tạo dòng ngô biến đổi gen kháng sâu kháng thuốc diệt cỏ

VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM VIỆN DI TRUYỀN NÔNG NGHIỆP Chương trình trọng điểm phát triển và ứng dụng công nghệ sinh học trong lĩnh vực nông nghiệp và phát triển nông thôn đến hết năm 2020 BÁO CÁO TỔNG KẾT KHOA HỌC VÀ KỸ THUẬT ĐỀ TÀI TẠO DÒNG NGÔ BIẾN ĐỔI GEN KHÁNG SÂU/KHÁNG THUỐC DIỆT CỎ Chủ nhiệm đề tài: TS. Nguyễn Văn Đồng Cơ quan chủ trì: Viện Di truyền nông nghiệp Cơ quan chủ quản: Bộ Nông nghiệp & PTNT Thời gian thực hiện:1/2006 – 10/2010 Hà Nội, 2010 LỜI CẢM ƠN Chủ nhiệm đề tài xin chân thành cảm ơn Viện Di truyền Nông nghiệp đã ủng hộ, tạo điều kiện thuận lợi về trang thiết bị và nhân lực cho cán bộ chủ trì và các cán bộ tham gia thực hiện đề tài này. Chủ nhiệm đề tài và các cán bộ thực hiện xin chân thành cảm ơn Vụ Khoa học, Công nghệ và Hợp tác quốc tế, Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn đã tạo điều kiện về kinh phí và quản lý quá trình thực hiện các nội dung nghiên cứu của đề tài trong suốt thời gian qua. CƠ QUAN CHỦ TRÌ ĐỀ TÀI Hà Nội, ngày tháng năm 2010 CHỦ NHIỆM ĐỀ TÀI TS. Nguyễn Văn Đồng 1 VIỆN DI TRUYỀN NÔNG NGHIỆP o0o CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự do - Hạnh phúc Hà Nội, ngày tháng 10 năm 2010 BÁO CÁO THỐNG KÊ KẾT QUẢ THỰC HIỆN ĐỀ TÀI I. THÔNG TIN CHUNG 1. Tên đề tài/dự án: Tạo dòng ngô biến đổi gen kháng sâu / kháng thuốc diệt cỏ Mã số đề tài, dự án: Thuộc: 2. Chủ nhiệm đề tài/dự án: Họ và tên: Nguyễn Văn Đồng Ngày, tháng, năm sinh: 01/02/1959 Nam/ Nữ: Nam Học hàm, học vị: Tiến sĩ Chức danh khoa học: Nghiên cứu viên chính Chức vụ: Phó Giám đốc PTNTĐCNTBTV Điện thoại: Tổ chức: 37557161 Nhà riêng: 37648299 Mobile: 0979755512 Fax: 37543196 E-mail: dongjircas@yahoo.com Tên tổ chức đang công tác: Viện Di truyền Nông nghiệp Địa chỉ tổ chức: Đường Phạm Văn Đồng, Từ Liêm, Hà Nội Địa chỉ nhà riêng: C13- Khu TT Thời báo Kinh tế- Đồng Xa, Mai Dịch, Cầu Giấy, Hà Nội 3. Tổ chức chủ trì đề tài/dự án: Tên tổ chức chủ trì đề tài: Viện Di truyền Nông nghiệp, Viện KHNNVN 2 Điện thoại: 37544712 Fax: 3 7543196 E-mail: vdt@agi.ac.vn Địa chỉ: Đường Phạm Văn Đồng, Từ Liêm, Hà Nội Họ và tên thủ trưởng tổ chức: PGS. TS. Lê Huy Hàm Số tài khoản: 301.01.035.01.16 Ngân hàng: Kho bạc Nhà nước Từ Liêm, Hà Nội Tên cơ quan chủ quản đề tài: Bộ Nông nghiệp và PTNT II. TÌNH HÌNH THỰC HIỆN 1. Thời gian thực hiện đề tài/dự án: - Theo Hợp đồng đã ký kết: từ 01 tháng 10 năm 2006 đến tháng 10 năm 2010 - Thực tế thực hiện: từ 01 tháng 10 năm 2006 đến 30 tháng 10 năm 2010 - Được gia hạn: không 2. Kinh phí và sử dụng kinh phí: a) Tổng số kinh phí thực hiện: 4.230 triệu đồng, trong đó: + Kính phí hỗ trợ từ SNKH: 4.230 triệu đồng + Kinh phí từ các nguồn khác: ……………….tr.đ. b) Tình hình cấp và sử dụng kinh phí từ nguồn SNKH: Số TT Theo kế hoạch Thực tế đạt được Ghi chú (Số đề nghị quyết toán) Thời gian (Tháng, năm) Kinh phí (Tr.đ) Thời gian (Tháng, năm) Kinh phí (Tr.