Sử dụng chỉ thị phân tử phân tích sinh vật biến đổi gen và sản phẩm của chúng

GI O Ƣ “SỬ DỤ V OT O Ọ ……………………… KĨ THUẬ PCR PHÂN TÍCH SINH CÁC CÂY TRỒ Ổ S Ẩ u nn ã số Ủ n n n Sn : 307 Giáo viên hướng dẫn: TS Đặng Trọng Lương ThS Bùi Văn Thắng Sinh viên thực : Dương Thị Hoa - 2009 ọc LỜI CẢM ƠN Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới TS Đặng Trọng Lương ThS Phí Cơng Ngun tận tình giúp đỡ em trình nghiên cứu q trình hồn thành khóa luận Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới ThS Bùi Văn Thắng, Trung tâm giống công nghệ sinh học – Khoa lâm học - Đại học Lâm Nghiệp tận tình bảo, giúp đỡ em trình làm khóa luận Em xin chân thành cảm ơn thầy, cô bạn sinh viên phòng Kĩ thuật Di truyền , Viện Di truyền Nông Nghiệp giúp đỡ tạo điều kiện cho em hồn thành tốt khóa luận Em xin cảm ơn thầy Hồ Văn Giảng thầy, cô thuộc Trung tâm Công nghệ sinh học, Bộ môn giống công nghệ sinh học, khoa Lâm học – Đại học Lâm nghiệp giúp đỡ em trình học tập nghiên cứu Cuối cùng, em xin bày tỏ lịng biết ơn chân thành tới gia đình, người thân bạn bè tạo điều kiện vật chất lẫn tinh thần để em hoàn thành tốt khóa học đề tài khóa luận Sinh viên Dương Thị Hoa MỞ ẦU Khoảng thời gian cuối kỉ XX, với công nghệ thông tin, công nghệ sinh học (CNSH) trở thành ngành công nghệ mũi nhọn Liên hợp quốc thành lập trung tâm quốc tế CNSH cơng nghệ gen, Việt Nam thành viên CNSH đưa vào chương trình hợp tác quốc tế hội đồng tương trợ quốc tế Cùng với phát triển vượt bậc CNSH cơng nghệ gen mở chân trời mới, chứa đựng tương lai đầy hứa hẹn cải tiến giống trồng, vật nuôi vi sinh vật Sinh vật biến đổi gen hay gọi GMOs trở thành phận thiếu môi trường phần chuỗi thực phẩm GMOs sản phẩm chúng thương mại hóa rộng rãi nhiều quốc gia Ở khía cạnh đó, việc sử dụng thành tựu CNSH đặc biệt cơng nghệ gen chứa đựng rủi ro mặt kinh tế, xã hội mơi trường Vì việc quản lý đề pháp chế kiểm soát GMOs cần thiết Nhiều quốc gia có pháp chế vấn đề quản lý sử dụng GMOs: Vấn đề dán nhãn sản phẩm trồng biến đổi gen sản phẩm chúng yêu cầu bắt buộc Ở số nước châu Âu số quốc gia Nhật Bản, Australia… có dự luật việc dán nhãn sản phẩm biến đổi gen như: Bắt buộc sản phẩm chứa 1% thành phần GMC ( ối với hâu Âu), 5% GM ( ối với Nhật Bản), 3% (với nước khác) phải dán nhãn ghi rõ nơi sản xuất gen chèn, nguồn gốc gen chèn, quy trình sản xuất sản phẩm Ở Việt Nam, phát triển công nghệ gen tạo số giống trồng, vật nuôi vi sinh vật chuyển gen Trong sản phẩm khoa học nhà khoa học Việt Nam quản lý chặt chẽ số sản phẩm GMOs cơng ty xuyên quốc gia du nhập vào nước ta theo đường khơng thống lại trồng đồng ruộng bán thị trường mà khơng có quản lý nhà nước ho đến nay, Việt Nam chưa có quy chế an tồn sinh học quy định việc quản lý GMOs sản phẩm chúng Nhưng có đề xuất, soạn thảo, làm tờ trình để phủ phê duyệt “Quy chế quản lý an toàn sinh học GMOs sản phẩm chúng” Nhằm đáp ứng yêu cầu giao dịch thương mại quốc tế để công nghệ gen nước ta phát triển mạnh khơng quy mơ phịng thí nghiệm ể góp phần cho quản lý GMOs chúng tơi thực đề tài “Sử dụng kĩ thuật PCR phân tích trồng biến đổi gen sản phẩm chúng Nghiên cứu phát gen ngoại lai trồng biến đổi gen sản phẩm chúng sở kĩ thuật PCR, mutiplex P R, điện di gel agrose Chƣơng TỔNG QUAN TÀI LI U 1.1 Khái ni m GMO Sinh vật biến đổi di truyền (GMO – Genetically Modified Organims) thể sống (cây trồng, vi sinh vật…) mà vật chất di truyền bị biến đổi nhờ kĩ thuật gen [14, 35,32] Sự biến đổi di truyền thường bao gồm chèn ADN, tái tổ hợp mảnh ADN nhỏ vào genome thể bị biến đổi Quá trình gọi chuyển