Công nghệ sinh học nguyên lý và ứng dụng nâng cao khả năng kháng mọt ở ngô

TS Vì THỊ XUÂN THUỶ NGUYÊN LÝ VÀ ỨNG DỤNG NÂNG CAỌ KHẢ NĂNG KHÁNG MOT NGÔ Đ ữg GPG V „ , NHÀ XUẤT BẢN ĐẠI H ỌC Q U Ố C G IA HÀ NỘI TS VỈ TH Ị X U Â N T H Ủ Y CỒNGNGHỆ SINH HỌC Nguyên lý ứng dụng nâng cao khả kháng mọt ngô (Tài liệu học tập dùng cho sinh viên, học viên cao học ngành sinh học, công nghệ sinh học tài liệu tham khảo cho giảng viên giáo viên sinh học) NHÀ X U Ấ T BẢN ĐẠI HỌC Q U Ố C G IA HÀ NỘI MUC LỤC LỜI NỐI ĐẦU Chương CÂY NGÔ VÀ TÍNH KHÁNG MỌT CỦA NGƠ 1.1 Giá trị ngô 13 1.1 Giá trị dinh dưỡng hạt ngô 13 1.1.2 Giá trị kinh tế n g ô 15 1.2 Mọt hại ngô (Sitophilus zeamais Motsch) 13 1.2.1 Vị trí phân loại, phân bố mọt hại n g ô 17 1.2.2 Đặc điểm hình thái, sinh thái mọt hại n g ô 18 1.2.3 Chu kỳ sống, lây nhiễm mọt hại ngô 20 1.2.4 Thiên địch mọt hại ngô 22 1.2.5 Tác hại mọt Sitophilus zeamais Motsch 23 1.3 Tính kháng mọt hạt ngơ 25 1.3.1 Đặc điểm hình thái, sinh lý liên quan đến khả kháng mọt hạt ngô 25 1.3.2 Đặc điểm sinh hoá liên quan đến khả kháng mọt hạt ngô .26 1.4 Kết đánh giá khả kháng mọt số giống ngô 29 1.4.1 Khối lượng hao hụt giống ngô nghiên cứu 30 1.4.2 Tỷ lệ tạo bột giống ngô nghiên cứu 31 1.4.3 Tỷ lệ nhiễm mọt giống ngô nghiên cứu 32 1.4.4 Hệ số gia tăng quần thể mọt giống ngô nghiên cứu 33 CỐNG NGHỆ SINH HỌC Chương PROTEIN DEFENSIN THựC VẬT 2.1 Cấu trúc, phân loại detensin thực v ậ t 38 2.1.1 Cấu trúc detensin thực v ậ t 38 2.1.2 Phân loại detensin thực v ậ t 41 2.2 Hoạt tính sinh học detensin thực v ậ t 44 2.2.1 ức chế dịch mã in vitro 46 2.2.2 ức chế - amylase 47 2.2.3 ức chế protease 51 2.2.4 Kháng vi sinh v ậ t 52 2.2.5 Khả chịu k ẽ m 53 2.2.6 Liên quan đến trạng thái oxi hoá - khử ascorbic acid 53 2.2.7 Khoá kênh ion 54 2.3 Nghiên cứu detensin ngô 54 Chương ĐẶC ĐlỂM GEN ZmDEF1 PHÂN LẬP TỪ CÂY NGƠ 3.1 Giá trị ngơ 57 3.1.1 Tách dịng cDNA xác định trình tự gen ZmDEF1 57 3.1.2 Phân tích trình tự nucleotide vùng mã hoá gen ZmDEF1 62 3.2 Giá trị ngô 65 3.3 Sự đa dạng vê trình tự vùng mã hóa gen ZmDEF1 n g ô 67 Chương MỘT s ố THÀNH Tựu CHUYÊN GEN c â y n g 4.1 Các phưtíng pháp chuyển gen ngô 70 4.1.1 Chuyển gen trực tiếp n g ô 71 4.1.2 Chuyển gen gián tiếp vi khuẩn Agrobacterium 73 4.2 Chuyển gen vào phôi non ngô thông qua A tumetaciens 76 4.3 Một số thành tựu ứng dụng kỹ thuật chuyển gen ngô 79 4.3.1 Tiếp cận kỹ thuật chuyển gen nhằm cải thiện khả kháng sâu hại 79 4.3.2 Tiếp cận kỹ thuật chuyển gen nhằm cải thiện khả kháng thuốc trừ cỏ 82 4.3.3 Tiếp cận kỹ thuật chuyển gen nhằm cải thiện khả chịu hạn 83 4.3.4 Tiếp cận kỹ thuật chuyển gen nhằm tăng suất ngô 84 4.3.5 Tiếp cận kỹ thuật chuyển gen nhằm thay đổi thành phần h t 86 M ụ c lục Chương B iểu HIỆN GEN ZmDEF1 CÂY THUỐC LÁ 5.1 Thiết kế cấu trúc mang gen chuyển ZmDEF1 89 5.1.1 Phương pháp thiết kế cấu trúc mang gen chuyển 5.1.2 Kết thiết kế cấu trúc mang gen chuyển ZmDEF1 89 ZmDEF1 92 5.2 Tạo dịng vi khuẩn A tumaciens CV58 mang vector chuyển gen 95 5.3 Tạo dòng thuốc chuyển gen mang gen 5.4 Phân tích thuốc chuyển g e n 99 5.4.1 Xác định có mặt gen chuyển ZmDEF1 95 ZmDEF1 thuốc chuyển gen hế hệ T0 99 5.4.2 Phân tích biểu 5.5 ZmDEF1 thuốc chuyển gen T , 100 Đánh giá biểu chức sinh học gen ZmDEF1 trẽn hạt thuốc hệ T , 107 Chương B iểu HIỆN GEN ZmDEF1 CÂY NGÔ CHUYÊN GEN 6.1 Chuyển gen gus vào phôi non ngô giống LVN99 111 6.1.1 Phương pháp chuyển gen gus vao phôi non giống ngôLVN99 .112 6.1.2 Kết chuyển gen gus vào phôi ngô giống LVN99 115 ZmDEF1 vào phơi ngơ nhờ A tumaciens 120 6.2 Chuyển cấu trúc mang gen 6.3 Xác định có mặt gen chuyển ZmDEF1 hệ ngô chuyển genT 126 6.3.1 Xác định có mặt gen chuyển ZmDEF1 hệ ngô chuyển gen T0 phản ứng PCR 126 6.3.2 Xác định có mặt gen chuyển ZmDEF1 hệ ngô chuyển gen T0 lai Southern .127 ZmDEF1 tái tổ hớp hệ ^ 131 6.4 Phân tích biểu protein 6.5 Kiểm tra chức sinh học protein ZmDEF1 tái tổ hợp hệ ^ 132 TÀI LIỆU THAM KHẢO 135 LỜI NÓI ĐẦU Ngô (Zea mays L.) ừong ngũ cốc có suất cao giá trị kinh tế lớn, góp phần ni sống hon 30% dân số giới Ngày nay, giới ngô đứng thứ ba diện tích, đứng thứ hai sản lượng đứng đầu suất Ngô dùng để sản xuất khoảng 650 mặt hàng khác ngành công nghiệp lương thực, thực phẩm, dược phẩm cơng nghiệp nhẹ Ngơ góp phần vào việc ổn định