áp dụng ở các trang trại chăn nuôi thâm canh các vật nuôi có giá trị cao. Không có lý do giải thích rõ ràng cho điều này vì các vấn đề kỹ thuật liên quan đến sản xuất, bảo quản và các kỹ năng thụ tinh nhân tạo đều đã được tiêu chuẩn hoá và chứng minh là có hiệu quả ở môi trường nhiệt đới. Thêm vào đó còn có nhiều hạn chế về tổ chức, thể chế và đào tạo cho nông dân về kỹ thuật thụ tinh nhân tạo đã ảnh hưởng tới chất lượng và hiệu quả của công nghệ này.
Nuôi cấy phôi đã đi một bước xa hơn thụ tính nhân tạo kể cả trong thành tựu về di truyền, trình độ kỹ thuật và tổ chức cần có. Nuôi cấy phôi là các công nghệ cơ bản để áp dụng cho các công nghệ sinh học cao hơn trong sinh sản như sinh sản vô tính và chuyển gen. Trong năm 2001, tổng số phôi được cấy thành công trên toàn cầu là 456.000, chủ yếu cho bò, trong đó Bắc Mỹ và châu Âu chiếm 62%, Nam Mỹ 16% và châu Á là 11%. Khoảng 80% bò đực giống được sử dụng trong thụ tinh nhân tạo có nguồn gốc từ nuôi cấy phôi. Lợi thế tiềm năng chính của công nghệ nuôi cấy phôi ở các nước đang phát triển có thể là nhập khẩu phôi đông lạnh thay cho nhập động vật sống, ví dụ để thành lập các đàn giống hạt nhân thích nghi được với điều kiện sở tại và giảm thiểu rủi ro trong vệ sinh thú y.
4. Biến đổi bộ nhiễm sắc thể và chuyển đổi giới tính ở cá
Kiểm soát giới tính và khả năng sinh sản của cá có tầm quan trọng trong thương mại và môi trường. Trong chăn nuôi thuỷ sản có thể giới tính này quan trọng hơn giới tính khác, ví dụ chỉ có cá tầm cái đẻ trứng và cá đực Tilapia lớn nhanh hơn cá cái. Vô sinh ở cá đôi khi là một tính trạng được con người quan tâm vì khi sinh sản nó ảnh hưởng đến hương vị, ví dụ ở loài hầu hoặc các loài vật nuôi (chuyển gen hoặc không chuyển gen) có thể được nuôi cùng với các quần thể tự nhiên. Biến đổi bộ nhiễm sắc thể và chuyển đổi giới tính là một kỹ thuật đã được thiết lập để kiểm soát các yếu tố này. Biến đổi bộ nhiễm sắc thể, sử lý nhiệt, hoá chất và sốc áp suất đối với trứng cá để tạo ra các cá thể tam bội chứ không phải là lưỡng bội thông thường. Những cá thể cá tam bội không tập trung năng lượng cho sinh sản và như vậy chúng là dạng vô sinh. Sử dụng một số loại hóc môn cho cá ăn có thể chuyển đổi giới tính ở cá. Ví dụ cá đực tilapia chuyển thành cá cái khi sử lý với oestrogen. Loại cá đực này khi giao phối với cá cái bình thường sẽ đẻ ra toàn cá đực.
5. Kỹ thuật di truyền trong chăn nuôi và thuỷ sản
Công nghệ gen ở vật nuôi có thể được sử dụng để đưa một gen lạ vào hệ gen của vật nuôi hoặc vô hiệu hoá một gen nào đó được chọn. Phương pháp được sử dụng phổ biến nhất là bắn đoạn AND vào tiền nhân của trứng đã thụ tinh. Hiện nay công nghệ này đã thành công với phương pháp mới là truyền nhân và sử dụng virút Lenti làm véc tơ truyền AND.
Trong các thí nghiệm sử dụng kỹ thuật gen cho vật nuôi, các gen chịu trách nhiệm về tăng trưởng được cấy vào lợn để tăng trọng nhanh và tăng chất lượng thịt xẻ. Các nghiên cứu hiện nay đang tiến vào lĩnh vực công nghệ gen kháng bệnh ở vật nuôi như bệnh Marek ở gia cầm, Scrapie (bệnh truuyền nhiễm), bệnh viêm vú bò và các bệnh khác có thể lây sang người như Salmonella ở gia cầm. Công nghệ gen còn được ứng dụng để tăng lượng cazein trong sữa bò, giảm chất tồn dư trong sữa và trong tinh trùng. Mặc dù thuật ngữ thì đơn giản nhưng công nghệ gen đòi hỏi phải có nguồn lực mạnh mới có thể áp dụng được. Cho đến nay chưa có ứng dụng công nghệ gen nào thành công trong lĩnh vực thương mại nông nghiệp. Ứng dụng công nghệ gen trong tương lai có thể chỉ giới hạn trong việc sản xuất các vật nuôi chuyển gen để sản xuất các sản phẩm công nghiệp hoặc dược phẩm.