đ) 1 4/2007 950 12/2007 950,000 950,000 2 2/2007 450 12/2007 450,000 450,000 3 2/2008 1.230 12/2008 970,000 970,000 4 2/2009 1.100 12/2009 1315,562 1315,562 5 3/2010 500 10/2010 499,032 499,032 - Lý do thay đổi: Tổng chênh lệch kinh phí 45,406 triệu đồng do khoản kinh phí tiết kiêm (năm 2008) và chênh lệch đấu thầu hóa chất, thiết bị (năm 2009, năm 2010). c) Kết quả sử dụng kinh phí theo các khoản chi: 3 Đối với đề tài: Đơn vị tính: Triệu đồng Số TT Nội dung các khoản chi Theo kế hoạch Thực tế đạt được Tổng SNKH Nguồn khác Tổng SNKH Nguồn khác 1 Trả công lao động (khoa học, phổ thông) 1144,5 1144,5 1139,2 1139,2 2 Nguyên, vật liệu, năng lượng 2154,8 2154,8 2132,994 2132,994 3 Thiết bị, máy móc 338,0 338,0 324,4 324,4 4 Xây dựng, sửa chữa nhỏ 208,0 208,0 208,0 208,0 5 Chi khác 384,7 384,7 380,0 380,0 Tổng cộng 4.230,0 4.230,0 4.184,594 4.184,594 - Lý do thay đổi: Tổng chênh lệch kinh phí 45,406 triệu đồng do khoản kinh phí tiết kiêm (năm 2008) và chênh lệch đấu thầu hóa chất, thiết bị (năm 2009, năm 2010). 3. Các văn bản hành chính trong quá trình thực hiện đề tài/dự án: (Liệt kê các quyết định, văn bản của cơ quan quản lý từ công đoạn xác định nhiệm vụ, xét chọn, phê duyệt kinh phí, hợp đồng, điều chỉnh (thời gian, nội dung, kinh phí thực hiện nếu có); văn bản của tổ chức chủ trì đề tài, dự án (đơn, kiến nghị điều chỉnh nếu có) Số TT Số, thời gian ban hành văn bản Tên văn bản Ghi chú 1 QĐ số 3201QĐ/BNN- KHCN ngày 30/10/2006 Quyết định của Bộ trưởng Bộ NN&PTNT phê duyệt tổ chức, cá nhân, mục tiêu, dự kiến kết quả, kinh phí và thời gian thực hiện các đề tài/dự án thực hiện năm 2006 2 QĐ số 1823/QĐ- BNN-KHCN ngày 26/06/2007 Quyết định phê duyệt điều chỉnh tổ chức, cá nhân, mục tiêu, dự kiến kết quả, kinh phí và thời gian thực hiện một số đề tài thực hiện từ năm 2006 và 2007 của Chương trình trọng 4 điểm phát triển và ứng dụng công nghệ sinh học trong lĩnh vực nông nghiệp và phát triển nông thôn đến năm 2020 3 376 HĐ/BNN- KHCN Hợp đồng trách nhiệm Thực hiện đề tài nghiên cứu khoa học công nghệ 4 QĐ số 1839/QĐ- BNN-KHCN ngày 18/06/2008 Quyết định bổ sung nội dung, kinh phí các đề tài/dự án thuộc Chương trình trọng điểm phát triển và ứng dụng công nghệ sinh học trong lĩnh vực nông nghiệp và phát triển nông thôn đến năm 2020 5 QĐ số 336/QĐ- BNN-KHCN ngày 29/10/2008 Quyết định tăng cường thiết bị các đề tài/dự án thuộc Chương trình trọng điểm phát triển và ứng dụng công nghệ sinh học trong lĩnh vực nông nghiệp và phát triển nông thôn đến năm 2020 6 691b/PLHĐ- BNN-KHCN ngày 18/11/2008 Phụ lục hợp đồng trách nhiệm Thực hiện đề tài nghiên cứu khoa học công nghệ 7 QĐ số 960/QĐ- BNN-TC ngày 08/05/2009 Quyết định phê duyệt kế hoạch đấu thầu mua sắm vật tư, hoá chất của đề tài của Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn (năm 2009) 8 QĐ số 1531/QĐ- BNN-TC ngày 3/7/2009 Quyết định phê duyệt kết quả đấu thầu của Viện Di truyền Nông nghiệp gói thầu Cung cấp vật tư hóa chất phục vụ nghiên cứu đề tài CNSH (năm 2009) 9 QĐ số 1039/QĐ- BNN-TC ngày 2/7/2010 Quyết định phê duyệt kế hoạch