Công nghệ sản xuất cà chua ngọt bằng kỹ thuật chuyển gen

Hiện nay vấn đề sức khỏe của con người đang được cảnh báo đe dọa rất nghiêm trọng, kinh tế phát triển đời sống con người được nâng lên, các loại thức ăn của ngon vật lạ không thiếu nhưng cũng kéo theo hàng loạt bệnh tật do thức ăn bị nhiễm quá nhiều hóa chất độc hại, nhu cầu con người luôn đòi hỏi mọi thứ phải thật ngon, nhanh thế nhưng con người lại tạo ra cái ngon nhanh bằng sử dụng chính những đồ ăn có hại nào là đồ hộp, hoa quả chín nhanh được ngâm bằng hóa chất, thậm chí sử dụng đồ nhân tạo không rõ nguồn gốc….. làm con người thấy chán ăn và sợ ăn sinh bệnh tật,vì vậy việc tạo ra nguồn dinh dưỡng tự nhiên và có tác dụng kích thích ngon miệng thậm chí là có tác dụng bồi bổ sức khỏe là vấn đề cần thiết giúp cho sức khỏe con người được cải thiện do dó dự án“Công nghệ sản xuất cà chua ngọt bằng kỹ thuật chuyển gen” được hình thành. Tổng quan về dinh dưỡng của cà chua Tổng quan nghiên cứu gen của cà chua và nhãn Dự kiến thời gian nuôi cấy Lựa chọn công nghệ chuyển gen

PHẦN MỞ ĐẦU 1.LÝ DO CHỌN DỰ ÁN: Hiện nay vấn đề sức khỏe của con người đang được cảnh báo đe dọa rất nghiêm trọng, kinh tế phát triển đời sống con người được nâng lên, các loại thức ăn của ngon vật lạ không thiếu nhưng cũng kéo theo hàng loạt bệnh tật do thức ăn bị nhiễm quá nhiều hóa chất độc hại, nhu cầu con người luôn đòi hỏi mọi thứ phải thật ngon, nhanh thế nhưng con người lại tạo ra cái ngon nhanh bằng sử dụng chính những đồ ăn có hại nào là đồ hộp, hoa quả chín nhanh được ngâm bằng hóa chất, thậm chí sử dụng đồ nhân tạo không rõ nguồn gốc… làm con người thấy chán ăn và sợ ăn sinh bệnh tật,vì vậy việc tạo ra nguồn dinh dưỡng tự nhiên và có tác dụng kích thích ngon miệng thậm chí là có tác dụng bồi bổ sức khỏe là vấn đề cần thiết giúp cho sức khỏe con người được cải thiện do dó dự án“Công nghệ sản xuất cà chua ngọt bằng kỹ thuật chuyển gen” được hình thành. 2. MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU: “Công nghệ sản xuất cà chua ngọt bằng kỹ thuật chuyển gen” nhằm đáp ứng nhu cầu sử dụng nguồn thực phẩm vừa ngon, vừa sạch, vừa đảm bảo chất dinh dưỡng cho con người. 3. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU: - Tổng quan về dinh dưỡng của cà chua - Tổng quan nghiên cứu gen của cà chua và nhãn - Dự kiến thời gian nuôi cấy - Lựa chọn công nghệ chuyển gen 4. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU - Phương pháp quan sát - Phương pháp thực hành - Phương pháp so sánh - Phương pháp phân tích tổng hợp 5.Ý NGHĨA CỦA DỰ ÁN Dự án sau khi thực hiện có ý nghĩa: - Giải quyết vấn đề thực phẩm ngon – bổ - sạch - Giảm dần và chấm dứt nguồn thực phẩm hóa chất - Làm cơ sở cho phát triển nền kinh tế nông nghiệp và thu hút đầu tư nước ngoài 6. KẾT CẦU DỰ ÁN Dự án chia ra làm 5 chương đó là - Chương 1: Tổng quan về dinh dưỡng của cà chua - Chương 2: Tổng quan nghiên cứu gen của cà chua và nhãn - Chương 3: Lựa chọn công nghệ chuyển gen - Chương 4: Dự kiến thời gian nuôi cấy - Chương 5 : Kết Luận 7. ĐỐI TƯỢNG DỰ THI Học sinh lớp 9A trường THCS Trần Phú – Hoàng Mai – Hà Nội NỘI DUNG NGHIÊN CỨU CHƯƠNG 1 :TỔNG QUAN VỀ DINH DƯỠNG CỦA CÀ CHUA VÀ NHÃN 1.