Công nghệ gen là một lĩnh vực năng động trong nghiên cứu và phát triển của ngành thuỷ sản. Khích thước lớn và sức chịu đựng tốt của nhiều loại trứng cá cho phép ứng dựng công nghệ truyền gen một cách thuận lợi bằng cách tiêm trực tiếp một gen lạ vào trứng hoặc nhờ thiết bị truyền từ để trợ giúp truyền gen thông qua sự chênh lệch từ trường. Truyền gen ở cá liên quan đến các gen sản xuất hóc môn sinh trưởng và các hóc môn này thúc đẩy tăng trưởng nhanh ở cá chép, cá, cá tilapia và các loài cá khác. Hơn nữa, một gen của cá bơn mã hoá sản xuất loại prôtein chống băng giá được đưa vào cá hồi với hy vọng kéo dài mùa vị nuôi cá hồi. Gen này không sản xuất đủ loại prôtêin để kéo dài thời gian cá này sống trong vùng nước lạnh nhưng lại cho phép cá hồi tiến tục tăng trưởng trong mấy tháng mùa đông, trong khi cá hồi bình thường không thể tăng trưởng. Những ứng dụng này vẫn còn đang trong quá trình nghiên cứu và phát triển; hiện nay các sản phẩm cá chuyển gen vẫn chưa có mặt trên thị trường.
6. Các công nghệ khác
6.1. Công nghệ sinh học trong chuẩn đoán bệnh và dịch tễ
Bệnh ở thực vật và động vật khó chuẩn đoán vì các triệu chứng thường không điển hình hoặc thậm chí hoàn toàn không thể hiện cho đến khi dịch bệnh đã lan rộng. Các loại kít thử dựa trên nền tảng công nghệ sinh học cao cho phép xác định các nhân tố gây bệnh và giám sát tác động của các chương trình kiểm soát bệnh ở mức độ chính xác cao mà trước đây chưa hề có. Dịch tễ phân tử đặc trưng bởi các mầm bệnh (vi rút, vi khuẩn, ký sinh và nấm) có thể xác định được nguồn lây nhiễm của chúng thông quan phương pháp nhân gen. Chuẩn đoán sớm có vai trò quan trọng trong kiểm soát dịch tễ vì nó giúp con người xác định được tâm điểm của vùng dịch để có phương thức phòng chống phù hợp. Ví dụ, phân tích phân tử đối với vi rút gây bệnh dịch tả ở trâu, bò (rinderpest) có ý nghĩa sống còn để xác định các chủng vi rút đang tồn tại trên thế giới và là công cụ hỗ trợ đắc lực trong Chương trình trừ diệt bệnh rinderpest trên toàn cầu. Kít thử ELISA (Thuốc thử enzim hấp phụ miễn dịch liên kết) đã trở thành một phương pháp chuẩn và giám sát nhiều loại bệnh dịch ở vật nuôi và cá trên toàn thế giới; kỹ thuật PCR (Chuỗi phản ứng đa phân tử) được sử dụng nhiều trong chuẩn đoán của ngành bảo vệ thực vật và đang được ứng dụng ngày càng nhiều trong chuẩn đoán bệnh ở vật nuôi và thủy sản. Hiệu quả của các chương trình bảo vệ thực vật và thú y ngày cang được nâng cao là nhờ vào những tiến bộ trong công nghệ di truyền tiên phong cho phép xác định các mầm bệnh ở dạng mô, dạng vật sống hoặc thậm chí là mẫu nước hoặc mẫu đất.
