Báo cáo khoa học nghiên cứu phân lập và chuyển gen lúa liên quan đến tính chịu hạn vào giống lúa việt nam

VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆPVIỆT NAM VIỆN DI TRUYỀN NÔNG NGHIỆP o Bá BÁO CÁO KHOA HỌC o cá Nghiên cứu phân lập chuyển gen liên quan đến tính chịu hạn vào giống lúa Việt Nam oa kh c họ Báo cáo viên: NCS Cao Lệ Quyên Hà Nội, 03-2017 Nội dung báo cáo Đặt vấn đề o Bá cá Vật liệu phương pháp o c họ Kết nghiên cứu oa kh Kết luận & Kiến nghị AN NINH LƯƠNG THỰC CHO LOÀI NGƯỜI o Bá o cá oa kh c họ ĐẶT VẤN ĐỀ Hạn hán yếu tố thách thức an ninh lương thực kỷ 21 o Bá o cá oa kh c họ Dự đốn mức độ thiếu nước cho sản xuất nơng nghiệp đến năm 2025 ĐẶT VẤN ĐỀ sedac.ciesin.columbia.edu “Hạn hán, xâm nhập mặn vượt khả chống đỡ Việt Nam” o Bá o cá oa kh c họ ĐẶT VẤN ĐỀ sedac.ciesin.columbia.edu Giải pháp cho nông nghiệp nay? o Bá o cá kh oa Cải tạo giống c họ ĐẶT VẤN ĐỀ permaculturenews.org gmcropss.yolasite.com Tạo giống chuyển gen chịu hạn o Bá o cá oa kh c họ ĐẶT VẤN ĐỀ Chuỗi đáp ứng chống chịu hạn thực vật Hạn hán Protein dẫn truyền tín hiệu Nhận tín hiệu o Bá (G protein, kinase) o cá Truyền tín hiệu c ĐẶT VẤN ĐỀ (DREB, NAC, AREB, MYB, …) họ Chống chịu hạn oa Protein Chức Bảo vệ sửa chữa kh Hoạt Hóa gen Nhân tố phiên mã Protein chức (LEA, chaperones, proteases, transporters, proline ) Nhân tố phiên mã đáp ứng hạn thực vật Nhóm AREB/ABF: phụ thuộc ABA o Bá o cá Nhóm AP2/ERF gồm phân nhóm DREB, Rav, ERF oa kh c họ Nhóm NAC: nhóm nhân tố phiên mã lớn thực vật Nhóm bZIP, MYB, Zinc fingers, HD-Zip protein … ĐẶT VẤN ĐỀ Nhân tố phiên mã đáp ứng hạn lúa o Bá o cá oa kh c họ ĐẶT VẤN ĐỀ Joshi et al., 2016 Kết sinh trưởng dòng lúa chuyển gen Cấu trúc gen oa 2 17 12 VẬT LIỆU & PHƯƠNG PHÁP KẾT QUẢ c họ ĐẶT VẤN ĐỀ kh Tổng o U4 Sinh trưởng bình thường 2 2 cá Ubi: OsDREB1A 2 2 o Bá Lip9: OsDREB1A L1 L2 L3 L4 L5 U1 U2 U3 Số Trổ Kết hạt 2 1 Thu hạt T2 1 2 2 2 11 9 Nội dung IV o Bá o cá PHÂN TÍCH KIỂU HÌNH CÂY oa kh CHUYỂN GEN c họ Đánh giá sinh trưởng phát triển dòng chuyển gen T2 o Bá o cá oa kh c họ Thu dòng lúa chuyển gen (L3, L5, U1 U4) ĐẶT VẤN ĐỀ VẬT LIỆU & PHƯƠNG PHÁP KẾT QUẢ Đánh giá khả giữ nước dòng chuyển gen T2 nước cưỡng o Bá o cá oa kh c họ ĐẶT VẤN ĐỀ VẬT LIỆU & PHƯƠNG PHÁP KẾT QUẢ Khả o cá nước o Bá giữ kh oa họ c phục hồi ĐẶT VẤN ĐỀ VẬT LIỆU & PHƯƠNG PHÁP KẾT QUẢ Khả giữ nước phục hồi o Bá o cá oa kh c họ ĐẶT VẤN ĐỀ VẬT LIỆU & PHƯƠNG PHÁP KẾT QUẢ Đánh giá khả chịu hạn tạo hạt (T 3) o Bá o cá oa kh c họ 20 ngày tuổi: hạn tuần WT: 0% T3: 20 – 30% ĐẶT VẤN ĐỀ VẬT LIỆU & PHƯƠNG PHÁP 20 ngày tuổi: hạn tuần WT: 0% T3: L5 KẾT QUẢ Đánh giá khả chịu hạn tạo hạt (T 3) o Bá o cá oa kh c họ 40 ngày tuổi: hạn tuần WT: 0% T3: 63,33 – 86,67% 40 ngày tuổi: hạn tuần WT: 0% T3: - 6,67% Các dòng chuyển gen