nghiên cứu môi trường tái sinh của một số giống ngô (zea mays l.) phục vụ chuyển gen

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC NGHIÊN CỨU MÔI TRƢỜNG TÁI SINH CỦA MỘT SỐ GIỐNG NGÔ (Zea mays L.) PHỤC VỤ CHUYỂN GEN LUẬN VĂN THẠC SĨ CÔNG NGHỆ SINH HỌC THÁI NGUYÊN - 2014 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC NGHIÊN CỨU MÔI TRƢỜNG TÁI SINH CỦA MỘT SỐ GIỐNG NGÔ (Zea mays L.) PHỤC VỤ CHUYỂN GEN Chuyên ngành: Công nghệ Sinh học Mã số: 60 42 02 01 LUẬN VĂN THẠC SĨ CÔNG NGHỆ SINH HỌC Người hướng dẫn khoa học: PGS. TS. NGUYỄN VŨ THANH THANH THÁI NGUYÊN - 2014 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ i LỜI CAM ĐOAN học sự sống - Đại học Khoa học - Đại học Thái Nguyên. Các số liệu, kết quả trong luận văn là trung thực và chƣa đƣợc ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm về những số liệu trong luận văn này. Thái Nguyên, ngày 13 tháng 09 năm 2014 Tác giả luận văn Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ ii LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên tôi xin đƣợc bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS.TS. Nguyễn Vũ Thanh Thanh, khoa Khoa học sự sống, Trƣờng Đại học Khoa học - Đại học Thái Nguyên là ngƣời đã tận tình hƣớng dẫn, chỉ bảo, dìu dắt và giúp đỡ tôi trong suốt thời gian thực hiện và hoàn thành luận văn này. Tôi xi - . - thu . , nghiên cứu. , ngày 13 tháng 09 năm 2014 Tác giả luận văn Ngô Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT TRONG LUẬN VĂN v DANH MỤC CÁC BẢNG vi DANH MỤC CÁC HÌNH viii MỞ ĐẦU 1 1 2 2 4. Ý nghĩa khoa học 2 Chƣơng 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 3 1.1. Sơ lƣợc về cây ngô 3 3 1.1.2. Giá trị kinh tế của cây ngô 6 1.1.3. Tình hình sản xuất ngô trên thế giới và Việt Nam 7 10 1.2.1. Nghiên cứu tái sinh ngô trên thế giới 10 1.2.2. Nghiên cứu tái sinh ngô ở Việt Nam 14 1.3.Ảnh hƣởng của chất kích thích sinh trƣởng và thành phần môi trƣờng đến khả năng tạo mô sẹo và tái sinh cây ở ngô 14 1.3.1. Ảnh hƣởng của chất điều hòa sinh trƣởng 14 của thành phần môi trƣờng 17 1.3.3. in vitro 19 Chƣơng 2: VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 21 21 2.2. Hóa chất và thiết bị 21 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ iv 2.3. Phạm vi nghiên cứu 22 2.4. Địa điểm, thời gian tiến hành nghiên cứu 22 2.5. Phƣơng pháp nghiên cứu 22 2.5.1. Tái sinh cây trực tiếp từ phôi non 23 2.5.2. Tạo mô sẹo từ phôi và thân non 24 2.5.3. Nghiên cứu khả năng tái sinh cây từ mô sẹo 26 2.5.4. Nghiên cứu điều kiện đƣa cây in vitro ra ngoài môi trƣờng 26 2.6. Xử lý số liệu 27 Chƣơng 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 28 3.1. Tái sinh cây trực tiếp từ phôi non 28 3.1.1. Nghiên cứu ảnh hƣởng của tuổi phôi đến khả năng tái sinh cây trực tiếp từ phôi non 28 30 non 35 non 36 2,4-D đến khả năng tạo mô sẹo từ phôi non 38 -proline đến khả năng tạo mô sẹo từ phôi non 41 3 đến khả năng tạo mô sẹo từ phôi non 44 2,4-D 48 3.4. Nghiên cứu phôi non 51 