6.2. Công nghệ sinh học trong kiểm soát bệnh rinderpest trên toàn cầu
Bệnh rinderpest là một bệnh gây thiệt hại lớn nhất cho vật nuôi trên toàn cầu và đe doạ tới nhiều triệu nông dân chăn nuôi qui mô nhỏ và các chủ trang trại chăn nuôi. Bệnh này do vi rút gây bệnh trên bò, trâu và một số loại động vật hoang dã. Năm những năm 1890, bệnh này đã tiêu diệt gần 90% gia súc nhai lại ở vùng cận sa mạc Sahara ở châu Phi. Dịch xẩy ra từ 1970 đến 1983 đã tiêu diệt hơn 100 triệu trâu, bò ở châu Phi và hơn 500.000 con ở riêng Nigeria, gây ra thiệt hại khoảng 1,9 tỉ USD. Châu Á và Cận Đông cũng bị ảnh hưởng nặng nề của dịch bệnh này. Ngày nay thế giới với công nghệ sinh học đã diệt trừ được bệnh rinderpest và nó là căn bệnh thứ hai sau bệnh đậu mùa bị diệt trừ trên toàn thế giới.
Công nghệ sinh học có thể được đánh giá là công cụ hữu hiệu của cộng đồng thế giới trong diệt trừ bệnh rinderpest. Trước tiên, CNSH cho phép nghiên cứu và sản xuất vắc xin với qui mô lớn để bảo vệ nhiều triệu vật nuôi thông qua các chiến dịch tiêm chủng vắc xin trên toàn quốc. Với sự trợ giúp của Liên hiệp Anh, TS. Walter Plowright và công sự tại Kenya đã nghiên cứu và phát triển loại vắc xin này trên cơ sở một loại vi rút đã giảm độc tính qua nhiều lần nuôi cấy mô liên tục. TS. Walter Plowright đã được trao Giải thưởng Lương thực thế giới năm 1990 cho công trình của ông. Mặc dù loại vắc xin này có hiệu lực cao và an toàn nhưng nó lại giảm hoạt lực dưới tác động của nhiệt. Với sự trợ giúp của Cơ quan Phát triển quốc tế Hoa Kỳ, TS. Jeffery Mariner đã nghiên cứu thành công ở Ethiopia một loại vắc xin chịu nhiệt để có thể sử dụng ở vùng sâu, vùng xa.
Thứ hai, công nghệ sinh học đã cung cấp các kỹ thuật tiên tiến (ELISA, hệ thống phân tích sắc ký vạch và đánh dấu phân tử) để truy tìm và xác định vi rút giúp kiểm soát hiệu quả các chiến dịch sử dụng vắc xin. Trước khi có các kỹ thuật kể trên và chưa có các chiến lược lấy mẫu và phân tích mẫu do FAO và Cơ quan Năng lượng nguyên tử quốc tế phát triển với sự tài trợ của của Tổ chức Hợp tác phát triển quốc tế của Thuỵ Điển, các vật nuôi được tiêm chủng vắc xin không thể phân được với vật nuôi bị nhiễm bệnh vì vậy một số nước không thể chứng minh được nước họ đã diệt trừ được bệnh rinderpest. Hậu quả là các nước đã phải thực hiện các chương trình vắc xin tốn kém mà lại không rõ ràng trong khi vẫn tiếp tục phải thực hiện hạn chế vận chuyển vật nuôi hoặc cấm vận thương mại để ngăn ngừa sự lan truyền của dịch bệnh.
Ảnh hưởng kinh tế của các chương trình này là rất rõ ràng. Mặc dù, chi phí cao cho tiêm vắc xin, lấy mẫu máu và phân tích mẫu đối với cả các nước phát triển và đang phát triển nhưng hiệu quả điều phối các chiến dịch qui mô quốc gia, vùng và toàn cầu mới chỉ tập trung các những điểm có dịch trên thế giới. Nghịch lý là trong năm 1987 căn bệnh này vẫn xẩy ra ở 14 nước châu Phi cũng như Pakistan và một số nước ở Cận Đông.
Mặc dù chi phí và hiệu quả của các chương trình này khác khau giữa nước này với nước khác nhưng số liệu thu thập ở châu Phi cũng đủ minh hoạ tỉ lệ giữa chi phí và hiệu của PARC và GREP. Các ổ dịch rinderpest lớn thường tồn tại trong 5 năm và gây ra tỉ lệ chết tới 30% gia súc. Vùng Cận Sahara của châu Phi có tổng đàn trâu bò trên 120 triệu con, thì mỗi năm có tới 8 triệu đầu trâu bò bị chết. Ước tính giá mỗi con trâu, bò là 120 USD thì tổng thiệt hại sẽ là khoảng 960 triệu USD. Trong khuôn khổ PARC, khoảng 45 triệu đầu trâu, bò được tiêm vắc xin mỗi năm với tổng chi phí khoảng 36 triệu, cộng với chi phí cho thử huyết thanh và giám sát là khoảng 2 triệu USD. Ước tính này cho thấy tỉ lệ giữa lợi nhuân/chi phí là khoảng 22/1 và lợi ích kinh tế hàng năm mang lại cho vùng này vào khoảng 920 triệu USD.
