Ứng dụng kĩ thuật di truyền trong nông nghiệp pptx

Trường DH Nông Lâm Tp.HCM Khoa Ngoại ngữ- Sư phạm Lớp DH10SP Báo cáo chuyên đề môn: Di truyền ứng dụng trong thủy sản Chủ đề: Ứng dụng kĩ thuật di truyền trong nông nghiệp Thực hiện: Nguyễn Minh Dung_10132031 Võ Thị Thùy Như Nguyễn_10132042 Phạm Ngọc Vinh_10132019 Nội dung chính I. Kĩ thuật di truyền - Kĩ thuật tổ hợp DNA (Kĩ thuật chuyển gen) - Kĩ thuật PCR II. Ứng dụng của kĩ thuật di truyền trong nông nghiệp - Cây chuyển gene - Một số ví dụ cụ thể I. Kĩ thuật di truyền Kĩ thuật tổ hợp DNA Định nghĩa: - Là kĩ thuật thao tác và tổ hợp DNA từ hai nguồn khác nhau (thường là của hai loài khác nhau). - Kĩ thuật tổ hợp DNA còn gọi là kĩ thuật chuyển gen gồm 7 bước. Các bước của kĩ thuật chuyển gen 1. Ly trích DNA (Thu nhận gen) 2. Cắt DNA (Chọn vector) 3. Trộn DNA và nối (Tạo DNA tái tổ hợp) 4. Chuyển DNA tái tổ hợp vào tế bào đích 5. Chọn dòng tế bào có DNA tái tổ hợp 6. Tạo dòng tế bào có DNA tái tổ hợp 7. Biểu hiện gen Sơ đồ kĩ thuật chuyển gen Vi khuẩn tái tổ hợp Biểu hiện gen Các nghiên cứu ứng dụng khác Vi khuẩn tái tổ hợp Các nghiên cứu ứng dụng khác Các enzym giới hạn Vi khuẩn tự bảo vệ chống lại sự xâm nhiểm của virus bằng cách tạo ra các enzym giới hạn (RE: restriction enzymes). - RE cắt liên kết phosphodiester làm cho phân tử DNA của virus bị đứt thành nhiều đoạn nhỏ. - DNA của kí chủ không bị cắt bởi nhờ các vị trí cắt đã được metyl hóa. Enzym giới hạn bảo vệ vi khuẩn chống xâm nhiểm của virus Tên gọi, hoạt động RE Gọi theo tên loài vi khuẩn mà enzym được ly trích. Chữ I viết hoa (tên chi), chữ II, III viết thường (chữ cái đầu tên loài), chữ IV viết hoa (tên chủng), nếu cùng loài vi khuẩn có nhiều RE thì thêm số La mã chỉ thứ tự RE. VD: enzym EcoRI là RE đầu tiên được phát hiện ở Escherichia coli, chủng RY 13. Có nhiều Enzym giới hạn, mỗi loại nhận biết và cắt ở một vị trí xác định của trình tự nhận biết (recognition sequence). - Mỗi trình tự có từ 4 – 6 cặp base. - Trình tự có tính đối xứng nghịch đảo (hai mạch của trình tự hoàn toàn giống nhau khi đọc theo cùng một chiều 5’→3’. Đầu tà (blunt end) Đầu dính (stickey end) Kĩ thuật chuyển gen 1. Thu nhận gen: 3 phương pháp - Thu nhận từ bộ gen (genom): dùng các enzym cắt RE cắt genom thành những gen nhỏ rời rạc và trích gen mong muốn ra khỏi genom. - Từ con dường tổng hợp hóa học. + Xác định trình tự gen. + Tổng hợp các đoạn oligonucleotide (3 – 16 nucleotide) + Nối các đoạn oligonucleotide bằng enzym ligase - Thu nhận gen từ mRNA với enzym phiên mã ngược 2. Chọn vector chuyển gen - Vector là phân tử DNA có khả năng tự nhân đôi, tồn tại độc lập trong tế bào và mang được gen cần thiết. - Vector cần có các đặc điểm: + có trình tự khời đầu sự nhân đôi Ori + có trình tự nhận biết (nơi cắt của RE) + có trình tự điều hòa ( có promotor giúp phiên mã gen lạ) + có gen đánh dấu đảm bảo nhận biết sự tồn tại của DNA tái tổ hợp trong tế bào a. Plasmid - Là những đoạn DNA ngắn (2 – 5kp), dạng vòng nằm ngoài NST tìm thấy đầu tiên ở vi khuẩn - Đặt điểm: + có khả năng tự nhân đôi + có điểm khởi đầu Ori + có mang các gen kháng kháng sinh hay gen dùng đánh dấu + chuyên chở đoạn gen có kích thước 5 – 10kp - Vd: pBR322, pVT46, pUC18,… Plasmid pBR322 b. Phagemid - Là những virus xâm nhiểm và làm phân giải vi khuẩn. - Đặc điểm: + hiệu quả xâm nhiểm cao (có hệ thống xâm nhập vi khuẩn và sinh sản nhanh) + chuyển đoạn gen có kích thước lớn (10 – 20kp) - VD: phage λ , phage M13 - Nhược điểm: khó khăn trong nhận biết, thao tác phức tạp c. Cosmid - Là những