sản lượng ngũ cốc giới có vai trị quan trọng kinh tế thương mại quốc tế Ở Việt Nam, việc phát triển ngô thời gian qua đạt nhiều thành tựu, tăng nhanh diện tích, suất sản lượng; nhiên gặp nhiều thách thức, có vấn đề sâu hại Đã có nhiều giống ngơ lai có suất cao đưa vào sản xuất, song xuất hạn chế khả bảo quản, dễ bị nấm, m ọt xâm hại nhiều giống ngô địa phương truyền thống suất thấp khả bảo quản sau thu hoạch lại tốt Mọt ngô (Sitophỉlus zeamais Motsch.) loại đa thực, chúng ăn hầu hết loại ngũ cốc, loại đậu, hạt có dầu nhiều sản phẩm thực vật khác Thức ăn thích hợp với mọt ngơ hạt ngô Năng suất chất lượng ngô bị ảnh hưởng nhiều mọt ngô, chúng làm giảm sản lượng sau thu hoạch ữung bình 20%, có trường hợp phá hại chúng lên đến 90% vòng sáu tháng Ngăn chặn công mọt với ngô vấn đề cấp bách bảo quản ngơ, góp phần bảo đảm an ninh lương thực toàn giới M ột số biện pháp bảo quản ngô sau thu hoạch sử dụng CÔNG NGHỆ SINH HỌC 10 Nguyên lý ứng dụng nâng cao khị kháng m ọt ngơ phổ biến sấy nhiệt độ cao để tiêu diệt ấu trùng mọt, vần đảo, trộn bụi trơ, dùng thảo m ộc, Tuy vậy, biện pháp tốn nhiều công sức, hiệu thấp, giá thành cao Mặt khác, biện pháp dùng thuốc hố học gây nhiều mối lo ngại ô nhiễm môi trường, độc hại tới vật nuôi người Defensin thực vật phân bố rộng rãi giới thực vật, có cấu trúc khơng gian nhỏ, bền, hình cầu với thành phần khoảng 45 - 54 amino acid giàu cysteine Deíensin protein đa chức năng, chúng ức chế trình dịch mã, ảnh hưởng đến chức kênh màng, làm suy yếu vi sinh vật, tăng cường khả chống chịu kẽm, làm thay đổi trạng thái oxy hoá - khử ascorbic acid, ức chế protease đặc biệt ức chế hoạt động a-amylase côn trùng Đã có nhiều nghiên cứu cho thấy, defensin phân lập từ đậu xanh, đậu đũa có khả ức chế hoạt động a-amylase ấu trùng mọt đậu xanh đậu đũa Nhưng ức chế deíensin với a-amylase từ động vật có xương sống thấp Vì vậy, có nhiều tác giả tập trung nghiên cứu tăng cường khả kháng mọt đậu, đỗ sử dụng protein deíensin đạt kết cao Tuy nhiên, chưa có cơng trình nghiên cứu mở rộng ứng dụng protein deíensin với nhiều đối tượng nông sản khác bị thiệt hại lớn mọt hại ngô Trong năm gần đây, biến đổi di truyền trở thành công cụ quan trọng nghiên cứu trình thực vật cải tiến giống trồng Kỹ thuật tạo chuyển gen phát triển nhanh chóng kể từ thành cơng việc đưa gen ngoại lai vào thực vật nhờ A tume/aciens Cây chuyển gen có đặc điểm đặc biệt, cải tiến giá trị dinh dưỡng, tăng sản lượng, tăng khả chống chịu nhiều đặc tính ưu việt khác Việc ứng dụng kỹ thuật chuyển gen để tạo giống ngơ có khả kháng mọt cao vấn đề thực tiễn đặt nghiên cứu bảo quản ngô hạt sau thu hoạch Lời n ó i đ ầ u 11 Trên sở khoa học thực tiễn, sách CÔNG NG H Ệ SIN H HỌC (Nguyên lý ứng dụng nâng cao khả kháng mọt ngô) các nguyên lý chuyên sâu kĩ thuật chuyển gen vào ngô nói riêng thực vật nói chung Cuốn sách góp phần cung cấp liệu khoa học, kĩ thuật nghiên cứu di truyền học, công nghệ sinh học sinh học phân tử đại, tài liệu tham khảo tốt cho giảng viên sinh viên chuyên ngành sinh học Tác giả xin gửi lời cảm ơn ý kiến đóng góp quý báu GS.TS Chu Hồng Mậu Mặc dù có nhiều cố gắng, song q trình biên soạn khơng thể tránh khỏi thiếu sót, tác giả mong nhận góp ý nhà khoa học quý độc giả để sách hồn thiện Tác giả Chưcíng CÂY NGỖVÀ TÍNH KHÁNG MỌT CỦA NGƠ 1.1 Giá trị ngô 1.1.1 Giá trị dinh dưỡng hạt ngơ Cây ngơ có tên khoa học Zea mays L., thuộc chi Maydeae, họ hoà thảo ( Gramineae), hoà thảo ( Gramỉnales) Từ loài Zea mays L., dựa vào cấu trúc nội nhũ hạt hình thái bên ngồi, ngơ phân thành lồi phụ: ngô đá rắn, ngô ngựa, ngô nửa ngựa, ngô nếp, ngô đường, ngô nổ, ngô bột Từ lồi phụ dựa vào màu hạt màu lõi ngơ phân chia thành thứ khác Ngoài ngơ cịn phân loại theo sinh thái học, nơng học, thời gian sinh trưởng thưcmg phẩm Hạt ngô thuộc loại dĩnh gồm phận (Hình 1.1): vỏ hạt, lớp alơron, phơi nội nhũ Phía hạt có gốc hạt gắn liền với lõi ngơ Vỏ hạt bao bọc xung quanh, màu sắc vỏ hạt tuỳ thuộc vào giống Nằm lớp vỏ hạt lóp aloTon bao bọc lấy nội nhũ phơi Nội nhũ phận chiếm 70 - 78% ữọng lượng hạt, thành phần chủ yểu tinh bột, có chứa protein, lipit, vitamin, khống enzym để nuôi phôi phát triển Phôi ngô chiếm - 15%, phận cần trọng trình bảo quản CÔNG NGHỆ SINH HỌC 14 Nguyên lý ứng dụng nông cao