TÌM HIỂU CÂY TRỒNG CHUYỂN GEN

Theo dự đoán dân số nước ta sẽ tăng lên gấp đôi và năm 2050. Tại châu Á, người ta hi vọng đến năm 2013 nhu cầu thực phẩm sẽ được đáp ứng tốt hơn. Điều này đã đặt ra một thách thách lớn đối với từng quốc gia. Công nghệ biến đổi di truyền la một chiến lược hiện đại nhiều triển vọng và chính xác để năng cao chất lượng và năng suất lương thực theo nhu cầu của xã hội bằng cách giảm thất thoát mùa màng và tăng năng suất trong khi vẫn giữ nguyên diện tích đất trồng trọt. Tuy nhiên, khi các sinh vật biến đổi gen được đưa vào nông nghiệp với quy mô lớn thì chính phủ nhiều nước trên thế giới đều có chung một mối quan tâm, đó là ảnh hưởng trước mắt và hệ quả lâu dài của việc sử dụng các GMO trong thực phẩm cho người và vật nuôi trong công nghiệp chế biến thực phẩm, trong y tế và bảo vệ cuộc sống.Các kết luận của giới khoa học cũng còn mâu thuẫn đặc biệt còn chưa đủ thời gian để kết luận ảnh hưởng lâu dài của các GMO đối với sức khoẻ con người và môi trường.

TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM Khoa CNSH & KTMT ĐỀ TÀI TÌM HIỂU CÂY TRỒNG CHUYỂN GEN MỤC LỤC I TỔNG QUAN 1.1 Khái niệm chuyển gen 1.2 Đặt vấn đề 1.3 Tình hình nghiên cứu nước 1.4 Tình hình nghiên cứu giới II ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP CHUYỂN GEN CÂY TRỒNG 2.1 Lựa chọn đối tượng trồng chuyển gen 2.2 Phương pháp chuyển gen vào thực vật 2.2.1 Chuyển gen trực tiếp súng bắn gen 2.2.2 Chuyển gen gián tiếp nhờ vi khuẩn A tumefaciens III Các trồng quan trọng phát triển 18 IV Đánh giá an toàn sinh học chuyển gen 25 4.1 Cơ sở khoa học 25 4.2 Đánh giá chuyển gen mức độ phòng thí nghiệm 25 4.3 An toàn sinh học 26 v Tài liệu tham khảo .28 I TỔNG QUAN 1.1 Khái niệm chuyển gen Muốn tạo sinh vật biến đổi gen (genetically modified organismGMO) cần phải có phương pháp thích hợp để đưa DNA ngoại lai (foreign DNA) vào tế bào chúng Ở vi khuẩn, tế bào xử lý dung dịch muối calcium chloride Ở tế bào nấm men, tiếp nhận DNA tăng lên tế bào tiếp xúc với lithium chloride lithium acetate Tuy nhiên, phần lớn sinh vật bậc cao cần phải có phương pháp khác tinh vi Chuyển gen thực vật phát triển với phát triển kỹ thuật nuôi cấy mô tế bào thực vật Nó trở thành phương tiện quan trọng để nghiên cứu sinh học thực vật Ngoài việc mở triển vọng chuyển gen có ý nghĩa kinh tế vào trồng, kỹ thuật cho phép nghiên cứu cấu trúc điều khiển hoạt động gen Quá trình đưa DNA ngoại lai vào genome (hệ gen) sinh vật gọi trình biến nạp (transformation) Những biến nạp gọi biến đổi gen (genetically modified plant-GMP) Ứng dụng công nghệ gen công tác giống trồng đại có nhiều ưu điểm, chẳng hạn như: - Bằng việc biến nạp gen thu mang đặc tính xác định - Rào cản loài tác dụng, không gen từ thực vật mà từ vi khuẩn, nấm, động vật người chuyển thành công vào thực vật Về nguyên tắc thay đổi vùng điều khiển gen, promoter ( gen khởi động trình phiên mã) terminator (gen kết thúc trình phiên mã) Tuy nhiên, số trường hợp đòi hỏi thay đổi phù hợp codon - Những đặc điểm không mong muốn thực vật Chẳng hạn, tổng hợp chất độc chất gây dị ứng loại trừ công nghệ gen - Thực vật biến đổi gen lò phản ứng sinh học (bioreactor) sản xuất hiệu protein chất cần thiết dùng dược phẩm thực phẩm - Mở khả nghiên cứu chức gen trình phát triển thực vật trình sinh học khác Vì vậy,thực vật biến đổi gen có ý nghĩa nghiên cứu - Trong lai tạo giống đại, công nghệ gen giúp làm giảm mâu thuẫn kinh tế môi trường sinh thái Bằng việc sử dụng trồng kháng thuốc diệt cỏ giảm lượng thuốc bảo vệ thực vật Mục đích nông nghiệp đại không tăng suất mà hướng đến lĩnh vực quan trọng sau: + Duy trì mở rộng đa dạng sinh học (biodiversity) + Tăng khả kháng (sức khỏe trồng chống chịu điều kiện bất lợi) + Nâng cao chất lượng sản phẩm + Cải thiện khả tích lũy dinh dưỡng + Tăng cường tổng hợp hợp chất có hoạt tính sinh học + Tạo sản phẩm không gây hại môi trường 1.2 Đặt vấn đề Kể từ bắt đầu có sống, gen đã vượt giới hạn lòi sinh vật họ hàng họ hàng tự nhiên Các ứng dụng công nghệ sinh học có từ năm 1800, người bắt đầu sử dụng nấm men để làm dậy men bánh mì lên men rượu Vào năm 1860, ngừi bắt đầu lai tạo trồng thông qua thụ phấn chéo Họ chuyển chọn lọc gen để tăng cường tính chất có lợi trồng thông qua phương pháp lai chéo mà không cần biết tới tính trạng gen mã hoá Hầu hết thực phẩm, bao gồm lúa, ngô, chuối, khoai tây, đu đủ,…đều sản phẩm phương pháp lai chéo truyền thống Công việc kiểm định qua thời gian tiếp tục tạo giống trồng với giống trồng với tính trạng mong muốn Tuy nhiên, phương pháp lai chéo truyền thống có nhuững hạn chế Nó tiến hành loài thực vật giống có quan hệ họ hàng với Do nguồn gen có sẵn loài có giới hạn Hơn nữa, lai chéo gen, t ất 100.000 gen – số lượng gen thực vật trộn lẫn, tạo thành hỗn hợp ngẫu nhiên Do cuối người lai tạo giống truyền thóng muốn vài gen hay tính trạng trao đổi Công nghệ sinh học đại biến đổi di truyền giúp trình xác nhanh