đấu thầu mua sắm vật tư, hoá chất của đề tài của Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn (năm 2010) 10 QĐ số 1776/QĐ- BNN-KHCN ngày 23/06/2010 Quyết định điều chỉnh nhiệm vụ KHCN thực hiện trong giai đoạn 2006-2010 thuộc Chương trình trọng điểm phát triển và ứng dụng công nghệ sinh học trong lĩnh vực nông nghiệp và phát triển nông thôn đến năm 2020 11 QĐ số 145/QĐ- Quyết định công nhận các quy trình tiến bộ 5 VDT-KH Ngày 26/08/2010 kỹ thuật cấp cơ sở của đề tài 4. Tổ chức phối hợp thực hiện đề tài, dự án: Số TT Tên tổ chức đăng ký theo Thuyết minh Tên tổ chức đã tham gia thực hiện Nội dung tham gia chủ yếu Sản phẩm chủ yếu đạt được Ghi chú* 1 Viện Nghiên cứu Ngô Viện Nghiên cứu Ngô Cung cấp các dòng ngô chọn lọc; Tiến hành các phép lai ngược giữa các dòng ngô chọn lọc với các dòng ngô mang gen kháng sâu /kháng thuốc diệt cỏ. - Đã lựa chọn, đánh giá đặc tính nông học của 24 dòng ngô chọn lọc làm vật liệu ban đầu cho các nghiên cứu chuyển gen và 10 dòng ngô ưu việt làm vật liệu cho nghiên cứu lai ngược. - Chọn tạo được 01 dòng ngô kháng sâu và 8 dòng ngô kháng thuốc diệt cỏ bằng phương pháp lai ngược. 2 Viện Công nghệ sinh học Viện Công nghệ sinh học Thiết kế vectơ mang gen /Promoter thích hợp dùng để biến nạp tạo các dòng ngô biến đổi gen. - Đã thiết kế được 05 vectơ chuyển gen mang gen kháng sâu pADT1, pADT2, pADT3, pADT4 và pADT5. - Tạo được 07 chủng vi khuẩn Agrobacterium mang các vectơ chuyển gen đã thiết kế. 6 5. Cá nhân tham gia thực hiện đề tài, dự án: (Người tham gia thực hiện đề tài thuộc tổ chức chủ trì và cơ quan phối hợp, không quá 10 người kể cả chủ nhiệm) Số TT Tên cá nhân đăng ký theo Thuyết minh Tên cá nhân đã tham gia thực hiện Nội dung tham gia chính Sản phẩm chủ yếu đạt được Ghi chú* 1 TS. Nguyễn Văn Đồng TS. Nguyễn Văn Đồng Viết thuyết minh, báo cáo kết quả của đề tài. Tham gia các nội dung nghiên cứu do Viện DTNN thực hiện. Sản phẩm khoa học chính của đề tài. Chủ nhiệm đề tài 2 ThS. Phạm Thị Lý Thu TS. Phạm Thị Lý Thu Nghiên cứu chuyển các gen kháng sâu Cry1Ac vào các dòng ngô chọn lọc và các dòng ngô mô hình Các dòng ngô mô hình, dòng ngô chọn lọc mang gen kháng sâu Cry1Ac. Thư ký đề tài 3 PGS.TS. Lê Huy Hàm PGS.TS. Lê Huy Hàm Tư vấn chung về khoa học và tham gia kiểm tra, đánh giá biểu hiện của các gen chuyển nạp trong các dòng chuyển gen ở điều kiện nhà kính Số liệu phân tích mức độ biểu hiện của gen kháng sâu trong các dòng ngô chuyển gen trong điều kiện nhà kính 7 4 PGS.TS Đỗ Năng Vịnh ThS. Đinh Văn Trình Đánh giá khả năng biến nạp của các dòng ngô chọn lọc. Số liệu phân tích khả năng tiếp nhận gen của các dòng ngô chọn lọc 5 CN. Lê Thị Thu Về CN. Lê Thị Thu Về Thu thập và đánh giá các dòng ngô nhập nội có khả năng tái sinh cao làm vật liệu cho nghiên cứu chuyển gen. Đánh giá biểu hiện của các gen chuyển nạp trong các dòng. chuyển gen ở điều kiện nhà kính 02 dòng ngô nhập nội có khả năng tái sinh cao. Số liệu phân tích mức độ biểu hiện của gen kháng sâu trong các dòng ngô chuyển gen