nâng kháng mọt ngô Võ "I I ỹ i IIhũ ~j Lá phôi Phơi phát triển -l.np4.llomn Hình 1.1 Cấu tạo hạt ngơ bỗ dọc Hạt ngơ có giá trị dinh dưỡng cao, chửa tưcmg đối đầy đủ chất dinh dưỡng cần thiết cho người gia súc Hàm lượng protein lipid hạt ngô nhiều hạt gạo Thành phần hạt ngơ Việt Nam tinh bột (60 - 70%), chúng tập trung chủ yếu nội nhũ Hàm lượng tinh bột ngô tẻ nhiều ngô nếp (tương ứng 68% 65%) chia thành tinh bột mềm (tinh bột bột) tinh bột cứng (tinh bột sừng) Ngô nếp cấu tạo hồn tồn từ amylopectin nên có độ dẻo ngô tẻ Thành phần dinh dưỡng phận khác hạt ngô khác (Bảng 1.1) Thành phần sinh hóa hạt ngơ chịu ảnh hưởng nhiều đặc điểm giống, điều kiện khí hậu, đất đai kỹ thuật canh tác Bảng 1.1 Tì lệ phận hạt ngơ thành phần hóa học chúng Các phận hạt ngơ Tì lệ (%) Tồn hạt Thành phần hóa học (% chất khô) Tinh bột Protein Lipid 100 71,5 0,3 4,8 Nội nhũ 82,3 86,4 9,4 0,8 Phôi 11,5 8,2 18,8 34,5 Vỏ 5,3 7,3 3,7 1,0 Mày 0,8 5,3 9,1 3,8 (Nguồn: Nguyễn Đức Lương cs 2000) CÔNG NGHỆ SINH HỌC Nguyên lý ứng dụng nâng cao khỏ kháng mọt ngô 140 38 Castiglioni R, D Warner R J., Bensen D c., Anstrom J., Harrison M., Stoecker M., Abad G., Kumar s., Salvador R., D ’Ordine s., Navarro s., Back M., Fernandes J., Targolli s., Dasgupta c., Bonin M., Luethy J.E (2008), ‘‘Bacterial RNA chaperones confer abiotic stress tolerance inplants and improved grain yield in maize under waterlimited conditions”, Plant Physiology, 147, pp 446-455 39 Chuong Tran Van, Thuy Nguyen Kim (2003), “Demonstration for com- corb storage at Farm scale in Vietnam”, Proceeding o f the Scientific Meeting o f the ACIAR project PHT 1998/137, pp 07-08 40 Demissie G., Tefera T., Abraham T (2008), “Efficacy o f Silicosec, filter cake and wood ash against the maize weevil, Sitophilus zeamais Motsch, (Coleóptera: Curculionidae) on three maize genotypes”, Journal o f Stored Products Research, 40, pp 227-231 41 Devi V.S., Sharrna H.C., Rao P.A (2013), “Influence o f oxalic and malic acids in chickpea leaf exudates on the biological activity o f CrylAc towards”, Helicoverpa armígera, J Insect Physiol, 59(4), pp 394-399 42 Dias s c., Silva M c M., Teixeira F R., Figueira E L z., Oliveira-Neto, o B., Lima L A (2010), “Investigation o f insecticidal activity o f rye a- amylase inhibitor gene expressed in transgenic tobacco (Nicotiana tabacum) toward cotton boll weevil (Anthonomus grandis)”, Pesticide Biochemistry and Physiology, 98(1), pp 39-44 43 Edgertom M D (2009), “Increasing crop productivity to meet Global needs for feed, food and fuel”, Plant Physiol, 149, pp 7-13 Emma w G., Jose c., A de'.P.K '., Lamine.M., Simeon K (2012), “Structural characterization o f plant defensin protein superfamily”, Mol Biol Rep 39:4461^4469 44 45 Farias J R., Horikoshi R J., Santos A c , Omoto c (2014) “Geographical and temporal variability in susceptibility to Cry 1F toxin from Bacillus thuringiensis in spodoptera frugiperda (Lepidoptera: Noctuidae) populations in Brazil”, J Econ Entomol 107(6), pp 2182-2189 TÀI LIỆU THAM KHẢO 141 46 Frame B R., Shou H., Chikwamba R., Zhang Z., Xiang C., Fonger T., Pegg S-E., Li B., Nettleton D., Pei R, Wang K (2002), "Agrobacterium-mediated ransformation o f maize embryos using a standard binary vector system”, Plant Physiol., 129: 13-22 47 Frame B R., McMurray J M., Fonger T N., Main M L., Taylor K W., Tomey F J, Paz M M., Wang K (2006), “Improved Agrobacterium-mediated transformation o f three maize inbred lines using MS salts”, Plant Cell Rep, 25(10), pp 1024-1034 48 Frame B., Main M., Schick R., Wang K (2011), “Genetic transformation using maize immature zygotic embryos”, Plant Embryo Culture: Methods and Protocol, Methods in Moleculer Biology, 710 (22), pp 327-341 49 Frank D L., Kurtz R., Tinsley N A., Gassmann A J., Meinke L J., Moellenbeck D., Gray M E., Bledsoe L W., Krupke C H., Estes R E., Weber R, Hibbard B E (2015), “Effect o f seed blends and soilinsecticide on Western and Northern com rootworm emergence from Cry3A+eCry3,lAb Bt Maize”, J Econ Entomol, 108(3),pp 1260-1270 50 French B W , Hammack L., Tallamy D W (2015), “Mating success, longevity, and fertility of diabrotica virgifera leconte (Chrysomelidae: Coleóptera) in relation to body size and Cry3Bblresistant and