nghiên cứu chức năng của các yếu tố phiên mã liên quan đến quá trình phân hoá của rễ lúa bằng các phương pháp gây siêu biểu hiện gen và bất hoạt rna (rna interference)

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM VIỆN DI TRUYỀN NÔNG NGHIỆP BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI HỢP TÁC KH&CN VIỆT NAM-CỘNG HÒA PHÁP NGHIÊN CỨU CHỨC NĂNG CỦA CÁC YẾU TỐ PHIÊN MÃ LIÊN QUAN ĐẾN QUÁ TRÌNH PHÂN HÓA CỦA RỄ LÚA BẰNG PHƯƠNG PHÁP GÂY SIÊU BIỂU HIỆN VÀ BẤT HOẠT RNA (RNA INTERFERENCE) Chủ nhiệm đề tài: TS. LÊ QUỲNH MAI 7825 26/3/2010 HÀ NỘI – 2009 BỘ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM VIỆN DI TRUYỀN NÔNG NGHIỆP CHƯƠNG TRÌNH HỢP TÁC KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM – CỘNG HÒA PHÁP BÁO CÁO TỔNG HỢP KẾT QUẢ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ ðỀ TÀI/DỰ ÁN NGHIÊN CỨU CHỨC NĂNG CỦA CÁC YẾU TỐ PHIÊN MÃ LIÊN QUAN ðẾN QUÁ TRÌNH PHÂN HÓA CỦA RỄ LÚA BẰNG PHƯƠNG PHÁP GÂY SIÊU BIỂU HIỆN VÀ BẤT HOẠT RNA (RNA interference) Chủ nhiệm ñề tài/dự án: Cơ quan chủ trì ñề tài/dự án: (ký tên) (ký tên và ñóng dấu) TS. Lê Quỳnh Mai PGS. TS. Lê Huy Hàm Ban chủ nhiệm chương trình Bộ Khoa học và Công nghệ (ký tên) (ký tên và ñóng dấu khi gửi lưu trữ) Hà Nội – 2009 BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM VIỆN DI TRUYỀN NÔNG NGHIỆP __________________ CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM ðộc lập - Tự do - Hạnh phúc Hà Nội, ngày tháng năm 200 BÁO CÁO THỐNG KÊ KẾT QUẢ THỰC HIỆN ðỀ TÀI/DỰ ÁN SXTN I. THÔNG TIN CHUNG 1. Tên ñề tài/dự án: Nghiên cứu chức năng của các yếu tố phiên mã liên quan ñến quá trình phân hoá của rễ lúa bằng các phương pháp gây siêu biểu hiện gen và bất hoạt RNA ( RNA interference) Mã số ñề tài, dự án: Thuộc: Chương trình hợp tác Khoa học và Công nghệ Việt Nam – Cộng hòa Pháp 2. Chủ nhiệm ñề tài/dự án: Họ và tên: Lê Quỳnh Mai Ngày, tháng, năm sinh: 01/12/1980 Nam/ Nữ: Nữ Học hàm, học vị: Tiến sĩ Chức danh khoa học: Nghiên cứu viên. Chức vụ: ðiện thoại: Tổ chức: +844 37544711 Nhà riêng: Mobile: Fax: E mail: lequynhmai80@gmail.com Tên tổ chức ñang công tác: Viện Di truyền Nông nghiệp ðịa chỉ tổ chức: Km2, Phạm Văn ðồng, Từ liêm, Cầu giấy, Hà Nội. ðịa chỉ nhà riêng: Số nhà 11B, ngõ 27, phố Võng Thị, phường Bưởi, Quận Tây Hồ, Hà Nội. 3. Tổ chức chủ trì ñề tài/dự án: Tên tổ chức chủ trì ñề tài: Viện Di truyền Nông nghiệp ðiện thoại: +844 37544711 Fax: 844 37540984 E-mail: VDT@agi.ac.vn Website: ðịa chỉ: Km2, Phạm Văn ðồng, Từ liêm, Cầu giấy, Hà Nội. Họ và tên thủ trưởng tổ chức: PGS. TS. Lê Huy Hàm Số tài khoản: 301.01.035.4 Ngân hàng: Kho bạc nhà nước Từ Liêm, Hà Nội Tên cơ quan chủ quản ñề tài: Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn. 4. Chủ nhiệm ñề tài ñối tác nước ngoài Họ và tên: Pascal Gantet Học hàm, học vị, chuyên môn: Giáo sư Chức danh khoa học: Giáo sư trường ðH Montppellier 2, Pháp ðiện thoại cơ quan: +33 (0) 67 61 65 44 Fax: 33 (0) 67 61 56 05 E-mail: pgantet@univ-montp2.fr II. TÌNH HÌNH THỰC HIỆN 1. Thời gian thực hiện ñề tài/dự án: - Theo Hợp ñồng ñã ký kết: từ tháng 01/ năm 2008 ñến tháng 12/ năm 2009. - Thực tế thực hiện: từ tháng 01/năm 2008 ñến tháng 12/năm 2009. 2. Kinh phí và sử dụng kinh phí: a) Tổng số kinh phí thực hiện: 1.250 tr.ñ, trong ñó: + Kính phí hỗ trợ từ SNKH:1.250 tr.ñ. + Kinh phí từ các nguồn khác: 0 tr.ñ. + Tỷ lệ và kinh phí thu hồi ñối với dự án (nếu có): ………… b) Tình hình cấp và sử dụng kinh phí từ nguồn SNKH: Theo kế hoạch Thực tế ñạt ñược Số TT Thời gian (Tháng, năm) Kinh phí (Tr.ñ) Thời gian (Tháng, năm) Kinh phí (Tr.ñ) Ghi chú (Số ñề nghị quyết toán) 1 01/2008 – 400 01/2008 – 12/ 379,5 12/2008 2008 2 01/2009 – 12/ 2009 850 01/2009 – 12/ 2009 766,55 c) Kết quả sử dụng kinh phí theo các khoản chi: ðối với ñề tài: ðơn vị tính: Triệu ñồng Theo kế hoạch Thực tế ñạt ñược Số TT Nội dung các khoản chi Tổng SNKH Nguồn khác Tổng SNKH Nguồn khác 1 Trả công lao ñộng (khoa học, phổ thông) 350 350 0 315,56 315,56 0 2 Nguyên, vật liệu, năng lượng 500 500 0 497,825 497,825 0 3 Thiết bị, máy móc 4 Xây dựng, sửa chữa nhỏ 5 ðoàn ra 202 202 0 201,912 201,912 0 6 ðoàn vào 64 64 0 46,5 46,5 0 7 Chi khác 134 134 0 99,879 99,879 Tổng cộng 1.250 1.250 0 1.146,1 1.146,1 0 - Lý do thay ñổi (nếu có): ðối với dự án: ðơn vị tính: Triệu ñồng Theo kế hoạch Thực tế ñạt ñược Số TT Nội dung các khoản chi Tổng SNKH Nguồn khác Tổng SNKH Nguồn khác 1 Thiết bị, máy móc mua mới 2 Nhà xưởng xây dựng mới, cải tạo 3 Kinh phí hỗ trợ công nghệ 4 Chi phí lao ñộng 5 Nguyên vật liệu, năng lượng 6 Thuê thiết bị, nhà xưởng 7 Khác Tổng cộng - Lý do thay ñổi (nếu có): 3. Các văn bản hành chính trong quá trình thực hiện ñề tài/dự án: (Liệt kê các quyết ñịnh, văn bản của cơ quan quản lý từ công ñoạn xác ñịnh nhiệm vụ, xét chọn, phê duyệt kinh phí, hợp ñồng, ñiều chỉnh (thời gian, nội dung, kinh phí thực hiện nếu có); văn bản của tổ chức chủ trì ñề tài, dự án (ñơn, kiến nghị ñiều chỉnh nếu có) Số TT Số, thời gian ban hành văn bản Tên văn bản Ghi chú 1 Quyết ñịnh số 355/Qð- BKHCN Ngày 10 tháng 3 năm 2008. Về việc phê duyệt các nhiệm vụ hợp tác quốc