ứng dụng của genomics và kỹ thuật chuyển gen trong cải tạo giống cây trồng

ứng dụng của genomics và kỹ thuật chuyển gen trong cải tạo giống cây trồng

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM KHOA CÔNG NGHỆ SINH HỌC & KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG

BỘ MÔN CÔNG NGHỆ SINH HỌC THỰC VẬT

Đề tài: ỨNG DỤNG CỦA GENOMICS VÀ KỸ THUẬT CHUYỂN NẠP GEN TRONG CẢI

TIẾN GIỐNG CÂY TRỒNG

BẢNG PHÂN CÔNG CÔNG VIỆC

STT Sinh viên thực hiện Công việc phụ trách Thời gian thực

hiện

1 NGUYỄN KHÁNH DƯƠNG

Cây trồng biến đổi gen Những thành tựu triển vọng trong tạo giống cây trồng chuyển gen

Ưu nhược điểm của cây trồng biến đổi gen

Từ ngày 12/3 đến ngày 26/3/2014

ngày 28/3/2014

MỤC LỤC

NỘI DUNG 6

1 Thư viện DNA: 6

1.1 Kỹ thuật nhân bản gen: 6

1.2 Microarray: 8

2 Một số phương pháp chuyển gen ở thực vật: 9

2.1 Các phương pháp chuyển gen gián tiếp: 10

2.2 Các phương pháp chuyển gen trực tiếp 12

3 Cây trồng biến đổi gen: 17

3.1 Khái niệm cây trồng biến đổi gen: 17

3.2 Tình hình sử dụng cây trồng biến đổi gen 18

4 Những thành tựu triển vọng trong tạo giống cây trồng chuyển gen 20

4.1 Golden Rice 20

4.2 Lúa chịu hạn và lụt 22

4.3 Chuối chuyển gen chống suy dinh dưỡng: 22

5 Các hướng chính tạo cây trồng chuyển gen cải thiện giống cây trồng 23

5.1 Chuyển gen kháng sâu 23

5.2 Chuyển gen kháng thuốc diệt cỏ 24

5.3 Chuyển gen tạo cây kháng virus 25

5.4 Chuyển gen thay đổi hàm lượng và chất lượng các chất dinh dưỡng của cây 26 5.5 Chuyển gen tạo giống hoa nhiều màu sắc 26

6 Ưu điểm và nhược điểm của cây trồng biến đổi gen 26

6.1 Ưu điểm: 26

6.2 Nhược điểm: 27

LỜI NÓI ĐẦU

Ngày nay, nghiên cứu cấu trúc và chức năng tổng thể của toàn bộ các gen (hệ gen,

bộ gen, genome) của một cơ thể sống, từ sinh vật đơn giản nhất đến phức tạp nhất(người), là một hướng chuyên sâu khoa học công nghệ, được quan tâm cao độ và có tầmquan trọng đặc biệt ở phạm vi toàn cầu Đây là các nghiên cứu cơ bản, có tính đột phá, tạo

cơ sở khoa học toàn diện cho đổi mới công nghệ và ứng dụng trong nhiều lĩnh vực pháttriển kinh tế - xã hội Khoa học hệ gen (Genome Science) hay nghiên cứu hệ gen(Genome Research), còn gọi là Hệ gen học (Genomics), là hướng nghiên cứu phát triểnrất nhanh, không những ở các nền kinh tế hàng đầu, mà còn ở các nước đang phát triển

Từ hơn một thập kỷ qua, việc nghiên cứu đã đạt được những bước tiến đáng kể; trong đólĩnh vực công nghệ tế bào thực vật cũng đã có những nghiên cứu đáng được ghi nhận Một trong các kỹ thuật của công nghệ tế bào thực vật là kỹ thuật chuyển gen Trướcđây, để tạo một giống mới các nhà tạo giống thường sử dụng phương pháp truyền thống

để tổ hợp các gen giữa hai cá thể thực vật tạo ra cá thể mang những tính trạng mongmuốn Phương pháp này được thực hiền bằng cách chuyển hạt phấn của cây này sangnhụy hoa của cây khác Tuy nhiên phép lai chéo này bị hạn chế bởi nó chỉ thực hiện được

từ các cá thể cùng loài (lai gần), còn lai giữa những cá thể khác loài (lai xa) thường bị bấtthụ Tuy nhiên lai gần cũng mất nhiều thơi gian để thu được kết quả mong muốn đồngthời có thể có những biến dị và thông thường những tính trạng quan tâm không tồn tạitrong những loài có họ hàng gần nhau

Kể từ năm 1984, người ta bắt đầu tạo được cây trồng chuyển gen và đến nay đã cónhững bước tiến lớn Nhiều cây trồng quan trọng chuyển gen ra đời như lúa, ngô, lúa mì,đậu tương, cà chua , khoai tây…Các gen được chuyển là gen kháng vi sinh vật, virus gâybệnh, kháng côn trùng phá hoại, gen có khả năng sản xuất protein mới, gen chịu hạn…

Hình 1: Cậu bé đang ăn khoai tây

ruột giàu beta-carotene Các nhà khoa học đang sử dụng biến đổi gen để tăng cường tính chịu hạn và khả năng chịu bệnh của khoai tây để phát triển trong điều kiện khô cằn và chứa nhiều chất dinh dưỡng hơn

Nguồn: Hình ảnh củaTrung tâm

khoai tây quốc tế (CIP) năm 2006; (www.ifpri.org/media/ HPNairobi / BoyEating_OFSP.jpg)

Kỹ thuật chuyển gen cho phép người tạo giống cùng lúc đưa vào một loại cây trồngnhững gen mong muốn có nguồn gốc từ những cơ thể khác nhau, không chỉ giữa các loài

có họ hàng gần nhau mà còn ở những loài rất xa nhau Phương pháp này cho phép nhà tạogiống thu được giống mới nhanh hơn và vượt qua những giới hạn của kỹ thuật tạo giốngtruyền thống, đạt một bước tiến lớn trong ngành công nghệ sinh học thực vật

Có thể nói công nghệ chuyển gen là một hướng công nghệ cao của công nghệ sinhhọc hiện đại phục vụ sản xuất và đời sống Triển vọng của công nghệ chuyển gen thực vật

là rất lớn, cho phép tạo ra các giống cây trồng mang đặc tính di truyền hoàn toàn mới cólợi cho con người mà trong chọn giống thông thường phải trông chờ vào đột biến tựnhiên Đối với sự phát triển của công nghệ sinh học trong thế kỷ XXI thì công nghệchuyển gen sẽ có một vị trí đặc biệt quan trọng

NỘI DUNG

1 Thư viện DNA:

Nhằm đáp ứng mục tiêu ứng dụng genomics trong cải tiến giống cây trồng người tacần có một cơ sở vật chất về genome một cách căn bản và đầy đủ Đó là thư viện các

“DNA clone” Yêu cầu tối thiểu DNA clone phải có là:

 Bản đồ liên kết gen ở mức độ phân tử trên từng nhiễm sắc thể

 Một thư viện DNA đủ lớn

 Một hệ thống chuyển nạp có khả năng mang một số lượng lớn gen mục tiêuchuyển vào các cây được cải biên về di truyền

Bản đồ phải đáp ứng điều kiện phủ kín trên nhiễm thể Bản đồ RFLP, EST, SSR,SNP sẽ cung cấp cho chúng ta những so sánh về kết qủa áp dụng để chúng ta lựa chọn.Thư viện DNA sẽ có thể cho hiệu qủa tốt hơn gấp đôi nếu đó là thư viện BAC với kíchthước DNA gắn vào vectơ lớn hơn 100 kb (Gale 2002)

1.1 Kỹ thuật nhân bản gen:

Có nhiều cách để nhân bản những gen mục tiêu, trong đó nhân bản gen bằng kỹthuật PCR là thường sử dụng nhất

 Kỹ thuật PCR:

PCA là chữ viết tắt của cụm từ Polymerase Chain Reaction (phản ứng chuỗi trùnghợp – phản ứng khuếch đại gen) Đây là kỹ thuật của sinh học phân tử cho phép nhân lênmột đoạn gen DNA mong muốn từ hệ gen DNA của cơ thể sinh vật thành nhiều bản sao,

kỹ thuật này được nhà khoa học người Mỹ - Kary Mullis và cộng sự phát minh năm 1985tại công ty Cetus, mặc dù nguyên tắc này đã được mô tả chi tiết trước một thập niên bởiKhorana và cộng sự (Kleppe và ctv, 1971; Panet và ctv, 1974) và được giới thiệu lần đầutại Hội thảo lần thứ 51 ở Cold Spring Harbor vào năm 1986 và ông đã nhận giải NobelHóa sinh học vào năm 1993 Kể từ đó tạo nên một tác động to lớn đối với các nghiên cứusinh học trên toàn thế giới