Cry3Bbl -susceptible genotypes”, Insects, 6(4), pp 943-960 51 Jefferson R A., Kavanagh T A., Bevan M W (1987), “GUS fusion: (3-glucuronidase as a sensitive and versatile gene fusion marker in higher plants” EMBO, 6, pp 3901-3907 52 Garcia S., Bergvinson D J., Burt A J., Ramputh A I., DiazPontones D M., Amason J T (2004), “The role o f pericarp cell wall omponents in maize weevil resistance”, Crop Science, 44, pp 1546-1552 53 Gordon-Kamm W J., Spencer T M., Mangano M L., Adams T R., Daines R J., Start W G., Lemaux P G (1990), “Transformation o f maize cells and regeneration o f fertile transgenic plants”, The Plant Cell Online, 2(7), pp 603-618 CÔNG NGHỆ SINH HỌC 142 Nguyên lý ứng dụng nâng cao khả kháng mọt ngỏ 54 Gorji A H., Zolnoori M., Jamasbi A., Zolnoori Z (2011), “In vitro plant generation o f tropical maize genotypes International Conference on Enviromental”, Biomedical and Biotechnology IPCBEE, 16, IACSIT Press, Singapore 55 Greene T W., Hannah L C (1998), “Enhanced stability o f maize endosperm ADP-glucose pyrophosphorylase is gained through mutants that alter subunit interactions”, Proc Natl Acad Sci, 95, pp 13342-13347 56 Guedes R N C., Oliveira E., EGuedes N M P, Ribeiro B., Serra J E (2006), “Cost and mitigation o f insecticide resistance in the maize weevil, Sitophilus zeamais”, Physiological Entomology, 31, pp.30-38 57 Guy R (1987), “Maize”, Tropical Agriculturist, C.T.A., Macmillan, London, pp 22- 36 58 Gwinner J., Hamisch R., M uck O (1996), “Manual on theprevention o f post harvest seed losses, post harvest project, GTZ, D-2000”, Hamburg, FRG, pp 294 59 Hannah L C., Futch B., Bing J., Shaw J R., Boehlein S., Stewart J.D., Beiriger R., Georgelis N., Greene T (2012), “A shrunken-2 transgene increases maize yield by acting in maternal tissues to increase the frequency o f seed development”, Plant Cell, 24(6), pp 2352-2363 60 Harjes C E., Rocheford T R , Bai L., Brutnell T P., Kandianis C B., Sowinski S G (2008), “Natural genetic variation in lycopene epsilon cyclase tapped for maize biofortification”, Science, 319, pp 330-333 61 Harwood J D., Wallin W G., Obrycki J J (2005), “Uptake o f Bt endotoxins by non-target herbivores and higher order arthropod predators: molecular evidence from a transgenic com agroecosystem”, Molecular Ecology, 14(9), pp 2815-2823 62 Hitchon A J., Smith J L., French B W., Schaafsma A W (2015), “Impact o f the Bt com proteins Cry34/35Abl and Cry3Bbl, alone or TÀI LIỆU THAM KHẢO 143 pyramided, on western com rootworm (Coleóptera: Chrysomelidae) beetle emergence in the fieldz”, Econ Entomol, 108(4), pp 1986-1993 63 Horikoshi R J., Bemardi O., Bernardi D., Okuma D M., Farias J R., Miraldo L L., Amaral F.S., Omoto C (2015), “NearIsogenic CrylF-Resistant strain of spodoptera frugiperda (Lepidoptera: Noctuidae) to investigate fitness cost associated with resistance in Brazil”, Econ Entomol, 30, pp 382-387 64 Fluang G J., Lai H C., Chang Y S., Sheu M J., Lu T L., Huang S S (2008), “Antimi-crobial, dehydroascorbate reductase, and monodehydroascorbate reductase activities o f defensin from sweet potato [Ipomoea batatas (L.) Lam ‘tainong 57’] storage roots”, J Agrie Food Chem, 56, pp 2989-2995 65 Hythum M S., Nasser K B., Gizawy E (2012), “Importance o f micronutrients and its application methods for improving maize (Zea mays L.) yield grown in clayey soil, american-eurasian”, J Agrie & Environ Sci, 12 (7), pp 954-959 66 Ichiro M., Tomiko A., Toshiaki O., Tomoko T., KeikoA (2009), “Cathepsin D-like aspartic proteinase occurring in a maize weevil, Sitophilus zeamais, as a candidate digestive enzyme”, Bioscience, Biotechnology and Biochemistry, 73 (10), pp 2338-2340 67 Ishida Y., Saito H., Ohta S., Hiei Y , Komari T., and Kumashiro T (1996), “High efficiency transformation o f maize (Zea mays L.) mediated by Agrobacterium tumefaciens”, Nature Biotechnology, 14(6), pp 745-750 68 Ishida Y , Hiei Y , Komari T (2007), “Agrobacteium-mediated transformation o f maize”, Nature Protocol (7): 1614-1621 69 Ishida Y , Hiei Y , Komari T (2007), “Agrobacteium-mediated transfonnation o f maize”, Nature Protocol, (7), pp 1614-1621 70 James A O., Adebayo A O (2012), “Rearing the Maize Weevil, Sitophilus zeamais, on an