nhiều Đây kết nhà khoa học nhờ hiểu biết tận dụng đặc tính tự nhiên 1.3 Tình hình nghiên cứu nước Công nghệ sinh học ngày có đóng góp quan trọng để nâng cao hiệu sản suất, lĩnh vực nông nghiệp nhiều giống gen quý phân lập chuyển vào trồng tạo lý tưởng Sinh vật chuyển gen ( GMO ) cho suất cao, đem lại lợi ích cho người sản xuất điều khẳng định qua khoa học thực tiễn Một số phòng thí nghiệm đầu tư công nghệ cao đưa nhà khoa học tập huấn nước Do vậy, làm chủ kỹ thuật công nghệ gen phân lập xác định trình tự gen, thiết kế biến nạp gen vào tế bào vi sinh vật, động vật, thực vật, vv… Trong năm qua, giới CN sinh học mà nòng cốt CN gen có bước tiến vượt bậc Cây trồng biến đổi gen (GMC) đạt diện tích 102 triệu vào năm 2006 Đó tốc độ chấp nhận kỷ lục sx công nghệ ứng dụng sx nông nghiệp mà lịch sử biết đến Dự kiến đến 2015, số nước trồng biến đổi gen tăng từ 22 Qgia lên 40 QG, chiếm diện tích trồng trọt 200 tr Ha Tuy nhiên , VN, trông biến đổi gen chưa thức chấp nhận đưa vào sx, mặcdù CNSH lĩnh vực ưu tiên, đứng sau CN thông tin Về nghiên cứu, giai đoạn 1990-2000, nước ta chưa có đề tài, dự án tạoGMC nước Các nghiên cứu chủ yếu dự án hợp tác QTế mà VN bên tham gia, dự án tạo giống lúa có hàm lượng vitamin A cao, dự án tọa giống đu đủ kháng vi rút gây bệnh đốm vòng…Giai đoạn 2001-2005, Bộ KH&CN chủ trì Chương trình CNSH, Bộ NN & PTNN chủ trì Chương trình giống trồng, vật nuôi Tuy nhiên, kết dự án dừng lại khuôn khổ phòng thí nghiệm mà chưa tạo GMC có giá trị ứng dụng cho sx nông nghiệp Giai đoạn 2006-2010, chương trình CNSH nông nhiệp xét duyệt đưa vào thực đề tài tạo giống GMC ngô đậu tương Dự kiến đến 2010 đề tài có kết đến giai đoạn 2013-2015 VN có trồng biến đổi gen nhà KH Việt Nam tạo kết áp dụng thành công Vì vậy, giai đoạn từ đến 2010 mục tiêu chương trình CNSH nông nghiệp tạo sở pháp lý cho việc ứng dụng thành tựu tạo giống GMC cuả nước VN Dự thảo quy định quản lý an toàn sinh học GMC bước vào giai đoạn cuối, dự kiến ban hành năm 2007 Đây quy định quan trọng tạo bước ngoặt ứng dụng công nghệ sinh học nông nghiệp VN, góp phần thúc đẩy nghiên cứu & ứng dụng công nghệ gen sx Mặt khác công cụ hữu hiệu cho nhà quản lý việc định hướng ứng dụng công nghệ theo hướng có lợi cho sx, môi trường, đa dạng sinh học sức khỏe người 1.4 Tình hình nghiên cứu giới a Cây trồng chống chịu thuốc diệt cỏ Nhiều loại trồng biến đổi gen nhằm kháng lại thuốc diệt cỏ phổ rộng Các trồng chuyển gen nàychứa gen giúp chúng phân huỷ thành phần hoạt động thuốc diệt cỏ, khiến chúng trở thành vô hại Nông dân dễ dàng loại bỏ cỏ dại suốtvụ mùa thoải mái chọn lựa thời điểm phun thuốc Cây trồng kháng thuốc diệtcỏ không cần cần việc làm đất Những người phản đối cho việc sử dụng trồng kháng thuốc diệt cỏ dẫn đến tăng sử dụng thuốc diệtcỏ, kích thích kháng thuốc diệt cỏ cỏ dại, hủy hoại đa dạng sinh học nông nghiệp Gần đây, hai hệ thống trồng kháng thuốc diệt cỏ phát triển đậu nành, ngô, củ cải dầu bônglà: RoundupReady Liberty Link b Cây trồng kháng bệnh Các trồng bị bệnh gây rabởi loài nấm, vi khuẩn, vi rút, giun tròn tác nhan khác Nhiều phương pháp công nghệ cao đề xuất nhằm bảo vệ thực vật khỏi tác hạinày đến nay, hầu hết mối quan tâm tập trung vào thực vật chuyển gen kháng virus, việc sử dụng công nghệ sinh học để kháng nấm, vi khuẩn hay giun tròn quan tâm c Thực vật với thành phần thay đổi Ngày nhiều giống trồngchuyển gen khảo nghiệm với đặc tính tăng giá trị chất lượng sản phẩm nhằm đáp ứng nhu cầu công nghiệp người tiêu dùng Các thực vật chuyển gen vớithành phần biến đổi đem lại nhiều lợi ích cho công nghiệp người tiêu dùng Chẳng hạn khoai tây với thành phần tinh bột biến đổi hạt dầu dùng để thay sản phẩm dầu mỏ mối quan tâm công nghiệp Người tiêu dùng có nhiều lợi ích từ hệ trồng biến đổi gen tiếp theo, hệ củagạo với mức độ tăng cường cao sắt, vitamin A hay dầu thực vật làmgiảm nguy bệnh tim… d Cây trồng chống chịu áp lực Các nhà sinh học thực vật sử dụng công nghệ sinh học để hoàn thiện cách thức khiến thực vật thích nghi với thách thức môi trường hạn hán, mặn hay nhiệt độ khắc nghiệt - Chịu hạn: Một cách tạo thực vậtchịu hạn lấy gen từ thực vật có khả chịu hạn chuyển vào trồng Các thực vật hồi sinh (Xerophyta viscosa), nguồn gốc từ vùng khô hạn phía nam châu Phi, chứa gen mã hoá protein thành tế bào Thực nghiệm thực vật nhận gen có khả chịu áp lực hạn hán độ mặn cao - Chịu mặn: Các nhà nghiên cứu nhận thực vật có khả chịu mặn cao chứa nồng độ cao chất glycinebetaine Hơn nữa, thực vật có khả chịu mặn trung bình có nồng độ trung bình thực vật với khả chịu mặn thấp có hay không chứa chấtglycinebetaine Khoai tây chuyển gen với khả sản sinh nhiều glycinebetaine tăng khả chịu mặn e Loại bỏ chất ô nhiễm Thực vật vi sinh vật cải biến để tăng khả hấp thu kim loại nặng phân huỷ sản phẩm dầu Các biện pháp công nghệ sinh họcđược áp dụng để loại bỏ chất ô nhiễm Thực vật biến đổi gen biến đổi để tích luỹ nồng độ cao kim