Luận án tiến sĩ sinh học nghiên cứu chuyển gen cry8db có tính kháng côn trùng vào cây mía

VIỆ ỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM VIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC PHAN THỊ THU HIỀN NGHIÊN CỨU CHUYỂN GEN cry8Db T TR V Y Chuyên ngành: Di truyền học Mã số: 62 42 01 21 LUẬN ÁN TIẾ SĨ SI ỌC Người hướng dẫn khoa học: 1.TS PHẠM BÍCH NGỌC i n C ng ngh sinh họ PGS.TS CHU HOÀNG HÀ i n C ng ngh sinh họ I - 2018 LỜI Đ Tôi xin cam đoan: Đây cơng trình nghiên cứu tơi số kết cộng tác với cộng khác; Các số liệu kết đƣợc trình bày luận án trung thực, phần đƣợc công bố tạp chí khoa học chuyên ngành với đồng ý cho phép đồng tác giả; Phần lại chƣa đƣợc cơng bố cơng trình khác Hà Nội, ngày tháng năm 2018 Tác giả Phan Thị Thu Hiền i LỜI CẢ Ơ Tơi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến TS Phạm Bích Ngọc PGS.TS Chu Hồng Hà tận tình hƣớng dẫn, động viên giúp đỡ tơi suốt q trình thực luận án Xin chân thành cảm ơn Ban Lãnh đạo Viện Công nghệ sinh học, cán Phòng Quản lý tổng hợp, phận Quản lý đào tạo sau đại học tạo điều kiện thuận lợi để tơi hồn thành luận án Tôi xin cảm ơn Ban giám hiệu, Ban Chủ nhiệm Khoa Sinh-KTNN, Phòng Tổ chức cán bộ, Phòng khoa học cơng nghệ Hợp tác quốc tế, phòng Sau Đại học, Phòng tài vụ trƣờng Đại học Sƣ Phạm Hà Nội tạo điều kiện giúp đỡ tơi mặt suốt q trình thực nghiên cứu Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến GS.TS Lê Trần Bình, TS Đ Xuân Đồng, ThS Lê Thu Ngọc, ThS Hồ Th Thƣơng, ThS Nguy n Thu iang Phòng ơng nghệ tế bào thực vật, Viện Công nghệ sinh học tạo điều kiện giúp đỡ đóng góp ý kiến q báu để tơi hồn thành đề tài Trong thời gian thực đề tài, nhận đƣợc giúp đỡ tận tình tập thể cán Phòng Cơng nghệ tế bào thực vật, Phòng ơng nghệ ADN ứng dụng Phòng Th nghiệm trọng điểm ông nghệ gen, Viện ông nghệ sinh học Tôi xin chân thành cảm ơn ngƣời tận tình bảo suốt q trình tơi thực luận án Tơi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới gia đình, ngƣời thân, đồng nghiệp, ngƣời ln động viên góp ý cho tơi thời gian vừa qua Hà Nội, ngày tháng năm 2018 Nghiên cứu sinh Phan Thị Thu Hiền ii MỤC LỤC Ở ĐẦU 1 T nh cấp thiết đề tài Mục tiêu nghiên cứu Nội dung nghiên cứu Ý nghĩa lý luận thực ti n Đóng góp luận án ƯƠ 1: TỔ YM 1.1 V QU T I IỆU N TR N H M 1 Nguồn gốc v tr phân loại 1 Đặc điểm hình thái, sinh thái di truyền 113 iá tr m a tình hình sản xuất m a đƣờng 1 Bọ hại m a biện pháp phòng trừ 10 1.2 ỨN N M B NĐ N N H S NH H TRON H NT O Y N 13 Hệ thống nuôi cấy in vitro m a 13 122 ác nghiên cứu tạo m a chuyển gen 21 NH M 1.3 C N BACILLUS THURINGIENSIS (BT T N TR N 26 Nguồn gen kháng côn trùng Bt 26 132 chế gây độc độc tố Bt lên sâu hại 27 1.3.3 Nhóm gen cry8 đặc t nh kháng bọ gây hại trồng 28 ƯƠ 2: VẬT IỆU V P ƯƠ P P IÊ ỨU 36 2.1 VẬT L U N H ÊN ỨU 36 