kiện đƣa cây in vitro ra ngoài môi trƣờng 54 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 55 I. Kết luận 55 II. Đề nghị 55 TÀI LIỆU THAM KHẢO 56 PHỤ LỤC 63 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ v DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT TRONG LUẬN VĂN STT Chữ viết tắt Chữ viết đầy đủ 1 BAP 6 – benzylaminopurine 2 đtg 3 IAA Indole-3-acetic acid 4 IBA Indole-3-butyric acid 5 MS Murashige & Skoog, 1962 6 NAA 1 - naphthaleneacetic acid 7 Nxb 8 N6 Chu et al., 1975 9 2,4-D 2,4 - Dichlorophenoxyacetic acid Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ vi DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1. Tình hình sản xuất ngô ở một số khu vực trên thế giới giai đoạn 2009 - 2011 7 Bảng 1.2. Tình hình sản xuất ngô ở Việt Nam từ 1975 - 2012 9 21 28 Bảng 3.2. cây từ phôi 32 34 LVN 25, LVL 61, LVN 66, LVN 99, 36 hƣởng của 2,4-D 39 Bảng 3.6 - 43 Bảng 3.7. Ảnh hƣởng của AgNO 3 45 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ vii - 48 51 in vitro sau 54 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ viii DANH MỤC CÁC HÌNH 5 3.1. ở ổi phôi đế từ phôi non 885 29 3.2. ở đế từ phôi non LVN 885 32 35 3.4. ở 885 37 của 2,4-D 40 3.6. Mô 885 - 41 - 44 3.8. Ảnh hƣởng của AgNO 3 46 [...]... Nghiên cứu môi trường tái sinh của một số giống ngô (Zea mays L.) phục vụ chuyển gen 2 Xác định đƣợc các điều kiện thích hợp để tái sinh cây từ phôi non và từ mô sẹo của 5 giống ngô 3 - Xác định thành phần môi trƣờng nuôi cấy phù hợp để tái sinh cây trực tiếp từ phôi non của 5 giống ngô - Xác định thành phần môi trƣờng phù hợp để tạo mô sẹo từ phôi non và thân non của 5 giống ngô - Xác định môi trƣờng... Nghiên cứu đã chỉ ra rằng khả năng tái sinh của trong môi trƣờng có AgNO3 tăng cao hơn [47] Năm 2004, Zhang nghiên cứu 15 dòng ngô Tangsipingtou thuần bằng nuôi cấy in vitro để đánh giá ảnh hƣởng của kiểu gen, môi trƣờng, chất kích thích sinh trƣởng và phƣơng pháp tạo mô sẹo có nguồn gốc từ phôi non và tái sinh cây cho thấy cả 15 dòng có thể tạo , sự già hóa của khả năng tái sinh cây giảm đến một mức... sinh sản, thụ phấn, thụ tinh, phôi phát triển Đây là nguyên liệu lí tƣởng nhất vì mẫu cấy không cần thông qua quá trình giảm phâm và thụ tinh, giảm đƣợc sự biến đổi di truyền 3 mg/l 0 - 3% [44] Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 14 1.2.2 Nghiên cứu tái sinh ngô ở Việt Nam ngô, đó là: nghiên cứu môi trƣờng nuôi cấy in vitro phục vụ chọn dòng chịu hạn và chuyển gen ở ngô (Zea mays. .. nhóm ngô tẻ, ngô nếp và ngô ngọt, sử dụng dòng đối chứng là dòng ngô mô hình HR8 có khả năn [4] 1.3 Ảnh hƣởng của chất kích thích sinh trƣởng và thành phần môi trƣờng đến khả năng tạo mô sẹo và tái sinh cây ở ngô 1.3.1 Ảnh hưởng của chất điều hòa sinh trưởng Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 15 sinh trƣởng, phân chia tế bào và kiểm soát sự biệt hóa cũng nhƣ phát sinh hình thái của. .. nuôi Hàng năm, Việt Nam vẫn phải nhập khẩu lƣợng lớn ngô