tế về khoa học và công nghệ theo nghị ñịnh thư bắt ñầu thực hiện từ năm 2008 2 Quyết ñinh số 3152/Qð-BKHCN Ngày 27 tháng 12 năm 2007 Về việc thành lập Tổ thấm ñịnh ñề tài khoa học và công nghệ theo Nghị ñịnh thư. 3 Quyết ñinh số 2530/Qð-BKHCN Ngày 31 tháng 10 năm 2007 Về việc thành lập Hội ñồng khoa học và công nghệ cấp Nhà nước thẩm ñịnh chuyển ngành xem xét nhiệm vụ nghiên cứu khoa học và công nghệ theo Nghị ñinh thư năm 2008. 4 Hợp ñồng: 2008/Hð- NðT Ngày 19 tháng 5 năm 2008 Hợp ñồng thực hiện hợp tác quốc tế về khoa học và công nghệ theo nghị ñịnh thư. 5 Quyết ñịnh số 2267/Qð-BKHCN Ngày 14 tháng 10 năm 2008 Quyết ñịnh Về việc thay ñổi Chủ nhiệm ñề tài nhiệm vụ Nghị ñịnh thư với cộng hòa Pháp 4. Tổ chức phối hợp thực hiện ñề tài, dự án: Số TT Tên tổ chức ñăng ký theo Thuyết minh Tên tổ chức ñã tham gia thực hiện Nội dung tham gia chủ yếu Sản phẩm chủ yếu ñạt ñược Ghi chú* 1 2 - Lý do thay ñổi (nếu có): 5. Cá nhân tham gia thực hiện ñề tài, dự án: (Người tham gia thực hiện ñề tài thuộc tổ chức chủ trì và cơ quan phối hợp, không quá 10 người kể cả chủ nhiệm) Số TT Tên cá nhân ñăng ký theo Thuyết minh Tên cá nhân ñã tham gia thực hiện Nội dung tham gia chính Sản phẩm chủ yếu ñạt ñược Ghi chú* 1 Lê Quỳnh Mai Lê Quỳnh Mai Nội dung 1 Các vector chuyển gen 2 ðỗ Năng Vịnh ðỗ Năng Vịnh Nội dung 1 Các vector chuyển gen 3 Hà Thị Thúy Hà Thị Thúy Nội dung 1 Quy trình tái sinh, chuyển gen. 4 Nguyễn Văn Toàn Nguyễn Văn Toàn Nội dung 1 Quy trình tái sinh, chuyển gen. 5 Trần Ngọc Thanh Trần Ngọc Thanh Nội dung 2 Chọn lọc, ñánh giá cây chuyển gen 6 Khổng Ngân Giang Khổng Ngân Giang Nội dung 2 Chọn lọc, ñánh giá cây chuyển gen 7 Nguyễn Văn Khiêm Nguyễn Văn Khiêm Nội dung 2 Chọn lọc, ñánh giá cây chuyển gen 8 Nguyễn Thành ðức Nguyễn Thành ðức Nội dung 2 Chọn lọc, ñánh giá cây chuyển gen 9 Pascal Gantet Pascal Gantet Nội dung 1 Các vector chuyển gen 10 Jean-Christophe Breitler Jean-Christophe Breitler Nội dung 1 Các vector chuyển gen - Lý do thay ñổi ( nếu có): 6. Tình hình hợp tác quốc tế: Số TT Theo kế hoạch (Nội dung, thời gian, kinh phí, ñịa ñiểm, tên tổ chức hợp tác, số ñoàn, số lượng người tham gia ) Thực tế ñạt ñược (Nội dung, thời gian, kinh phí, ñịa ñiểm, tên tổ chức hợp tác, số ñoàn, số lượng người tham gia ) Ghi chú* 1 Trung tâm quốc tế nghiên cứu phát triển nông nghiệp (CIRAD) chuyển giao các vật liệu, phương pháp, các dòng lúa chuyển gen, ñào tạo cán bộ cho phía Việt Nam trong khoảng thời gian 2008 – 2009. Trung tâm quốc tế nghiên cứu phát triển nông nghiệp (CIRAD) ñã chuyển giao các vật liệu và các dòng lúa chuyển gen siêu biểu hiện và bất hoạt gen các yếu tố phiên mã. ðào tạo 01 tiến sĩ, tập huấn các thực tập sinh ngắn hạn tại trung tâm CIRAD. 