 Nguyên lý:

o Nguyên lý nhân gen trong tế bào: DNA là vật chất di truyền của cơ thể sống

quy định lên đặc tính của cơ thể (ngoại trừ một số loại virus có vật chất di truyền làRNA) Đối với những sinh vật có cấu trúc tế bào nhân chuẩn, các phân tử DNA tồn tạidưới dạng kết hợp với protein thành các nhiễm sắc thể trong nhân tế bào Ngoài ra, tại các

cơ quan tử như ty thể, lạp thể (ở thực vật) cũng chứa DNA ở dạng plasmid Các phân tửDNA ở những tế bào hoạt động bình thường chỉ được nhân bản trong quá trình phân bàonguyên nhiễm Để thực hiện được quá trình này, đòi hỏi phải có mặt enzyme DNApolymerase, sự tham gia của các đoạn mồi có trình tự bổ sung gắn vào sợi DNA khuôn vàcác dNTDs làm nguồn cung cấp nucleotide Trong quá trình phân bào nguyên nhiễm, cácsợi DNA kép được tháo xoắn thành các sợi DNA sợi đơn Dưới tác động của enzymeDNA polymerase quá trình tổng hợp DNA được xảy ra theo lần lượt các nucleotide vàođoạn mồi để kéo dài chuỗi theo nguyên tắc bổ sung với khuôn DNA

o Nguyên lý của kỹ thuật PCR: Kỹ thuật tổng hợp DNA ngoài cơ thể cũng

tuân thủ những nguyên tắc cơ bản của sao chép DNA trong cơ thể nhưng có sự khác biệt:

+ Dùng nhiệt độ cao tháo xoắn thay cho enzyme helicase

+ Kết hợp với enzyme DNA polymerase chịu nhiệt để tổng hợp DNA mớitrong môi trường thích hợp

+ Hệ thống điều nhiệt thích hợp cùng với các đoạn mồi được thiết kế chuyênbiệt chủ động

Phương pháp PCR cho phép tổng hợp rất nhanh và chính xác từng đoạn DNA riêngbiệt Đây thực sự là phương pháp hiện đại và thuận tiện cho việc xác định sự có mặt củamột gen nào đó trong tế bào với độ chính xác cao

Phương pháp này dựa trên hoạt tính sinh học ở nhiệt độ cao của DNA polymerasetrong vi sinh vật ưa nhiệt (vi khuẩn sống trong các suối nước nóng) Phần lớn các DNApolymerase chỉ làm việc ở nhiệt độ thấp, nhưng ở nhiệt độ thấp DNA xoắn chặt vì vậyDNA polymerase không có nhiều khả năng làm biến tính phần lớn các sản phẩm của phân

tử Nhưng khi các polymerase chịu nhiệt này hoạt động ở nhiệt độ rất cao có thể lên đến

100oC thì các DNA sẽ bị biến tính (DNA dạng xoắn sẽ duỗi xoắn)

Một phản ứng PCR là một chuỗi nhiều chu kỳ nối tiếp nhau, mỗi chu kỳ gồm ba giaiđoạn: giai đoạn biến tính, giai đoạn bắt cặp, giai đoạn kéo dài

Trước đây, khi chưa có máy chu kỳ nhiệt, để thực hiện phản ứng PCR những trởngại khó khăn:

+ Lúc đầu enzyme Klenow polymerase được sử dụng bị phân hủy ở 95oC nênphải thêm enzyme vào sau mỗi chu kỳ ở giai đoạn phân tách chuỗi DNA.+ Để thay đổi chu kỳ nhiệt phải thay đổi 3 water bath ở 3 nhiệt độ khác nhau,thay đổi chu kỳ nhiều như vậy có thể dẫn đến sai sót khi đếm số chu kỳ thựchiện khi số chu kỳ lặp lại nhiều lần

Việc tìm ra enzyme Taq polymerase và máy PCR tự động thay đổi cacs chu kỳ nhiệtgiúp cho kỹ thuật này phát triển mạnh và được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vựcnghiên cứu (McPherson và ctv., 1992)