vector nhân tạo được nối giữa plasmid và trình tự cos của phage λ - Đặc điểm: + các trình tự này đóng gói DNA tái tổ hợp vào phần đầu của phage. Sau đó phage xâm nhập vào vi khuẩn. Trong tế bào vi khuẩn, phage hoạt động như một plasmid và không phá vỡ tế bào vi khuẩn (tạo khuẩn lạc) + chuyển đoạn gen 20 – 50kp d. NST nhân tạo - Là những vector mới cho phép chuyển đoạn gen có kích thước 200 – 1000kp. Gồm NST nhân tạo cìa nấm men (YAC (Yeast Artificial Chromomsome)) và NST nhân tạo của động vật hữu nhủ (MCA). Vector là NST nhân tạo của nấm men Kĩ thuật chuyển gen Kĩ thuật chuyển gen 3. Tạo DNA tái tổ hợp - Từ gen và vector phù hợp người ta tạo các DNA tái tổ hợp bằng các enzym công cụ - VD: sử dụng enzym cắt hạn chế để cắt gen và plasmid tạo hai đầu dính tương ứng, sau đó dùng DNA ligase nối gen và plasmid tạo DNA tái tổ hợp. 4. Chuyển DNA tái tổ hợp vào tế bào đích - Biến nạp. - Bắn gen. - Dung hợp. - Vi tiêm. - Sử dụng vi khuẩn Agrobacterrium. 5. Chọn dòng tế bào có DNA tái tổ hợp - Chọn dòng tế bào có DNA tái tổ hợp, chúng ta tiến hành nuôi cấy tế bào trong môi trường thích hợp, nhờ vào gen đánh dấu có thể tìm được tế bào có DNA tái tổ hợp. - Nhân dòng tế bào tái tổ hợp trong tế bào đích: các Dna tái tồ hợp trong tế bào vi khuẩn được phân chia ngẫu nhiên trong tế bào vi khuẩn ở thế hệ tiếp theo. Vì vậy cần nhân dòng các bản sao DNA tái tổ hợp (shock nhiệt ở 42 0 C trong 2 phút) 6. Tạo dòng tế bào có DNA tái tổ hợp - Sau khi chọn lọc được dòng tế bào có DNA tái tổ hợp, chúng ta tiến hành nuôi cấy tế bào bằng môi trường thích hợp - DNA tái tổ hợp có thể được nuôi cấy bằng phương pháp vsv, hay phương pháp nuôi cấy tế bào thực vật, tế bào động vật,… Đối với thực vật phải tạo được cây chuyển gen như bắp chuyển gen, đậu nành chuyển gen 7. Biểu hiện gen - Sau khi tạo được dòng tế bào có DNA tái tổ hợp, chúng ta phải biểu hiện được gen mong muốn. - VD: Chuyển gen Insulin của người vào tế bào E.coli thì E.coli phải sản xuất được Insulin của người; chuyển gen kháng thuốc trừ sâu vào thực vật thì cây con phải có tính kháng thuốc trừ sâu Kĩ thuật PCR - Kĩ thuật này có thể được tiến hành nhờ sự phát hiện ra enzym Taq polimerase, một loại DNA polimerase có trong vi khuẩn Thernuis aquaticer ở vùng suối nước nóng. - Các nguyên liệu cần thiết: + các nucleotide tự do: dNTP + DNA khuôn + một cặp mồi (mồi ngược và mồi xuôi) + Taq polimerase + dung dịch đệm + máy luân nhiệt PCR được thực hiện từ 20 – 40 chu kì, mỗi chu kì gồm 3 bước: - Biến tính - Gắn mồi - Tổng hợp [...]... việc ứng dụng kỹ Brazil, sinh thứ tự từđi đầu trong Hoa Kỳ, Achentina, thuật Canada, Trung nông nghiệp (như độ, Nam Phi, chuyển gen vàoQuốc, Paraguay, Ấn Aventis, Dow Urugoay, Ôxtralia, Mexico, Rumani, Philippine và AgroSciences, DuPont/Pioneer, Monsanto và Tây Ban Nha Syngenta) (Theo James, 2005) Những nguy cơ tiềm ẩn lợi ích tiềm tàng của cây chuyển gen - Ứng dụng cây chuyển gen trong nông nghiệp. .. với di n tích trồng từ nghiên cứu nay phát thêm một số quốc đầu những50.000 ha trở đangđã có triển cũng đang bắt gia trồng cây chuyển (mega-countries lên, làm tăng truyền gen trong đó hơn 20 lần đang phát triển và nước về kỹ thuật dicó 10 nước di n tích cây chuyển4gen công nghiệpgiớiphát triển,47 lần tích trồng lớn (xếp trên nghiệp các nước có các công ty Công nghệ - toàn thế các nước tăng hơn di n...Cây II Ứnghình ảnh kĩ thuật di truyền dụngchuyển gene gen Một số của cây chuyển trong nông nghiệp Bắp cải chuyển gene chống virus Tại sao phảimột cây chuyển gen? Thế nào là tạo - Cây chuyển