2 - Lý do thay ñổi (nếu có): 7. Tình hình tổ chức hội thảo, hội nghị: Số TT Theo kế hoạch (Nội dung, thời gian, kinh phí, ñịa ñiểm ) Thực tế ñạt ñược (Nội dung, thời gian, kinh phí, ñịa ñiểm ) Ghi chú* 1 2 - Lý do thay ñổi (nếu có): 8. Tóm tắt các nội dung, công việc chủ yếu: (Nêu tại mục 15 của thuyết minh, không bao gồm: Hội thảo khoa học, ñiều tra khảo sát trong nước và nước ngoài) Thời gian (Bắt ñầu, kết thúc - tháng … năm) Số TT Các nội dung, công việc chủ yếu (Các mốc ñánh giá chủ yếu) Theo kế hoạch Thực tế ñạt ñược Người, cơ quan thực hiện 1 Nội dung 1: Nghiên cứu tạo các cây lúa chuyển gen siêu biểu hiện các yếu tố phiên mă ở rễ 2008 – 2009 2008 – 2009 Viện DTNN và CIRAD lúa và sử dụng kỹ thuật RNAi gây bất hoạt các gen này. 2 Xác ñịnh các gen của các yếu tố phiên mă có liên quan ñến cấu trúc và chức năng bộ rễ lúa 2008 – 2009 2008 – 2009 Viện DTNN và CIRAD 3 Nghiên cứu thiết kế các gen RNAi có khả năng gây bất hoạt các gen của các yếu tố phiên mã nghiên cứu. 2008 – 2009 2008 – 2009 Viện DTNN và CIRAD 4 Chuyển các plasmids thu ñược vào các callus lúa thông qua vi khuẩn A.tumefaciens 2009 2009 Viện DTNN và CIRAD 5 Nội dung 2: Chọn lọc, phân tích, ñánh giá các cây lúa chuyển gen 2009 2009 Viện DTNN - Lý do thay ñổi (nếu có): III. SẢN PHẨM KH&CN CỦA ðỀ TÀI, DỰ ÁN 1. Sản phẩm KH&CN ñã tạo ra: a) Sản phẩm Dạng I: Số TT Tên sản phẩm và chỉ tiêu chất lượng chủ yếu ðơn vị ño Số lượng Theo kế hoạch Thực tế ñạt ñược 1 Phương pháp thiết kế vector mang gen nghiên cứu Phương pháp 1 1 1 2 Phương pháp thiết kế vector mang các RNAi tương ứng của các gen nghiên cứu, biểu hiện ñặc hiệu ở lúa Phương pháp 1 1 1 3 Quy trình chuyển gen các yếu tố phiên mã hệ rễ vào lúa thông qua vi khuẩn Agrobacterium Quy trình 1 1 1 4 Dòng lúa chuyển gen Dòng 1-2 1-2 2 có khả năng kháng hạn 5 Phương pháp ñánh giá biểu hiện gen ở hệ rễ của các cây chuyển gen ở mức ñộ kiểu hình Phương pháp 1 1 1 - Lý do thay ñổi (nếu có): b) Sản phẩm Dạng II: Yêu cầu khoa học cần ñạt Số TT Tên sản phẩm Theo kế hoạch Thực tế ñạt ñược Ghi chú 1 - Lý do thay ñổi (nếu có): c) Sản phẩm Dạng III: Yêu cầu khoa học cần ñạt Số TT Tên sản phẩm Theo kế hoạch Thực tế ñạt ñược Số lượng, nơi công bố (Tạp chí, nhà xuất bản) 1 Bài báo quốc tế: Giang N. Khong, Frédérique Richaud, Yoan Coudert, Pratap k. Pati, Carole Santi, Christophe Périn, Jean-christophe