Công tác tuyển chọn giống đậu nành trên thế giới hiện nay được tổ chức bởi các tổ chức nghiên cứu quốc tế như INTSOY (Chương trình Nghiên cứu Đậu nành Quốc tế), Trung Tâm nghiên cứu Nông nghiệp Quốc tế Australia (ASIAR), Viện Quốc tế Nông nghiệp nhiệt đới (IITA), Mạng lưới Đậu đỗ và Ngũ cốc Châu Á (CLAN).

Với sự phát triển mạnh mẽ của di truyền học và công nghệ sinh học, các hướng nghiên cứu và thành tựu nổi bật cải biến giống đậu nành chống chịu trên thế giới hiện nay là:

- Hướng nghiên cứu chính vẫn tập trung về giống, kỹ thuật canh tác, năng suất và chất lượng, khả năng chống chịu các điều kiện bất thuận như sâu bệnh, ngập úng, hạn hán, tình trạng chua mặn và đất nghèo dinh dưỡng (FAO - Rapa, 2002).

- Đậu nành cao sản: Năng suất đã đạt tới 61 tạ/ha, thời gian sinh trưởng 120–150 ngày, Việt Nam đã đạt 40–50 tạ/ha (85–100 ngày).

Theo báo cáo của ISAAA (G.Brooker, P. Barfoot, 2006), diện tích đậu nành chuyển gen Glyphosate chịu thuốc diệt cỏ hiện chiếm 62% (54 triệu ha trong tổng số 87,2 triệu ha diện tích cây chuyển gen của thế giới và chiếm 30% diện tích đậu nành thế giới) tập trung ở các nước: Mỹ, Achentina, Braxin, Paragoay, Canada, Urugoay, Rumani, Nam Phi và Mêxico (Clive James, 2005). Đây là một bước đột phá trong công tác cải tiến giống cây trồng bằng công nghệ sinh học đem lại lợi nhuận 14,33 tỷ USD trong 10 năm (1996–2005) (Clive James, 2006). Năm 2006, trạm Thử nghiệm Nông Nghiệp thuộc Đại học Bắc Dakota (NDSU) đã phát triển giống đậu nành chuyển gen “G7008RR” kháng thuốc trừ cỏ Roundup năng suất 6 tấn/ha. Đang nghiên cứu đưa vào sản xuất giống Đậu nành có tính chịu hạn (Hiệp hội Hạt giống Mỹ, 2006), chịu sâu (Mosanto, 2006).

Chương trình nghiên cứu nông nghiệp toàn Ấn Độ (1960–1972). Lấy hệ số thâm canh tăng vụ chu kỳ một năm làm hướng phát triển sản xuất nông nghiệp đã chỉ rõ: hệ canh tác ưu tiên cho cây lương thực chu kỳ 1 năm 2 vụ lúa (lúa nước - lúa nước hoặc lúa nước - lúa mì). Khi đưa thêm một vụ đậu đỗ đã đáp ứng được ba mục tiêu: Khai thác tối đa tiềm năng đất đai, ảnh hưởng tích cực đến độ phì đất và tăng thu nhập cho người nông dân. Như vậy họ đã xác định được việc tăng 1 vụ đậu đỗ không chỉ làm tăng hiệu quả kinh tế mà còn làm cho đất đai màu mỡ hơn.

Trong tình hình biến đổi khí hậu toàn cầu như hiện nay, khô hạn gây ảnh hưởng bất lợi đến sự sinh trưởng và năng suất cây trồng. Trong các điều kiện hạn, cây trồng thường có những phản ứng sinh lý chung, phức tạp để thích nghi và tồn tại. Thực vật có cơ chế điều tiết chống chịu sự phân giải nước trong các cơ quan có chức năng quang hợp. Riêng với các cây đậu đỗ trong đó có cây đậu nành, một đặc tính bất lợi khi gặp khô hạn là khí khổng không đóng kín hoàn toàn, làm trầm trọng sự thiếu nước của cây. Để thích ứng, loài cây này dựa vào một loại protein gọi là Betta được cảm ứng tiết ra khi cây gặp hạn.

