CHUYỂN GEN VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP CHUYỂN GEN Ở THỰC VẬT KỸ THUẬT CHUYỂN GEN VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP CHUYỂN GEN Ở THỰC VẬT Kỹ thuật di truyền Là kỹ thuật chuyển gen để tạo ra giống cây trồng, vật nuôi hay vi sinh vật như ý muốn của con người Một phân đoạn ADN trên nhiễm sắc thể chịu trách nhiệm về một đặc tính của sinh vật Gene Nghiên cứu và làm sáng tỏ chức năng của một gen được quan tâm hay từng phần của gen đó. Làm thay đổi mức độ biểu hiện của một gen nội bào. 3. Chuyển các gen quy định các tính trạng mong muốn vào tế bào để thu nhận được các tính trạng mới ở tế bào và cây chuyển gen.
MỤC LỤC A MỞ ĐẦU B NỘI DUNG Các nguyên tắc sinh học kỹ thuật chuyển gen Các bước kỹ thuật chuyển gen Một số phương pháp chuyển gen thực 3.1 Các phương pháp chuyển gen gián tiếp 3.1.1 Chuyển gen gián tiếp nhờ Agrobacterium tumefaciens 3.1.2 Chuyển gen gián tiếp nhờ virus .10 3.2 Các phương pháp chuyển gen trực tiếp 10 3.2.1 Chuyển gen súng bắn gen (gene gun) 10 3.2.2 Chuyển gen xung điện (electroporation) 12 3.2.3 Chuyển gen vi tiêm (microinjection) .13 3.2.4 Chuyển gen nhờ kỹ thuật siêu âm 13 3.2.5 Chuyển gen phương pháp hóa học 14 3.2.6 Chuyển gen trực tiếp qua ống phấn (pollen tube) 14 Lợi ích nguy trồng chuyển gen 15 4.1 Lợi ich .15 4.2 Nguy tiềm ẩn .16 Những thành tựu, triển vọng chủ yếu tạo giống trồng chuyển gen 18 Các hướng tạo trồng chuyển gen .19 6.1 Chuyển gen kháng sâu .19 6.2 Chuyển gen kháng thuốc diệt cỏ 20 6.3 Chuyển gen tạo kháng virus gây bệnh .20 6.4 Chuyển gen tạo sản xuất protein động vật 22 6.5 Chuyển gen thay đổi hàm lượng chất lượng chất dinh dưỡng 23 6.6 Chuyển gen tạo giống hoa có nhiều màu sắc 24 Quy trình tạo hoa hồng xanh kỹ thuật RNA interference (RNAi) 25 C KẾT LUẬN 29 TÀI LIỆU THAM KHẢO 32 Mr Trường D-KHCT-.4a A MỞ ĐẦU Một kỹ thuật công nghệ tế bào thực vật kỹ thuật chuyển gen Trước đây, để tạo giống nhà tạo giống thường sử dụng phương pháp truyền thống để tổ hợp lại gen hai cá thể thực vật tạo thể lai mang tính trạng mong muốn Phương pháp thực cách chuyển hạt phấn từ sang nhụy hoa khác Tuy nhiên phép lai chéo bị hạn chế thực cá thể loài (lai gần), lai cá thể khác loài (lai xa) thường bị bất thụ tạo lai Tuy nhiên, lai gần phải nhiều thời gian thu kết mong muốn thông thường tính trạng quan tâm lại không tồn loài có họ hàng gần Kể từ năm 1984, lúc người ta bắt đầu tạo trồng chuyển gen đến có bước tiến lớn Nhiều trồng quan trọng chuyển gen đời lúa, ngô, lúa mì, đậu tương, bông, khoai tây, cà chua, cải dầu, đậu Hà Lan, bắp cải Các gen chuyển gen kháng vi sinh vật, virus gây bệnh, kháng côn trùng phá hại, gen có khả sản xuất loại protein mới, gen chịu hạn, gen kháng thuốc diệt cỏ Kỹ thuật chuyển gen cho phép nhà tạo giống lúc đưa vào loài trồng gen mong muốn có nguồn gốc từ thể sống khác nhau, không loài có họ gần mà loài xa Phương pháp hữu hiệu cho phép nhà tạo giống thực vật thu giống nhanh vượt qua giới hạn kỹ thuật tạo giống truyền thống Kỹ thuật chuyển gen, ghép gen kỹ thuật đưa gen lạ (một đoạn ADN, ARN) vào tế bào vật chủ làm cho gen lạ tồn plasmid tế bào chủ gắn gen tế bào chủ, tồn tái với gen tế bào chủ Gen lạ tế bào chủ hoạt động tổng hợp protein đặc hiệu, gây biến đổi đặc điểm có làm xuất đặc điểm thể chuyển gen Nhìn chung, việc ứng dụng chuyển gen có lợi ích rõ rệt sau: - Tăng sản lượng - Giảm chi phí sản xuất - Tăng lợi nhuận nông nghiệp - Cải thiện môi trường Mr Trường D-KHCT-.4a Những chuyển gen “thế hệ thứ nhất” giúp giảm chi phí sản xuất Ngày nay, nhà khoa học hướng đến việc tạo chuyển gen “thế hệ thứ hai” nhằm tăng giá trị dinh dưỡng có đặc điểm thích hợp cho gười tiêu dùng Chẳng hạn như: - Lúa gạo giàu vitamin A sắt - Khoai tây tăng hàm lượng tinh bột - Vacxin thực phẩm (edible vaccine) ngô khoai tây - Những giống ngô trồng điều kiện nghèo dinh dưỡng - Dầu ăn có lợi cho sức khỏe từ đậu nành cải dầu Tuy nhiên, bên cạnh ưu điểm có nguy tiềm ẩn việc phát triển kỹ thuật Bao gồm: - Mối nguy hiểm việc vô tình đưa chất gây dị ứng làm giảm dinh dưỡng vào thực phẩm - Khả phát tán gen biến nạp trồng sang họ hoang dại - Sâu bệnh có nguy tăng cường tính kháng với chất độc tiết từ chuyển gen - Nguy chất độc tác động tới sinh vật loại sinh vật cần diệt, làm cân sinh thái Nhìn chung, điểm chưa rõ ràng chuyển gen với khả tạo giống trồng có giá trị kinh tế, công nghệ có vai trò phủ nhận Tuy vậy, số vấn đề đáng lo ngại Để giải vấn đề kết luận thu phải dựa thông tin tin cậy có sở khoa học Triển vọng công nghệ chuyển gen thực vật lớn, cho phép tạo giống trồng mang đặc tính di truyền hoàn toàn mới, có lợi cho người mà chọn giống thông thường phải trông chờ vào đột biến tự nhiên, luôn có Đối với phát triển công nghệ sinh học kỷ XXI công nghệ chuyển gen có vị trí