trong điều kiện nhà kính 6 CN. Nhữ Đình Sĩ ThS. Trần Minh Thu Nghiên cứu chuyển các gen kháng sâu Cry1Ac vào các dòng ngô chọn lọc và các dòng ngô mô hình. Các dòng ngô mô hình, dòng ngô chọn lọc mang gen kháng sâu Cry1Ac. 7 ThS. Nguyễn Thị Khánh Vân CN Lê Thanh Nga Xây dựng hệ thống tái sinh đối với các dòng ngô chọn lọc. Nghiên cứu chuyển các gen kháng sâu Quy trình tái sinh của các dòng ngô chọn lọc. Các dòng ngô mô hình, dòng ngô chọn 8 Cry1Ac vào các dòng ngô chọn lọc và các dòng ngô mô hình lọc mang gen kháng sâu Cry1Ac. 8 TS. Đ ặng Trọng Lương TS. Đặng Trọng Lương Thu thập, tuyển chọn nguồn gen các dòng/giống ngô kháng sâu, kháng thuốc diệt cỏ. Phân tích và đánh giá mức độ biểu hiện các đặc tính của gen chuyển và các đặc tính nông sinh học ưu việt Các dòng/giống ngô kháng sâu, kháng thuốc diệt cỏ làm vật liệu cho nghiên cứu lai hồi giao. Số liệu đánh giá mức độ biểu hiện các đặc tính của gen chuyển và các đặc tính nông sinh học ưu việt 9 TS. Lê Thị Thu Hiền TS. Lê Thị Thu Hiền Tạo vật liệu ban đầu (vật liệu di truyền) cho các nghiên cứu biến nạp di truyền Đã thiết kế được 05 vectơ chuyển gen mang gen kháng sâu pADT1, pADT2, pADT3, pADT4 và pADT5. Tạo được 07 chủng vi khuẩn A. tumefaciens mang các vectơ chuyển gen đã thiết kế. [...]... hoạch đạt được dòng 02-03 03 1.1 Dòng ngô mô hình mang gen kháng sâu tạo ra bằng công nghệ chuyển gen dòng 01 01 1.2 Dòng ngô chọn lọc mang gen kháng sâu tạo ra bằng công nghệ chuyển gen dòng 02 02 Dòng ngô mang gen kháng thuốc diệt cỏ tạo ra bằng phương pháp lai hồi giao dòng 04-05 08 Dòng ngô mang gen kháng sâu tạo ra bằng phương pháp lai hồi giao dòng 0 01 1 2 3 Dòng ngô mang gen kháng sâu tạo ra bằng... học, đề tài Tạo dòng ngô biến đổi gen kháng sâu /kháng thuốc diệt cỏ đã được chúng tôi tiến hành trong 4 năm từ tháng 10/2006 đến tháng 10/2010 với mục tiêu sử dụng kỹ thuật biến nạp di truyền và hồi giao tạo ra các dòng ngô mang gen kháng sâu /kháng thuốc diệt cỏ 1.2 Mục tiêu nghiên cứu Sử dụng kỹ thuật biến nạp di truyền và hồi giao tạo ra các dòng ngô mang gen kháng sâu /kháng thuốc diệt cỏ 2 Báo cáo... Hào 10 Xuân Hào mẫu các dòng 4 dòng ngô ngô chọn lọc làm chọn lọc làm vật vật liệu ban đầu liệu cho nghiên cho biến nạp di cứu chuyển gen; truyền Nghiên 10 dòng ngô ưu cứu tạo dòng ngô việt làm vật liệu kháng sâu /kháng để lai với các thuốc diệt cỏ nguồn kháng bằng phương sâu, kháng pháp lai ngược thuốc trừ cỏ Đã chọn tạo được 01 dòng ngô kháng sâu và 8 dòng ngô kháng thuốc diệt cỏ bằng phương pháp lai... biểu hiện mang gen kháng sâu cry1A(c)/vip3A…………………………………… 4.2 Nghiên cứu tạo dòng ngô kháng sâu /kháng thuốc diệt cỏ bằng phương pháp lai ngược (backcross) ………………………………… 4.2.1 Thu thập, tuyển chọn nguồn gen các dòng/ giống ngô ưu việt và các nguồn gen các dòng/ giống ngô kháng sâu, kháng thuốc diệt cỏ …………………………………………………………… 4.2.2 Nghiên cứu tạo dòng ngô kháng sâu /kháng thuốc diệt cỏ bằng phương pháp lai... cứu………………………………………… 3.3.1 Nghiên cứu tạo dòng ngô kháng sâu/ kháng thuốc