Ưu thế của Cà chua Cà chua là thực phẩm rất phổ biến nhưng ít ai biết đến những lợi ích của chúng với sức khỏe. Dưới đây là những chất dinh dưỡng thiết yếu có trong cà chua cần thiết cho sức khỏe. 1.1. Kali Cà chua cũng chứa hàm lượng chất dinh dưỡng này rất cao. Kali là yếu tố quan trọng giúp điều tiết huyết áp và tránh nhịp tim thất thường và thậm chí là đau tim. Vì vậy, hãy bổ sung cà chua vào chế độ ăn của mình thường xuyên. 1.2. Canxi Canxi là dinh dưỡng thiết yếu để hỗ trợ xương và răng chắc khỏe. Cà chua không đáp ứng đủ lượng canxi cơ thể cần mỗi ngày nhưng cũng giúp bạn tăng cường canxi. Bạn có thể bổ sung cà chua các món ăn yêu thích để cải thiện sức khỏe. 1.3. Vitamin C Vitamin C là chất dinh dưỡng tốt cho hệ miễn dịch. Nó giúp bảo vệ bạn khỏi bệnh tật từ cảm lạnh đến các vấn đề về sức khỏe nghiêm trọng khác. Đồng thời, vitamin C cũng là chất chống oxy hóa giúp chống lại tổn thương gây ra bởi các gốc tự do là nguyên nhân dẫn đến các vấn đề về sức khỏe khác, bao gồm bệnh tim và ung thư. 1.4. Vitamin A Vitamin A cũng là chất chống oxy hóa quan trọng giúp ngăn ngừa bệnh tật. Nó rất tốt cho nướu lợi cũng như răng của bạn. Vậy không có lí do gì mà bạn không bổ sung cà chua vào thực đơn của mình. 1.5. Vitamin K Cơ thể bạn cần vitamin K bởi nó đóng vai trò trong việc đông máu. Nếu cơ thể bị thiếu hụt vitamin K sẽ gây ra vấn đề nghiêm trọng. Cà chua chính là thực phẩm tuyệt vời để tăng lượng vitamin K cho cơ thể. 1.6. Folate Folate chính là một trong những vitamin B và ăn cà chua để bổ sung chất dinh dưỡng này. Phụ nữ cần chú ý bổ sung đầy đủ chất dinh dưỡng này bởi nó rất quan trọng trong việc ngăn ngừa dị tật bẩm sinh ngay cả trước khi bạn mang thai. 1.7. Chất xơ Chất xơ rất cần thiết cho nhiều chức năng khác nhau của cơ thể. Đầu tiên, nó giúp kiểm soát hàm lượng cholesterol giúp giảm nguy cơ bị mắc bệnh tim. Chất xơ còn có lợi ích điều tiết tiêu hóa và chức năng ruột. Cuối cùng, chất xơ giúp hạn chế cơn thèm ăn của bạn, vì vậy, hãy bổ sung cà chua vào chế độ ănđể góp phần kiểm soát cân nặng hiệu quả. Tuy nhiên cà chua đa số dùng để nấu ăn, ăn sống thì lại có cảm giác nhợ miệng khó ăn đặc biệt là trẻ nhỏ 2. Ưu thế của Nhãn Quả nhãn chứa hợp chất có khả năng ức chế quá trình oxy hóa và là một loại quả có vị thanh ngọt, thơm mát, có nhiều lợi ích đối với sức khỏe. Quả nhãn có nhiều công dụng bất ngờ đối với sức khỏe con người, tuy nhiên cũng cần lưu ý một số điều khi ăn nhãn đối với một số trường hợp. Ích lợi của ăn nhãn 2.1. Rất tốt cho hệ thần kinh: Nhãn được xem là điều kỳ diệu với những chứng bệnh liên quan tới hệ thần kinh, đặc biệt là trầm cảm. Chúng giúp các dây thân kinh thư giãn và tăng cường chức năng hoạt động. Do vậy, chứng mất ngủ cũng theo đó mà tan biến. Ngoài ra, uống nước đun sôi để nguội với long nhãn sẽ có tác dụng chống suy nhược thần kinh do mệt mỏi, ốm yếu, đau nhức và kiệt sức. 2.2. Tăng tuổi thọ: Nhãn được biết đến là loại quả có thể hỗ trợ quá trình lành vết thương và tăng tuổi thọ. Nó giúp chống lại các phân tử gốc tự do trong cơ thể và bảo vệ các tế bào không bị tổn thương. Đồng thời, nhãn còn có tác dụng giảm nguy cơ mắc một