PARC và GREP cũng tạo ra các lợi ích khác. Các chương trình này đã hỗ trợ các nước sở tại thông qua xây dựng chính sách, chiến lược và phát triển thể chế để cùng trừ diệt bệnh rinderpest và chúng cũng tạo ra sự liên kết chặt chẽ giữa nông dân, đội ngũ cán bộ kỹ thuật ở thực địa, phòng thí nghiệm cùng với các nhà lãnh đạo quốc gia. Tất cả họ đã mở ra một cơ hội cho đất nước tiếp tục vượt qua thử thách trong việc kiểm soát hoặc trừ diệt các bệnh khác ảnh hưởng tới chăn nuôi và an toàn lương thực, thực phẩm trên thế giới.
7. Nghiên cứu và phát triển vắc xin
Các loại vắc xin tạo ra nhờ công nghệ gen đang được phát triển để bảo vệ cá và vật nuôi khỏi mầm bệnh và các loại ký sinh. Mặc dù, các loại vắc xin được sản xuất theo cách thức truyền thống có tác động to lớn đến kiểm soát dịch Lở mồm long móng và các bệnh do trực khuẩn, rinderpest và các bệnh khác ảnh hưởng đến vật nuôi nhưng các vắc xin tái tổ hợp có thể đem lại những lợi ích vượt trội so với vắc xin sản xuất theo phương thức truyền thống về tính an toàn, tính đặc thù và tính ổn định. Quan trọng hơn, các vắc xin này thường đi kèm với kít chuẩn đoán tương ứng sẽ cho phép phân biệt giữa động vật được tiêm vắc xin và động vật bị lây nhiễm tự nhiên. Điều này rất quan trọng đối với các chương trình quốc gia phòng chống bệnh khi kỹ thuật này có phép sử dụng vắc xin liên tục khi chuyển từ giai đoạn kiểm soát sang giai đoạn diệt trừ.
Ngày nay vắc xin có chất lượng cho các bệnh như Niư cát xơn, bệnh sốt truyền thống ở lợn và bệnh rinderpest. Hơn nữa, với tiến bộ kỹ thuật trong công nghệ sinh học sẽ sản xuất ra vắc xin rẻ hơn và vì vậy có thể cung cấp cho các hộ chăn nuôi nhỏ.
8. Dinh dưỡng vật nuôi
Công nghệ sinh học đã hỗ trợ tích cực cho lĩnh vực dinh dưỡng vật nuôi như các loại enzim, các loại probiotics, các loại prôtein đơn bào và các chất phụ gia thức ăn chăn nuôi có nguồn gốc kháng sinh mà được phép sử dụng rộng rãi trong hệ thống chăn nuôi thâm canh trên toàn cầu nhằm nâng cao tính chủ động về dinh dưỡng trong thức ăn chăn nuôi và tăng năng suất vật nuôi và thủy sản. Các công nghệ biến đổi gen ngày càng được áp dụng rộng rãi nhằm cải thiện dinh dưỡng vật nuôi như thông qua việc biến đổi thức ăn để vật nuôi dễ tiêu hoá hơn, hoặc là kích thích hệ thống tiêu hoá và hô hấp của vật nuôi để chúng có thể sử dụng thức ăn hiệu quả hơn. Mặc dù vậy thì tiến bộ trong trong phương pháp thứ 2 vẫn chưa giúp chúng ta hiểu đầy đủ về di truyền, sinh lý và an toàn sinh học. Ví dụ, trong hệ thống sản xuất có mức độ đầu tư cao như hệ thống quản lý chăn nuôi thâm canh có sử dụng tái tổ hợp tropin của tế bào sô ma, một loại hóc môn có thể giúp tăng sản lượng sữa ở bò, khích thích tăng trưởng và tăng tỉ lệ thịt nạc trong thịt xẻ ở vật nuôi hướng thịt.