đặc biệt quan trọng Có thể nói công nghệ chuyển gen hướng công nghệ cao công nghệ sinh học đại phục vụ sản xuất đời sống Mr Trường D-KHCT-.4a B NỘI DUNG Các nguyên tắc sinh học kỹ thuật chuyển gen Khi đặt mục đích thực thí nghiệm chuyển gen cần ý số vấn đề sinh học ảnh hưởng đến trình chuyển gen sau: - Không phải toàn tế bào thể tính toàn (totipotency) - Các khác có phản ứng không giống với xâm nhập gen ngoại lai - Cây biến nạp tái sinh từ tế bào có khả tái sinh khả thu nhận gen biến nạp vào genome - Mô thực vật hỗn hợp quần thể tế bào có khả khác Cần xem xét số vấn đề như: có số tế bào có khả biến nạp tái sinh Ở tế bào khác có hai trường hợp xảy ra: số tế bào tạo điều kiện phù hợp trở nên có khả năng, số khác hoàn toàn khả biến nạp tái sinh - Thành phần quần thể tế bào xác định loài, kiểu gen, quan, giai đoạn phát triển mô quan - Thành tế bào ngăn cản xâm nhập ADN ngoại lai Vì thế, chuyển gen vào tế bào có thành cellulose thông qua Agrobacterium, virus bắn gen phải phá bỏ thành tế bào để chuyển gen phương pháp xung điện, siêu âm vi tiêm - Khả xâm nhập ổn định gen vào genome không tỷ lệ với biểu tạm thời gen - Các ADN (trừ virus) xâm nhập vào genome tế bào vật chủ chưa đảm bảo liên kết ổn định với genome - Các ADN (trừ virus) không chuyển từ tế bào sang tế bào kia, nơi mà đưa vào - Trong đó, ADN virus xâm nhập vào genom chủ lại không liên kết với genome mà chuyển từ tế bào sang tế bào khác ngoại trừ mô phân sinh (meristem) Các bước kỹ thuật chuyển gen Từ người ta khám phá thí nghiệm chuyển gen thực nhờ loại vi khuẩn đất Agrobacterium tumefaciens, nhà khoa học tin Agrobacterium chuyển gen vào tất trồng Nhưng sau kết thực tế cho thấy chuyển gen Agrobacterium thực ngũ cốc (một mầm) mà hàng loạt kỹ thuật chuyển gen khác phát triển kỹ thuật chuyển gen trực tiếp bắn gen vi đạn (bombardement/ gene gun), vi tiêm (microinjection), xung điện (electroporation), silicon carbide, điện di (electrophoresis), siêu âm (ultrasonic), chuyển gen qua ống phấn (pollen tube) Đến nay, nhờ cải tiến vector chuyển gen nên kỹ thuật chuyển gen A tumefaciens thành công ngũ cốc đặc biệt Mr Trường D-KHCT-.4a lúa Kỹ thuật trở nên kỹ thuật đầy triển vọng chuyển gen thực vật Quá trình chuyển gen thực qua bước sau: - Xác định gen liên quan đến tính trạng cần quan tâm - Phân lập gen (PCR sàng lọc từ thư viện cADN từ thư viện genomic ADN) - Gắn gen vào vector biểu (expression vector) để biến nạp - Biến nạp vào E coli - Tách chiết ADN plasmid - Biến nạp vào mô tế bào thực vật phương pháp khác kể - Chọn lọc thể biến nạp môi trường chọn lọc - Tái sinh biến nạp - Phân tích để xác nhận cá thể chuyển gen (PCR Southern blot) đánh giá mức độ biểu chúng (Northern blot, Western blot, ELISA thử nghiệm in vivo khác ) Nguyên liệu để thực biến nạp tế bào thực vật riêng rẽ, mô hoàn chỉnh Cản trở lớn tiếp nhận ADN phần lớn sinh vật thành tế bào Muốn làm thành tế bào thực vật người ta thường sử dụng enzym điều kiện thích hợp người ta tạo tế bào trần, tế bào trần tiếp nhận ADN nói chung dễ dàng Sau biến nạp người ta tách enzym phân giải tế bào phát triển, thành tế bào tạo thành Các tế bào biến nạp nuôi cấy môi trường nhân tạo thích hợp với chất kích thích sinh trưởng để tạo thành hoàn chỉnh Sau phương pháp phân tích genome PCR, Southern blot, Northern blot thực để tìm xác biến đổi gen Một số phương pháp chuyển gen thực vật Có hai hình thức chuyển gen chủ yếu chuyển gen trực tiếp chuyển gen gián tiếp 3.1 Các phương pháp chuyển gen gián tiếp 3.1.1 Chuyển gen gián tiếp nhờ Agrobacterium tumefaciens * Nguyên lý chung Sử dụng vi sinh vật đất Agrobacterium (là vi khuẩn Gram âm) để chuyển gen thực vật phương pháp hiệu phổ biến nhờ vào khả gắn gen ngoại lai vào hệ gen thực vật cách xác ổn định Mr Trường D-KHCT-.4a Sự chuyển gen thực vật dùng A tumefaciens dựa nguyên lý hình sau: Hình1 Agrobacterium mang plasmid gây khối u thực vật (tumour inducing plasmid- Ti plasmid), plasmid chứa gen vir vùng gen cần chuyển (T-DNA) Gen quan tâm chèn vào vùng T-DNA Các tế bào tổn thương thực vật tiết hợp chất bảo vệ, hợp chất kích thích biểu gen vir Agrobacterium Vir protein tạo T-strand từ vùng T-DNA Ti-plasmid Sau vi khuẩn gắn vào tế bào thực vật, T-strand số protein vir chuyển vào tế bào thực vật qua kênh vận chuyển Trong tế bào thực vật, protein vir tương tác với T-strand tạo phức hệ (T- complex) Phức hệ vào nhân tế bào thực vật, T-DNA chèn vào gen thực vật biểu gen quan tâm Bộ gen vi khuẩn Ti plasmid Hình Vi khuẩn A.tumefaciens Mr Trường D-KHCT-.4a Cụ thể sau: Phương pháp sử dụng Ti plasmid A.tumefaciens Ti plasmid Arhizogenes làm vectơ đưa ADN vào tế bào Ti plamid gồm hai thành phần: T- DNA vùng Vir T- DNA chuyển từ Agrobacterium vào tế bào thực vật, nhờ mà gắn gen muốn chuyển vào T- DNA để đưa vào tế