có khả phục hồi 20-30% Dịng L5 có khả chịu hạn cao ĐẶT VẤN ĐỀ VẬT LIỆU & PHƯƠNG PHÁP KẾT QUẢ OsDREB1A tăng cường biểu chuyển gen xử lý hạn o Bá o cá oa kh c họ ĐẶT VẤN ĐỀ VẬT LIỆU & PHƯƠNG PHÁP KẾT QUẢ Đánh giá biểu gen chuyển gen o Bá o cá oa kh c họ ĐẶT VẤN ĐỀ VẬT LIỆU & PHƯƠNG PHÁP KẾT QUẢ o Bá KẾT LUẬN & KIẾN NGHỊ o cá oa kh c họ KẾT LUẬN  Trình tự mã hóa OsDREB1A kích thước 720 bp phân lập thành cơng giải trình tự từ DNA tổng số giống Cườm Dạng cDNA giống Mộc Tuyền; trình tự mã hóa OsDREB2A kích thước 825 bp phân lập thành cơng giải trình tự từ cDNA giống o Bá Cườm Dạng Tạo 04 cấu trúc vector chuyển gen: Ubi:OsDREB1A, Ubi:OsDREB2A, Lip9:OsDREB1A Lip9:OsDREB2A làm vật liệu phục vụ công tác tạo giống trồng chịu o cá hạn theo định hướng chuyển gen kh oa  Khả tạo callus khả tái sinh chồi từ callus tập đoàn giống lúa trồng Việt họ Nam phụ thuộc chặt chẽ hai yếu tố giống mơi trường Có 05/47 giống lúa (LP-5M, c IR80416-B-152-4, YUNLU103-1B, Nếp Khau Để Đỏn Chành Trụi) có tỷ lệ tạo callus lớn 75% môi trường MS có bổ sung 2,4D Có 05/26 giống lúa (LUYIN46, IR80416-B152-4, LHY-4, YUNLU103-1B Chành Trụi) có khả tái sinh chồi từ callus đạt 70% môi trường tái sinh TS2 (MS + 2mg/l BAP + 0,5mg/l kinetine) Quy trình chuyển gen cho giống Chành Trụi thiết lập thành công với tỷ lệ xấp xỉ 15% ĐẶT VẤN ĐỀ VẬT LIỆU & PHƯƠNG PHÁP KẾT QUẢ KẾT LUẬN KẾT LUẬN  Các vector biểu Ubi:OsDREB1A, Ubi:OsDREB2A, Lip9:OsDREB1A Lip9:OsDREB2A chuyển thành công vào giống lúa Chành Trụi Kết sàng lọc Hygromycin kiểm tra cấu trúc chuyển gen với mồi đặc hiệu gen o Bá chuyển htpIII xác định 51 dòng chuyển gen độc lập hệ T0 cá  Kết sàng lọc kiểu gen đánh giá kiểu hìnhđã xác định 04 dịng o Chành Trụi chuyển gen đồng hợp trì đến hệ T3(L3 L5, cấu trúc kh oa Lip9:OsDREB1A; U1 U4, cấu trúc Ubi:OsDREB1A) có khả phục hồi, kết họ hạt (tỷ lệ hạt đạt 13,33 - 20%) sau 03 tuần ngừng cung cấp nước Kết c nghiên cứu biểu (sqRT-PCR qRT-PCR) cho thấy OsDREB1A gen thị chịu hạn (DIP, SALT) chuyển gen tăng cường biểu điều kiện hạn có khác biệt so với đối chứng ĐẶT VẤN ĐỀ VẬT LIỆU & PHƯƠNG PHÁP KẾT QUẢ KẾT LUẬN KIẾN NGHỊ  Tiếp tục nghiên cứu khả trì tính ổn định hệ T3, Của 04 dòng lúa chuyển gen Chành Trụi o Bá T4 tạo nghiên cứu hệ (tính bền vững di truyền, khả cá o trì tính chống chịu, suất….) kh oa  Mở rộng nghiên cứu chuyển gen OsDREB1A OsDREB2A họ c điều khiển promoter hoạt động cảm ứng stress vào đối tượng trồng khác để phục vụ công tác chọn tạo giống ĐẶT VẤN ĐỀ VẬT LIỆU & PHƯƠNG PHÁP KẾT QUẢ Kết luận KIẾN NGHỊ  Tiếp tục nghiên cứu đặc tính sinh học protein OsNLI-IF o Bá  Tiếp tục nghiên cứu đánh giá khả sinh trưởng chống o cá chịu dòng chuyển gen giai đoạn phát triển oa kh hệ khác c họ  Đánh giá tiềm ứng dụng OsNLI-IF nghiên cứu tạo giống trồng chống chịu hạn