loại độc Một ví dụ biện pháp việcsử dụng dương liễu với khả hút catmi từ đất ô nhiễm Kim loại độc rễ hút nhanh chóng sau dự trữ gỗ để loại đi.Nhiều thực vật có khả hấp thu lượng nhỏ kim loại nặng II ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP CHUYỂN GEN CÂY TRỒNG 2.1 Lựa chọn đối tượng trồng chuyển gen Trên giới người ta tập trung chọn đối tượng có tính khả thi cao để tiến hành tạo trồng chuyển gen theo tiêu chí sau:  có khả thích ứng thành công cao nuôi cấy in vitro  có gen đáp ứng nhu cầu thực tiễn tạo tính kháng bệnh virus, kháng chất diệt cỏ, kháng côn trùng, tăng chất lượng dinh dưỡng…  có giá trị thương mại cao  có khả bảo vệ quyền sở hữu trí tuệ đưa thị trường 2.2 Phương pháp chuyển gen vào thực vật Genom thực vật có phần khác nhau, phần nằm nhân, phần nhỏ nằm lục lạp nằm ti thể Hầu hết nghiên cứu chuyển gen thử nghiện việc đưa gen lạ vào nhân Có hai nhóm phương pháp chuyển gen thực vật là:  Phương pháp trực tiếp: kỹ thuật bắn gen, kỹ thuật vi tiêm, kỹ thuật siêu âm, kỹ thuật PEG  Phương pháp gián tiếp: chuyển gen nhờ Agrobacterium tumefaciens, chuyển gen nhờ virus phage Một số nguyên tắc chuyển công nghệ chuyển gene thực vật Khi đặt mu ̣c đích thư ̣c hiệ n thí nghiệm chuyể n gen cầ n ý một số vấ n đề sinh ho ̣c ảnh hưởng đế n trình chuyể n gen sau: - Không phải toàn bộ tế bào đề u thể hiện tính toàn năng (totipotency) - Các khác có phản ứ ng không giố ng với sư ̣ xâm nhập củ a một gen ngoaị lai - Cây biến nạp có thể tái sinh từ tế bào có khả năng tái sinh khả năng thu nhận gen biế n nap̣ vào genome - Mô thư ̣c vật hỗn hơ p̣ quần thể tế bào có khả năng khác Cầ n xem xét một số vấ n đề như: chỉ có một số tế bào có khả năng biế n na ̣p tái sinh Ở tế bào khác có hai trường hơ p̣ xảy ra: một số tế bào nế u đươ ̣c taọ điề u kiện phù hợp trở nên có khả năng, mộ t số khác hoàn toàn khả năng biến nap̣ tái sinh - Thành phần quần thể tế bào đươ ̣c xác định bởi loài, kiể u gen, từng cơ quan, từng giai đoaṇ phát triể n mô cơ quan - Thành tế bào ngăn cản sư ̣ xâm nhập DNA ngoaị lai Vì thế , chỉ có thể chuyể n gen vào tế bào có thành cellulose thông qua Agrobacterium, virus bắ n gen hoặc phải phá bỏ thành tế bào để chuyể n gen bằ ng phương pháp xung điện, siêu âm vi tiêm - Khả năng xâm nhập ổ n ̣nh gen vào genome không tỷ lệ với sư ̣ biể u hiện tam ̣ thời gen - Các DNA (trừ virus) xâm nhập vào genome của tế bào vật chủ chưa đảm bảo liên kế t ổ n định với genome - Các DNA (trừ virus) không chuyể n từ tế bào sang tế bào kia, chỉ nơi mà đươ ̣c đưa vào - Trong đó, DNA củ a virus xâm nhập vào genom chủ laị không liên kế t với genome mà chuyể n từ tế bào sang tế bào khác ngoaị trừ mô phân sinh (meristem) 2.2.1 Chuyển gen trực tiếp súng bắn gen Súng bắn gen (Gene gun) thiết bị sử dụng để đưa thông tin di truyền vào tế bào, thiết kế cho biến nạp DNA ngoại lai vào tế bào thực vật phát triển vào đầu thập niên 1980 nhà thực vật học Ðại học Corrnell với nhà nghiên cứu Corrnell Nanofabrication Facility, Newyork, USA Súng bắn gen bán thị trường vào năm 1990 Tên xác đầy đủ súng bắn gen hệ thống phân phối hạt biolistics (biolistic particle delivery system) kỹ thuật thường gọi cách đơn giản biolistics (sự kết hợp hai thuật ngữ biology (sinh học) ballistics (sự bắn tung)) Nguyên lý chung phương pháp sử dụng áp lực xung khí helium để gia tốc hạt Cấu tạo súng bắn gen: Súng bắn gen bao gồm hai buồng thép không gỉ, kích thước 6″x7″x10″ nối với hai bơm chân không Đạn hạt tungsen có đường kính nhỏ, khoảng 1μm chứa DNA ngoại lai (các kim loại khác vàng bạc sử dụng không thường xuyên giá đắt) Sự bùng nổ khí helium 1000psi làm cho đĩa bắn phía trước với tốc độ 1300 food/s, tương đương với tốc độ viên đạn rời khỏi nòng súng  Ưu điểm kỹ thuật dùng súng bắn gen: - Chuyển gen cho khối mô có tổ chức Ưu điểm cho phép chọn loại mô có triển vọng tái sinh tốt để chuyển gen Hệ thống chuyển gen toàn năng: Về nguyên tắc bắn bắt kỳ loại mô, quan Chuyển gen cho giống trồng có giá trị Không áp dụng tốt cho mô hình mà giống phổ biến như: đậu tương, lúa, ngô, khoai tây, chuối…cũng cho phép tiến hành chuyển gen 2.2.2 Chuyển gen gián tiếp nhờ vi khuẩn A tumefaciens Mục đích công nghệ gen thực vật tạo biến đổi gen có đặc tính Ở DNA lạ đưa vào tế bào thực vật tồn bền vững hệ gen Các vi khuẩn đất A tumefaciens số loài họ hàng có khả chuyển phần nhỏ DNA vào tế bào thực vật qua kích thích tạo khối u Những khối u không gian sống vi khuẩn Một số chất dinh dưỡng (opine) có lợi cho vi khuẩn tạo khối u Những opine phổ biến nopalin octopin Về hóa học opine sản phẩm ngưng tụ amino acid với cetoacid amino acid với đường Octopin tạo nên từ amino acid arginine pyruvate, nopalin tạo nên từ arginine α-cetoglutaraldehyd Công thức cấu tạo opine trình bày hình 2.2.a Hình 2.2.a cấu tạo hoá học Octopin Nopalin A tumefaciens “thư ̣c hiện” kỹ thuật gen taọ biế n đổ i gen có lơ ̣i cho Như vậy, sư ̣ khẳ ng đinh ̣ kỹ thuật gen một trình nhân taọ không Khả chuyể n DNA A tumefaciens đươ ̣c sử du ̣ng công nghệ gen hiện đai.