chuyen gen thuc vat

Trường Đại học Nha Trang Viện Công nghệ sinh học môi trường CÔNG NGHỆ SINH HỌC THỰC VẬT Đề tài : Phương pháp chuyển gene trực tiếp vào tế bào thực vật Giáo viên hướng dẫn: Phạm Ngọc Minh Quỳnh Danh sách nhóm: • An Thị Tươi • Nguyễn Châu Sa • Phạm Trà My • Bùi Thị Minh • LêThị ThuTrang Vài nét kỹ thuật chuyển gene Nội dung Các Các phương phương pháp pháp chuyển chuyển gene gene trực trực tiếp tiếp Ứng Ứng dụng dụng và thành thành tựu tựu I VÀI NÉT VỀ KỸ THUẬT CHUYỂN GENE • Công nghệ chuyển gene gì? - Là việc chuyển gene sinh vật sang sinh vật khác bắt buộc chuỗi DNA sinh vật tiếp nhận DNA • Tại phải tạo chuyển gene? -Theo phương pháp truyền thống, nhà tạo giống tìm cách tổ hợp lai gene hai cá thể thực vật nhằm tạo lai mang tính trạng mong muốn • Tuy nhiên phương pháp có số hạn chế: - Chỉ thực cá thể loài có họ hàng gần - Phải nhiều thời gian thu kết mong muốn thường đặc tính quan tâm lại không tồn loài có họ hàng gần ͢ Kỹ thuật chuyển gene cho phép nhà tạo giống lúc đưa vào thực vật gene mong muốn từ sinh vật sống khác • Cây chuyển gene (transgenic plant) - Là mang nhiều gene đưa vào phương thức nhân tạo thay thông qua lai tạo trước - Những gene tạo đưa vào (gene chuyển ) phân lập từ loài thực vật có quan hệ họ hàng từ loài khác biệt hoàn toàn II CÁC PHƯƠNG PHÁP CHUYỂN GENE TRỰC TiẾP • Ngoài hệ thống chuyển gene dựa vào Agrobsscterium Virus , có phương pháp đưa DNA trực tiếp vào tế bào thực vật • Cản trở lớn phương pháp thành tế bào thành tế bào vững rào cản ngăn chặn hấp thụ DNA vào tế bào TV phương pháp chuyển DNA trực tiếp phải giải rào cản • Để làm thành TB người ta thường sử dụng enzyme điều kiện thích hợp tạo TB trần TB trần tiếp nhận DNA dễ dàng Trực tiếp Súng bắn gene Hóa chất Xung điện Ống phấn Vi tiêm Phương pháp chuyển gene trực tiếp nhờ hóa chất • Là phương pháp chuyển gene vào protoplast nhờ chất hóa học polyethylene glycol (PEG) • Khi có mặt PEG màng protoplast bị thay đổi protoplast thu nhận DNA ngoại lai vào bên tế bào • Ưu điểm: Phương pháp chuyển gene hóa chất áp dụng với nhiều loại tế bào thực vật • Nhược điểm: Tần số chuyển gene thấp không kiểm soát trình chuyển gene - Dùng ống mao quản ( đường kính 0,2 mm) đặt vào chỗ cắt 2-3 µl dung dịch DNA nồng độ 50 µg/ml , đệm TE - Bao lúa thành thục Sau thường bảo quản 4˚C - Gieo hạt tạo xác định có mặt gene ngoại lai Chuyển gene trực tiếp vi tiêm • Chuyển gene vi tiêm chuyển gene trực tiếp vào tế bào protoplast cách sử dụng vi tiêm nhỏ, kính hiển vi vi thao tác • Ưu điểm : đưa gene xác vào tế bào, tối ưu hóa lượng DNA đưa vào tế bào • Nhược điểm: Phương pháp cần có thiết bj có độ xác cao, kỹ thuật kỹ người thực phải xác Thiết bị vi tiêm Vi tiêm DNA vào tế bào III Ứng dụng, thành tựu triển vọng • Ứng dụng: - Tạo giống trồng có suất cao, chất lượng tốt - Đảm bảo ổn định đa dạng sinh học - Sử dụng hiệu nguồn nguyên liệu từ bên cho nông nghiệp môi trường Sản phẩm Đặc điểm Cải dầu Chống chịu chất diệt cỏ, hàm lượng lauret cao, hàm lượng acid oleic cao Ngô 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 acid oleic cao Bí Kháng virus Cà chua Chín chậm Lúa Chống chịu chất diệt cỏ, sản xuất vitamin A Đu đủ …… Kháng virus … Cây chuyển gen kháng sâu Bt • Cà chua chống chịu mặn - Tiến sĩ Blumwald, đại học Califorina, Mỹ, tách gene từ loại cỏ nhỏ thuộc họ cải, sau chèn vào hạt cà chua đem trồng - Gene cho phép sản sinh loại protein tách muối khỏi nước, dồn vào khoang dự trữ tế bào Vì theo chế thẩm thấu, nước từ môi trường vào thể mang theo nước chất dinh dưỡng giúp tăng trưởng Cà chua chuyển gene • Cà chua chữa bệnh ung thư - Mới đây, nhà khoa học Anh Hà Lan thành công cấy gene quy định việc tạo chất flavonol loài hoa yên thảo vào cà chua Flavonol hợp chất cho phép thể chống lại bệnh ung thư tim mạch • Đặc biệt ngô mang gene Bt (gene kháng sâu bệnh) gieo trồng rộng rãi thu hiệu kinh tế cao • Ngoài người ta tạo giống đậu tương có khả kháng thuốc diệt cỏ nên nông dân đỡ nhiều công sức trừ cỏ • Ngoài việc chuyển gene kháng sâu bệnh, kháng thuốc diệt cỏ, người ta chuyển gene kháng bệnh virus, vi khuẩn gây ra, số gene có khả chịu hạn Triển vọng • Trong tương lai tạo thực vật chuyển gene tạo vaccin ăn được, thực vật nhận kháng nguyên từ vi sinh vật hay loài kí sinh nhiễm vào đường tiêu hóa người ngày người đưa cách chữa bệnh an toàn, rẻ tiền cung cấp vaccin toàn giới Triển vọng • Dự kiến tới người ta tạo số trồng khác mang gen bẻ gãy gene RDX thành chất metalotes, không độc sử dụng nguồn nitơ • RDX chất gây nổ độc hại, loại hợp chất gây độc nguồn đất lẫn nguồn nước tự khó phân hủy môi trường tự nhiên Triển vọng • Trong tương lai chuối chuyển gene coi lọai nồi phản ứng sinh học mang kháng nguyên để thay cho vaccine phòng chống bệnh viêm gan B HBV gây nên, điều người ta làm thành công khoai tây cà chua Nồi phản ứng sinh học (bioreactor) sản Xuất thay vaccine) [...]... súng bắn gene 2 Phương pháp chuyển gene bằng súng bắn gene (t.t) • Khi bắn áp suất hơi sẽ đẩy viên đạn lớn đi với tốc độ cao Tới đầu nòng súng, viên đạn lớn sẽ bị cản lại bởi một lớp lưới thép mịn Còn các viên đạn nhỏ (vi đạn) vẫn tiếp tục di chuyển với vận tốc lớn tới 1300m/s đến đối tượng bắn rồi xuyên vào tế bào Súng bắn gene Sơ đồ nguyên lý hoạt động của súng bắn gen 2 Phương pháp chuyển gene bằng... gen 2 Phương pháp chuyển gene bằng súng bắn gene (t.t) • Sau khi bắn ta tách mô, tế bào và nuôi cấy invitro để tái sinh cây Chỉ có một tỷ lệ nào đó của tế bào mang gene chuyển, vì vậy cần phải chọn lọc Người ta thường dùng khí nén helium áp lực cao để bắn gene 2 Phương pháp chuyển gene bằng súng bắn gene (t.t) • Ưu điểm: - Thao tác dễ dàng - Có thể chuyển gene vào nhiều loại tế bào và mô - Các tế bào... đường ống phấn, chui vào bầu nhụy cái Thời gian chuyển gene là vào lúc hạt phấn mọc qua vòi nhụy và lúc đưa tinh vào thụ tinh 4 Chuyển gene trực tiếp bằng ống phấn (t.t) • Tốt nhất là sự chuyển gene xảy ra đúng khi quá trình thụ tinh ở noãn và cho tế bào hợp tử chưa phân chia Như vậy sự chuyển gene chỉ xảy ra ở một tế bào cái duy nhất 4 Chuyển gene trực tiếp bằng ống phấn (t.t) • Ưu điểm: hiệu suất... bông lúa đã thành thục Sau đó thường bảo quản ở 4˚C - Gieo hạt tạo cây và xác định sự có mặt của gene ngoại lai 5 Chuyển gene trực tiếp bằng vi tiêm • Chuyển gene bằng vi tiêm là chuyển gene trực tiếp vào tế bào protoplast bằng cách sử dụng vi