Tiểu luận - CÔNG NGHỆ SINH HỌC THỰC PHẨM - đề tài - Nấm Men Chống Chịu Độc Tố

• a,giới thiệu chung • Do nhu cầu thiết yếu của con người ngày càng cao, để đáp ứng đầy lượng thực phẩm trong và ngoài nước, vì vậy đòi hỏi các nhà khoa học tìm tòi và nghiên cứu ra gi

I PHẦN MỞ ĐẦU

• 1.Giới thiệu chung,đặc điểm của thực vật chuyển gen.

• a,giới thiệu chung

• Do nhu cầu thiết yếu của con người ngày càng cao, để đáp ứng đầy lượng thực phẩm trong

và ngoài nước, vì vậy đòi hỏi các nhà khoa học tìm tòi và nghiên cứu ra giải pháp Mở đầu

• * Thực vật chuyển gen chống chịu các độc tố

• Thực vật chuyển gen chống chịu các độc tố là những cây chứa DNA ngoại lai được đưa vào trong tế bào bằng phương pháp thích hợp Những DNA khi vào trong tế bào sẽ tạo ra cây trồng có khả năng chống chịu các loại độc tố có trong đất, trong môi trường và có khả năng kháng thuốc diệt cỏ hoặc các loại thuốc bảo vệ thực vật khác.

Công nghệ chuyển gen là đưa một đoạn DNA ngoại lai vào gen của cơ thể đa bào, sau đó DNA ngoại lai này sẽ có mặt ở hầu hết các tế bàovà được truyền lại cho thế hệ sau

Gen chuyển là gen ngoại lai được truyền từ một cơ thể này sang cơ thể mới bằng kỹ thuật di truyền

Hình 1: cây trồng chống ô nhiễm Hình 2: thực vật chuyển gen

• Tăng thu nhập, giảm đói nghèo ở các nước đang phát triển.

• Cho phép các nhà tạo giống thực vật đưa ra giống mới nhanh hơn và vượt qua những giới hạn của tạo giống truyền thống.

• VD: Họ đưa ra 1 gen có tính chịu hạn từ cây này vào cây khác tăng chịu hạn của cây sau.

• 2.Lịch sử phát triển công nghệ chuyển gen thực vật

Cây trồng chuyển đổi gen được tao ra lần đầu tiên vào năm 1982.

• Năm 1987 Plant Genctic Systems là công ty đầu tiên phát triển cây trồng thiết kế gen di

truyền( thuốclá ) có khả năng chống chịu côn trùng bằng cách biểu hiện các gen mã hóa

protein diệt côn trùng từ vi khuẩn Bacillus Thuringiensis (Bt)

• Cây trồng biến đổi gen đầu tiên được phê chuẩn bán ở Mỹ vào năm 1994 là cà chua

FlavrSavr có thời gian bảo quản lâu hơn các loại cà chua thông thường Năm 1994 liên minh Châu Âu phê chuẩn cây thuốc lá có khả năng chống thuốc diệt cỏ Bromoxynil.

• Năm 1995 khoai tây Bt được phê duyệt an toàn bởi cơ quan bảo vệ môi trường, trở thành cây nông sản kháng sâu đầu tiên được phê duyệt tại Hoa Kì.

• Tính đến giữa năm 1996 đã có tổng cộng 35 phê chuẩn được cấp cho 8 loại cây công nghiệp chuyển đổi gen và một loài hoa cẩm chướng, với 8 điểm khác nhau tai 6 quốc gia cộng thêm EU.

• Năm 2000 lần đầu tiên các nhà khoa học đã biến đổi gen thực phẩm để gia tăng giá trị dinh dưỡng bằng việc sản xuất ra hạt gạo vàng.

Hình 3: gạo vàng 1 loại thực phẩm biến đổi gen có

nhiều ưu điểm

II NỘI DUNG

• 1,Các bước trong kĩ thuật chuyển gen

• *Một số điểm cần lưu ý khi chuyển gen

• Không phải tất cả các tế bào đều thể hiện tính toàn năng.

• Các cây khác nhau có phản ứng không giống nhau với sự xâm nhập của một gen ngoại lai.

• Cây biến nạp chỉ có thể tái sinh từ các tế bào có khả năng tái sinh và khả năng thu nhận gen biến nạp vào genome.

• Chỉ có một số tế bào có khả năng biến nạp và tái sinh cây.

• Thành phần của các quần thể TB được xác định bởi loài, kiểu gen, từng cơ quan, từng giai đoạn phát triển của mô và cơ quan.

• Thành TB ngăn cản sự xâm nhập của DNA ngoại lai Vì vậy, cho đến nay chỉ có thể chuyển gen vào tế bào có cellulose thông qua Agrobacterium, vius và bằng bắn gen hoặc phải phá bỏ thành tế bào để chuyển gen bằng phương pháp xung điện, siêu âm, vi tiêm.

• Các DNA (trừ vius) khi xâm nhập vào genome của tế bào vật chủ chưa đẩm bảo là đã liên kết đầy đủ với hệ gen.