Bộ Nông nghiệp Mỹ, tháng 6/2004 đã thiết lập một dự án nghiên cứu làm tăng vị trí cạnh tranh của đậu nành Mỹ trên thị trường thế giới dựa vào đa dạng di truyền và tạo giống (Dự án nghiên cứu: Tăng cường vị thế cạnh tranh về đậu tương trên thị trường toàn cầu thông qua sự đa dạng di truyền và nhân giống cây trồng – Increasing the competitive position of us soybeans in global markets through genetic diversity and plant breeding). Trong dự án này, chọn tạo các dòng giống đậu nành có khả năng chịu hạn là một trong những mục tiêu chính. Dự án đã thành lập đội ngũ nghiên cứu tính chịu hạn gồm 3 lĩnh vực nghiên cứu chính: Sinh lý học – tìm hiểu và đánh giá khả năng chịu hạn; Chọn giống - thực hiện các phép lai di truyền và thử nghiệm đồng ruộng; Di truyền phân tử - sử dụng chỉ thị ADN để xác định vị trí lập bản đồ các gen chịu hạn. Từ một tập đoàn đậu nành trong nước, cùng với những giống đậu nành nhập nội, các nhà nghiên cứu đã chọn ra được một số giống có khả năng chống chịu tốt với điều kiện khô hạn, bản đồ di truyền ADN của một số gen liên quan đến tính chống hạn đã được thiết lập và đã chuyển công nghệ phục vụ cho mục đích thương mại (Nguồn: Hiệp hội thương mại cây trồng Mỹ – American Seed Trade Association Conference Proceedings, 2006).

Tại Mỹ, nước sản xuất đậu nành lớn nhất thế giới, các nghiên cứu cơ bản, các hướng chiến lược chọn tạo, cải thiện giống đậu nành rất được quan tâm. Ngân hàng dữ liệu đã được thành lập, hộp tra cứu cho các nhà chọn giống đậu nành, đây là các kết quả nghiên cứu liên kết giữa các nhà nghiên cứu di truyền và sinh học phân tử đậu nành dùng để tra cứu, cập nhật, liên kết nghiên cứu cơ bản phục vụ chọn giống đậu nành: http://soybeanbreederstoolbox.org/ (SoyBase and the Soybean Breeder's Toolbox) đang thực hiện Chương trình SOYBEAN GENOMICS, đồng thời đưa ra Chiến lược chọn giống đậu nành trong những năm tới, hy vọng sẽ có nhiều kết quả nghiên cứu ứng dụng có tính chất đột phá về cây đậu nành như được cải thiện rõ rệt về năng suất, tính chống chịu và chất lượng.

Phát triển giống đậu nành kháng bệnh rỉ

Nhà di truyền học của Đại học Illinois, Ram Singh, đã tìm cách lai giống đậu nành phổ biến, Dwight (Glycine max) với một loại cây lâu năm hoang dã mọc như cỏ dại ở Australia, để lần đầu tiên có được những cây đậu nành thụ phấn với khả năng kháng các bệnh gỉ sắt, u nang tuyến trùng và các mầm bệnh khác.

Theo Singh, có 26 loài cây hoang dại lâu năm Glycine mọc ở Australia. Loài Glycine tomentella, nhận được quan tâm đặc biệt vì nó có gen kháng bệnh gỉ sắt và u nang tuyến trùng. Những nỗ lực trước đó để lai nó với đậu đậu nành chỉ sinh ra giống đậu bất dục. Singh tiếp tục thử nghiệm và cuối cùng phát triển phương pháp xử lý nội tiết tố làm gián đoạn quá trình đó, làm cho các hạt giống lai bị loại bỏ. Nghiên cứu của Singh đã mang lại các giống cây có khả năng chống bệnh gỉ, u nang tuyến trùng hoặc thối rễ Phytophthora.

Các nhà khoa học tạo ra giống đậu nành có chất dị ứng thấp

Các nhà khoa học của Đại học Arizona là Monica Schmidt và Eliot Herman và Theodore Hymowitz của Đại học Illinois đã tạo ra một giống đậu nành mới với mức giảm đáng kể của ba protein chính gây ra dị ứng và các hiệu ứng kháng dinh dưỡng. Herman và các đồng nghiệp của mình ở Bộ Nông nghiệp Mỹ đã xác định vào năm 2003 rằng P34 là chất gây dị ứng chủ yếu ở đậu nành.