để chế biến thức ăn gia súc Vì vậy, việc nghiên cứu tạo giống ngô có năng suất cao, khả năng chống chịu tốt, đồng thời đáp ứng yêu cầu chất lƣợng là nhiệm vụ rất quan trọng và cấp thiết đối với các cơ quan nghiên cứu, chọn tạo giống 1.2.1 Nghiên cứu tái sinh ngô trên thế giới Nuôi cấy in vitro cây ngô đƣợc bắt đầu từ rất sớm vào những năm 1930, khi... Kết quả nghiên cứu cho thấy môi trƣờng N6 bổ sung 2,4-D 7 mg/l; casein 100 mg/l; L-prolin 2,88 mg/l; sucrose 40 g/l; agar 8 g/l cho nhất tạo cao 25 - 27 ngày đối với vụ đông, phôi 18 - 20 ngày đối với vụ hè dòng 2 dòng ngô HR8 và HR9 đạt lần lƣợt là 75,2% và 74,1%, tỷ lệ tái sinh cây đạt 24,9% và 21,4% [14] Nguyễn Văn Đồng (2009), tiến hành nghiên cứu khả năng tái sinh từ phôi non của 45 dòng ngô Việt... trong 1 số loại ngô có các đặc điểm đặc trƣng là mô sẹo Chúng có tỷ lệ phôi hóa cao, , nhiều nghiên cứu cho thấy tỷ lệ tái sinh cây trực tiếp từ phôi cao hơn tỷ lệ tái sinh thông qua mô sẹo [20] Giai đoạn đầu của quá trình tái sinh phôi ngô là giai đoạn phôi soma trƣởng thành nảy mầm đƣợc cảm ứng bởi nồng độ sucrose cao (60 g/l) trong điều kiện không có ánh sáng và không có chất điều hòa sinh trƣởng... kiện môi trƣờng hạn, ,… Thực tế nghiên cứu cho thấy, nuôi cấy in vitro gô Mặt khác, nguồn vật liệu , quá trình tái sinh ngô thƣờng chỉ đƣợc thực hiện thông qua sự tái sinh phôi hoặc mô sẹo [41] Trong đó, mô sẹo đƣợc hình thành từ phôi non hay từ lát cắt của thân cây non Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 2 Xuất phát từ các lý do trên, chúng tôi đã lựa chọn đề tài: Nghiên cứu môi. .. với phôi non của con lai và từ 50 đến 80% đối với phôi non của dòng bố mẹ Khả năng phôi hóa đƣợc tiến hành ở 6 dòng thuần và 4 dòng lai tái sinh chỉ 4 dòng thuần và 3 dòng lai [34] Năm 2011, Gorji nghiên cứu sẹo và tái sinh cây Kết quả dòng ngô thuần khả năng tạo mô trong môi trƣờng N6 tần số tạo cao nhất khi bổ sung dicamba 2 mg/l, trong môi trƣờng MS có bổ sung 2,4-D ở nồng độ 1 mg/l Môi trƣờng N6... phát triển của mô sẹo và mô sẹo có khả năng tạo phôi từ phôi non ngô [20] 2,4-D là chất điều hòa sinh trƣởng đƣợc sử dụng phổ biến nhất để cảm ứng tạo mô sẹo từ phôi Việc bổ sung các citokynin kết hợp với 2,4-D có thể làm tăng phản ứng của phôi trong một số loài cỏ Kiểu gen là một yếu tố có vai trò cơ bản trong quá trình phôi cảm ứng ngô [27], [35], [36], [51] Khi nghiên cứu tạo mô sẹo và tái sinh cây . NGHIÊN CỨU MÔI TRƢỜNG TÁI SINH CỦA MỘT SỐ GIỐNG NGÔ (Zea mays L. ) PHỤC VỤ CHUYỂN GEN Chuyên ngành: Công nghệ Sinh học Mã số: 60 42 02 01 LUẬN VĂN THẠC SĨ CÔNG NGHỆ SINH HỌC. của một số giống ngô (Zea mays L. ) phục vụ chuyển gen . 2. Xác định đƣợc các điều kiện thích hợp để tái sinh cây từ phôi non và từ mô sẹo của 5 giống ngô. 3. - Xác định thành phần môi trƣờng. từ l t cắt của thân cây non. 2 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ Xuất phát từ các l do trên, chúng tôi đã l a chọn đề tài: Nghiên cứu môi trường tái sinh của một