Ngoài ra, một kỹ thuật mới về “map-based cloning” được phát triển gần đây, đó là

kỹ thuật “deletion tilling” Kỹ thuật này bao gồm: (1) tạo ra số lượng phân tử bị mất đoạn,trong đó có gen mục tiêu, (2) sử dụng đoạn phân tử chồng lấp tối thiểu để xác định genứng cử viên trong khi mô phỏng (trường hợp genome lúa mì) Phương pháp này có thuậnlợi là không cần biến dị của gen mục tiêu hoặc vùng kế cận của nó Hiện nay CGIAR rấtchú ý đến việc ứng dụng của kỹ thuật cải tạo giống

1.2 Microarray:

Những gen tốt cũng có thể được thể hiện trong kỹ thuật phân tích microarray.Những gen nhạy cảm với stress, sự thể hiện gen xảy ra khi bị stress, trở nên rất lý tưởngcho nghiên cứu microarray Thí nghiệm có tính chất điển hình về mảng của EST với RNAđược ly trích trong mô cây bị tổn thương do stress, và mô cây không bị stress, đã đượcthiết kế để tìm hiểu về hiệu qủa của phân tích microarray Người ta dự đoán có khoảng25.000 gen trong genome cây Arabidopsis và 50.000 gen trong genome cây lúa sẽ đượcphát hiện đầy đủ trong một tương lai gần (Gale 2002) Microarray được hình thành từ bộsưu tập EST từ thư viện cDNA, hoặc cDNA được sưu tập trên mô bị stress (do khô hạn,

mặn, thiếu lân, độ độc nhôm, v.v ) Thí dụ trong cây lúa, 10% gen sẽ điều tiết tăng hoặcgiảm trong vòng 1 giờ sau khi chúng bị xử lý trong môi trường mặn (Kawasaki và ctv.2001) Người ta sẽ phát triển công nghệ tạo các "microarray" hay "gene chips" trongnghiên cứu genome về chức năng Những chips sinh học này rất hữu dụng trong tương laigần để tìm ra những gen mục tiêu có tính chất ứng cử viên (candidate genes) đối với từngtính trạng mong muốn Đây là bước đột phá có tính chất lịch sử trong qúa trình phát triểnngành di truyền phân tử của loài người Nhiều dòng đột biến mất đoạn, dòng du nhập gencho năng suất cao, có thể trồng ở nơi thiếu nước Nhiều dòng thể hiện tính chống chịu hạn

và mặn rất tốt Những nghiên cứu về chức năng như vậy cho phép chúng ta hiểu rõ hơn:làm thế nào cây trồng có thể thích ứng với các stress, tìm ra các gen hữu ích cho công táclai tạo giống Theo Tiến sĩ Leung, có hơn 100 gen giúp cây lúa kiểm soát tính kháng bệnhhại đã được tìm thấy để tạo ra giống lúa kháng bệnh tốt hơn Kỹ thuật mới về

"microarray" bao gồm một sự tập trung khoảng 20.000 gen trên một trình tự Người tacòn gọi đó là "chip" đóng vai trò như một cảm biến để tìm ra những thông tin di truyềncần thiết Phương pháp này cho phép chúng ta có thể lai cùng một lúc với rất nhiều

"probe" "Probe" là những chuỗi ký tự của cDNA, có nguồn gốc từ các gen chống chịuvới mức độ stress khác nhau Phân tử mRNA đối với tính trạng chống chịu stress nào đóđược chuyển mã ngược thành cDNA Phân tử cDNA này được dùng để lai với

"microarray", sau đó người ta xác định những "bản sao" dương tính Thông qua nhiều giaiđoạn phát triển, sau qúa trình bình thường hóa, người ta phải đảm bảo rằng những chuỗi

ký tự này đồng nhất, sẵn sàng được xác định trên trình tự hoặc trên màng Chip sinh họcnày có thể được đóng hoặc mở khi cây ở điều kiện bình thường hoặc bị stress Phươngpháp này không chỉ xác định gen mong muốn mà còn tìm hiểu cả qúa trình thể hiện gen

2 Chuyển nạp gen ở thực vật:

Mục đích của công nghệ gen ở thực vật là tạo ra những cây biến đổi gen có nhữngđặc tính mới, các DNA ngoại lai được đưa vào tế bào thực vật và tồn tại bền vững trong

hệ gen (genome)