Artificial Maize - Cassava Diet”, J Insect Sci, 12, pp 69-72 CÔNG NGHỆ SINH HỌC 144 Nguyên lý ứng dụng nâng cao khờ nâng kháng mọt ngô 71 Kant P., Liu W Z., Pauls K P (2009), “PDC1, a com defensin peptide expressed in Escherichia coli and Pichia pastoris inhibits growth o f Fusarium graminearum”, Peptides, 30, pp 1593-1599 72 Kumar R (1984), “Insect pest control with special reference to African agriculture”, Edward Arnold Publishers Ltd, Great Britain 73 Feng Lin K„ Tian R L„ Ping H T., Ming P H„ Ching S C., Ping C L (2007), “Structure-based protein engineering for a-amylase inhibitory activity o f plant defensin, PROTEINS: Structure, Function, and Bioinformatics, 68, pp 530-540 74 Kushmerick C., Castro M S., Cruz J S., Bloch J C., Beira P S L (1998), “Functional and structural features o f v-zeathionins, a new class o f sodium channel blockers”, FEBS Lett, 440, pp 302-306 75 Lay F T., Anderson M A (2005), “Defensins - components o f the innate immune system in plants”, Current Protein and Peptide Science, 6, pp 85-101 76 Lay F T., Schirra H J., Scanlon M J., Anderson M A., Craik D J (2003), “The three-dimensional solution structure o f N aD l, a new floral defensin from Nicotiana alata and its application to a homology model o f the crop defense protein alfAFP”, J Mol Biol,325, pp 175-188 77 Liliana P L M S., Alejandra B (2013), “Bacillus thuringiensis insecticidal three-domain Cry toxins: mode of action, insect resistance and consequences for crop protection”, FEMS Microbiol Rev, 37, pp 3-22 78 Livak K J., Schmittgen T D (2001), “Analysis o f relative gene expression data using real-time quantitative PCR and the (-Delta Delta C (T)) Method”, Methods, 25, pp 402-408 79 Liu Y., Cheng C , Lai S., Hsu M., Chen C., Lyu P (2006), “Solution structure o f the plant defensin VrDl from mung beanand its possible role in insecticidal activity against bruchids”, Proteins: Structure, Function and Genetics, 63(4), pp 777-786 80 Li N., Zhang S„ Zhao Y., Li B„ Zhang J (2011), “Ov expression of AGPase genes enhances seed weight and starch content in transgenic maize”, Planta, 233, pp 241-250 TÀI LIỆU THAM KHẢO 145 81 Li J (2013), “Enhancing sucrose synthase activity results in increased levels o f starch and ADP-glucose in maize (Zea mays L.) seed endosperms”, Plant Cell Physiol, 54, pp 282-294 82 Liu Y J., Cheng C S., Lai S M., Hsu M P., Chen C., Lyu P C (2006), “Solution strucure o f the plant defensin VrDl from mung bean and its possible role in insecticidal activity against bruchids”, Proteins, 63, pp 777-786 83 Lobo D.S., Pereira I.B., Fragel-Madeira L., Medeiros L.N., Cabral L.M., FariaJ., Bellio M., Campos R.C., Linden R., Kurtenbach E (2007), “Antifungal Pisum sativum defensin interacts with Neurospora crassacyclin Frelated to the cell cycle”, Biochemistry, 46 (4), pp 987- 996 84 Luke C N., Chris O A., Emmanuel O O (2015), “Screening for new sources o f resistance to Sitophilus zeamais Motschulsky (Coleóptera: Curculionidae) infestatuon in stored maize genotypes”, J.Crop Prot, (3), pp 277-290 85 Maceljski M., Korunic Z (1973), “Contribution to the morphology andecology o f Sitophilus zeamais Motsch in Yugoslavia”, J Stored Prod Res, 9, pp 225-234 86 Mahesh B C„ Kenneth J B., Timothy C.H (2003), “Modulespecific regulation o f the (3-phaseolin promoter during embryogenesis”, Plant J 33: 853-866 87 Maite B., Joaquín R., Elisa G., Luis M.M., Antonio M., Gregorio H (2005), “A protective role for the embryo surrounding region o f the maize endosperm, as evidenced by the characterisation o f ZmESR-6, a defensin gene specifically expressed in this region”, Plant Molecular Biology, 58, pp 269-282 88 Makanjuola W A., Isong I U., Omoloye A A., Kemabonta K A., Ogunyadeka A O (2009), “Inherent susceptibility o f elite rice varieties to post harvest damage by Sitophilus zeamais Motsch, (Coleóptera: Curculiondae) ”, Nigerian Journal o f Ecology, 10, pp 11-15 CÔNG NGHỆ SINH HỌC 146 Nguyên lý ứng dụng nâng cao khỏ kháng m ọt ngô 89 Marujescu A (2012), “A brief survey regarding fate o f Bt proteins synthesized by transgenic maize in soil, JOURNAL o f Horticulture”, Forestry and Biotechnology, 16(2), pp 126-130 90 Melo F R., Rigden D J., Franco O L., Mello L