bào T- DNA chứa gen điều hoà sinh trưởng cục (auxin, cytokinie), gen tổng hợp chất Opine gen gây khối u Đoạn cuối có 25 cặp bazơ lặp lại, đoạn vùng xâm nhập vào phân tử ADN thực vật Trong plasmid vị trí T- DNA giới hạn bờ trái bờ phải Vùng Vir phụ trách khả lây nhiễm Chúng gồm nhóm từ VirA đến VirG VirE có tác dụng làm tăng tần số biến nạp Để thiết kế vector dùng biến nạp: trước hết cắt gen điều hòa sinh trưởng cục bộ, sau gắn thêm gen thị (kháng thuốc chất diệt cỏ) với đoạn điều khiển phù hợp để chọn thể biến nạp cuối gắn gen cần biến nạp * Các plasmid Agrobacterium sử dụng công nghệ gen thực vật gồm có loại: vector liên hợp vector nhị thể - Vector liên hợp (Cointegrated vector) Vector liên hợp dựa tái tổ hợp plasmid Một vector liên hợp gồm có: vị trí để ghép gen quan tâm, thường vị trí có nguồn gốc từ plasmid vi khuẩn E.coli Gen thị kháng sinh giúp cho chọn lọc vi khuẩn E.coli, Agrobacterium gen chọn lọc hoạt động tế bào thực vật Như vector liên hợp hình thành từ plasmid mang trình tự ADN mong muốn plasmid có chứa vùng vir gen vùng bờ lặp lại T-ADN Sau tái tổ hợp, vector liên hợp tạo dùng cho chuyển gen vào thực vật - Vector nhị thể (Binary vector) Vector nhị thể hệ thống dùng plasmid riêng biệt: cung cấp T-ADN độc tính gây khối u, plasmid Ti plasmid có khả thâm nhập vào tế bào thực vật (mang gen vir) Plasmid thứ mang gen chọn lọc thực vật gen ghép vào gen thực vật Khi plasmid đưa vào chủng Agrobacterium có chứa Ti plasmid, sản phẩm mang gen vir đưa T-AND vào tế bào thực vật, T-ADN nằm phân tử ADN khác Mr Trường D-KHCT-.4a * Sử dụng Agrobacterium để chuyển gen thu nhiều kết quả, đặc biệt chuyển gen vào lúa mì lương thực quan trọng Nhiều giống lúa chuyển gen có giá trị đặc biệt giống lúa Golden rice có chứa hàm lượng vitamin A cao gấp nhiều lần so với lúa thông thường Nhờ giống lúa giải vấn đề khó khăn thiếu vitamin A nước phát triển, đặc biệt Châu Phi * Ưu điểm - Gen bị đào thải - Số lượng Do tránh tượng ức chế lẫn câm lặng lẫn - Tồn bền vững thể thực vật phụ thuộc chặt chẽ vào hệ thống protein Vir, phương pháp khác gen mục tiêu tái tổ hợp chuyên biệt nhờ hai trình tự IS hai đầu dễ dàng bị tách sau * Nhược điểm - Có phổ công giới hạn - Gây khối u cho khỏa tự hai mầm lại không gây khối u cho mầm (do mầm thuộc nhóm tiến hoá nhất, tích lũy nhiều chế kháng bệnh hai mầm bị thương tế bào có xu hướng hóa gỗ không phân chia mạnh để tái tạo tiếp hợp chất phenol hai mầm ) 3.1.2 Chuyển gen gián tiếp nhờ virus Ngoài việc sử dụng vi khuẩn, người ta sử dụng virus làm vector chuyển gen vào trồng Chuyển gen nhờ virus thuận lợi virus dễ xâm nhập lây lan thể thực vật động vật đồng thời virus mang đoạn ADN lớn nhiều so với khả plasmid Tuy nhiên, virus làm vector chuyển gen cần phải có tiêu chuẩn sau: - Hệ gen virus phải AND - Virus có khả di chuyển từ tế bào sang tế bào khác qua lỗ vách tế bào - Có khả mang đoạn ADN (gen) mới, sau chuyển gen vào tế bào thực vật - Có phổ ký chủ rộng (trên nhiều loài cây) - Không gây tác hại đáng kể cho thực vật Đối chiếu tiêu chuẩn trên, có hai loại virus sử dụng làm vector chuyển gen caulimovirus geminivirus Tuy nhiên, việc sử dụng Mr Trường D-KHCT-.4a virus để chuyển gen thực vật sử dụng ADN virus khó ghép nối với hệ gen thực vật 3.2 Các phương pháp chuyển gen trực tiếp 3.2.1 Chuyển gen súng bắn gen (gene gun) Hình Súng bắn gen * Nguyên lý Ngâm viên đạn nhỏ (vi đạn) vàng tungsten có kích thước cực nhỏ, đường kính khoảng 0,5 - 1,5 mm với dung dịch có chứa đoạn ADN ngoại lai cần chuyển vào tế bào thực vật Các vi đạn làm khô đĩa kim loại mỏng có kích thước 0,5 - 0,9 cm Đĩa kim loại gắn vào đầu viên đạn lớn (macroprojectile) nhựa, vật liệu nhẹ Viên đạn lớn có kích thước vừa khít đầu nòng súng bắn gen Khi bắn, áp suất đẩy viên đạn với tốc độ cao Tới đầu nòng súng, viên đạn lớn bị cản lại lưới thép mịn, viên đạn nhỏ (vi đạn) tiếp tục di chuyển với tốc độ lớn tới 1300 m/giây đến đối tượng bắn rồi xuyên vào tế bào Sau bắn, tách mô, tế bào nuôi cấy invitro để tái sinh Các gen cần chuyển tái tổ hợp vào hệ gen cây, từ tạo thành chuyển gen Chỉ có tỷ lệ tế bào mang gen chuyển cần phải chọn lọc Người ta thường dùng khí nén helium áp lực cao để bắn gen Mr Trường D-KHCT-.4a Hình Sơ đồ nguyên lý hoạt động súng bắn gen * Ưu điểm - Thao tác dễ dàng, bắn lần nhiều tế bào - Nguyên liệu để bắn đa dạng (hạt phấn, tế bào nuôi cấy, tế bào mô hóa mô phân sinh) * Nhược điểm Tần số biến nạp ổn định thấp theo Potrykus ưu việt phương pháp nghiên cứu gen tạm thời Tuy nhiên, năm gần phương pháp thành công lúa, mía, đu đủ, khẳng định tính ưu việt phương pháp 3.2.2 Chuyển gen xung điện (electroporation) * Nguyên lý Trong công nghệ di truyền thực vật, người ta sử dụng phương pháp xung điện để chuyển gen vào protoplast thực vật Ở điện cao, thời gian