số bệnh ung thư. 2.3. Cải thiện tuần hoàn máu: Nhãn tăng cường quá trình hấp thu sắt trong cơ thể, giúp hạn chế chứng bệnh thiếu máu, tạo cảm giác dễ chịu đối với hệ thần kinh gần lá lách và tim. Ngoài ra, nhãn cũng có tác dụng bảo vệ cơ thể khỏi nguy cơ mắc các bệnh ở tuyến tụy, và tốt cho các cơ quan sinh sản của XX. 2.4. Bổ sung năng lượng dồi dào: Ăn nhãn thường xuyên đảm bảo nguồn năng lượng cung cấp cho cơ thể, chữa trị chứng mất ngủ, giảm trí nhớ. Hơn nữa, nhãn có lượng calo, chất béo thấp nên muốn giảm cân cũng yên tâm lựa chọn loại quả này để ăn mỗi ngày. 2.5. Nguồn cung vitamin C dồi dào: Nguồn vitamin C dồi dào của nhãn bảo vệ cơ thể khỏi các bệnh phổ biến như cảm lạnh, cảm cúm. Ngoài ra, vitamin C trong nhãn còn làm đẹp da. Bên cạnh nhãn tươi, long nhãn cũng được biết đến là "biệt dược" cho làn da đẹp, đặc biệt là da vùng mắt. 2.6. Tốt cho sức khỏe răng miệng: Nhãn có khả năng tăng cường sức khỏe cho răng, trị nướu răng, và chống đau họng. Chữa lành vết thương rắn cắn: Hạt quả nhãn có tác dụng trị rắn cắn. Dùng mắt hạt nhãn ấn vào chỗ rắn cắn, các chất trong hạt nhãn sẽ hấp thụ nọc độc nhằm giảm bớt tổn thương cho cơ thể. 2.7. Phòng bệnh đau dạ dày: Nước ép nhãn được biết đến với công dụng điều trị và phòng ngừa bệnh đau dạ dày, mất trí nhớ. Teen có thể uống nước ép trực tiếp từ nhãn tươi hoặc ngâm cùi nhãn trong nước đường vài tuần để lấy nước cốt, hòa với nước lọc. Tuy nhiên nhãn có các nhược điểm sau: Nhưng do nhãn tính ngọt thơm, ấm, nên đối với người đờm hỏa bên trong và bị bệnh nóng trong thì không nên ăn, nhất là phụ nữ có thai lại càng phải kiêng. Phụ nữ có thai có triệu chứng nóng trong và thường có các hiện tượng như táo bón, tiểu tiện đỏ xẻn, rêu lưỡi khô và vàng, miệng đắng, họng rát, ăn nhãn làm tăng nóng trong, động huyết động thai, ra huyết đau bụng, đau tức bụng dưới, dẫn tới sảy thai, đặc biệt là phụ nữ có thai thời kỳ đầu đến 7 - 8 tháng, càng phải kiêng ăn nhãn. Tuy nhiên, loại quả này là nguồn cơn gây ra mụn nhọt, mẩn ngứa nếu ăn nhiều CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU GEN 1.Tổng quan nghiên cứu Cây trồng biến đổi gen(Genetically Modified Crop - GMC)là loại cây trồng được lai tạo ra bằng cách sử dụng các kỹ thuật của công nghệ sinh học hiện đại, hay còn gọi là kỹ thuật di truyền, công nghệ gen hay công nghệ ADN tái tổ hợp, để chuyển một hoặc một số gen chọn lọc để tạo ra cây trồng mang tính trạng mong muốn.Về mặt bản chất, các giống lai từ trước đến nay (hay còn gọi là giống truyền thống) đều là kết quả của quá trình cải biến di truyền. Điểm khác biệt duy nhất giữa giống lai truyền thống và giống chuyển gen là gen (ADN) được chọn lọc một cách chính xác dựa trên khoa học công nghệ hiện đại và chuyển vào giống cây trồng để đem lại một tính trạng mong muốn một cách có kiểm soát. Muốn tạo một sinh vật biến đổi gen cần phải có phương pháp thích hợp để đưa ADN vào trong tế bào của chúng, chuyển gen ở thực vật đã phát triển cùng với phát triển với nuôi cấy mô và tế bào thực vật quá trình đưa ADN từ thực vật này sang thực vật khác cũng tận dụng được những ưu điểm của 2 giống nhằm tạo giống mới có năng suất và chất lượng tốt.Trong