V., Ary M B., Grossi-de-Sa'M F., Bloch C (2002), “Inhibition o f trypsin by cowpea thionin: character-ization, molecular modeling and docking”, Proteins, 48, pp 311-319 91 Mendez E., Rocher A., Calero M., Girbes T., Chores L., Soriano, F (1996), “Primary structure o f m-hordothionin, a novel member o f a family o f thionins from barley endosperm, and its inhibition o f protein synthesis in eukaryotic and prokaryotic cell-free systems”, J Biochem, 239, pp 67-73 92 Mikami A Y., Carpentieri P V., Ventura M U (2012), “Resistance o f maize landraces to the maize weevil Sitophilus zeamais Motsch,(Coleoptera: Curculionidae) ”, Neotrop Entomol, 41 (5), 404-408 93 Morton R L., Schroeder H E., Bateman K S., Chrispeels M J., Armstrong E., Higgins T J V (2000), “Bean alpha-amylase inhibitor in transgenic peas (Pisum sativum) provides complete protection from pea weevil (Bruchus pisorum) under field conditions”, Proceedings of the National Academy o f Sciences USA, 97(8), pp 3820-3825 94 Munyiri S W., Mugo S N., Otim M., Mwololo J K., Okori, P (2013), “Mechanisms and sources o f resistance in tropical maize inbred lines to Chilo partellusstem borers”, Journal o f Agricultural Sciences, (7), pp 51-60 95 Murray M G., Thompson W F (1980), “Rapid isolation o f high molecular weight plant DNA”, Nucleic Acids Res., 8(19), pp.’ 4321-4325 96 Mwololo J K., Mugo S., Okori P., Tefera T., Otim M., Munyiri S W (2012), “ Sources o f Resistance to the Maize Weevil Sitophilus zeamais in Tropical Maize”, Journal o f Agricultural Science, 4(11), pp 206-212 TÀI LIỆU THAM KHẢO 147 97 Nicole L V W., Marilyn A A (2013), Plant defensins: Common fold, multiple functions, Fungal biology reviews, 26, pp 121-131 98 Nguyen Q D., Dang T D (2009), “Some research result on alien invasive species Bean weevil Acanthosscelides obtectus Say (Coleóptera, Bruchidae) in Vietnam”, Sience Journal, (37), pp 105-114 99 Nwosu L C., Nwosu U I (2012), “Assessment o f maize cob powder for the control o f weevils in stored maize grain in Nigeria”, Journal o f tomological Research, 36 (3), pp 21-24 100 Nwosu L C (2015), “Integrating host resistance with plant materials in the management o f Sitophilus zeamais infestation in stored maize”, Ph.D Thesis, ederal University o f Technology Akure, Ondo State, Nigeria 101 Ombori O., Muoma J V O., Machuka J (2013), “Agrobacterium-mediated genetic transformation o f selected tropical inbred and hybrid maize (Zea mays L.) lines”, Plant Cell Tiss, 113 (1), p p 11-23 102 Osborn R W., De Samblanx G W., Thevissen K., Goderis I., Torrekens S., Van Leuven F., Attenborough S., Rees S B., Broekaert W F (1995), “Isolation and characterisation o f plant defensins from seeds o f Asteraceae, Fabaceae, Hippocastanaceae and Saxifragaceae”, FEBS Lett, 368, pp 257-262 103 Osipitan A A., Odebiyi, J A (2007), “Laboratory evaluation o f twenty maize (Zea mays L.) varieties for resistance to the larger grain borer, Prostephanus truncatus (Horn) (Coleóptera; Bostrichidae) in Ibadan, Oyo State, Nigeria”, Nigerian Journal o f Entomology, 24, pp 54-67 104 Ostrem J S., Pan Z., Flexner J L., Owens E., Binning R., Higgins L S (2016), “Monitoring Susceptibility o f Western Bean Cutworm (Lepidoptera: Noctuidae) Field Populations to Bacillus thuringiensis C rylF Protein”, J Econ Entomol, 9, pp 376-383 105 Pelegrini P B., Franco O L (2005), “Plant gamma-thionins: novel insights on the mechanism o f action o f a multi-functional class o f defense pro-teins”, Int J Biochem Cell Biol, 37, pp 2239-2253 CÔNG NGHỆ SINH HỌC 148 Nguyên lý ứng dụng nâng cao kháng m ọt ngô 106 Pelegrini B P., Lay F T., Murad M A., Anderson M A Franco L.O (2008), “Novel insights on the mechanism o f action o f a-amylase inhibitors from the plant defensin family”, Proteins, 73, pp 719-729 107 Peng W K., Lin H.C., Wang C.H (2003), “DNA identification o f two laboratory colonies o f the weevils, Sitophilus oryzae (L.) and S zeamais Motschulsky (Coleóptera: Curculionidae) in Taiwan”, Journal O f Stored Products Research, 39(2), pp 225-235 108 Proctor D.L (1971), “An additional aedeagal character for distinguishing Sitophilus zeamais Motsch from Sitophilus oryzae (L.) (Coleóptera: Curculionidae) ”, Journal o f Stored Products Research, 6, pp 351-352 109 Qiudeng Q., Sivamani E., Xianggan L., Heng Z., Samson N., Michael S., Xiaoyin F., Michael N., Timothy K., Weining G., Zhongying C., Mary-Dell M C (2014), “Maize transformation technology development for commercial event generation”, Plant Sience, 5, pp 379-398 110 Sakulsingharoj C.