diệt cỏ bằng kỹ thuật biến nạp di truyền………………………………… 3.3.2 Nghiên cứu tạo các dòng/ giống ngô kháng sâu / kháng thuốc diệt cỏ bằng phương pháp lai ngược (backcross) ………………… 21 21 CHƯƠNG 4:KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU………………………………… 4.1 Nghiên cứu tạo dòng ngô kháng sâu /kháng thuốc diệt cỏ bằng kỹ thuật biến nạp di truyền………………………………………………... đầu; Tạo vector chuyển gen; Xây dựng hệ thống tái sinh; Chuyển gen vào dòng ngô mô hình; Tạo dòng ngô kháng sâu/ thuốc diệt cỏ bằng lai ngược; Sản phẩm đề tài: 02 dòng ngô có khả năng tái sinh; 04 dòng ngô chọn lọc; 01 dòng ngô kháng sâu và 01 dòng ngô kháng thuốc diệt cỏ bằng pp lai ngược Người chủ trì: PGS TS Trịnh Khắc Quang Lần 2 10/7/2008 Đã thiết kế được các vector và đã thực hiện chuyển nạp gen. .. các dòng ngô chuyển gen tái sinh, các cá thể chuyển gen T0 của dòng ngô mô hình/chọn lọc Số liệu đánh giá mức độ kháng sâu của các cá thể chuyển gen T0 của dòng ngô mô hình /chọn lọc (sau 3 lần thử sâu) Đã tạo được 8 dòng lai BC4 mang gen kháng thuốc diệt cỏ Đã tạo được 1 dòng lai BC4 mang gen kháng sâu Lần 8: Báo cáo định kỳ tình hình thực 31/07/2010 Tiếp tục các thí nghiệm chuyển gen vào dòng ngô mô... giới cây ngô đứng thứ ba về diện tích Trong năm 2009 vừa qua diện tích cây ngô biến đổi gen là 42 triệu ha đạt 26% trên tống diện tích gần 158 triệu héc-ta trồng ngô trên toàn thế giới (http://www.gmocompass.org/) Tuy nhiên các giống ngô GMO này chủ yếu là giống kháng sâu và kháng thuốc trừ cỏ 2.2.3 Chọn tạo cây ngô chuyển gen kháng sâu, kháng thuốc diệt cỏ a Chọn tạo cây ngô chuyển gen kháng sâu Bacillus... pADT3, pADT4 mang gen kháng sâu vào dòng ngô mô hình / dòng ngô chọn lọc; Đang tiến hành thu mẫu lá của các cá thể chuyển gen To của dòng ngô mô hình/chọn lọc, tách ADN tổng số; Đã đánh giá mức độ kháng sâu của các cá thể chuyển gen To của dòng ngô mô hình /chọn lọc (sau 1lần thử sâu) ; Đang thực hiện các nghiên cứu lai ngược sử dụng dòng BC3 kháng thuốc diệt cỏ /kháng sâu để tạo dòng lai BC4/BC5 Lần... biến nạp gen kháng sâu vào các dòng ngô vụ hè thu 2008 Bảng 4.13 Kết quả các thí nghiệm biến nạp gen kháng sâu vào các dòng ngô vụ đông xuân 2008 Bảng 4.14 Kết quả các thí nghiệm biến nạp gen kháng sâu vào các dòng ngô vụ hè thu 2009 Bảng 4.15 Kết quả các thí nghiệm biến nạp gen kháng sâu vào các dòng ngô vụ đông xuân 20092010 Bảng 4.16 Kết quả PCR phân tích các dòng ngô chuyển gen T0 (2007-2010) Bảng . cứu chuyển gen; 10 dòng ngô ưu việt làm vật liệu để lai với các nguồn kháng sâu, kháng thuốc trừ cỏ. Đã chọn tạo được 01 dòng ngô kháng sâu và 8 dòng ngô kháng thuốc diệt cỏ bằng phương. chuyển gen dòng 02-03 03 1.1 Dòng ngô mô hình mang gen kháng sâu tạo ra bằng công nghệ chuyển gen dòng 01 01 1.2 Dòng ngô chọn lọc mang gen kháng sâu tạo ra bằng công nghệ chuyển gen dòng. 2 Dòng ngô mang gen kháng thuốc diệt cỏ tạo ra bằng phương pháp lai hồi giao dòng 04-05 08 3 Dòng ngô mang gen kháng sâu tạo ra bằng phương pháp lai hồi giao dòng 0 01 - Lý do thay đổi