̣ Để hiể u đươ ̣c trình này, điề u đầ u tiên cầ n thiế t làm rõ sư ̣ tương tác sinh ho ̣c giữa Agrobacterium với thư ̣c vật Việc sử du ̣ng A tumefaciens bắ t đầ u từ 1907, người ta phát hiện vi khuẩn có khả năng tạo nên khố i u ở hai mầ m bi ̣ thương, đươ ̣c go ̣i khố i u cổ rễ (Hình) Trong những năm bảy mươi người ta tìm thấy chủng A tumefaciens taọ khối u có mộ t plasmid lớ n có kích thước 200 đế n 800 kb Qua nhữ ng thí nghiệm chuyể n đế n chủ ng không độc (không có plasmid này), khẳ ng đinh ̣ plasmid cầ n thiế t cho việc taọ khố i u Vì vậy, plasmid gọi Ti-plasmid (tumor inducing-plasmid) 10 cytokinin isopentenyladenin isopentenyladenosin Hydroxyl hóa tiề n cytokinin bằ ng nhữ ng enzyme thư ̣c vật để taọ nên cytokinin Auxin đ ươ ̣c taọ nên với cytokinin làm cho khố i u lớn lên, sư ̣ phân chia tế bào không phân hóa đươ ̣c kích thích Hình 2.2.e Cấu ta ̣o của indol-3-acetate (một auxin) zeatin (một cytokinin) A tumefaciens nhận biế t acetosyringon nhờ một chấ t nhận, đươ ̣c mã hóa bằ ng một gen ở vùng vir Sư ̣ nhận biế t bằ ng chấ t nhận dẫn đế n sư ̣ hoaṭ hóa của tấ t cả gen vir Vùng vir bao gồ m nhiề u gen Một sản phẩ m gen vir khác một endonuclease nhận biế t bờ phải trái của T-DNA cắ t T- DNA ở nhữ ng vi ̣ trí Sau đó, mộ t protein gắ n vào sơ ̣i đơn của T-DNA phức hệ đươ ̣c chuyể n vào thư ̣c vật tác du ̣ng của sản phẩ m gen vir 14 Hình 2.2.f Sơ đồ biể u diê ̃n trình di chuyể n T-DNA của Tiplasmid 1: T- DNA với bờ phải bờ trái đuơ ̛ ̣c chèn vào Tiplasmid 2: Sơ ̣i đơn đươ ̣c cắ t nhờ protein đươ ̣c mã hóa bởi gen virD2 3: Sơị đơn của T-DNA đuơ ̛ ̣c giải phóng kế t hơ ̣p với protein virD2 virE2 mã hóa, chỗ đứ t ở sơ ̣i đơn thứ hai đuơ ̛ c̣ tổ ng hơp̣ bổ sung 4: Lấ p đầ y chỗ trố ng Ti-plasmid (đườ ng gach ̣ nố i đậ m) Sơ ̣i T-DNA tư ̣ đươ ̣c vận chuyể n vào tế bào thưc̣ vật ở dang ̣ phức hệ DNA-protein Quá trình phức ta ̣p nên không thích hơ p̣ cho việc ứ ng dụng công nghệ gen có ba nguyên nhân sau: - Việc taọ mô nhữ ng gen tổ ng hơ p̣ cytokinin auxin không thể tái sinh từ tế bào thành những hoàn chỉnh khỏe manh ̣ - Sự tổng hợp opine không mong muố n tiêu tố n năng lượng không cầ n thiế t - DNA la ̣ không thể đư a vào Ti-plasmid cũ ng như T-DNA Nhữ ng plasmid lớ n hơn 200 kb lớn, khó thao tác phòng thí nghiệm 15 Người ta thành công việc làm biế n đổ i Ti-plasmid T-DNA để những phytohormone không tạo nên Trong những bước gen tổng hợp opine cắ t đưa vào những gen cho ̣n lo ̣c, ví du ̣ gen kháng kanamycin Ngày nay, người ta sử du ̣ng nhữ ng hệ thống go ̣i vector hai nguồ n (binary vector), chức của Ti-plasmid đươ ̣c thực hiện hai ở plasmid Plasmid lớ n mang vùng vir plasmid nhỏ hơn mang bờ trái phải của T-DNA Đây nhữ ng vùng của T-DNA nhấ t cầ n thiế t cho việc vận chuyể n gen vào thư ̣c vật, plasmid nhỏ đủ cho vận chuyể n xác thậm chí chỉ với một bờ Giữ a bờ phải trái một gen cho ṇ lo ̣c gen la ̣ chèn vào Sơ đồ cấ u taọ củ a mộ t vector hai nguồ n đươ ̣c giới thiệ u ở hình 2.2.g Ưu điể m vector chỗ, thao tác chỉ đươ ̣c thư ̣c hiện với plasmid nhỏ Tất cả công việc taọ dòng, cả việc đưa DNA lạ, có thể thư ̣c hiện nhữ ng tế bào E.coli, plasmid lớ n hoàn thiện đươ ̣c chuyể n vào A tumefaciens Quá trình biế n nạp đươ ̣c thực hiệ n ở nhữ ng mô thư ̣c vật phù hợp, ví du ̣ mô Chúng ủ với vi khuẩn, sau vi khuẩ n phải đươ ̣c loaị bỏ mô đươ ̣c tái sinh thành hoàn chỉnh Cây Arabidopsis thaliana trở thành mô hình quan tro ̣ng nghiên cứ u di truyề n thư ̣c vật Phương pháp mô tả phươ ng pháp thấ m qua, ở không chỉ tế bào hoặc mô mà cả đươ ̣c sử du ̣ng Cây chưa nở hoa đươ ̣c ngâm từ ng phần vào dung dich ̣ A tumefaciens Sau đó, sàng lo ̣c thế hệ đươ ̣c biế n nạp để xác đinh ̣ biến đổ i gen Di ̃ nhiên phương pháp thích hơ ̣p chỉ với rấ t nhỏ có chu kỳ số ng ngắ n có khả năng sản sinh lươ ṇ g haṭ lớn, hiệ u của phương pháp không cao 16 Hình 2.2.g Sơ đồ biể u diê ̃n hệ thố ng vector hai nguồ n để biế n na ̣p bằ ng A tumefaciens Các gen ta ̣o khố i u tổ ng hợp npalin đuơ ̛ ̣c loa ̣i ra, T-DNA mang một ̂ gen đánh dấ u ṇ lọc thực vạt (SMG) Các gen khác đươ ̣c chèn vào A t ori: Khở i đầ u chép để nhân lên A tumefaciens, E c ori: Khở i đầu chép để nhân lên E coli kanR: gen kháng kanamycin để cho ṇ lo c̣ E.coli A tumefaciens P1, P2: Promoter, T1, T2: Terminator, vir: Vùng vir Ý nghi ã của nhữ ng gen vir ở sư ̣ chuyể n A tumefaciens -T-DNA đươ ̣c giải thích như sau: Gen virA mã hóa cho một protein màng, chấ t nhận hơ p̣ chấ t phenol ở tế bào bi ̣ thương Sư ̣ nhận biế t chấ t dẫn đế n sư ̣ hoaṭ hóa sản phẩ m gen virG, đế n lươ ̣t laị kích thích sư ̣ chép sư ̣ biể u hiện của tấ t cả gen vir Sư ̣ hoaṭ 17 hóa của protein thuộc gen virG có thể sư ̣ vận chuyể n nhữ ng nhóm phosphate (photphoryl hóa) Hai protein đươ ̣c mã hóa từ gen virD2 virE2 quan tro ̣ng đố i với việc chuyể n T-DNA Protein virD2 một endonuclease, cắ t sơ ̣i đơn đặc hiệu ở bờ phải trái của T-DNA, Protein virE2 gắ n lập tức vào sơ ̣i đơn ngăn cản sư ̣ gắ n laị với Ti-plasmid (Hình 2.2.g) Sau đó, bằ ng cơ chế tổ ng hơ p̣ sửa chữ a DNA, từ sơ ̣i đơ n laị Ti-plasmid xuấ t hiện laị một T-DNA hoàn chỉ nh Ngoài ra, một protein virD2 gắ n vào đầ u 5’ của TDNA sơ ̣i đơ n đươ ̣c cắ t bằ ng liên kế t đồ ng hóa tri.