Kỹ thuật chuyển nạp gen hiện đã trở nên thông dụng cho hầu hết các loài cây trồng,nhưng hiệu qủa của nó vẫn còn là vấn đề cần được tiếp tục nghiên cứu cải tiến Đặc biệtđối với cây một lá mầm, hiệu qủa chuyển nạp gen đạt được khó hơn so với cây hai lámầm Những cố gắng đầu tiên sẽ là công việc kiến trúc alen của gen mục tiêu gắn vớipromoter có chức năng kiến tạo, thí dụ CaMV35S trong qúa trình chuyển nạp gen Nhữngxét nghiệm về “transgenic” đầu tiên bao gồm kiến trúc dây “antisense”, sao cho thông tinđược thể hiện như mong muốn Những xét nghiệm sau cùng sẽ là xem xét khả năng củanhững alen đặc biệt của gen trong kiến trúc tương thích với những promoter thể hiện chứcnăng hoạt động ở mô, ví dụ mô rễ, mô hạt ở trong một giai đoạn phát triển nào đó, nhằmđạt được yêu cầu đề ra từ ban đầu.

Có hai hình thức chuyển gen chủ yếu là chuyển gen trực tiếp và chuyển gen giántiếp:

- Chuyển gen trực tiếp:

2.1 Các phương pháp chuyển gen gián tiếp:

2.1.1 Chuyển gen gián tiếp nhờ Agrobacterium tumefacien:

Sử dụng vi sinh vật đất Agrobacterium (là vi khuẩn gram âm) để chuyển gen vào

thực vật là phương pháp hiệu quả và phổ biến nhất hiện nay nhờ vào khả năng gắn genngoại lai vào hệ gen thực vật một cách chính xác và ổn định

 Nguyên lý:

Sử chuyển gen ở thực vật sử dụng A tumefaciens dựa trên nguyên lý như hình sau:

Agrobacterium mang plasmid gây khối u ở thực vật, plasmid này chứa gen vir và vùng cần chuyển (T-DNA) Gen quan tâm được chèn vào vùng (T-DNA) Các tế bào tổn thương thực vật tiết ra hợp chất bảo vệ, hợp chất này kích thích sự biểu hiện gen vir ở Agrobacterium Vir protein tạo ra T-strand từ vùng T-DNA trên T-plasmid Sau đó vi khuẩn gắn vào tế bào thực vật T-strand và một số protein vir chuyển vào tế bào thực vật qua kênh vận chuyển Trong tế bào thực vật, các protein vir tương tác với T-strand tạo ra phức hệ (T-conplex) Phức hệ này vào nhân tế bào thực vật, T-DNA chèn vào bộ gen thực vật và biểu hiện gen mong muốn.

Hình 2: Cơ chế chuyển gen gián tiếp nhờ Agrobacterium tumefaciens

Hình 3: Quy trình chuyển gen sắc tố beta-caroten từ cà rốt sang lá cây cà chua nhờ

Agrobacterium, sau đó nhân giống cây cà chua mới với đặc tính được tăng cường

beta-caroten (theo tờ “Your World”)

 Sử dụng Agrobacterium để chuyển gen đã thu được nhiều kết quả , đặc biệt là

chuyển gen vào lúa mì và các cây lương thực quan trọng Nhiều giống lúa chuyển gen cógiá trị đặc biệt như giống lúa Golden Rice có chứa hàm lượng vitamin A gấp nhiều lần sovới giống lúa thông thường Nhờ giống lúa này đã giải quyết được vấn đề hết sức khókhăn về sự thiếu vitamin A ở các nước đang phát triển, đặc biệt là Châu Phi

Ưu điểm:

 Gen ít bị đào thải

 Số lượng bản sao ít hơn do đó tránh được hiện tượng ức chế lẫn nhau

 Tồn tại bền vững trong cơ thể thực vật

Nhược điểm:

 Gây khối u cho cây hai lá mầm nhưng lại không gây khối u cho cây một lámầm Trong khi đó cây 1 lá mầm là những cây lương thực quan trọng như lúa,ngô, mì…