lai tạo hiện đại công nghệ chuyển gen giúp làm giảm mâu thuẫn kinh tế và môi trường sinh thái.Mục đích của nông nghiệp hiện đại không chỉ làm tăng năng suất cây trồng mà còn: - Duy trì và mở rộng đa dạng sinh học - Nâng cao chất lượng sản phẩm - Cải thiện khả năng tích lũy dinh dưỡng - Tạo sản phẩm không gây hại cho môi trường 2.Lịch sử hình thành - Năm 1987 Tạo giống cà chua chín sau này có tên là FlavrSaver - Năm 1994 Cà chua biến đổi gen được bán ra thị trường - Cây trồng chuyển gen là sự biến đổi vật chất di truyền, tiếp nhận thêm những gen mới, kết quả là xuất hiện những tính trạng mới dưới sự tác động của môi trường. Quá trình biến đổi vật chất di truyền (thêm gen mới) nhờ vào công nghệ chuyển gen, nếu so sánh quá trình này với quá trình đột biến trong tự nhiên về bản chất thì hai quá trình là một, bởi vì quá trình tiến hóa của sinh vật đều phải trông chờ vào quá trình biến đổi vật chất di truyền, trong đó đột biến đóng vai trò quan trọng. Dưới tác động của các nhân tố gây đột biến, vật chất di truyền được biến đổi theo hai hướng: thêm đoạn hay bớt đoạn. Như vậy, quá trình thêm đoạn nhờ chuyển gen cũng tương tự như quá trình thêm đoạn ADN trong đột biến tự nhiên. - Tuy nhiên, hai quá trình này có nhiều điểm khác nhau: Nếu quá trình chọn lọc tự nhiên chỉ giữ lại những biến dị có lợi cho quá trình tiến hóa của loài, thì trong kỹ thuật chuyển gen cây trồng chỉ giữ lại tính trạng đã được định hướng trước, có lợi về kinh tế, không đóng góp gì cho quá trình tiến hóa của loài. Đây là điểm khác biệt căn bản nhất giữa đột biến tự nhiên và "đột biến" nhờ kỹ thuật chuyển gen. Sản phẩm của đột biến tự nhiên là tính trạng có lợi cho tiến hóa, còn sản phẩm của quá trình chuyển gen là các tính trạng có lợi cho con người, đây là ưu điểm nổi bật nhất của công nghệ chuyển gen. - Quá trình hình thành tính trạng mới trong tự nhiên phải diễn ra hàng trăm năm, triệu năm, thậm chí hàng tỷ năm, còn quá trình hình thành tính trạng mới nhờ công nghệ chuyển gen chỉ diễn ra trong vài năm, nhờ tính ưu việt này mà chúng ta có thể rút ngắn được quá trình chọn tạo giống cây trồng mới, bổ sung các tính trạng ưu việt mới, đáp ứng tốt nhất mục tiêu chọn giống và phục vụ sản xuất. [...]... restrictaza ) - Nối nhờ enzim nhận ( ligaza ) Chuyển ADN tái tổ hợp vào tế bào nhận IV Các kỹ thuật chuyển gen Kỹ thuật bắn gen Kỹ thuật siêu âm Kỹ thuật trực tiếp Kỹ thuật điện xung Kỹ thuật vi tiêm Kỹ thuật chuyển gen qua ống phấn Kỹ thuật chuyển gen Kỹ thuật PEG Kỹ thuật chuyển gen bằng sốc nhiệt Kỹ thuật chuyển gen nhờ vi khuẩn Kỹ thuật gián tiếp Kỹ thuật chuyển gen nhở virut và phage Chương IV DỰ KIẾN... chọn lọc mô chuyển gen kanamycin 20mg/l Cấy truyền sang môi trường mới 2 tuần/lần CHƯƠNG V KẾT LUẬN - 1 Kết quả: - Mô sẹo hình thành trên vết cắt và chết sau 60 ngày nuôi cấy - Sơ khởi thu 2 mẫu quả cà chua ngọt trên môi trường chọn lọc sau 60 ngày 2 Kết luận: Đã thu nhận được cà chua ngọt trên môi trường tái sinh bổ sung TDZ 1,5mg/l, 2,4D 0,2mg/l thông qua phương pháp chuyển gen giữa cà chua và nhãn...Quy trình chuyển gen nhờ vi khuẩn A.tumefaciens 1.Thiết kế vector mang gen 2 Nhân dòng vector nhờ vi khuẩn E.coli 