̣ Bằ ng cách xuấ t hiện mộ t phức hệ DNA-protein đươ ̣c chuyể n vào tế bào thư ̣c vật Quá trình xảy như thế vẫn chưa biế t hế t mo ̣i chi tiế t, nhưng có thể 11 protein đươ ̣c mã hóa từ gen virB taọ nên phức lỗ , qua lỗ phức hệ DNAprotein đươ ̣c vận chuyể n vào thư ̣c vật Khi đế n tế bào thư ̣c vật phức hệ phải đưa vào nhân tế bào Protein virD2 virE2 chứa trình tư ̣ định vi ̣ nhân đặc hiệu cho phép phức hệ qua màng nhân gắ n vào DNA thực vật mộ t cách ngẫu nhiên ở nhữ ng chỗ gãy sơ ̣i DNA của tế bào thư ̣c vật Tuy nhiên, vi trí ̣ tái tổ hơ p̣ đươ ̣c quan sát ̂ đặc hiẹu, nhữ ng trình tư ̣ rấ t ngắ n 5-10 bp Quá trình kế t hơ p̣ đươ ̣c thư ̣c hiện nhờ enzyme thư ̣c vật, có thể có sư ̣ tham gia của protein virD2 III Các trồng quan trọng phát triển Cây ngô Hiện nay, ngô biến đổi gen để mang tính trạng kháng côn trùng chống chịu thuốc diệt cỏ Dùng phôi ngô nuôi dịch huyền phù phát sinh phôi để tái sinh hữu thụ mang gen bar biến nạp Sử dụng phương pháp bắn gen va chọn lọc thuốc diệt cỏ bialaphos cho kết mô callus phát sinh phôi biến nạp gen Các biến nạp gen hữu thụ tái sinh, ổn định di truyền biểu gen bar với hoạt tính chức enzyme phosphinothricin cetyltransferase quan sát hệ sau Gần đây, kết biến nạp gen gián tiếp ngô nhờ Agrobacterium thông báo Các thể biến nạp gen dòng ngô lai gần (inbredline) A188 tái sinh sau đồng nuôi (cocultivation) binary vector với 18 phôi non Tân sô biến nạp thông báo dòng A188 khoaảng 5-30% Các thể lai hệ thứ dòng A188 dòng lai gần khác biến nạp với tần số khoảng 0,4-5,3% (tính theo số biến nạp gen độc lập/phôi) Cây lúa Chuyển gen lúa tập trung vào tính trạng chống chịu thuốc diệt cỏ sản xuất vitamin A Phương pháp bắn gen cho phép thực biến nạp gen hiệu lúa kiểu gen độc lập, 40 giống biến nạp gen thành công Mẫu vật sử dụng phôi non va callus có nguồn gốc từ hạt trưởng thành Hygromycin B marker chọn lọc thường dùng cho lúa Tần số biến nạp cao tới 50% (tính theo số biến nạp gen có nguồn gốc độc lập/số mẫu bắn gen) Gần đây, kỹ thuật biến nạp gen lúa thông qua Agrobacterium có cải tiến quan trọng có hiệu tương đương với kỹ thuật bắn gen Cây lúa sản sinh hợp chất caroteoid chuyển thành vitamin A phận có màu xanh cây, nhiên hạt gạo mà người dùng lại hợp chất Chính thiếu hụt vitamin A thường xảy nơi sử dụng gạo làm lương thực Gạo vàng TM loại ngũ cốc chuyển gen có khả nâng cao hàm lượng vitamin A bữa ăn hàng ngày Lo ại gạo có khả sản sinh lưu giữ chất β- carotene Nó đặt tên gạo vàng TM nội nhũ (chất bột bên hạt gạo) có màu vàng nhạt, chất β-carotene tạo Cây đậu tương 19 Đậu tương loại trồng lâu đời trồng Trung Quốc từ năm 3.000 trước công nguyên Đây loại chứa dầu đem lại lợi ích kinh tế to lớn giới Hạt đậu tương có chứa tỷ lệ amino acid không thay nhiều thịt, đậu tương loại trồng lương thực quan trọng nhấttrên giới Đậu tương biến đổi gen để mang tính trạng khả chống chịu thuốc diệt cỏ có hàm lượng oleic acid cao Những cố gắng đậu tương biến nạp gen tập trung việc tái sinh từ protoplast nuôi dịch huyền phù phát sinh phôi Mặc dù có thành công ban đầu, tiến triển công việc chậm việc thu hồi chuyển gen gặp nhiều khó khăn Công nghệ chuyển gen đậu tương có triển vọng nhờ phát triển tối ưu hóa kỹ thuật bắn gen (vi đ ạn) Thực tế, đậu tương dùng mô hình để phát triển kỹ thuật cho nhiều loại trồng khó áp dụng công nghệ di truyền Kết đậu tương thu hồi thành công chuyển gen nhờ Agrobacterium Phương thức dựa vào phát sinh chồi từ mầm giống Peking chọn lọc cho tính mẫn cảm với Agrobacterium Các mẩu mầm xâm nhiễm với Agrobacterium mang plasmid kháng kanamycin có hoạt tính gusA, kháng kanamycin chống chịu glyphosate Co thể biến nạp gen hiệu vào protoplast đậu tương phương thức thông dụng khó tái sinh Để biến nạp gen vào giống đậu tương khác người ta phối hợp hai yếu tố: genotype đơn giản-phương thức tái sinh độc lập (dựa sở tăng sinh cụm chồi từ vùng chung quanh mô phân sinh trụ phôi) với tăng gia tốc vi đạn (particle) có phóng điện để phân phối DNA ngoại lai Hàng trăm đậu tương có nguồn gốc độc lập thu kết biến nạp cho nhiều phenotype khác Nói chung, dòng đậu tương chuyển gen có nhiều gen biến nạp (số khoảng từ 1-50 thường thay đổi từ 2-10) Phân tích Southern blot hệ sau gen phức cho thấy tất tách rời, thể biến nạp sơ cấp diện kết biến nạp độc lập tái tổ hợp thông không xuất thường xuyên Cây 20 Cây loại cung cấp sợi chủ yếu, chiếm tới nửa số lượng vải sợi giới Ngoài ra, lượng nhỏ hạt bong dùng nguồn thực phẩm, thức ăn gia súc dầu ăn cho người vật nuôi Dầu hạt tinh chế trước dùng để loại bỏ chất gossypol độc hại cho