Nhóm nghiên cứu đã kiểm tra 16.000 giống đậu nành khác nhau và họ đã tìm thấy một giống gần như không có chất gây dị ứng P34. Nhóm này đã kết hợp giống thiếu P34 với hai giống trước đây được xác định bởi Hymowitz vốn thiếu agglutinin và các chất ức chế trypsin, protein, chịu trách nhiệm về các hiệu ứng kháng dinh dưỡng của đậu nành ở gia súc và con người. Sau gần một thập kỷ, nhóm nghiên cứu đã tạo ra một giống đậu gần như không có P34, trypsin inhibitor protein và hoàn toàn thiếu agglutinin. Họ gọi giống đậu nành mới là "Triple Null".

Phát triển đậu nành hiệu quả hơn trong việc tạo nốt sần và cố định đạm

Nhà thực vật học Senthil Subramanian của South Dakota State University (SDSU) đang dẫn đầu một nghiên cứu mới để xác định các cơ chế thực vật chỉ huy và phối hợp sự hình thành các nốt sần đậu nành.

Với kiến ​​thức này, Subramanian hy vọng sẽ phát triển các giống đậu nành có hiệu quả hơn trong việc tạo ra các nốt sần và cố định nitơ bằng cách làm chủ một cơ chế phân tử điều chỉnh các chức năng này.

Subramanian giải thích: Thực vật không thể sử dụng nitơ trong khí quyển mặc dù nó có rất nhiều. Cây họ đậu như cây đậu nành, có khả năng hình thành các mối quan hệ cùng có lợi với vi khuẩn Rhizobium trong đất để cố định nitơ. Rhizobium đi vào các tế bào gốc của cây non và gây nên sự hình thành nốt sần để chứa vi khuẩn. Trong các nốt sần,có hai khu vực riêng biệt - một khu vực cố định nitơ và khu vực khác đã vận chuyển nó đến cho cây - được hình thành từ cùng các tế bào gốc từ trước đó. Subramanian cho rằng sự biểu hiện của các gen cụ thể trong một tế bào gốc cụ thể xác định khu vực trong đó nó sẽ hoạt động,do đó, ông xác định những micro-RNA điều khiển sự biểu hiện gen để đạt được sự khác biệt này.

Cây đậu nành có hệ thống bảo vệ chống lại tuyến trùng nang (Cyst Nematodes)

Những nghiên cứu trước đây trên cây Arabidopsis thaliana đã cho thấy rằng salicylic acid (SA) là hóc-môn có chức năng kích hoạt hệ thống tự vệ của thực vật chống lại các yếu tố gây bệnh có tính chất ký sinh trên tế bào sống và ký sinh trên cả tế bào sống và tế bào đã hoại tử cũng như hạn chế được sự sinh sản của tuyến trùng ký sinh cây.

Mặt khác, jasmonic acid (JA) rất cần thiết cho hệ thống tự bảo vệ của cây chống lại yếu tố gây bệnh có tính chất ký sinh trên tế bào hoại tử. Kiến thức này có từ những nghiên cứu trên cây Arabidopsis được ứng dụng vào cây đậu nành.

Một số gen của Arabidopsis mã hóa các hợp phần của sinh tổng hợp SA và JA và truyền tín hiệu tạo ra tính kháng đối với tuyến trùng ung nang (SCN: Heterodera glycines) đã được thử nghiệm. Có 3 gen Arabidoposis được biểu hiện quá mức  trong rễ đậu nành chuyển gen. Điều ấy làm giảm đáng kể số lượng các cysts hình thành bởi tuyến trùng SCN đến con số 50% so với đối chứng. Ba gen này là AtNPR1, AtTGA2 và AtPR-5. Ba gen khác của Arabidopsis giảm số lượng của SCN cysts ít nhất 40%, đó là AtACBP3, AtACD2 và AtCM-3. Trong khi đó, sự biểu hiện quá mức của gen AtDND1 gia tăng mạnh sự nhiễm tuyến trùng SCN.

Sự hiểu biết về hệ thống tự vệ của cây chống tác nhân gây bệnhh trong các nghiên cứu trên cây Arabidopsis có thể được chuyển vào cây đậu nành thông qua sự biểu hiện quá mức những gen ấy. Điều đó thể hiện sự tương thích về chức năng của các gen của đậu nành và có thể sử dụng để tạo ra tính kháng tuyến trùng.