(2004), “Engineering starch biosynthesis for increasing rice seed weight: the role o f the cytoplasmic ADP-glucose pyrophosphorylase”, Plant Sci, 167, pp 1323-1333 111 Sambrook J., Russell D W (2001), “Molecular Cloning”, A Laboratory Manual, 3rd ed Cold Spring Harbor Laboratory, NY 112 Santos-Amaya O F., Rodrigues J V., Souza T C., Tavares C S., Campos S O., Guedes R N., Pereira E J (2015), “Resistance to dual-gene Bt maize in Spodoptera frugiperda: selection, inheritance, and cross-resistance to other transgenic events”, Sci Rep, 17(5), pp 18243 113 Schuppener M., Miihlhause J., Müller A K., Rauschen S (2012),“Environmental risk assessment for the small tortoiseshell agíais urticae and a stacked Bt-maize with combined resistances against Lepidoptera and Chrysomelidae in central European agrarian landscapes”, Mol Ecol, 21, pp 4646-4662 TAILIEUTHAMKHAO 149 114 Shaista N., Changfu Z., Gemma F., Koreen R., Ludovic B., Ju rgen Breitenbach., Dario P C., Gaspar R., Gerhard S., Teresa C., Paul C (2009), “Transgenic multivitamin com through biofortification o f endosperm with three vitamins representing three distinct metabolic pathways”, PNAS, 106, pp 7762-7767 115 Shohael A.M., Akanda M A L., Parves S., Mahfuja S., Alam M F., Islam R., Joarder N (2003), “Somatic embryogenesis and plant regeneration from immature embryo derived callus o f inbred maize (Zea mays L.) ”, Biotechnol, 2(2), pp 154-161 116 Silverio G L., David J B (2015), “Phytochemical and Nutraceutical Changes during Recurrent Selection for Storage Pest Resistance in Tropical Maize”, Crop science, 54, pp 2423-2432 117 Silva E M., Valencia A., Grossi-de-Sa, M F., Rocha T L., Freire E., Paula J E (2009), “Inhibitory action o f cerrado plants against mammalian and insect a-amylases”, Pesticide Biochemistry and Physiology, 95(3), pp 141-146 118 Siebert M W., Nolting S P., Hendrix W., Dhavala S., Craig C., Leonard B R., Stewart S D., All J., Musser F R., Buntin G D., Samuel L (2012), “Evaluation o f com hybrids expressing CrylF, crylA.105, Cry2Ab2, Cry34A bl/Cry35A bl, and Cry3Bbl against southern United States insect pests”, J Econ Entomol, 105(5), pp 1825-1834 119 Solis J., Medrano G., Ghislain M (2007), “Inhibitory effect o f a defensin gene from the Andean crop maca (Lepidium meyenii) against Phytophthora infestans”, J Plant Physiol, 164, pp 1071-1782 120 Southern E M (1975), “Detection o f specific sequences among DNA fragments separated by gel electrophoresis”, J Mol Biol 98, pp:503-517 121 Spelbrink R.G., D ilm acN., Allen A., Smith, T.J., Shah, D.M., Hockerman, G.H (2004), “Differential antifungal and calcium channel­ blocking activity among structurally related plant defensins”, Plant Physiol, 135 (4), pp 2055-2067 CÔNG NGHỆ SINH HỌC 150 Nguyên lý ứng dụng nâng cao khâ kháng mọt ngô 122 Tadele T., Stephen M., Paddy L (2011), “Effects o f insect population density and storage time on grain damage and weight loss in maize due to themaize weevil Sitophilus zeamais and the larger grain borer Prostephanus truncabas”, African Journal o f Agricultural Research, 6(10), pp 2249-2254 123 Takava S., Rahnama H., Rahimian H., Kazemitabar K (2010), “Agrobacterium Mediated Transformation o f Maize (Zea mays L.) ”, Journal o f Sciences, 21(1), pp 21-29 124 Tadele T., Girma D., Stephen M., Yoseph B (2013), “Yield and agronomic performance o f maize hybrids resistant to the maize weevil Sitophilus zeamais Motschulsky (Coleóptera: Curculionidae)”, Crop Protection, 46, pp 94-99 125 Terras F R., Torrekens S., Van Leuven F., Osborn R W., Vanderleyden J., Cammue B P , Broekaert W F (1993), “A new family o f basic cysteine-rich plant antifungal proteins from Brassicaceae species”, FEBS Lett, 316 (3), pp 233-240 126 Thevissen K., de Mello T P, Xu D., Blankenship J., Vandenbosch D., Idkowiak-Baldys J., Govaert G., Bink A., Rozental S., de Groot P W., Davis T R., Kumamoto C A., Vargas