ngắn tạo lỗ màng tế bào trần (protoplast) làm cho ADN bên môi trường xâm nhập vào bên tế bào Người ta chuẩn bị protoplast với plasmid tái tổ hợp mang gen mong muốn cần chuyển vào thực vật Dùng thiết bị xung điện tạo điện cao (200 – 400 V/cm) khoảng thời gian - phần nghìn giây Kết làm màng tế bào trần xuất lỗ thủng tạm thời giúp cho plasmid xâm nhập gắn vào hệ gen thực vật Quá trình thực cuvett chuyên dụng Sau trình xung điện, đem protoplast nuôi môi trường nuôi cấy thích hợp, môi trường 10 Mr Trường D-KHCT-.4a thông tin vau trò gen đưa vào, ảnh hưởng vây nhận gen, đồng thời hỏi cụ thể ảnh hưởng không mong muốn như: ảnh hưởng lên sinh vật sinh vật cần diệt môi trường Cây chuyển gen có tồn môi trường lâu bình thường xâm chiếm nơi cư ngụ không? Khả gen phát tán ý muốn từ chuyển gen sang loài khác hậu * Cây chuyển gen, rủi ro Khả xẩy lai chéo xa gen chuyển vào với cỏ họ hàng, khả tạo loại cỏ Lai chéo xa lai không mong muốn trồng với có quan hệ họ hàng Lo ngại ảnh hưởng chuyển gen môi trường khả tạo loài cỏ thông qua lai chéo xa với họ hàng hoang dại đơn giản tồn lâu tự nhiên Khả xảy ra, đánh giá trước trình chuyển gen kiểm soát sau đưa trồng Một nghiên cứu năm 1990 kéo dài 10 năm chứng minh thực vật chuyển gen (như cải dầu, khoai tây, ngô, củ cải đường) không làm tăng nguy xâm chiếm hay tồn lâu dài môi trường tự nhiên so với không chuyển gen tương ứng Các tính trạng chống chịu thuốc diệt cỏ, kháng côn trùng đồng thời điều tra so với không chuyển gen tương ứng (Crawley cộng sự, 2001) Tuy nhiên, nhà nghiên cứu phát biểu kết nghĩa thay đổi di truyền làm gia tăng tính hoang dại hay khả phát tán trồng mà chúng trồng suất khó tồn lâu dài mà không canh tác Do đó, việc đánh giá chuyển gen theo trường hợp quy định quan trọng * Ảnh hưởng trực tiếp lên sinh vật sinh vật cần diệt Tháng năm 1999, xuất báo cáo hạt phấn từ ngô Bt có ảnh hưởng bất lợi ấu trùng bướm Monarch Báo cáo gây lo lắng nguy tiềm tàng bướm Monarch sinh vật sinh vật cần diệt khác Một số nhà khoa học lại cho cần phải thận trọng việc giải thích kết nghiên cứu nghiên cứu phản ánh tình khác với thực trạng môi trường 14 Mr Trường D-KHCT-.4a Tác giả nghiên cứu tiến hành phòng thí nghiệm khởi đầu vấn đề quan trọng dựa vào không đủ sở để rút kết luận nguy quần thể bướm Monarch cánh đồng Một báo cáo Ủy ban bảo vệ môi trường Mỹ số liệu chứng minh protein trồng ảnh hưởng bất lợi sinh vật sinh vật cần diệt Thêm vào đó, nghiên cứu trường Đại học Linnois bướm Monarch không bị gây hại hạt phấn Bt điều kiện đồng ruộng thực * Phát triển tính kháng côn trùng Một lo ngại khác thực vật Bt phát triển tính kháng côn trùng Bt Chính phủ, Bộ ngành nhà khoa học đưa kế hoạch quản lý tính kháng côn trùng để giải vấn đề Những kế hoạch bao gồm quy định cánh đồng trồng chuyển gen kháng côn trùng phải có không chuyển gen để côn trùng phát triển mà không bị chọn lọc giống kháng sâu Những biện pháp quản lý tính kháng khác nhà khoa học khắp giới xây dựng 5, Những thành tựu, triển vọng chủ yếu tạo giống trồng chuyển gen Công nghệ chuyển gen vào trồng không vấn đề phải tranh cãi mà trở thành kỹ thuật thông dụng để tạo giống trồng mới, phục vụ trực tiếp cho trồng trọt Những mốc quan trọng phát triển kỹ thuật chuyển gen thực vật là: Năm 1980: Lần thực chuyển ADN ngoại lai vào nhờ Agrobacterium Năm 1983: Tạo marker chọn lọc thị màu sắc, thị kháng với kháng sinh Thiết kế lại plasmid Ti (loại bỏ gen gây khối u, cài gen mong muốn vào plasmid Ti) Năm 1984: Thực chuyển gen trực tiếp gián tiếp vào tế bào protoplast Năm 1985: Tạo giống trồng kháng virus, đưa chuyển gen đồng ruộng Năm 1987: Chuyển gen kháng sâu súng bắn gen Năm 1988: Tạo khoai tây chống nấm, cà chua chín chậm 15 Mr Trường D-KHCT-.4a Năm 1990: Chuyển gen bất dục đực cho ngô vào phôi nuôi cấy vô tính Năm 1992: Chuyển gen cho lúa mì Năm 1994: Thương mại hóa cà chua chuyển gen Đây sản phẩm chuyển gen thương mại hóa Năm 1998: Toàn giới có 48 giống trồng chuyển gen thương mại hóa Năm 1999: Chuyển gen tạo giống lúa có giá trị dinh dưỡng hàm lượng vitamin A cao Từ năm 2000 đến nay, trồng chuyển gen không ngừng phát triển Năm 2000, toàn giới có 44,2 triệu trồng chuyển gen đến năm 2003 tăng lên 67,6 triệu Có nước trồng chuyển gen phổ biến là: Mỹ 42,8 triệu ha; Acgentina 13,9 triệu ha; Canada 4,4 triệu ha; Braxin triệu ha; Trung Quốc 2,8 triệu ha; Nam Phi 0,4 triệu Các chuyển gen đậu tương (chiếm 61%), ngô (23%), (11%), đu đủ (21%) Các gen chuyển gen kháng thuốc trừ cỏ, gen kháng sâu Các hướng tạo trồng chuyển gen 6.1 Chuyển gen kháng sâu Trong 30 năm gần đây, sản xuất nông nghiệp, người ta sử dụng thuốc trừ sâu vi sinh Bt vi khuẩn Bacillus thuringiensis tạo Vi khuẩn sản xuất protein kết tinh độc ấu trùng côn trùng không gây độc động vật có xương sống Tinh thể protein