Các nhà nghiêu cứu của USDA phát triển dụng cụ mới để xác định gen cơ bản của đậu nành

Các nhà nghiên cứu từ Bộ Nông nghiệp Mỹ (USDA) đã phát triển một dụng cụ mới để tìm kiếm các gen trong cây đậu nành làm cho cây có năng suất cao hơn và có khả năng chống lại sâu bệnh tốt hơn.

Dụng cụ được phát triển bởi các nhà khoa học Perry Cregan, Qijian Song và Charles Quigley của Cục nghiên cứu nông nghiệp (ARS), cho phép các nhà khoa học thu thập thông tin di truyền trong ba ngày, một quá trình mà trước đây phải mất nhiều tuần mới thực hiện được. Có tên gọi là SoySNP50K iSelect SNP BeadChip, dụng cụ gồm một chip thủy tinh dài khoảng 3 inch với một bề mặt đánh dấu có chứa hàng ngàn mẫu ADN. Các nhà nghiên cứu sử dụng chip để lấy thông tin của 96 giống đậu nành hoang dã và 96 giống đậu nành đã canh tác và xác định các khu vực của hệ gen có vai trò quan trọng trong quá trình thuần hóa loại cây này.

Đánh giá để cho thương mại hóa giống đậu nành kháng công trùng mới

Dow AgroSciences đã phát triển đậu nành kháng sâu bệnh mới với hai protein Bt để tối đa hóa việc kiểm soát sâu bướm có hại.

Đây là giống đậu nành đầu tiên với hai protein Bt đã được đệ trình để xin phê duyệt.

Tính trạng mới đã được trình lên cơ quan có thẩm quyền ở các nước trồng đậu chính như là một phần của quá trình cấp phép toàn cầu. Ban đầu giống đậu này có mục tiêu được thương mại hóa ở Nam Mỹ.

Các nhà khoa học phát triển giống đậu nành mới

Đại học Nebraska – Lincoln (UNL) và Bayer CropScience sẽ hợp tác với nhau để phát triển các giống đậu nành mới. Sự hợp tác giữa trường đại học và ngành công nghiệp sẽ tập trung vào nghiên cứu quỹ gen đậu nành có tại UNL, đây là vật liệu di truyền được sử dụng để phát triển các giống đậu nành mới. Đồng thời Bayer CropScience có thể nâng cao nguồn lực nghiên cứu và phát triển quan trọng của mình để tạo ra các dòng đậu nành mới phù hợp với điều kiện khí hậu khác nhau trên thế giới.

Thỏa thuận này đã vượt ra ngoài việc cấp giấy phép về sở hữu trí tuệ truyền thống và còn nhằm vào mục tiêu nâng cao năng suất và phát triển các tính trạng của đậu nành mới cho người trồng trên toàn thế giới. Thỏa thuận của hai bên cũng sẽ cung cấp kinh nghiệm nghiên cứu bổ sung và đào tạo cho sinh viên đại học.

Các nhà nghiên cứu Đại học Purdue khám phá gen đậu nành kháng Phytophthora

Các nhà nghiên cứu từ Đại học Purdue do Jianxin Ma và Teresa Hughes đã xác định được hai gen trong hệ gen của đậu nành có tính kháng cao chống lại mầm bệnh gây ra rỉ thân và thối rễ Phytophthora. Theo Ma, tính kháng Phytophthora sojae tồn tại tự nhiên trong tế bào mầm đậu nành, nhưng phần lớn các gen kháng trước đã mất khả năng chống lại các tác nhân gây bệnh. Hai gen mới được xác định tỏ ra mạnh hơn các gen trước đó.

Nhóm nghiên cứu đã có được phát hiện này trong khi tìm kiếm tính kháng bênh rỉ sắt đậu nành châu Á. Hughes nói: "Các địa điểm thử nghiệm của chúng tôi có áp lực cao của bệnh Phytophthora và chúng tôi thấy rằng các gen này đã chống lại rất tốt căn bệnh đó. Đó là manh mối đầu tiên cho thấy chúng có thể có sức đề kháng tốt Phytophthora sojae". Phát hiện này có thể dẫn đến việc phát triển giống đậu nành trong tương lai với sức đề kháng tốt hơn với mầm bệnh Phytophthora.