211 ác giống m a 36 2 Vector chủng khuẩn 36 iii 213 ặp mồi sử dụng 37 2.1.4 Hóa chất thiết b máy móc 37 Đ a điểm thời gian nghiên cứu 37 2.2 PHƢƠN PH P N H ÊN ỨU 38 2 Biểu protein độc tố ry8 b vi khuẩn E.coli Rossetta amy- B thử hoạt t nh kháng ấu trùng L signata Fabricius 39 2 Thiết kế vector chuyển gen vào m a 42 2 Thiết lập hệ thống tái sinh in vitro m a 43 2 Xây dựng tối ƣu quy trình chuyển gen vào m a thông qua chuyển gen gus 45 2.2.5 Phƣơng pháp tạo m a mang gen cry8Db thông qua A tumefaciens 48 2 Kiểm tra có mặt gen chuyển chuyển gen phản ứng P R 48 2 Phân t ch t ch lũy protein ry8 b tái tổ hợp dòng m a mang gen chuyển kĩ thuật L S 48 2 Phƣơng pháp Western blot 49 2 Thử nghiệm sinh học đánh giá khả n ng kháng ấu trùng L signata abricius dòng m a chuyển gen 49 CHƯƠ 3: ẾT QUẢ 3.1 B ỂU H N PROT N IÊ ỨU 51 ry8Db TRON V ROSSETTA GAMY B VÀ THỬ HO T T NH KHUẨN E.COLI T ẤU TRÙNG L SIGNATA FABRICIUS 51 1 Thiết kế vector biểu p T -21a (+) mang gen cry8Db 51 Biểu gen cry8Db tế bào E.coli Rossetta Gamy B 52 iv 3 Tối ƣu biểu gen cry8Db vi khuẩn E.coli Rossetta gamy B 53 3.1.4 Tinh kiểm tra Western Blot protein tái tổ hợp Cry8Db 54 Đánh giá tình hình phân bố L signata abricius thu đƣợc vùng nguyên liệu m a Sơn Nam, Tuyên Quang 56 Đánh giá hoạt lực kháng ấu trùng L signata Fabricius protein ry8 b tái tổ hợp 57 3.2 TH T K V TOR HUYỂN N cry8Db VÀO CÂY MÍA 59 Thiết kế vector pB 121/35S/cry8 b/NOST 59 2 Thiết kế vector p MB 1300/ aMV35S/cry8 b/NOST 61 3.3 TH T LẬP H THỐN TÁI SINH IN VITRO Ở YM 63 3 Sự tái sinh in vitro qua chồi đỉnh 63 3 Sự tái sinh in vitro qua chồi nách 65 3 Sự tái sinh chồi in vitro trực tiếp từ cuộn non 67 3 Sự tái sinh chồi in vitro thông qua phôi soma m a 72 3.4 TỐ ƢU QUY TR NH HUYỂN NV O YM 80 Quy trình chuyển gen gus in vitro vào mía 80 Quy trình chuyển gen gus ex vitro vào mía 86 3.5 Đ NH KHẢ NĂN ÒN M KH N B ỂU H N ẤU TR N B HUN Ủ N cry8Db 91 3.5.1 Kết chuyển gen cry8Db vào m a điều kiện in vitro 91 3.5.2 Kết chuyển gen cry8Db vào m a điều kiện ex vitro 96 3.5.3 Western blot 99 Đánh giá khả n ng kháng ấu trùng L signata abricius dòng m a chuyển gen 100 v ƯƠ 4: B UẬ ẾT QUẢ 104 4.1 B ỂU H N PROT N ĐỘ TỐ Cry8Db TRONG E.COLI ROSETTA GAMY B VÀ THỬ HO T T NH KH N ẤU TRÙNG L SIGNATA FABRICIUS 104 4.2 X Y ỰN H THỐN T I SINH IN VITRO MÍA 105 4.3 TỐ ƢU H H VITRO V O QUY TR NH HUYỂN ỐN M RO 22 TH N N IN VITRO VÀ EX QU V KHUẨN A TUMEFACIENS 111 4.4 T O ÒN M B ỂU H N PROT N Cry8Db THEO QUY TR NH HUYỂN N IN VITRO VÀ EX VITRO Đ ĐƢ TỐ ƢU HO 115 4.5 W ST RN BLOT V KHẢ NĂN KH N ÒN M ẾT UẬ V THỬ N H M S NH H Đ NH ẤU TR N BR HUYỂN IẾ L SIGNATA US Ở N cry8Db 117 Ị 119 ẾT UẬ 119 Ữ QU T TRÌ Ủ T IẢ ĐÃ BỐ LIÊN ĐẾ ĐỀ T I 120 TẮT UẬ T I IỆU T BẰ TIẾ 121 Ả 134 PHỤ LỤC vi DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT ghĩa đầy