độc tố vi khuẩn vào côn trùng bị enzym protease phân giải thành đoạn peptit, có đoạn khối lượng khoảng 68.000 dalton chứa khoảng 1200 axit amin làm hỏng ruột côn trùng Các gen mã hóa độc tố nằm plasmid vi khuẩn, gọi chung Cry (crystal) 16 Mr Trường D-KHCT-.4a Hình Chuyển gen kháng sâu bệnh 6.2 Chuyển gen kháng thuốc diệt cỏ Thuốc diệt cỏ glyphosat thuốc có tác dụng diệt cỏ tốt, dễ tự phân hủy gây ô nhiễm môi trường Cơ chế diệt cỏ thuốc kìm hãm hoạt động enzym có tên enol pyruvat sikimat phosphat synthetase (EPSPS) Enzym EPSPS có chức chuyển hóa sản phẩm quang hợp thành axit mang mạch vòng có tên axit sikimic Axit sikimic không hình thành làm rối loạn toàn trình trao đổi chất cỏ làm cỏ chết Cây trồng tạo có hàm lượng hoạt tính enzym EPSPS cao gấp lần so với trồng bình thường hoàn toàn chống chịu với thuốc diệt cỏ glyphosat 6.3 Chuyển gen tạo kháng virus gây bệnh Có nhiều cách tạo kháng virus, chuyển gen mã hóa protein vỏ virus, chuyển gen tạo enzym phân giải virus (ví dụ enzym ribozyme), chuyển gen có trình tự đối (antisens) với ARN virus Các đối khóa lại chép phiên mã ARN virus Kỹ thuật chuyển gen mã hóa vỏ protein virus thường sử dụng phổ biến Virus có cấu tạo phần: phần lõi axit nucleic (ADN ARN) phần vỏ protein Khi có mặt gen mã hóa protein vỏ virus tế bào gây hiệu ứng kìm hãm tổng hợp protein vỏ gen tạo vỏ virus Do virus không nhân lên Nhiều loại trồng chuyển gen tạo vỏ nhiều loại virus nên kháng virus gây bệnh như: đu đủ kháng với virus gây bệnh đốm 17 Mr Trường D-KHCT-.4a vòng; thuốc kháng với virus khảm dưa chuột; thuốc kháng với virus khảm alfa; khoai tây kháng với virus X, virus Y; khoai tây kháng với virus xoăn lá; cam, quýt kháng bệnh virus gây tàn lụi tristeza … Hình Cây thuốc chuyển gen kháng virus CMV đối chứng Hình Lá đu đủ chuyển gen kháng PRSV đối chứng (PRSV: Papaya ringspor virus, gây bệnh đốm vòng) 18 Mr Trường D-KHCT-.4a 6.4 Chuyển gen tạo sản xuất protein động vật Các nhà khoa học tìm cách giải trình tự gen mã hóa cho protein động vật, thiết kế lại, sau chuyển gen vào thực vật, biến thực vật thành thể sản xuất protein động vật Ví dụ: gen tổng hợp lactoferrin protein có sữa người, chuyển vào khoai tây, lúa thu khoai tây, lúa có khả tổng hợp lactoferrin Một hướng quan trọng khác sản xuất “thực phẩm chức năng” Điều có nghĩa cần chuyển nhiêu gen tổng hợp protein có tác dụng kháng nguyên vào đối tượng trồng rau, đậu, ăn Do tạo vacxin Nhờ ăn rau, đậu, hoa, trồng chuyển gen tạo vacxin để thay cho việc tiêm vacxin phòng bệnh Hình Thực phẩm chức 6.5 Chuyển gen thay đổi hàm lượng chất lượng chất dinh dưỡng Đã nghiên cứu chuyển gen mã hóa cho protein chứa nhiều methionin vào đậu tương ngô, kết làm tăng loại protein giàu methionin lên 8% tổng số protein có hạt Người ta chuyển thành công gen mã hóa cho việc tổng hợp chất thaumatin (chất có độ gấp hàng nghìn lần so với đường mía) vào khoai tây Kết toàn thân, lá, rễ củ khoai tây 19 Mr Trường D-KHCT-.4a Hình Hạt gạo vàng Người ta chuyển nhóm gen mã hóa cho enzym chuyển hóa pyrophosphat thành β- caroten Gạo có hàm lượng β- caroten giải vấn đề thiếu vitamin A cho người 6.6 Chuyển gen tạo giống hoa có nhiều màu sắc Hình 10 Đa dạng màu hoa Màu sắc hoa, đặc biệt hoa có màu xanh, nhung đen có giá trị Trong mô cánh hoa, tế bào biểu bì thường chứa sắc tố tạo màu sắc hoa Có nhóm anthocyanin phát dẫn xuất chất pelargonidin, cyanidin delphinidin 20 Mr Trường D-KHCT-.4a Các sắc tố dẫn xuất pelargonidin thường có màu da cam, hồng đỏ; cyanidin có màu đỏ màu hoa cà; delphinidin có màu tía, màu xanh màu xanh đen Sự phối hợp nhóm anthocyanin tạo phổ màu sắc hoa rộng Trên sở biết gen mã hóa cho enzym tham gia vào biến đổi sắc tố, người ta chuyển gen mã hóa, gen ức chế hoạt động enzym nhằm điều khiển hướng chuyển hóa sắc tố, từ tạo hoa có màu sắc khác Quy trình tạo hoa hồng xanh kỹ thuật RNA interference (RNAi) Hội nghị hoa hồng giới 2006 tổ chức thành phố Osaka từ ngày 11- 17/5/2006 Trong hội nghị ban tổ chức đưa triển lãm nhiều giống hoa hồng đẹp ấn tượng Tuy nhiên trội hội nghị lần hoa hồng xanh tạo kỹ thuật RNAi hợp tác nhà khoa học hai công ty Florigene Suntory trợ giúp mặt kỹ thuật Viện Khoa Học Kỹ Thuật Úc Châu (CSIRO) Hoa hồng xanh coi chén thánh (Holy Grail) nhà lai tạo hoa hồng kể từ năm 1840 Khi hiệp hội làm vườn Anh Bỉ treo giải thưởng 500.000 francs cho người tạo hoa hồng màu xanh Các nhà di truyền học phân tử công ty Florigene Suntory đoạt giải thưởng này, giải thưởng làm nhụt chí nhà lai tạo hoa hồng truyền thống cách kết hợp yếu tố cũ, yếu tố mới, yếu tố vay mượn cuối yếu tố tạo màu xanh Yếu tố tạo màu xanh hoa hồng gen delphinidin mà nhà di truyền công ty Florigene clone từ loài hoa păng-xê để tổng hợp trực tiếp màu xanh hoa hồng Yếu tố vay mượn gen iris nhằm tạo enzyme DFR (the