• Trong khi đó, DNA của vius khi xâm nhập vào DNA của cây chủ lại không liên kết với hệ gen

mà chuyển từ tế bào này sang tế bào khác ngoại trừ mô phân sinh.

•

•

• 2.Các phương pháp chuyển gen trên thực vật

• Có 2 phương pháp chính :

• -Chuyển gen trực tiếp :

• +Chuyển gen bằng súng bắn gen

• +Chuyển gen bằng xung điện

• +Chuyển gen bằng trực tiếp nhỏ hóa chất

• +Chuyển gen bằng vi tiêm

• +Chuyển gen qua ống phấn

• +Chuyển gen bằng kỹ thuật siêu âm

• -Chuyển gen gián tiếp:

• +Phương pháp chuyển gen gián tiếp nhờ vi khuẩn Agrobacterium tumefaciens

• +Phương pháp chuyển gen gián tiếp nhờ virus

• **Chuyển gen trực tiếp:

• *Chuyển gen bằng súng bắn gen

• -Khái niệm:Súng bắn gen (gene gun) là một thiết bị sử dụng để đưa thông tin di

truyền vào tế bào ,được thiết kế đầu tiên cho biến nạp DNA ngoại lai vào tế bào thực vật

• -Nguyên lý:Sử dụng áp lực của xung khí hiếm để đẩy các viên đạn có kích thước nhỏ mang các gen mong muốn qua các lớp tế bào ,mô để xâm nhập vào gen thực vậ

• *Chuyển gen bằng xung điện

• Là phương pháp sử dụng xung điện trong thời gian ngắn để tạo ra các lỗ trên màng

tế bào trần làm cho DNA bên ngoài môi trường có thể xâm nhập vào bên trong tế bào

• *Chuyển gen trực tiếp bằng nhỏ hóa chất

• Khái niệm:Là phương pháp chuyển gen vào protoplast(tế bào trần)nhờ các chất hóa học như polyethylene glycol(PEG) hoặc canxi phosphat

• Nguyên tắc:khi có sự tác động của hóa chất thì màng của protoplast bị thay đổi và protoplast có thể thu nhận DNA ngoại lai vào bên trong tế bào

• *Chuyển gen bằng vi tiêm

• Khái niệm: chuyển gen bằng vi tiêm là chuyển gen trực tiếp vào tế bào protoplast hoặc tế bào đơn bằng cách sử dụng vi tiêm nhỏ ,kính hiển vi và các thao tác

• Nguyên tắc: một lượng nhỏ DNA được tiêm trực tiếp vào nhân tế bào phôi trần hoặc tế bào nguyên vẹn một cách cơ học dưới kính hiển vi

• *Chuyển gen qua ống phấn

• Khái niệm:là phương pháp không qua nuôi cấy invitron ,các DNA ngoại lai được chuyển trực tiếp bằng đường ống phấn

• Nguyên tắc :DNA ngoại lai chuyển vào cây theo đường ống phấn ,chui vào bầu nhị cái

• *Chuyển gen bằng kỹ thuật siêu âm

• Khái niệm :Dùng sóng siêu âm để chuyển gen vào tế bào trần

• Nguyên tắc:Sau khi tạo protoplast ta tiến hành trộn protoplast với plastmid chứa gen mong muốn sau đó cắm đầu máy siêu âm vào dung dịch huyền phù

** Chuyển gen gián tiếp:

*Phương pháp chuyển gen gián tiếp nhờ vi khuẩn Agrobacterium tumefaciens

-Sử dụng vi sinh vật đất Agrobacterium để chuyển gen ở thực vật là phương pháp hiệu quả và phổ biến nhất hiện nay nhờ vào khả năng gắn gen thực vật một cách chính xác và ổn định.

• *Phương pháp chuyển gen gián tiếp nhờ virus

• -Chuyển gen nhờ virus có thể thuận lợi do virus dễ xâm nhập và lây lan trong cơ thể thực vật đồng thời virus có thể mang đoạn DNA lớn hơn nhiều so với khả năng của plasmid

• 3 Một số thực vật chuyển gen chống chịu các độc tố

• *Chống chịu chất diệt cỏ

• Người ta dùng gen tổng hợp EPSP chuyển vào cây trồng để chịu được

Glyphosphat Nhiều loài thực vật đã biến nạp và đang được thử nghiệm như củ cải

đường, đậu tương, nho, cải hạt dầu, bông, cà chua và thuốc lá…

• Đậu tương

•

• Đậu tương chống chịu chất diệt cỏ cho phép khống chế cỏ dại tốt hơn và làm

giảm thiệt hại do cỏ dại gây nên Nó cũng góp phần nâng cao hiệu quả của các trang

trại nhờ tối ưu hóa năng suất và sử dụng hiệu quả đất trồng trọt, tiết kiệm thời gian

cho nông dân và tránh những hạn chế do phải luân phiên cây trồng Đậu tương chống chịu thuốc diệt cỏ khuyến khích áp dụng kỹ thuật gieo trồng không lên luống nhằm bảo vệ đất Giống mới này hoàn toàn giống các giống đậu tương khác về dinh dỡng, cấu tạo và phương thức chế biến thành thực phẩm và thức ăn gia súc.