3 Chuyển vector mang gen biến nạp từ E.coli sang A.tumefaciens 4 Lây nhiễm A.tumefaciens chứa gen biến nạp với tế bào, mô thực vật để tiến hành quá trình chuyển gen sang mô, tế bào đích 5 Chọn lọc các mô, tế bào được biến nạp thành công Ưu điểm - Gen ít bị đào thải - Số lượng... số ra ngày 30/5 Kết quả cho thấy cà chua có 35.000 gen, và tỷ lệ chênh lệch cấu trúc gen của cà chua chỉ là 0,6% Các nhà khoa học cũng cho biết về mặt di truyền học Ông Francisco Camara, chuyên gia thuộc Trung tâm Điều chỉnh gen của Tây Ban Nha, cho biết cà chua là một trong những loại cây trồng phổ biến nhất trên thế giới Kết quả giải mã bộ gen cà chua sẽ giúp con người hiểu biết sâu sắc hơn về sự... nhờ vi khuẩn Agrobaterium kết hợp các kỹ thuật trực tiếp Kết quả xuất hiện gen GUSG Chúng tôi đã trồng thử nghiệm tuy nhiên gặp rất nhiều khó khăn trong quá trình trồng vì điều kiện môi trường và trong thời gian này cây vẫn chưa ra quả và thời gian ra quả muộn hơn cây cà chua bình thường do cà chua là cây 1 năm còn nhãn là cây lâu năm Đây là hình ảnh trồng cây cà chua sau khi đã cấy ghép xong và đang... khác gen mục tiêu được tái tổ hợp chuyên biệt nhờ hai trình tự IS hai đầu nhưng dễ dàng bị tách ra ngay sau đó Nhược điểm - Có phổ tấn công giới hạn - Gây khối u cho cả cây khỏa tự và cây hai lá mầm nhưng lại không gây khối u cho cây một lá mầm II Thực trạng nghiên cứu 1 Cà chua: Theo công trình nghiên cứu được công bố trên tạp chí khoa học Tự nhiên (Nature) của Anh số ra ngày 30/5 Kết quả cho thấy cà chua. .. 12g/ngày Cường độ chiếu sáng 3.000 lux Mỗi công thức thí nghiệm gồm 50 mẫu hạt, lặp lại thí nghiệm 3 lần Phương pháp chuyển nạp gen nhờ vi khuẩn Agrobacterium tumefaciens kết hợp dùng súng bắn gen Thí nghiệm 1: tiêu bản cà chua và nhãn (1x1) cm được ngâm chung với vi khuẩn trong 30 phút Thí nghiệm 2: tiêu bản nhãn (1x1) cm được xử lý bắn súng là thiết bị súng bắn gen biolistics, sau đó ngâm chung với vi... trong 20 phút Thí nghiệm 3: Bắn tiêu bản ngọt của nhãn sang cà chua sau đó ngâm tiêu bản chung với vi khuẩn 60 phút Mẫu từ thí nghiệm 1 và 2 được nuôi cấy chung với vi khuẩn 2 ngày trên môi trường tái sinh chồi có bổ sung tổ hợp chất điều hòa sinh trưởng TDZ 1,5mg/l và 2,4-D 0,2 mg/l (viết tắt MSDT) Tiêu bản được rửa sạch nhiều lần bằng nước cất vô trùng, và chuyển sang môi trường tái sinh chồi như... cây cho ít trái, chỉ những cành nhận đầy đủ ánh nắng mới cho trái tốt.Nhãn có tính thích ứng rộng, có thể trồng trên nhiều loại đất từ vùng nước ngọt quanh năm đến vùng nhiễm mặn Tuy nhiên, đất trồng nhãn thích hợp nhất là đất cát, cát pha, cát giồng, đất cồn và phù sa ven sông, đất có độ pH từ 5-7 Nhãn không thích hợp trên đất sét nặng III Các Khâu cấy gen: Các khâu cấy gen gồm 3 bước: Tách ADN của... sự tăng trưởng của các loài thực vật bậc cao khác, từ đó tìm ra các biện pháp hữu ích cho ngành nông nghiệp trong tương lai Cà chua thuộc họ Cà, hay còn gọi là họ Khoai tây (tên khoa học là Solanaceae) - gồm cả các loại cây có giá trị dinh dưỡng cao khác như khoai tây, hạt tiêu, cà tím cũng như một số loại cây thảo dược và cây gia vị khác Cây nhãn Nhiệt độ thích hợp cho nhãn sinh trưởng và phát triển