Breitler, Donaldo Meynard, Do n. Vinh, Emmanuel Guiderdoni, Pascal Gantet (2008). “Modulating Rice Stress Tolerance by Transcription Factors” 01 01 01 bài Tạp chí: Biotechnology and Genetic Engineering Reviews - Vol. 25, 381-404 - Lý do thay ñổi (nếu có): d) Kết quả ñào tạo: Số lượng Số TT Cấp ñào tạo, Chuyên ngành ñào tạo Theo kế hoạch Thực tế ñạt ñược Ghi chú (Thời gian kết thúc) 1 Thạc sỹ 01 01 2010 [...]... ch c năng b r lúa; ii) Nghiên c u thi t k 1-2 vector mang gen siêu bi u hi n và mang gen RNAi có kh năng gây b t ho t gen c a các y u t phiên mã nghiên c u; iii) Nghiên c u quy trình chuy n các gen nghiên c u vào lúa thông qua vi khu n Agrobacterium tumefaciens; và iv) Phân tích, ñánh giá các cây lúa chuy n gen b ng phương pháp sinh h c phân t và ki u hình ð tài ñã th c hi n ñ y ñ các n i dung nghiên. .. c u và thu ñư c nh ng k t qu chính như sau: - Xác ñ nh các gen c a các y u t phiên mã có liên quan ñ n c u trúc và ch c năng c a b r lúa: Xác ñ nh ñư c b n gen có liên quan ñ n c u trúc và ch c năng c a b r lúa ðó là: OsNAC2, OsMADS25, OsMADS26 và OsMADS56 - Nghiên c u thi t k các gen RNAi có kh năng gây b t ho t các gen c a các y u t phiên mã nghiên c u: Thi t k ñư c các vector pC5300 mang gen siêu. .. u hi n và b t ho t gen m c ñ sinh lý 44 III CHƯƠNG 3 K T QU NGHIÊN C U 46 3.1 Nghiên c u t o các cây lúa chuy n gen siêu bi u hi n các y u t phiên mã r lúa và s d ng k thu t RNAi gây b t ho t các gen nghiên c u 46 3.1.1 Xác ñ nh các gen c a các y u t phiên mã có liên quan ñ n c u trúc và ch c năng b r lúa 46 B ng 3.1 Tên, trình t các c p m i nhân gen Os06, Os08 và Os10... protein có kh năng bám vào các ño n trình t ñ c thù trên DNA và do v y tham gia vào vi c ñi u khi n phiên mã gen (Gene transcription) Y u t phiên mã liên k t v i nh ng phân ño n ñ c thù (cis-element) trong promoter c a gen này, do ñó các y u t phiên mã còn ñư c g i là trans-regulators Thông qua quá trình này các y u t phiên mã ki m soát và ñi u khi n bi u hi n c a các gen ch c năng (gen c u trúc) (http://www.piercenet.com/Proteomics)... So sánh cư ng ñ quang h p c a các dòng lúa chuy n gen gây siêu bi u hi n và b t ho t gen OsMADS26 trong ñi u ki n gây h n và ñ i ch ng 84 Hình 3.31 So sánh cư ng ñ quang h p c a các dòng lúa chuy n gen gây siêu bi u hi n và b t ho t gen OsMADS26 trong ñi u ki n gây h n và ñ i ch ng 85 Hình 3.32 So sánh hàm lư ng di p l c (Pi) c a các dòng lúa chuy n gen gây siêu bi u hi n và b t ho t gen OsMADS26 trong... p tài li u, d li u và k năng th c hành có giá tr cho m r ng ng d