G., Nimrichter L., Coenye T., Mitchell A., Roemer T., Hannun Y A., Cammue B P (2012), “The plant defensin RsAFP2 induces cellwall stress, septin mislocalization and accumulation o f ceramides in Candida albicans”, Mol Microbiol, 84 (1), pp 166-180 127 Topping J F (1998), “Tobacco transformation”, Methods of Mol Biol, 81, pp 365-372 128 Tongjura J D C., Amuga G A., Mafuyai H B (2010), “Laboratory assessment o f the susceptibility o f some varieties o f Zea mays infested with Sitophilus zeamais, Motsch, (Coleóptera: Curculionidae) in Jos, Platue State, Nigeria”, Science World Journal, (2), pp 55-57 129 Vain P , Yean H., Flament P (1989), “Enhancement of production and regeneration o f embryogénie type II callus in Zea mays L by AgN03”, Plant Cell Tiss, 18, pp 143-153 TÀI LIỆU THAM KHẢO 151 130 Thi Xuan Thuy VI, Hoang Due LE, Vu Thanh Thanh NGUYEN, Van Son LE, Hoang Mau CHU (2017), “Expression of Zm DEFl gene and experiment the alpha-amylase inhibitory activity from maize weevils o f recombinant defensin”, Turk J Biol, 41, pp 98104 E-ISSN: 1303-6092 ISSN: 1300-0152 131 Thi Xuan Thuy Vi, Thi Ngoc Lan Nguyen, Thi Thanh Nhan Pham, Huu Quan Nguyen, Thi Hai Yen Nguyen, Quang Tan Tu, Van Son Le, Hoang Mau Chu, (2019) “Overexpression o f the ZmDEF gene increases the resistance to weevil larvae in transgenic maize seeds”, Molecular Biology Reports, 46, pp 2177-2185 ISSN 0301- 4851, EISSN 1573-4978 132 Wang z (2007), “Increasing maize seed weight by enhancing the cytoplasmic ADP-glucose pyrophosphorylase activity in transgenic maize plants”, Plant Cell Tiss Org, 88, pp 83-92 133 Wang T T , Ji J., Wang G., Guan c E , Zhang L., Jin c (2012), “Study on Agrobacterium-mediated transformation o f psy Gene into Shoot Meristem o f Maize”, China Biol, 32(8), pp 36-40 134 Wang Y , Hu z „ Wu w (2015), “Different Effects o f Bacillus thuringiensis Toxin C rylA b on Midgut Cell Transmembrane Potential o f Mythimna separata and Agrotis ipsilon Larvae”, Toxins (Basel), 7(12), pp 5448-5458 135 Watrud L s., Lee E H., Fairbrother A., Burdick c., Reichman J R., Bollman M., Water p K V (2004), “Evidence for landscape-level, pollen-mediated gene flow from genetically modified creeping bentgrass with CP4 EPSPS as a marker”, Proceedings o f the National Academy o f Sciences o f the United States o f America, 101(40), pp.14533-14538 136 Wong J H., Zhang X Q., Wang H X , Ng T B (2006), “A mitogenic defensin fromwhite cloud beans (Phaseolus vulgaris) ”, Peptides, 27, pp 2075-2081 137 Yamaguchi-Shinozaki K., Sakuma Y , Ito Y , Shinozaki K (2006), “The DRE-DREB regulon o f gene expression in Arabidopsis CÔNG NGHỆ SINH HỌC 152 Nguyên lý ứng dụng nâng cao khả kháng m ọt ngô and rice in response to drought and cold stress, In: J.-M Ribaut (Ed.) Drought adaptation in cereals”, Haworth, NY pp 583-598 138 Zahida Q., Khadija A., Idrees A N., Abdul M F., Bushra T., Qurban A., Arfan A., Mudassar F A., M uhammad T., Tayyab H (2015), “An overview o f genetic transformation o f glyphosate resistant gene in Zea mays”, Nature and Science, 13(3), pp 81-90 139 Zhang L., Shen W., Fang Z., Liu B (2016), “C rylab/c in different stages o f growth in transgenic rice Bt- shanyou”, Front Biosci, 1(21), pp 447-454 140 Zhao Z U., Cail T., Tagliani L., Miller M., Wang N., Pang H., Rudert M., Schroeder S., Hondred D., Seltzer J., Pierce D (2000), “Agrobacterium-mediated sorghum transformation”, Plant Mol Biol, 44, pp 789-798 NHÀ XUẤT BẢN ĐẠI HỌCQUỐCGIAHÀMỘI 16HàngChuối- HaiBàTrưng- HàNội Giám đốc-Tổng Biên tập: (024) 39715011 Hành chính: (024) 39729436 Biên tâp: (024)39714896 Kỹ thuât xuất bản: (024) 39715013 Chịu trách nhiệm xuất bản: Giám đốc-Tổng biên tập:TS PHẠM THỊ TRÂM Biên tập: ĐINH QUỐC THẮNG Chế bản: ĐÀO DIỆP Trình bày bìa: ĐÀO DIỆP Đối tác liên kết: TÁC GIẢ SÁCH LIÊN KẾT GÔNG NGHỆ SINH HỌC Nguyên lý ứng dụng nâng cao khả kháng mọt d ngô Mã số: 1L -15 Đ H 02 In 50 bản, khổ 16x24cm Cơng tyTNHH In Thanh Bình Địa chỉ: số 432 đường K2, Cẩu Diễn, Q Nam Từ Liêm, Hà Nội Số xác nhận ĐKXB: 1167 - 2020/CXBIPH/13 - 08/ĐHQGHN, ngày 06/04/2020 Quyết định xuất số: 275 LK-TN/QĐ-NXB ĐHQGHN ngày 23/04/2020 In xong nộp lưu chiểu năm 2020 CỦNG NGHỆ SINH HỌC NGUYÊN LÝ , VÀ ỨNG DỤNG NÂNGCAỌ KHẢ NĂNG KHÁNG MỌT NGÔ