gen là một thực vật mang một hoặc nhiều gen được đưa vào nhân... tiềm ẩn trong sản phát triển nhữngchức năng, hươnggồm: màu sắc, hình phẩm với các kỹ thuật mới Bao vị, + mới; người phản đối thì cho rằng những chất dạng Mối nguy hiểm trong việc vô tình đưacây chuyển mới gây dịlàm mất đi yếu tố dinh dưỡng vào thực phẩm gene ứng hoặc làm giảm tự nhiên vốn có trong sản + Khả họ có quyền được biết thực phẩm của họ có phẩm và năng phát tán những gen biến nạp trong cây... bản vô tính bằng kĩ thuật chuyển gene Giáo mẫu mô của Dolly được lưu cho trong Các sư Keith Campbell, người đã giữ phép "các máy làm lạnh cho đến khi nónuôi tại đông một Dolly" trở thành vật được rã ĐH Nottingham (Anh) mới biết: “Các Dolly"làđã để tạo ra các Dolly cho Điều đó có nghĩa 4 sống và khỏe mạnh Đây đúng là nhau, giống mạnh Dolly mới có di truyền giống hệt các bản sao di truyền của cừu con... giới hạn của tạo giống truyền thống hoặc có họ hàng gần Phải mất nhiều thời gian gần mới thu được những kết quả mong muốn và thường là những đặc tính quan tâm lại không tồn tại trong những loài có họ hàng gần tạ Cây chuyển gen được tạo ra như thế nào? Cây chuyển gen được trồng ở đâu? - Cây chuyển gen được tạo ra thông qua kỹ thuật di truyền Các gen quan tâm được chuyển từ cá thể này truyền sang cá thể... sạch Thuốc lá chuyển gene Cừu Doli Nhân bản vô tính bằng kĩ thuật chuyển gene Công nghệ tạo cừu DollyCừu Dolly, động vật có vú đầu - bao gồm các bước sau: - Tách tế bào tuyến vúđược nhân bản trong phòng thí tiên cừu và nuôi vô tính Cô cừu nghiệm ra đời năm 1996 và qua đời vào đầu - Tách tế bào trứng của cừu, sau đó loại bỏ nhân của tế năm 2003 bào trứng này - Các thí nghiệm mới nhất phần - Chuyển nhân... bào tuyến thực hiện để kiểm trađã bị nào được vú vào tế bào trứng xem bỏ nhân những cải tiến mới trong công nghệ - Nuôi cấy trên môi trường nhân tạo chocác nguy cơcắt có cắt giảm được trứng phân từ thành phôi lúc trong bào thai đến khi được - Chuyển phôi vào tử sinh racủa một cừu mẹ để nó mang cung hay không thai Sau thời gian mang thai giống trong tự nhiên, cừu mẹ này đã đẻ ra cừu con (cừu Dolly) giống... Lợi ích của cây thuốc lá chuyển gen Nhân bản vô tính bằng kĩ thuật chuyển gene Nhóm tiếp vật một lá Kết kế là trong xem Sử dụngthu được thuốcsố Bướcquảthựccây đểdự án chuyển lớnhành thử nghiệm lượng tiếnliềucácthể sản xuất tự thuốc xét là sẽnếugen cólượng kháng tất cả – đồng lần 65kDa nguyêncác mỗi dạngở chuyển cần dùng dạng lá IL-10 tác dụng thuốc của IL-10, lượng tạo enzyme lặp đi lặptrên của rasảndùng... ích rõ rệt: + Tăng sản lượng + Giảm chi phí sản xuất + Tăng lợi nhuận nông nghiệp + Cải thiện môi trường - Những cây chuyển gen thế hệ thứ nhất làm giảm chi phí sản xuất Ngày nay, các nhà khoa học đang hướng dẫn tạo ra những cây chuyển gen thế hệ thứ hai có đặc điểm tăng giá trị dinh dưỡng hoặc có những tính trạng thích hợp cho công nghiệp chế biến Lợi ích của những cây biến trồng này hướng trực tiếp . chính I. Kĩ thuật di truyền - Kĩ thuật tổ hợp DNA (Kĩ thuật chuyển gen) - Kĩ thuật PCR II. Ứng dụng của kĩ thuật di truyền trong nông nghiệp - Cây chuyển gene - Một số ví dụ cụ thể I. Kĩ thuật. Trường DH Nông Lâm Tp.HCM Khoa Ngoại ngữ- Sư phạm Lớp DH10SP Báo cáo chuyên đề môn: Di truyền ứng dụng trong thủy sản Chủ đề: Ứng dụng kĩ thuật di truyền trong nông nghiệp Thực hiện: Nguyễn. kỹ thuật di truyền. - Ở các nước phát triển, các công ty Công nghệ công ty Công nghệ sinh học sinh học đã đi đầu trong việc ứng dụng kỹ thuật ứng dụng kỹ thuật chuyển gen vào nông nghiệp chuyển