người tiêu hóa động vật Phương thức biến nạp gián tiếp thông qua Agrobacterium tumefaciens kỹ thuật sử dụng để biến nạp gen vào giống Coker 312 (Umbeck 1987) Cây biến nạp gen giống thu hồi sau bắn gen vào dịch huyền phù nuôi phát sinh phôi (Finer va McMullen 1990) Hầu hết giống có giá trị kinh tế khác tái sinh từ giai đoạn callus Một số giống tái sinh trình thiên biến dị dòng vô tính (somaclonal variation) Phương thức phân phối gen lai trục tiếp vào mô phân sinh trụ phôi dựa công nghệ “ACCELL” phát triển người ta đa thu hồi thành công biến nạp gen Cây cải dầu 21 Cây cải dầu biến đổi gen với mục đích cải thiện chất lượng dinh dưỡng, đặc biệt hàm lượng chất béo hòa tan loại Cây cải dầu đựơc trồng chủ yếu vùng phía tây Canada Ontario tây bắc Thái Bình Dương, trung tâm phía bắc vùng đông nam nước Mỹ Ngoài ra, cải dầu trồng nước khác châu Âu Australia Cây cải dầu biến đổi gen mang tính trạng chống chịu thuốc diệt cỏ, có hàm lượng laurate oleic acid cao Khoai tây Khoai tây xem lương thực quan trọng thứ tư giới, với sản lượng hàng năm lên đến 300 triệu trồng 18 triệu hecta Hiện nay, phần ba sản lượng khoai tây giới nước phát triển Sau Liên Xô tan rã Trung Quốc trở thành nước sản xuất khoai tây lớn giới Ấn Độ đứng thứ tư Mặc dù sản lượng khoai tây châu Âu giảm xuống từ đầu năm 1960, bù vào s ản lượng khoai tây châu Á nam Mỹ lại tăng lên sản lượng khoaitây giới ngày tăng Khoai tây biến đổi gen mang tính trạng khả kháng côn trùng kháng virus Cà chua Cà chua coi loại vườn phổ biến Cà chua thường dễ trồng số giống cho vụ mùa bội thu Chất lượng cà chua chín vượt xa tất loại khác có mặt thị trường 22 chí mùa vụ Cây cà chua mềm thích hợp với thời tiết ấm áp nên thường trồng vào vụ hè Cà chua biến đổi gen mang tính trạng khả chịu thuốc diệt cỏ, kháng vật ký sinh làm chậm trình chín Cây bí đỏ Bí đỏ mùa hè loại mềm hợp với khí hậu ấm áp, trồng nhiều nơi giới Bí đỏ mùa hè khác bí đỏ mùa thu mùa đông chỗ chọn thu hoạch trước vỏ cứng chín Không mọc lan bí đỏ bí ngô mùa thu mùa đông, bí đỏ mùa hè mọc thành bụi rậm Một số khỏe có sức đề kháng tốt cho sản lượng cao Bí đỏ biến đổi gen kháng virus đặc biệt virus khảm dưa hấu (WMV) virus khảm vàng zucchini (ZYMV) Đu đủ Đu đủ loại trồng quan trọng khu vực Đông Nam Á, dùng làm thức ăn phổ biến hộ nông dân sản xuất nhỏ gia đình họ Hiện nay, giống đu đủ chuyển gen kháng virus phát triển nước thuộc khu vực Đông Nam Á 10 Chuối 23 Trong số loại trồng nhiệt đới, chuối ưa thích hương vị hấp dẫn Ngoài ra, chuối loại trái đa dụng, người ta chế biến thành nhiều sản phẩm khác Hiện có khoảng 1.000 loại chuối khác nhau, loại trái giàu dinh dưỡng chất béo có chứa hàm lượng kali chất xơ cao, nguồn cung cấp vitamin C chống oxy hóa Chuối nghiên cứu biến đổi gen để mang tính trạng kháng virus, giun tròn nấm có khả làm chín chậm Chuối loại dự kiến dùng làm vaccine thực phẩm (edible vaccine) để phòng chống nhiều loại bệnh dịch khủng khiếp nước phát triển 11 Dừa Sản phẩm có giá trị dầu dừa chiết xuất từ cùi dừa Hai nước sản xuất nhiều dầu dừa Indonesia Philippin với sản lượng cùi dừa khô thu năm 1999 2,91 triệu 1,37 triệu Ngoài ra, có nhiều nước trồng dừa châu Á, châu Phi, nam Thái Bình Dương, Ấn Độ Dương, nam Mỹ vùng Caribê Chất làm cho dầu dừa trở nên hấp dẫn hàm lượng lauric acid cao Nhu cầu lượng acid lauric cao sử dụng để làm mứt, dầu ăn, mỹ phẩm, chất tẩy, bơ thực vật, dầu gội đầu xà Do vậy, giới nhu cầu dầu dừa luôn cao Ngành công nghiệp chế biến dừa bị de dọa phát triển số loại trồng biến đổi gen cho nhiều dầu, hạt cải dầu Việc nghiên cứu thúc đẩy phát triển sản xuất dầu dừa có ý nghĩa vô quan trọng ngành công nghiệp chế biến dừa 24 Tóm lại, việc áp dụng công nghệ chuyển gen thực vật vào trồng mang lại nhiều lợi ích cho nông nghiệp, cần phát triển công nghệ chuyển gen IV Đánh giá an toàn sinh học chuyển gen 4.1 Cơ sở khoa học Theo dự đoán dân số nước ta tăng lên gấp đôi năm 2050 Tại châu Á, người ta hi vọng đến năm 2013 nhu c ầu thực phẩm đáp ứng tốt Điều đặt thách thách lớn quốc gia Công nghệ biến đổi di truyền la chiến lược đại nhiều triển vọng xác để cao chất lượng suất lương thực theo nhu cầu xã hội cách giảm thất thoát mùa màng tăng suất giữ nguyên diện tích đất trồng trọt Tuy nhiên, sinh vật biến đổi gen đưa vào nông nghiệp với quy mô lớn phủ nhiều nước giới có chung mối quan tâm, ảnh hưởng trước mắt hệ lâu dài việc sử dụng GMO thực phẩm cho người vật nuôi công nghiệp chế biến thực phẩm, y té bảo vệ sống Các kết luận giới khoa học mâu thuẫn đặc biệt chưa đủ thời gian để kết luận ảnh hưởng lâu dài GMO sức khoẻ người môi trường 4.2 Đánh giá chuyển gen mức độ phòng thí nghiệm Trước hết phải khẳng định nguyên liệu tạo chuyển gen thực thông qua cá kỹ thuật sinh học phân tử mức độ phòng thí nghiệm Xác định có mặt gen tế bào chuyển gen tiến hành kĩ thuật PCR, với cặp mồi đặc hiệu gen chuyển DNA cần kiểm tra Xá định gen chuyển gắn vào genom tái sinh hay thực phép