dihydroflavonol reductase), enzyme hoàn thành chu trình phản ứng tổng hợp delphinidin hoa hồng Yếu tố gen nhân tạo Gen tạo nhóm nhà di truyền học công ty Suntory kỹ thuật RNA interference, viết tắt RNAi Kỹ thuật tư vấn viện CSIRO nhằm mục đích tắt hoạt động gen hình thành màu đỏ hoa hồng Chính gen đánh bại nỗ lực nhóm nghiên cứu Florigene nhằm làm hoạt hóa chu trình delphinidin hoa hồng gần thập kỷ Vì vậy, nhà khoa học Suntory tạo gen “câm lặng” để vượt qua khó khăn kỹ thuật RNAi 21 Mr Trường D-KHCT-.4a Trong trồng có loại phân tử gọi anthocyanin coi sắc tố chủ đạo hoa, trái mô tế bào khác Thông thường, màu hoa bắt nguồn từ anthocyanin với có mặt chất carotenoid màu vàng Ngoài ra, anthocyanin dihydrokaempferol (DHK) lại enzyme chi phối cho chu trình hình thành sắc tố trồng bao gồm: cyanidin, pelargonidin delphinidin Gen cyanidin mã hóa enzyme làm thay đổi enzyme DHK nhằm hình thành chu trình cyanidin dẫn đến biểu màu đỏ, hồng hay màu tím hoa cà Trong gen delphinidin không diện hoa hồng mã hóa enzyme tương đồng cho việc thay đổi enzyme DHK nhằm hình thành tổng hợp màu theo chu trình delphinidin Một loại enzyme khác có tên gọi dihydroflavinol reductase (DFR) hỗ trợ màu thị ba chu trình Enzyme quan trọng tạo màu cánh hoa Chính mà đột biến gen DFR cho hoa có màu trắng Trong hoa hồng gen delphinidin để hình thành màu theo chu trình Chu trình delphinidin hình thành màu đỏ xanh hoa tác động DRF pH Để tạo hồng màu xanh, nhà nghiên cứu Florigene cần loại hồng trắng gene DFR bị bất hoạt Vào năm 2001, TS.Waterhouse thảo luận việc sử dụng kỹ thuật RNAi nhằm ức chế gen mong muốn để sau thay gen khác Do đó, nhà khoa học công ty Florigene nhận lợi ích việc dùng kỹ thuật RNAi nhằm ức chế hoạt động gen DFR hoa hồng đỏ dẫn đến ức chế chu trình cyanidin sau chuyển gen delphinidin với gen DFR hoàn toàn nhằm hoàn chỉnh chu trình tổng hợp delphinidin hoa hồng Cùng lúc nhà nghiên cứu công ty Suntory, Nhật Bản có ý tưởng cách dùng kỹ thuật RNAi để ức chế gen DFR sau họ tạo dòng (clone) gen delphinidin từ loài hoa păng-xê (pansy) gen DFR từ hoa iris Các gen DFR hoa hồng iris tương tự chia sẻ nhiều đoạn mã DNA, kỹ thuật RNAi tinh tế ức chế gen DFR hoa hồng mà không ảnh hưởng đến gen DFR hoa iris việc tạo cấu trúc ức chế gen có tác dụng tạo phân tử dsRNA kẹp tóc (hairpin dsRNA) với trình tự tương đồng với gen DFR hoa hồng Vì để tạo hồng xanh, nhà khoa học Suntory áp dụng gen Một gen nhân tạo dùng cho kỹ thuật RNAi nhằm ức 22 Mr Trường D-KHCT-.4a chế gen DFR hoa hồng làm cho hoa hồng không biểu màu Sau chuyển gen delphinidin từ loài hoa păng-xê gen DFR từ loài hoa iris tạo hoa hồng có hàm lượng delphinidin cao cánh hoa Tuy nhiên, phải lưu ý yếu tố ảnh hưởng đến màu xanh cánh hoa độ pH tế bào lý loài hoa có chu trình anthocyanin lại có màu khác Khi nồng độ pH tế bào mang tính kiềm sắc tố anthocyanin thường trở nên xanh pH đất không ảnh hưởng hay ảnh hưởng đến pH tế bào cánh hoa Nồng độ pH tế bào cánh hoa thường mang tính di truyền Cánh hoa hồng thông thường có nồng độ pH khoảng 4,5 Chính vậy, để tạo cánh hoa hồng có nồng độ pH thấp hạn chế Vì vậy, nhà khoa học nghĩ đến kỹ thuật ức chế gen kỹ thuật RNAi nhằm xác định gen ảnh hưởng đến tính axít cánh hoa hay điều chỉnh màu cánh hoa theo hướng khác Hình 11 Quy trình hình thành hồng xanh với hỗ trợ kỹ thuật RNAi Nguồn hình từ CSIRO(http://www.csiro.au/files/files/p29z.pdf) 23 Mr Trường D-KHCT-.4a Hình 12 Hoa hồng xanh (blue rose) Bông hồng xanh sản phẩm tạo từ việc ứng dụng kỹ thuật RNAi Đây hàng loạt ứng dụng RNAi nghiên cứu y sinh công cụ hữu ích cho việc tìm hiểu khám phá chức bí ẩn gen thời đại nghiên cứu hậu genome (postgenomic era) C KẾT LUẬN Công nghệ tạo trồng chuyển gen ngày phát triển tạo hàng trăm giống trồng chuyển gen khác mang nhiều đặc tính quý Tuy nhiên vấn đề trồng chuyển gen (GMOs- Genetically Modified Organisms) vấn đề tranh cãi, chí gặp phải phản đối gay gắt từ nhiều nhà khoa học Sản phẩm chuyển gen bị nhiều người tiêu dùng lo ngại Các sản phẩm chuyển gen phải dán nhãn để người tiêu dùng lựa chọn Nhiều nước chưa cho phép nhập sản phẩm chuyển gen trồng chuyển gen Các phương pháp nhận biết GMOs cấu trúc phân tử GMOs Việc nhận biết GMOs cần thiết nhiều ứng dụng để đánh giá mức độ hạt giống hay việc bắt buộc dán nhãn thực phẩm số quốc gia Vì nhiều kỹ thuật phân tích phát triển để đáp ứng nhu cầu Việc phát GMOs dẫn xuất thực nhờ nhận biết phân tử (ADN, ARN protein) mà phân tử có nguồn 24 Mr Trường D-KHCT-.4a gốc từ gen chèn (hoặc gen biến đổi) Có ba phương pháp để xác định GMOs là: phương pháp khuyếch đại dựa sở nucleotit; phương pháp dựa cở sở protein; phương pháp dựa sở phát hoạt tính enzym * Phương pháp khuếch đại dựa sở nucleotit: bao gồm kỹ thuật PCR (Polymerase Chain Reaction), phản ứng LCP (Ligase Chain Reaction), khuếch đại dựa trình tự axit nucleic (NASBA), kỹ thuật dấu vân tay (RFLP, AFLP, RAPD…), lai mẫu dò, chép trình tự trì liên tục (3SR) khuếch đại enzym chép Q * Phương pháp dựa sở protein: bao gồm điện di gel SDS chiều, điện di gel SDS hai chiều, phân tích Western blot kỹ thuật ELISA (Enyme linked immunosorbent assays) * Phương pháp dựa sở phát hoạt tính enzym: phương pháp không thích hợp với thực phẩm qua chế biến lúc protein bị biến tính Cho đến phương pháp phát triển để phát GMOs dẫn xuất GMOs chủ yếu dựa việc phát ADN, vài phương pháp phát triển để phát protein ARN Điều có nhiều lý do, ADN làm nhân lên hàng triệu thời gian ngắn nhờ kỹ thuật PCR Việc phân tích ARN protein trình phức tạp thời gian lâu ADN phân tử bền vững, ARN lại không ổn định Tính bền vững protein lại khác nhau, phụ thuộc vào loại protein Thường có mối tương quan số lượng GMOs ADN ADN biến đổi di truyền nhân, mối tương quan không xảy ADN ADN nhân (trong sinh vật nhân chuẩn, thể nhiễm sắc nhiễm sắc thể sinh vật nhân sơ) Trong lại nhiều mối tương quan số lượng GMOs protein ARN Cuối thân thể bị biến đổi di truyền bị tác động mức ADN Hiện nay, tất GMOs thương mại hoá thể bị biến đổi ADN nhân Tuy có nhiều kỹ thuật khác kỹ thuật lại có tính đặc hiệu mặt hạn chế riêng Phương pháp dựa sở protein Phương pháp nhờ vào liên kết đặc hiệu protein kháng thể Kháng thể tác nhân bảo vệ thể chống lại xâm nhập vi khuẩn virus Khi kháng thể nhận phân tử lạ liên kết với phân tử 25 Mr Trường D-KHCT-.4a này, phân tích phát GMOs phức tạp mối liên kết nhận biết nhờ phản ứng hình thành sắc tố Đây kỹ thuật ELISA, kháng thể cần thiết để nhận biết protein không sinh không nhận protein Protein phải làm từ thân GMOs tổng hợp thư viện thành phần axit amin protein biết rõ Kỹ thuật phát protein đặc hiệu sử dụng ELISA thích hợp với việc phân tích nguyên liệu thô Phương pháp khuyếch đại dựa sở nucleotit + Phương pháp dựa sở ARN: phương pháp nhờ vào liên kết đặc hiệu phân tử ARN phân tử ADN ARN tổng hợp gọi đoạn mồi (primer) Primer phải bổ sung với trình tự nucleotit điểm khởi đầu phân tử ARN Kết phân tử tách đôi tương tự ADN Thường liên kết ARN primer dẫn đến chuyển hóa phân tử ARN thành phân tử ADN thông qua trình chép ngược Cuối cùng, ADN nhân lên nhờ PCR Hoặc ARN phiên mã thành hàng trăm copy phân tử ARN gốc trình lặp lại nhờ sử dụng phân tử ARN copy mẫu chuẩn kỹ thuật NASBA (Nucleic acid sequence-based amplification) + Phương pháp dựa sở AND: chủ yếu nhờ vào nhân đôi ADN đặc hiệu với kỹ thuật PCR Kỹ thuật dùng để xác định sản phẩm GM, với đoạn mồi (primer) thiết kế dựa trình tự điều tiết gen cấu trúc đoạn gen chuyển Các đoạn primer thiết kế có vài đặc điểm đặc biệt sử dụng để sàng lọc sản phẩm phát sản phẩm đặc hiệu Hai mạch ADN tổng hợp có vai trò quan trọng chuỗi phản ứng trùng hợp này, mạch ADN bổ sung với mạch cặp mồi Primer thứ cặp đôi mã hoá cho chuỗi ADN nhân đôi, primer thứ bắt cặp với mạch ADN lại không mã hoá chuỗi ADN Trong phản ứng PCR, giai đoạn chu kỳ: phân tử ADN tách đôi Giai đoạn 2, diễn bắt cặp đoạn primer với chuỗi ADN bổ sung chúng Giai đoạn tạo thành hoàn hảo chuỗi ADN gốc nhờ bổ sung nucleotit thích hợp để kết thúc đoạn primer Khi chu trình hoàn thành ta lặp lại chu trình này, chu kỳ kết thúc số lượng lại tăng lên gấp đôi, kết sản phẩm khuếch đại nhanh Sau 20 chu kỳ, số lượng tăng gấp triệu lần Tuy nhiên, chu kỳ định số lượng sản phẩm khuếch đại bị ức chế, không tăng lên 26 Mr Trường D-KHCT-.4a Kỹ thuật PCR không thích hợp để phát thực phẩm qua chế biến mức độ cao đoạn ADN thực phẩm bị đứt thành mảnh nhỏ Tuy nhiên, PCR kỹ thuật phổ biến sử dụng rộng rãi, phương pháp nhạy có tính đặc hiệu cao, phát axit nucleic khối lượng nhỏ Kỹ thuật PCR không sử dụng để xác định sản phẩm GM mà sử dụng vào mục đích định lượng, định tính Vì mà có quantitative- PCR, multiplex- PCR, real- time PCR, qualitative- PCR… Để tuân theo ngưỡng dán nhãn GMOs có thành phần thực phẩm, real- time PCR, quantitative competitive PCR (QC- PCR) ứng dụng nhiều phòng thí nghiệm để kiểm soát thức sản phẩm thực phẩm Khi đưa gen chèn vào thể thực vật gen thường chứa trình tự điều khiển chứa gen đặc hiệu (gen quy định tính trạng mong muốn) Hiện nay, hầu hết thực vật chuyển gen có chứa trình tự khởi động promoter 35S CaMV (small subunits of cauliflower mosuic virus) virus khảm súp lơ đoạn kết thúc terminator NOS (Nopalin synthase) plasmid vi khuẩn Agrobacterium, trình tự mã hoá gen chuyển Chính mà sử dụng PCR để xác định xem có phải GMOs hay không, thường sử dụng cặp primer 35S primers NOS primers đặc hiệu cho gen chuyển, primer tổng hợp phần hay toàn trình tự gen TÀI LIỆU THAM KHẢO Trần Quốc Dung Công nghệ chuyển gen ĐH Huế, 2006 Trịnh Đình Đạt Công nghệ sinh học Tập bốn NXB Giáo dục 27 Mr Trường D-KHCT-.4a 28 Mr Trường D-KHCT-.4a [...]