nạp Cấu trúc gen chèn điển hình GMO tạo nên cấu phần [35]: - ọan promoter (đoạn khởi động) có chức công tắc bật/mở để đọc gen biến đổi gen chèn - Gen chèn (hoặc gen bị biến đổi) để mã hóa đặc điểm chọn lọc riêng biệt - oạn terminator (đoạn kết thúc), có chức tín hiệu dùng để đọc gen chèn (hoặc gen biến đổi) Ngồi ra, vài thành tố khác có mặt cấu trúc gen chèn chức chúng thường để điều chỉnh ổn định chức gen, để chứng minh có mặt cấu trúc GMO để có kết hợp dễ dàng thành phần khác gen chèn Cấu trúc gen phải tương hợp với genome thể nhận để có ổn định mặt di truyền Vì thế, genome thể nhận thành tố quan trọng trình chuyển nạp 1.2 Tình hình sản xuất v t ƣơn mại hóa trồng biến đổi gen Những trồng biến đổi gen giống trồng truyền thống chúng có thêm số đặc điểm cải thiện Chúng có lợi cho nơng dân mà cịn có lợi cho người tiêu dùng Ngoài trồng biến đổi gen cịn có tiềm bảo vệ mơi trường [11, 21] Tuy nhiên tính lạ thể cải thiện mặt di truyền liên quan đến an toàn sinh học buộc phủ phải đề quy định trồng biến đổi gen Vì nhiều thử nghiệm ứng dụng công nghệ gen diễn toàn giới Nhiều trồng chuyển gen để cải tiến tính trạng chất lượng như:  Chống chịu bệnh  Chống thuốc diệt cỏ  Chống chịu côn trùng  Tăng thành phần dinh dưỡng  Tăng thời gian bảo quản Từ năm 1996 đến năm 2007, sau 12 năm đưa vào canh tác đại trà, mang lại lợi ích ổn định bền vững, trồng NSH trồng ngày nhiều toàn giới Năm 2007 năm thứ 12 liên tiếp diện tích trồng CNSH tiếp tục mở rộng Diện tích trồng tiếp tục tăng số, đạt 12% tương đương với 12,3 triệu héc-ta (30 triệu mẫu) – mức tăng cao thứ nhì vịng năm trở lại iện tích đất canh tác CNSH lên tới 114,3 triệu héc-ta Mức tăng từ năm 2006 (117,7 triệu ha) tới năm 2007 (143,7 triệu ha) 22% (26 triệu ha), mức tăng thực từ năm 2006 tới 2007, mức tăng gần gấp đơi so với mức tăng thể bên ngồi 12%, tương đương 12,3 triệu đo theo diện tích đơn [2] Năm 2007, có 23 quốc gia canh tác trồng CNSH, bao gồm 12 nước phát triển 11 nước công nghiệp ác nước xếp theo thứ tự diện tích đất trồng CNSH từ lớn tới nhỏ gồm: Hoa Kỳ, Ác-hen-ti-na, Braxin, Canada, Ấn ộ, Trung Quốc, Paraguay, Nam Phi, Uruguay, Phi-lip-pin, Australia,Tây Ban Nha, Mê-hi-cô, Côlômbia, Chilê, Pháp, Honduras, Cộng hòa Séc, Bồ Nha, ức, Slovakia, Rumani a Lan ý nước danh sách trên, nước có diện tích trồng CNSH triệu héc-ta tạo phát triển mạnh mẽ trồng CNSH khắp châu lục tảng vững cho phát triển trồng CNSH khắp giới tương lai Hai nước bắt đầu canh tác trồng NSH năm 2007 hilê a Lan: hilê canh tác 25000 héc-ta trồng NSH để sản xuất hạt giống xuất khẩu, Ba Lan – nước thành viên khối EU – lần trơng ngơ Bt Tổng diện tích đất trồng CNSH từ năm 1996 đến năm 2007 đạt 690 triệu héc-ta (1,7 tỷ mẫu), tăng 67 lần so với năm 1996, đưa NSH trở thành thành tựu ứng dụng nhanh nông nghiệp Việc nông dân đưa trồng CNSH vào canh tác với tốc độ tăng cao cho thấy trồng NSH phát triển tốt, mang lại lợi ích kinh tế, môi trường, sức khỏe xã hội cho người nông dân nước phát triển phát triển [2] Hình 1.1 : Di n tích trồng chuyển gen giớ 1996- 2007 a đoạn Bảng 1.1:Di n tích trồng cơng ngh sinh học số nƣớc năm 2007 Thứ tự ƣớc Di n tích Cây trồng CNSH (tri u héc-ta) 1* USA* 57.7 ậu tương, cải canola, bí, đu đủ, 2* Argentina* 19.1 ậu tương, ngô, 3* Brazil* 15.0 ậu tương, 4* Canada* 7.0 Cải canola, ngô, đậu tương 5* India* 6.2 Bông 6* China* 3.8 ông, cà chua, dương 7* Paraguay* 2.6 ậu tươn 8* South Africa* 1.8 9* Uruguay* 0.5 10* Philippines* 0.3 Ngô 11* Australia* 0.1 Bông 12* Spain* 0.1 Ngô 13* Mexico* 0.1 ông, đậu tương 14 Colombia