2.1.2 Chuyển gen gián tiếp nhờ virus:

Ngoài việc sử dụng vi khuẩn người ta còn sử dụng virus làm vector chuyển gen vàocây trồng Chuyển gen nhờ virus có thể thuận lợi do virus dễ xâm nhập và lây lan trong cơthể thực vật đồng thơi virus có thể mang đoạn DNA lớn hơn nhiều so với khả năng củaplasmid Tuy nhiên, virus làm vector chuyển gen phải có những tiêu chuẩn sau:

- Hệ gen virus phải là DNA

- Virus có thể di chuyển từ tế bào này sang tế bào khác qua các lỗ ở vách tế bào

- Có thể mang đoạn DNA mới sau đó chuyển gen này vào thực vật

- Không gây tác hại đáng kể đối với thực vật

2.2 Các phương pháp chuyển gen trực tiếp

2.2.1 Chuyển gen bằng sung bắn gen (gene gun)

Hình 4: Súng bắn gen

 Nguyên lý:

Sử dụng những viên đạn có kích thước nhỏ (1 – 1,5 μm), có tỉ trọng cao (thường làm), có tỉ trọng cao (thường làtungsten hay vàng) để đạt được một gia tốc cao khi đi xuyên qua vỏ và màng tế bào =>đưa lớp DNA bọc bên ngoài của viên bi tiếp cận với bộ máy di truyền của tế bào Sau khibắn, tách các mô, tế bào và nuôi cấy invitro để tái sinh cây Các gen cần chuyển có thể tái

tổ hợp vào hệ gen của cây, từ đó tạo thành cây chuyển gen

Hình 5: Sơ đồ nguyên lý hoạt động của súng bắn gen

Ưu điểm:

 Có thể áp dụng với hầu hết các loại mô, tế bào Quá trình chuyển gennhanh, đơn giản về mặt kỹ thuật

 Có thể xử lý một lượng mẫu lớn trong thời gian ngắn

 Các vector mang gen tái tổ hợp có cấu tạo đơn giản

 Chỉ cần mốt lượng nhỏ plasmid DNA

 Biểu hiện tạm thời của gen biến nạp có thể quan sát thấy trong vài ngày saubiến nạp

Nhược điểm:

 Nhiều bản sao của gen có thể được chuyển vào tế bào cùng lúc, gây khókhăn cho việc phân tích biểu hiện của gen, dẫn đến sự biểu hiện của các genkhông bền vững

 Hiệu quả chuyển gen thấp

 Đòi hỏi thiết bị đắt tiền Chi phí đầu tư đắt

2.2.2 Chuyển gen bằng xung điện (electroporation):

 Nguyên lý:

Trong công nghệ di truyền thực vật, người ta sử dụng phương pháp xung điện đểchuyển gen vào tế bào trần (protoplast) làm cho bên ngoài môi trường có thể xâm nhậpvào bên trong tế bào Người ta chuẩn bị protoplast với các plasmid tái tổ hợp đã mang genmong muốn cần chuyển vào thực vật

Dùng thiết bị điện tạo điện thế cao (200 – 400/ V/cm) trong khoảng thời gian 4- 5phần nghìn giây Kết quả làm tế bào trần xuất hiện các lỗ thủng tạm thời giúp cho plasmid

có thể xâm nhập và gắn vào hệ gen của thực vật Quá trình được thực hiện trong cuvettchuyên dụng Sau quá trình xung điện đem protoplast nuôi trong môi trường nuôi cấythích hợp, môi trường chọn lọc để các protoplast đã được biến nạp sau đó nuôi cấyinvitro, tái sinh cây và chọn lọc chuyển gen

Ưu điểm:

 Hiệu quả chuyển gen cao, ổn định, đặc biệt đối với gen đơn

Nhược điểm:

 Hệ thống tái sinh của các tế bài trần của nhiều loài còn gặp khó khăn

 Chưa được áp dụng nhiều, mới được sử sụng trong các nghiên cứu tạm thờicủa gen

2.2.3 Phương pháp chuyển gen bằng vi tiêm (microinjection).

 Nguyên tắc:

Phương pháp chuyển gen nhờ vi tiêm là phương pháp sử dụng các thiết bị hiển vi vàmáy vi nhu động để chuyển gen trực tiếp vào tế bào Đến nay các tế bào đã được sử dụngphương pháp này để chuyển gen gồm cá tế bào protoplast, các tế bào tiền phôi của hợp tửhay hạt phấn