• Được trồng nhiều ở Achentina, Úc, Braxin, Canada, EU, Nhật bản, Hàn Quốc, Mexico, Nga, Thụy Điển, Mỹ và Uruguay.

• Ngô

•

• Ngô là một trong 3 loại cây cho hạt quan trọng nhất trên thế giới Giống ngô này cũng tương tự như đậu tương chống chịu thuốc diệt cỏ, cho phép người nông

dân linh hoạt hơn trong việc sử dụng thuốc diệt cỏ dại phá hoại mùa màng Được trồng ở Achentina, Ôxtralia, Canada,

• Trung Quốc, EU, Nhật Bản, Hàn Quốc,

Philippine, Nam Phi, Thụy Sĩ và Mỹ.

• Giống cải dầu chuyển gen được phát

triển rộng rãi nhờ những nhà tạo giống người Canada, đặc trưng của chúng là chất

• lượng dinh dưỡng, cụ thể là chúng có hàm lượng thấp các axit

• béo no.

• Cải dầu

•

• Cải dầu chống chịu thuốc diệt cỏ

hoạt động cũng tương tự như các cây đậu tương chống chịu thuốc diệt cỏ Người trồng cải dầu chuyển gen ở Canada đã ít phải cày cấy hơn so với khi trồng cây cải dầu truyền thống

*Kháng bệnh virus

Người ta đang nghiên cứu các gen kháng bệnh virus ở thực vật Ngoài ra

đang nghiên cứu khả năng kháng virus bằng biến nạp gen từ động vật

Đu đủ được chuyển gen của virus mã hoá cho protein vỏ của virus đốm

vòng Protein này tạo cho cây khả năng tự bảo vệ chống lại bệnh đốm vòng ***

• Một gen từ nguồn bệnh đã được sử dụng để kháng lại chính nó. Cây khoai tây đã được chuyển gen giúp kháng virus gây xoăn lá

• Cây bí chuyển gen giúp kháng virus gây bệnh

• 4 Một số thành tựu trong lĩnh vực chuyển gen ở thực vật chống chịu độc tố.

Ngày nay,trên thế giới sự phát triển của công nghệ sinh học đã tạo nhiều loại cây trồng mang nhiều đặc tính vượt trội hơn các giống truyền thống cả về năng suất và chất lượng

Kể từ năm 1984, bắt đầu tạo cây trồng chuyển gen và đến nay có những

bước tiến lớn Nhiều cây trồng quan trọng chuyển gen ra đời như: lúa,ngô, đậu tương,bông… Các gen được chuyển là gen kháng vi sinh vật, virut gây bệnh, kháng côn trùng phá hoại, có khả năng sản suất những loại protein mới, gen kháng thuốc diệt cỏ,…

Trong quá trình sinh trưởng và phát triển, thực vật gặp phải rất nhiều các chất độc gây ảnh hưởng đến sự phát triển cũng như năng suất cây trồng Để cây

có thể tránh sự ảnh hưởng của các độc tố này người ta đã tạo cây chuyển gen kháng lại độc tố trên

a, Các cây trồng quan trọng đã được phát triển.

Cải dầu Chống chịu chất diệt cỏ,hàm lượng laurate, oleic acid caoNgô Chống chịu chất diệt cỏ, kháng côn trùng

Bông Chống chịu chất diệt cỏ, kháng côn trùng

Khoai tây Kháng côn trùng, kháng virus

Đậu tương Chống chịu chất diệt cỏ,hàm lượng oleic acid cao

Lúa Chống chất diệt cỏ,sản xuất vitamin A

b, Các cây trồng đang được phát triển.

5 Tình hình sản xuất thực vật chuyển gen trong nước và trên thế giới.

•

● Trong nước:

Ở Việt Nam hiện có 3 cây biến đổi gen đang tồn tại là: lúa,ngô,bông Từ năm

2002 đã chuyển hướng sang cải tạo những cây lấy củ (khoai, sắn) Đi xa hơn có các công trình như bông kháng sâu,cây đu đủ kháng bệnh đốm vòng, chuyển gen tổng hợp carotene vào cây lúa hay công trình lúa kháng sâu

● Trên thế giới:

- Từ năm 1996 đến năm 2003,diện tích cây trồng biến đổi gen tăng 40 lần ( từ 1,7 triệu ha/1996 lên 67,7 triệu ha/2003) Trong đó,diện tích các nước đang phát triển chiếm 1/3 diện tích trồng cây biến đổi gen của thế giới

- Năm 2003,hai cây trồng giữ vị trí hàng đầu là đậu tương kháng thuốc diệt cỏ

( 41,4 triệu ha) và ngô Bt với diện tích 9,1 triệu ha

Các sản phẩm chuyển gen cần phải được dán nhãn để người tiêu dùng lựa chọn Hiện nay trên thế giới vẫn còn nhiều nước chưa cho phép nhập khẩu các sản phẩm ,cây trồng chuyển gen.