9. Kết luận
Công nghệ sinh học là một lĩnh vực nghiên cứu bổ sung chứ không thể thay thế cho nhiều lĩnh vực nghiên cứu nông nghiệp truyền thống. CNSH đem lại nhiều công cụ để nâng cao hiểu biết của chúng ta và tăng cường công tác quản lý các nguồn tài nguyên di truyền cho lương thực, thực phẩm và nông nghiệp. Các công cụ này đã đóng góp cho các chương trình chọn giống và bảo tồn giống vật nuôi và trợ giúp trong chuẩn đoán, điều trị, và phòng ngừa các bệnh ở thực vật, động vật. Ứng dụng công nghệ sinh học đã đem lại cho các nhà khoa học những kiến thực mới và công cụ mới để họ có thể đạt những kết quả nghiên cứu tốt hơn và hiệu quả hơn. Theo hướng này, các chương trình nghiên cứu dựa trên công nghệ sinh học có thể được xem như phần mở rộng có tính chính xác cao hơn của các phương pháp nghiên cứu truyền thống. Đồng thời, công nghệ gen có thể là một bước nhẩy trong chọn tạo giống truyền thống. vì công nghệ này trang bị cho cộng đồng khoa học một công cụ mạnh để cấy truyền vật chất di truyền giữa các sinh vật mà không thể chọn tạo theo các phương pháp truyền thống.
Công nghệ sinh học trong nông nghiệp là khoa học đa ngành và đa lĩnh vực. Đa số các kỹ thuật phân tử và việc ứng dụng các kỹ thuật này liên quan đến nhiều lĩnh vực của lương thực, thực phẩm và nông nghiệp nhưng công nghệ sinh học không thể đứng riêng một mình nó. Ví dụ, công nghệ gen trong trồng trọt không thể thực hiện được khi không có kiến thức cơ bản về bộ gen và nó sẽ ít được ứng dụng khi không có các chương trình chọn tạo giống cây trồng. Mục tiêu của bất cứ nghiên cứu nào cũng đòi hỏi sự tinh thông về các yếu tố công nghệ. Công nghệ sinh học phải là một bộ phận của một chương trình nghiên cứu nông nghiệp toàn diện và tích hợp để có thể tận dụng lợi thế từ các chương trình ngành, đa ngành và quốc gia. Điều này có thể có ý nghĩa cho các nước đang phát triển và các đối tác phát triển của những nước này khi họ xây dựng và thực thi các chính sách nghiên cứu, các viện nghiên cứ và các chương trình xây dựng năng lực quốc gia.
Công nghệ sinh học trong nông nghiệp mang tầm quốc tế. Mặc dù, đa số các nghiên cứu cơ bản về sinh học phân tử được thực hiện ở các nước phát triển nhưng những nghiên cứu đó cũng mang lại lợi ích cho các nước đang phát triển vì chúng tìm ra những phát hiện mới về sinh lý của tất cả các loài động thực vật. Những phát hiện từ các dự án lập bản đồ gen ở người và ở chuột đã đem lại những lợi ích trực tiếp cho chăn nuôi; ngược lại các nghiên cứu về ngô và gạo lại cung cấp thêm kiến thức cho việc canh tác các cây trồng khác như lúa miến và lúa mạch đen. Tuy nhiên, cần có những nghiên cứu cụ thể về các giống vật nuôi và các loại vật nuôi có tầm quan trọng đối với các nước đang phát triển. Các nước đang phát triển là nơi có sự đa dạng sinh học trong nông nghiệp cao nhất thế giới nhưng lại có rất ít nghiên cứu về hệ thống hoá các loài động thực vật ở mức độ phân tử để đánh giá tiềm năng sản xuất của chúng, khả năng kháng bệnh và kháng stress về môi trường của chúng, hoặc để có chiến lược bảo tồn chúng lâu dài.
Việc ứng dụng các công nghệ sinh học phân tử mới và các chiến lược chọn giống mới cho giống cây trồng và giống vật nuôi phù hợp với phương thức sản xuất qui mô nhỏ ở các nước đang phát triển sẽ có thể còn hạn chế trong tương lai gần vì rất nhiều lý do: Thiếu những nghiên cứu dài hạn, thiếu năng lực kỹ thuật và hoạt động phù hợp, giá trị thương mại thấp của cây trồng và vật nuôi, thiếu các chương trình chọn tạo giống truyền thống phù hợp và chưa lựa chọn được môi trường sản xuất phù hợp. Tuy nhiên, các nước đang phát triển đã và đang cần phải đánh giá đầy đủ về các loại cây trồng biến đổi gen và các nước này sẽ có một ngày sẽ phải cân nhắc đến khả năng sử dụng các cây trồng, vật nuôi và cá biến đổi gen. Công nghệ mới đem đến nhiều cơ hội để tăng sản lượng, chất lượng sản phẩm và phương thức chăn nuôi bền vững, nhưng công nghệ cũng tạo ra thách thức mới cho lĩnh vực nghiên cứu và năng lực điều hành của các nước đang phát triển.