PHIẾU ĐỀ XUẤT ĐỀ TÀI KH&CN CẤP BỘ NĂM 2013 Mẫu 1 PHIẾU ĐỀ XUẤT ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP BỘ NĂM 2016 (Theo công văn số 23/BGDĐT KHCNMT ngày 03 tháng 01 năm 2014) 1 Tên đề tài Nghiên cứu nâng c[.]
Mẫu PHIẾU ĐỀ XUẤT ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ CẤP BỘ NĂM 2016 (Theo cơng văn số 23/BGDĐT-KHCNMT ngày 03 tháng 01 năm 2014) Tên đề tài Nghiên cứu nâng cao hàm lượng isoflavone đậu tương bằng công nghệ gen Phân loại (ghi mã phân loại tên gọi theo Bảng phân loại nhóm ngành KH&CN Phụ lục IV): Mã phân loại: KTCN.09 Nhóm ngành: Sinh học, Công nghệ sinh học công nghiệp, kỹ thuật thực phẩm đồ uống Tính cấp thiết Đậu tương (Glycine max L Merrill) trở thành trồng chiếm vị trí quan trọng cây nông nghiệp đời sống người Các sản phẩm từ đậu tương sử dụng rộng rãi toàn giới Nhiều nghiên cứu cho thấy đậu tương tốt cho sức khỏe người nhờ có chứa thành phần isoflavone Isoflavone thành phần quan trọng tổng hợp họ đậu, chúng kiểm sốt q trình tương tác vi sinh vật Isoflavone liên quan đến điều chỉnh hormone, kích thích tố sản xuất estrogen cải thiện hội chứng tiền mãn kinh chống loãng xương phụ nữ mãn kinh Isoflavones làm giảm nguy ung thư cách ức chế hoạt động tyrosine kinase (một enzyme kích thích tăng trưởng tế bào ung thư) Isoflavone chất chống oxy hóa mạnh, làm giảm nguy ung thư cách ngăn chặn gốc tự do, genistein chất chống oxy hóa mạnh số isoflavone, daidzein Isoflavone làm giảm nguy mắc bệnh tim mạch người cách làm giảm nồng độ LDL-cholesterol huyết Isoflavone còn chất hỗ trợ miễn dịch Hàm lượng isoflavone đậu tương thấp, khoảng từ 50 – 3000 µg/g tồn hai dạng glycoside aglucone Dạng glycoside có trọng lượng phân tử lớn, chiếm tới 90% isoflavone tổng số cho hấp thụ hạn chế hệ tiêu hóa người, đó, dạng aglucone hấp thụ nhanh hơn, hàm lượng thấp, chiếm từ 1% – 5% isoflavone tổng số Chính nghiên cứu ứng dụng công nghệ gen vào việc cải thiện theo hướng tăng cường tổng hợp nhằm nâng cao hàm lượng isoflavone đậu tương cần thiết Isoflavone đậu tương bao gồm daidzein, genistein glycitein tổng hợp thông qua đường phenypropanoid, thay đổi enzyme đặc hiệu chứa khơng bào Hai enzyme chìa khóa đường tổng hợp isoflavone biết đến chalcone synthase isoflavone synthase Vấn đề đặt tác động làm tăng cường hoạt động hai loại enzyme nhằm cải thiện hàm lượng isoflavone đậu tương công nghệ gen sẽ giải pháp có hiệu Việc nghiên cứu ứng dụng kỹ thuật chuyển gen để tạo giống đậu tương có khả tổng hợp isoflavone với hàm lượng cao làm nguyên liệu phục sản xuất chế phẩm sinh học đáp ứng nhu cầu ngày tăng công tác chăm sóc sức khỏe người nước ta cần thiết, mang ý nghĩa khoa học thực tiễn cao Mục tiêu (i) Phân tích đặc tính phân tử gen mã hóa enzyme chìa khóa (chalcone synthase isoflavone synthase) đường sinh tổng hợp isoflavone phân lập từ đậu tương; (ii) Biểu hiện gen mã hóa enzyme chìa khóa đường tổng hợp isoflavone thực vật; (iii) Tạo dòng đậu tương chuyển gen có hàm lượng isoflavone mầm hạt cao đối chứng không chuyển gen Nội dung Nợi dung 1: Nghiên cứu nhân bản, tách dòng phân tử xác định trình tự gen mã hóa enzyme chalcone synthase isoflavone synthase từ đậu tương - Thu thập thông tin thiết kế cặp mồi PCR nhân gen mã hóa enzyme chalcone synthase isoflavone synthase từ mRNA đậu tương; - Tách dòng phân tử xác định trình tự gen mã hóa enzyme chalcone synthase isoflavone synthase từ đậu tương Nội dung 2: Nghiên cứu phát triển vector biểu gen chalcone synthase, isoflavone synthase ở thực vật - Thiết kế vector chuyển gen thực vật mang cấu trúc gen mã hóa enzym chìa khóa (chalcone synthase, isoflavone synthase) đường tổng hợp isoflavone thực vật; - Tạo vi khuẩn Agrobacterium tái tổ hợp mang cấu trúc gen mã hóa chalcone synthase/ isoflavone synthase; - Kiểm tra hoạt động vector chuyển gen mơ hình Nợi dung 3: Nghiên cứu chủn cấu trúc gen mã hóa enzym chìa khóa chalcone synthase/isoflavone synthase vào đậu tương - Chuyển cấu trúc mang gen chalcone synthase/isoflavone synthase vào đậu tương nhờ vi khuẩn Agrobacterium lây nhiễm qua nách mầm hạt chín; - Tái sinh chồi, rễ, chọn lọc kháng sinh tạo đậu tương chuyển gen T0; - Ra đậu tương chuyển gen T0 trồng nhà lưới Nợi dung 4: Phân tích dòng đậu tương chủn gen - Phân tích dòng chuyển gen thơng qua xác định có mặt gen chuyển hệ T0; - Phân tích biểu hiện gen chuyển hệ T thông qua phiên mã kỹ thuật RT-PCR; - Đánh giá mức độ biểu hiện gen chuyển dòng đậu tương chuyển gen hệ T1 Real-time RT- PCR - Phân tích biểu hiện protein tái tổ hợp gen chuyển điện di Western blot; Nội dung 5: Phân tích biểu chức sinh học của gen chuyển - Đánh giá sinh trưởng phát triển dòng đậu tương chuyển gen hệ T T1; - So sánh hàm lượng isoflavone dòng đậu tương chuyển gen đối chứng không chuyển gen Sản phẩm dự kiến 6.1 Kết dự kiến: - Phân lập gen mã hóa enzyme chìa khóa (chalcone synthase isoflavone synthase) đường tổng hợp isoflavone từ đậu tương đăng ký Ngân hàng gen quốc tế; - Thiết kế vector chuyển gen mang cấu trúc gen mã hóa synthase/isoflavone synthase; chalcone - So sánh mức độ biểu hiện gen chuyển thông qua phiên mã dòng chuyển gen đối chứng Real-time RT-PCR; - Biểu hiện protein tái tổ hợp từ gen mã hóa enzyme chìa khóa đường tổng hợp isoflavone thực vật; - Tạo dòng đậu tương chuyển gen có hàm lượng isoflavone mầm cao đối chứng không chuyển gen 6.2 Sản phẩm dự kiến: a Sản phẩm khoa học: Số báo đăng tạp chí quốc tế: 02 Số báo khoa học đăng tạp chí quốc gia, tạp chí trường đại học: Đăng ký trình tự gen ngân hàng gen quốc tế (GenBank): 02 trình tự gen Xuất 01 sách chuyên khảo Công nghệ sinh học đậu tương b Sản phẩm đào tạo: Đào tạo 03 thạc sĩ 01 tiến sĩ c Sản phẩm ứng dụng: - 02 dòng đậu tương chuyển gen sử dụng làm vật liệu chọn giống đậu tương có khả tổng hợp isoflavone cao - Vector chuyển gen sử dụng để biến nạp vào đối tượng họ đậu khác Thời gian nghiên cứu dự kiến: 24 tháng (Từ tháng 1/2016 đến tháng 12/2017) Nhu cầu kinh phí dự kiến: 850.000.000 VND (Tám trăm năm mươi triệu đồng) Thái Nguyên, ngày tháng 02 năm 2015 TỔ CHỨC, CÁ NHÂN ĐỀ XUẤT GS.TS Chu Hoàng Mậu ... 12/2017) Nhu cầu kinh phí dự kiến: 850.000.000 VND (Tám trăm năm mươi triệu đồng) Thái Nguyên, ngày tháng 02 năm 2015 TỔ CHỨC, CÁ NHÂN ĐỀ XUẤT GS.TS Chu Hoàng Mậu ... chí trường đại học: Đăng ký trình tự gen ngân hàng gen quốc tế (GenBank): 02 trình tự gen Xuất 01 sách chuyên khảo Công nghệ sinh học đậu tương b Sản phẩm đào tạo: Đào tạo 03 thạc sĩ...lượng cao làm nguyên liệu phục sản xuất chế phẩm sinh học đáp ứng nhu cầu ngày tăng cơng tác chăm sóc sức khỏe người nước ta cần thiết,