ng cơ ch RNAi trong b t ho t gen ñích các cơ th s ng nhân th c khác - Phương pháp RNAi có th gây b t ho t gen ñã bi t trình t gen nh m nghiên c u ch c năng c a gen trong chương trình nghiên c u ch c năng gen (Functional genomics) - Phương pháp RNAi ng d ng trong nghiên c u ñi u khi n ho t hoá gen (làm m t ho t tính gen (knockout) ho c... ng ch u m n lúa Nhóm cũng ñã thi t k ñư c r t nhi u véc tơ chuy n các RNAi gây b t ho t các gen ñ c hi u nh m nghiên c u ch c năng c a các gen này và cũng ñã ti n hành các nghiên c u ti p theo ñ ñánh giá s lan truy n và gây b t ho t m t cách có h th ng các gen khác nhau trên cây lúa Nhóm ñã phát tri n các công c tin h c nh m phân tích và khai thác các s li u ñ c trình t b gen cây lúa (OrygeneDB, GreenPhyll)... dung 1: Nghiên c u t o các cây lúa chuy n gen siêu bi u hi n các y u t phiên mã r lúa và s d ng k thu t RNAi gây b t ho t các gen này L n 2: N i dung 1: Nghiên c u t o các cây lúa chuy n gen siêu bi u hi n các y u t phiên mă r lúa Th i gian th c hi n 01/2008 – 12/2008 01/2009 – 12/2009 Ghi chú (Tóm t t k t qu , k t lu n chính, ngư i ch trì…) - ðã phân l p ñư c RNA t ng s t m u r lúa x lí kháng h n và cây... r lúa và vai trò c a các y u t này trong s hình thành hình thái b r lúa ð tài ph i gi i quy t m t lo t các v n ñ k thu t m i trong ñó ñáng k nh t là công ngh RNAi Công ngh này l n ñ u tiên ñư c nghiên c u nư c ta 8 Báo cáo t ng k t Khoa h c và K thu t ð tài ð tài Nghiên c u ch c năng c a các y u t phiên mã liên quan ñ n quá trình phân hoá c a r lúa b ng các phương pháp gây siêu bi u hi n gen và b t... các gen c a các y u t phiên mã có liên quan ñ n c u trúc và ch c năng c a b r lúa 30 2.2.2 Phương pháp tách chi t RNA t các m u khác nhau như lá non, thân và r cây lúa 31 2.2.3 Phương pháp nghiên c u thi t k c p m i ñ c hi u 32 2.2.4 Sinh t ng h p cDNA tương ng t RNA ñư c phân l p t m u r lúa 33 1 Báo cáo t ng k t Khoa h c và K thu t ð tài 2.2.5 Nghiên c u thi t k các vector siêu . CÔNG NGHỆ ðỀ TÀI/DỰ ÁN NGHIÊN CỨU CHỨC NĂNG CỦA CÁC YẾU TỐ PHIÊN MÃ LIÊN QUAN ðẾN QUÁ TRÌNH PHÂN HÓA CỦA RỄ LÚA BẰNG PHƯƠNG PHÁP GÂY SIÊU BIỂU HIỆN VÀ BẤT HOẠT RNA (RNA interference) Chủ. HÒA PHÁP NGHIÊN CỨU CHỨC NĂNG CỦA CÁC YẾU TỐ PHIÊN MÃ LIÊN QUAN ĐẾN QUÁ TRÌNH PHÂN HÓA CỦA RỄ LÚA BẰNG PHƯƠNG PHÁP GÂY SIÊU BIỂU HIỆN VÀ BẤT HOẠT RNA (RNA INTERFERENCE) Chủ nhiệm. QUẢ NGHIÊN CỨU 46 3.1. Nghiên cứu tạo các cây lúa chuyển gen siêu biểu hiện các yếu tố phiên mã ở rễ lúa và sử dụng kỹ thuật RNAi gây bất hoạt các gen nghiên cứu. 46 3.1.1. Xác ñịnh các gen của