... 6 nước trồng cây chuyển gen phổ biến là: Mỹ 42,8 triệu ha; Acgentina 13,9 triệu ha; Canada 4,4 triệu ha; Braxin 3 triệu ha; Trung Quốc 2,8 triệu ha; Nam Phi 0,4 triệu ha Các cây chuyển gen chính là đậu tương (chiếm 61%), ngô (23%), bông (11%), đu đủ (21%) Các gen chính được chuyển là gen kháng thuốc trừ cỏ, gen kháng sâu 6 Các hướng chính trong tạo cây trồng chuyển gen 6.1 Chuyển gen kháng sâu Trong... hiện chuyển gen trực tiếp và gián tiếp vào tế bào protoplast Năm 1985: Tạo các giống cây trồng kháng virus, đưa cây chuyển gen ra đồng ruộng Năm 1987: Chuyển gen kháng sâu bằng súng bắn gen Năm 1988: Tạo khoai tây chống nấm, cà chua chín chậm 15 Mr Trường D-KHCT-.4a Năm 1990: Chuyển gen bất dục đực cho ngô vào phôi nuôi cấy vô tính Năm 1992: Chuyển gen cho lúa mì Năm 1994: Thương mại hóa cà chua chuyển. .. D-KHCT-.4a Phương pháp chuyển gen bằng hóa chất có thể áp dụng với nhiều loài thực vật nhưng khả năng chuyển gen với tần số chuyển gen rất thấp Tuy nhiên, với khả năng tạo ra số lượng lớn protoplast, do vậy khắc phục được hạn chế của phương pháp này 3.2.6 Chuyển gen trực tiếp qua ống phấn (pollen tube) (Ray Wu & cộng sự, 1988) Phương pháp chuyển gen qua ống phấn là phương pháp chuyển gen không qua nuôi... Thương mại hóa cà chua chuyển gen Đây là sản phẩm chuyển gen đầu tiên được thương mại hóa Năm 1998: Toàn thế giới có 48 giống cây trồng chuyển gen được thương mại hóa Năm 1999: Chuyển gen tạo giống lúa có giá trị dinh dưỡng và hàm lượng vitamin A cao Từ năm 2000 đến nay, cây trồng chuyển gen không ngừng phát triển Năm 2000, toàn thế giới có 44,2 triệu ha trồng cây chuyển gen thì đến năm 2003 tăng lên... bằng cách dùng kỹ thuật RNAi để ức chế gen DFR sau đó họ tạo dòng (clone) một gen delphinidin mới từ loài hoa păng-xê (pansy) và gen DFR từ hoa iris Các gen DFR của hoa hồng và iris khá tương tự nhau và chia sẻ nhiều đoạn mã DNA, nhưng kỹ thuật RNAi cũng rất tinh tế bởi vì nó có thể ức chế gen DFR của hoa hồng mà không ảnh hưởng đến gen DFR của hoa iris bằng việc tạo ra một cấu trúc ức chế gen có tác dụng... nhiên vấn đề cây trồng chuyển gen (GMOs- Genetically Modified Organisms) còn là vấn đề tranh cãi, thậm chí còn gặp phải sự phản đối gay gắt từ nhiều nhà khoa học Sản phẩm chuyển gen bị nhiều người tiêu dùng lo ngại Các sản phẩm chuyển gen phải được dán nhãn để những người tiêu dùng lựa chọn Nhiều nước chưa cho phép nhập khẩu các sản phẩm chuyển gen cũng như cây trồng chuyển gen Các phương pháp nhận... Chuyển gen tạo cây kháng virus gây bệnh Có nhiều cách tạo cây kháng virus, chuyển gen mã hóa protein vỏ của virus, chuyển gen tạo enzym phân giải virus (ví dụ enzym ribozyme), hoặc chuyển gen có trình tự đối bản (antisens) với ARN của virus Các đối bản này sẽ khóa lại sự sao chép và sự phiên mã của ARN virus Kỹ thuật chuyển gen mã hóa vỏ protein của virus thường được sử dụng phổ biến Virus có cấu tạo... phẩm được tạo ra từ việc ứng dụng kỹ thuật RNAi Đây là một trong hàng loạt ứng dụng của RNAi trong nghiên cứu y sinh và là công cụ rất hữu ích cho việc tìm hiểu và khám phá các chức năng bí ẩn của các gen trong thời đại nghiên cứu hậu genome (postgenomic era) C KẾT LUẬN Công nghệ tạo cây trồng chuyển gen ngày càng phát triển và tạo ra hàng trăm giống cây trồng chuyển gen khác nhau mang nhiều đặc tính... TS.Waterhouse đã thảo luận việc sử dụng kỹ thuật RNAi nhằm ức chế một gen mong muốn để sau đó có thể thay thế bằng một gen khác Do đó, các nhà khoa học của công ty Florigene ngay lập tức nhận ra được lợi ích của việc dùng kỹ thuật RNAi nhằm ức chế hoạt động của gen DFR trong hoa hồng đỏ dẫn đến ức chế chu trình cyanidin và sau đó chuyển gen delphinidin với một gen DFR hoàn toàn mới nhằm hoàn chỉnh chu... mới không? Khả năng gen phát tán ngoài ý muốn từ cây chuyển gen sang loài khác và những hậu quả có thể * Cây chuyển gen, những rủi ro có thể Khả năng xẩy ra lai chéo xa của gen được chuyển vào với các cây cỏ họ hàng, cũng như khả năng tạo ra những loại cỏ mới Lai chéo xa là lai không mong muốn giữa cây trồng với một cây có quan hệ họ hàng Lo ngại chính về ảnh hưởng của cây chuyển gen đối với môi trường ... vượt qua giới hạn kỹ thuật tạo giống truyền thống Kỹ thuật chuyển gen, ghép gen kỹ thuật đưa gen lạ (một đoạn ADN, ARN) vào tế bào vật chủ làm cho gen lạ tồn plasmid tế bào chủ gắn gen tế bào chủ,... thực tế cho thấy chuyển gen Agrobacterium thực ngũ cốc (một mầm) mà hàng loạt kỹ thuật chuyển gen khác phát triển kỹ thuật chuyển gen trực tiếp bắn gen vi đạn (bombardement/ gene gun), vi tiêm... chuyển gen qua ống phấn (pollen tube) Đến nay, nhờ cải tiến vector chuyển gen nên kỹ thuật chuyển gen A tumefaciens thành công ngũ cốc đặc biệt Mr Trường D-KHCT-.4a lúa Kỹ thuật trở nên kỹ thuật