tiêm nhỏ, kính hiển vi và các vi thao tác • Ưu điểm : đưa các gene chính xác vào tế bào, tối ưu hóa được lượng DNA đưa vào tế bào • Nhược điểm: Phương pháp này... đưa các gene vào tế bào ở vị trí mong muốn • Nhược điểm: thiết bị đắt tiền 3.Chuyển gene trực tiếp bằng xung điện • Trong công nghệ di truyền thực vật người ta thường dùng phương pháp xung điện để chuyển gene vào protoplast thực vật • Ở điện thế cao,trong thời gian ngắn có thể 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 3 Chuyển gene trực... các protoplast đã được biến nạp Sau đó nuôi cấy invitro, tái sinh cây và chọn lọc cây chuyển gene 3 Chuyển gene trực tiếp bằng xung điện (t.t) • Ưu điểm: Áp dụng đối với nhiều loại thực vật • Nhược điểm: - Tỷ lệ các tế bào được chuyển gene còn thấp - Sức sống của tế bào giảm đột ngột, khó phục hồi 4 Chuyển gene trực tiếp bằng ống phấn • Là phương pháp chuyển không qua nuôi cấy invitro • Nguyên tắc... nước và chất dinh dưỡng giúp cây tăng trưởng Cà chua chuyển gene • Cà chua chữa bệnh ung thư - Mới đây, các nhà khoa học Anh và Hà Lan đã thành công khi cấy một gene quy định việc tạo ra chất flavonol của loài hoa dạ yên thảo vào cây cà chua Flavonol là hợp chất cho phép cơ thể chống lại bệnh ung thư và tim mạch • Đặc biệt là ngô mang gene Bt (gene kháng sâu bệnh) được gieo trồng rộng rãi và thu được... thuốc diệt cỏ nên nông dân đỡ được rất nhiều công sức trừ cỏ • Ngoài việc chuyển được những gene kháng sâu bệnh, kháng thuốc diệt cỏ, người ta còn chuyển được những gene kháng được bệnh do virus, vi khuẩn gây ra, và cả một số gene có khả năng chịu hạn Triển vọng • Trong tương lai có thể tạo ra các thực vật chuyển gene tạo ra vaccin có thể ăn được, những thực vật này nhận kháng nguyên từ vi sinh vật hay... phù protoplast với các plasmid tái tổ hợp đã mang gene mong muốn cần chuyển vào tế bào thực vật • Dùng thiết bị xung điện tạo điện thế cao (200-400V/cm) trong khoảng thời gian 4-5 phần nghìn giây 3 Chuyển gene trực tiếp bằng xung điện (t.t) • Kết quả là màng tế bào xuất hiện các lỗ thủng tạm thời giúp cho các plasmid tái tổ hợp có thể xâm nhập vào hệ gene của tế bào thực vật.Quá trình này được thực... virus Cà chua Chín chậm Lúa Chống chịu chất diệt cỏ, sản xuất vitamin A Đu đủ …… Kháng virus … Cây bông chuyển gen kháng sâu Bt • Cà chua chống chịu mặn - Tiến sĩ Blumwald, đại học Califorina, Mỹ, đã tách ra một gene từ một loại cỏ nhỏ thuộc họ cải, sau đó chèn vào hạt cà chua rồi đem trồng - Gene này cho phép cây sản sinh ra một loại protein có thể tách muối ra khỏi nước, dồn vào các khoang dự trữ trong ... chuyển gene Nội dung Các Các phương phương pháp pháp chuyển chuyển gene gene trực trực tiếp tiếp Ứng Ứng dụng dụng và thành thành tựu tựu I VÀI NÉT VỀ KỸ THUẬT CHUYỂN GENE • Công nghệ chuyển gene... hàng gần ͢ Kỹ thuật chuyển gene cho phép nhà tạo giống lúc đưa vào thực vật gene mong muốn từ sinh vật sống khác • Cây chuyển gene (transgenic plant) - Là mang nhiều gene đưa vào phương thức nhân... Phương pháp chuyển gene hóa chất áp dụng với nhiều loại tế bào thực vật • Nhược điểm: Tần số chuyển gene thấp không kiểm soát trình chuyển gene Chuyển gene trực tiếp súng bắn gene • Nguyên tắc