lai phân tử mà mẫu dò đoạn gen chuyển đánh dấu huỳnh quang DNA nhân cao phân tử tách từ mô chuyển gen Xác định gen chuyển có phiên mã hay khônng , tức có máy sinh tổng hợp protein chấp nhận hay không thực kĩ thuật lai mẫu dò đoạn DNA cua rgen đánh dấu huỳnh quang ARN toàn phần chuyển gen Và bước cuối xác định gen chuyển có biểu tạo sản phẩm cuối protein kĩ thuật lai Westerm protein chuyển gen khabgs thể đặc hiệu với protein có tinh Mặt khác, hoạt tính gen chuyển thử phép thị thị tính kháng sinh, thử tính diệt sâu, pử qui mô phòng thí nghiệm Điểm phải xác định phương thức đặc điểm di truyền gen chuyển tính trạng gen chuyển mã hoá đồng thời kiểm tra tổ chức mức độ đồng hợp tử hệ chúng cách lai chéo hay tự phối phép thử tính kháng sinh - Tiến hàh sàng lọc chuyển gen môi trường chứa kháng sinh chọn lọc - Sàng lọc chuyển gen phản ứng PCR gen chuyển 25 - Lai Southern mẫu DNA dò với DNA genom chuyển gen xác định số lượng chuyển genom nhận Lai Northern mẫu dò với RNA chuyển gen Lai Western protein chuyển gen với kháng thể đặc hiệu Trồng cây, thu hạt nhân giống băng hạt, thử kháng sinh để đánh giá mức độ đồng hợp tử gen chuyển 4.3 An toàn sinh học Cây trồng biến đổi gen lây lan gen xuyên cho nhà máy khác - mặt lý thuyết - vi khuẩn Tùy thuộc vào gen chuyển, điều đặt mối đe dọa môi trường cách thay đổi thành phần hệ sinh thái địa phương Vì vậy, hầu hết quốc gia nghiên cứu môi trường yêu cầu trước phê duyệt nhà máy GM cho mục đích thương mại, kế hoạch giám sát phải trình bày để xác định hiệu tiềm không dự đoán trước phê duyệt Ít nghiên cứu tiến hành sức khỏe người động vật Tuy nhiên, hầu hết quốc gia tất trồng GM thử nghiệm việc nuôi thử nghiệm để chứng minh an toàn nó, trước phê chuẩn để sử dụng tiếp thị Dự án biến đổi gen-An toàn thu thập trình bày an toàn sinh học nghiên cứu GMOs với thông tin sâu chủ đề Tác động tiềm hệ sinh thái gần mối quan tâm lớn liên quan đến trồng chuyển gen Gen có khả tác động sinh thái quan trọng nhà máy làm tăng tần số tồn quần thể tự nhiên Những mối quan tâm tương tự người xung quanh giống trồng thông thường nuôi Một số yếu tố nguy cần xem xét: -Cây trồng biến đổi gen truyền gen loài hoang dã địa phương, màu mỡ? -Liệu việc giới thiệu gen chuyển trao lợi lựa chọn cho nhà máy xe hybrid tự nhiên? Nhiều loài thực vật hóa giao phối hybridise với họ hàng hoang dã trồng gần, gen điều trồng, sau thông qua để lai Điều áp dụng trồng chuyển gen nhân giống thông thường, hai trường hợp có gen thuận lợi có hậu tiêu cực cho hệ sinh thái phát hành Điều bình thường mối quan tâm đáng kể, bất chấp lo ngại động vật hoang dã địa phương superweeds đột biến overgrowing: nhà máy lai xa từ phổ biến, nhiều trường hợp xe hybrid không màu mỡ để thể bội , không nhân kéo dài lâu sau gốc nước nhà máy lấy từ môi trường Tuy nhiên, điều không phủ nhận khả tác động tiêu cực Trong số trường hợp, phấn hoa từ nhà máy nước 26 di chuyển nhiều dặm gió trước thụ tinh nhà máy khác Điều làm cho khó khăn để đánh giá thiệt hại tiềm việc lai tạp, nhiều giống lai có liên quan xa từ trang web thử nghiệm Trong số giải pháp nghiên cứu cho mối quan tâm hệ thống thiết kế để ngăn chặn chuyển gen, chẳng hạn Terminator Công nghệ , biến đổi di truyền lục lạp chỉ, để có hạt giống chuyển gen mang gen chuyển Đối với trước đây, có số tranh cãi công nghệ không công buộc lệ thuộc vào sản xuất giống hợp lệ trường hợp nông dân nghèo, sau mối quan tâm vậy, có hạn chế kỹ thuật mà cần phải khắc phục Giải pháp phát triển EU tài trợ chương trình nghiên cứu nhưCo-bổ sung Transcontainer Có ba đường lai dẫn đến thoát gen chuyển: -Lai giống với trồng không biến đổi gen loài đa dạng -Lai tạo với thực vật hoang dã loài -Lai tạo với thực vật hoang dã loài liên quan chặt chẽ, thường chi Tuy nhiên, có số yếu tố mà phải có mặt cho lai tạo -Các loại trồng biến đổi gen phải đóng đủ để loài hoang dã cho phấn hoa để đạt hoang dại -Các loài thực vật hoang dã biến đổi gen phải hoa lúc -Các loài thực vật hoang dã biến đổi gen phải di truyền tương thích Để tồn tại, đứa lai: -Phải có khả thi, màu mỡ Phải mang gen chuyển Nghiên cứu cho thấy lối thoát có trồng biến đổi gen thông qua lai tạo với thực vật hoang dã loài có liên quan 1-Nó biết đến số trồng tìm thấy để lai với cá hoang dã 2-Điều hiểu phần di truyền học dân số, lây lan gen chuyển quần thể hoang dã trực tiếp liên quan đến phòng tập thể dục ảnh hưởng gen với tốc độ dòng chảy gen để dân số Gen thuận lợi lan truyền nhanh chóng, gen trung tính lây lan trôi dạt di truyền , gen bất lợi lây lan có dòng chảy liên tục 3-Các tác động sinh thái gen đến, 27 thường chấp nhận gen có nâng cao thể lực liên quan đến vô sinh yếu tố cung cấp cho nhà máy lai lợi đủ để trở thành cỏ dại xâm lấn Các yếu tố bất lợi vô sinh phận hệ sinh thái không sống, chẳng hạn khí hậu, muối hàm lượng khoáng chất, nhiệt độ.Phòng tập thể dục cải thiện gen liên quan đến yếu tố sinh học làm nhiễu loạn cân (đôi mong manh) hệ sinh thái Ví dụ, thực vật hoang dã nhận gen kháng sâu bệnh từ trồng biến đổi gen trở nên đề kháng với sâu bệnh tự nhiên nó, nói rằng, bọ cánh cứng Điều cho phép nhà máy để tăng tần số, loài động vật thời điểm lên cao chuỗi thức ăn, có phần phụ thuộc vào bọ cánh cứng nguồn thực phẩm, giảm phong phú Tuy nhiên, hậu xác gen chuyển với lợi chọn lọc môi trường tự nhiên gần dự đoán đáng tin cậy Nó quan trọng để hành động đòi hỏi phủ nước phát triển xây dựng thập kỷ qua V Tài liệu tham khảo www.ncbi.nlm.nih.gov www.tailieu.vn/ chuyển gen vào thực vật www.sinhhocvietnam.com www.ebook.edu.vn www.thuviensinhhoc.com/cây trồng biến đổi gen Sách Nhập môn Công nghệ Sinh học/ Thầy Phạm Thành Hổ Kỹ thuật chuyển gen thực vật ứng dụng, Thúy Hồng www.ebi.ac.uk/embl 9.www.đbj.nig.ac.jp 28 [...]... sinh - Tiến hàh sàng lọc cây chuyển gen trên môi trường chứa kháng sinh chọn lọc - Sàng lọc chuyển gen bằng phản ứng PCR gen chuyển 25 - Lai Southern giữa mẫu DNA dò với DNA genom cây chuyển gen xác định số lượng bản chuyển trong genom cây nhận Lai Northern giữa mẫu dò với RNA cây chuyển gen Lai Western giữa protein cây chuyển gen với kháng thể đặc hiệu Trồng cây, thu hạt đối với cây nhân giống băng hạt,... trường 4.2 Đánh giá cây chuyển gen ở mức độ phòng thí nghiệm Trước hết phải khẳng định nguyên liệu được tạo là cây chuyển gen thực sự thông qua cá kỹ thuật sinh học phân tử ở mức độ phòng thí nghiệm Xác định sự có mặt của gen trong tế bào chuyển gen được tiến hành bằng kĩ thuật PCR, với cặp mồi đặc hiệu của gen chuyển DNA của cây cần kiểm tra Xá định gen chuyển được gắn vào genom cây tái sinh hay không... mà mẫu dò là đoạn gen chuyển được đánh dấu huỳnh quang còn DNA nhân cao phân tử được tách từ mô của cây chuyển gen Xác định gen chuyển có được phiên mã hay khônng , tức là có được bộ máy sinh tổng hợp protein chấp nhận hay không được thực hiện bằng kĩ thuật lai mẫu dò là đoạn DNA cua rgen đánh dấu huỳnh quang và ARN là toàn phần của cây chuyển gen Và bước cuối cùng là xác định gen chuyển có biểu hiện... số loại cây trồng biến đổi gen cho nhiều dầu, như hạt cải dầu Việc nghiên cứu thúc đẩy phát triển sản xuất dầu dừa có ý nghĩa vô cùng quan trọng đối với ngành công nghiệp chế biến dừa 24 Tóm lại, việc áp dụng công nghệ chuyển gen ở thực vật vào cây trồng mang lại nhiều lợi ích cho nền nông nghiệp, chính vì thế cần phát triển công nghệ chuyển gen hơn nữa IV Đánh giá an toàn sinh học cây chuyển gen 4.1... chậm và việc thu hồi các cây chuyển gen vẫn đang còn gặp nhiều khó khăn Công nghệ chuyển gen ở đậu tương đã có triển vọng hơn nhờ sự phát triển và tối ưu hóa của kỹ thuật bắn gen (vi đ ạn) Thực tế, đậu tương đã được dùng như một cây mô hình để phát triển kỹ thuật cho nhiều loại cây trồng khó áp dụng công nghệ di truyền Kết quả đầu tiên ở đậu tương là thu hồi thành công cây chuyển gen nhờ Agrobacterium... khác được biến nạp với tần số khoảng 0,4-5,3% (tính theo số cây biến nạp gen độc lập/phôi) 2 Cây lúa Chuyển gen ở cây lúa đang được tập trung vào tính trạng chống chịu thuốc diệt cỏ và sản xuất vitamin A Phương pháp bắn gen cho phép thực hiện biến nạp gen hiệu quả ở lúa trong các kiểu gen độc lập, và hiện nay hơn 40 giống đã được biến nạp gen thành công Mẫu vật sử dụng là phôi non va các callus có... Các cây trồng quan trọng đã được phát triển 1 Cây ngô Hiện nay, cây ngô đã được biến đổi gen để mang các tính trạng như kháng côn trùng và chống chịu thuốc diệt cỏ Dùng phôi ngô trong nuôi cây dịch huyền phù phát sinh phôi để tái sinh các cây hữu thụ mang gen bar biến nạp Sử dụng phương pháp bắn gen va chọn lọc bằng thuốc diệt cỏ bialaphos đã cho kết quả là mô callus phát sinh các phôi được biến nạp gen. .. giống cây trồng thông thường nuôi Một số yếu tố nguy cơ cần được xem xét: -Cây trồng biến đổi gen có thể truyền gen của một loài hoang dã của địa phương, và là con cái cũng màu mỡ? -Liệu việc giới thiệu của gen chuyển trao một lợi thế lựa chọn cho nhà máy hoặc xe hybrid trong tự nhiên? Nhiều loài thực vật được thuần hóa có thể giao phối và hybridise với họ hàng hoang dã khi được trồng ở gần, và gen bất... và biến đổi gen phải hoa cùng một lúc -Các loài thực vật hoang dã và biến đổi gen phải được di truyền tương thích Để tồn tại, những đứa con lai: -Phải có khả thi, và màu mỡ Phải mang gen chuyển Nghiên cứu cho thấy một lối thoát có thể có đối với cây trồng biến đổi gen sẽ được thông qua lai tạo với thực vật hoang dã của các loài có liên quan 1-Nó được biết đến là một số cây trồng đã được tìm thấy để... thuật lai Westerm giữa protein của cây chuyển gen và khabgs thể đặc hiệu với protein đó có được tinh sạch Mặt khác, hoạt tính gen chuyển còn được thử bằng các phép chỉ thị như chỉ thị tính kháng sinh, thử tính diệt sâu, nhưng cũng pử qui mô phòng thí nghiệm Điểm tiếp theo là phải xác định phương thức và đặc điểm di truyền của các gen chuyển và tính trạng được gen chuyển mã hoá đồng thời kiểm tra tổ