đủ Ký hiệu, chữ viết tắt 2,4 –D 2,4 – Dichlorophenoxyacetic acid A tumefaciens Agrobacterium tumefaciens BAP – Benzylaminopurine bp base pair Bt Bacillus thuringiensis Cry Crystal -endotoxin CTAB Hexadecyltrimethyl ammonium bromide Cyt Cytolysin dNTP Deoxyribo nucleotide triphotphate Đtg, et al., Đồng tác giả E.coli Escherichia coli ELISA Enzyme-Linked Immuno Sorbent Assay FAO Food and Agriculture Organization (Tổ chức Liên Hợp Quốc lƣơng thực nông nghiệp) GM Genetically Modified Gus β –Glucuronidase gene Ha Hecta HPR Horseradish Peroxidase IBA Indol -3- butyric acid CaMV35S Cauliflower Mosaic Virus IgG Immunoglobulin G IPTG sopropyl β-D-1-thiogalactopyranoside Kb Kilo base KDa Kilo Dalton Kinetin – fufuryl amino purin Mg Miligam mg/L; mg/mL; ng/g Miligam/l t; miligam/mililit; nanogam/gam vii Môi trƣờng LB Môi trƣờng Luria Bertani MS Môi trƣờng theo Murashige Skoog NAA α – Napthyl acetic acid NOS Nopaline synthase gene NST Nhi m sắc thể OD Optical Density PCR Polymerase Chain Reaction PEG Polyethylene Glycol Picloram – amino – 3,5,6 tricloro pyridine – 2- carboxylic acid RNase Ribonuclease scFv single-chain variable fragment S barberi Saccharum barberi S edule Saccharum edule S officinarum Saccharum officinarum S robustum Saccharum robustum S sinense Saccharum sinense S spontaneum Saccharum spontaneum SDS Sodium dodecyl sulfate SDS-PAGE Sodium dodecyl sulfate polyacrylamide gel electrophoresis TAE Tris Acetate EDTA Taq ADN polymerase Thermus aquaticus ADN polymerase TDZ Thidiazuron TMB 3,3‟, 5,5‟-Tetramethylbenzidine Vip Vegetative Insecticidal Protein X – gluc 5- bromo-4-chloro-3-indolyl glucuronide viii DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1: Đặc điểm di truyền loài m a tổ tiên giống m a thƣơng mại ngày Bảng 1.2: iện t ch, n ng suất, sản lƣợng m a giới n m 2013, 2014 Bảng 1.3: Tình hình sản xuất m a Việt Nam n m 2009 – 2014 10 Bảng 1.4: Một số cơng trình nghiên cứu tái sinh in vitro m a (2001 – 2015) 19 Bảng 1.5: Một số kết tạo m a chuyển gen (1992 – 2015) 21 Bảng 2.1: ác cặp mồi đƣợc sử dụng nghiên cứu 37 Bảng 3.1: ác đặc điểm ấu trùng L signata Fabricius thu thập đƣợc Sơn ƣơng, Tuyên Quang 57 Bảng 3.2: iá tr L 50 bổ sung protein ry8 b vào thức n ấu trùng L signata Fabricius (sau 14 ngày 58 Bảng 3.3: Khả n ng tái sinh số chồi hình thành giống m a mơi trƣờng khác từ chồi đỉnh 64 Bảng 3.4: Khả n ng tái sinh số chồi hình thành giống m a môi trƣờng khác từ chồi nách 66 Bảng 3.5: Khả n ng tái sinh từ cuộn non số chồi hình thành trung bình giống m a môi trƣờng khác 69 Bảng 3.6: Tỷ lệ tạo mô sẹo giống m a mơi trƣờng MS có bổ sung 2,4 -D 72 Bảng 3.7: Ảnh hƣởng nồng độ 2,4– tới hình thành phơi soma từ mơ sẹo giống m a sau tuần nuôi cấy 74 Bảng 3.8: Ảnh hƣởng tổ hợp k ch th ch sinh trƣởng B P kinetin đến tỷ lệ tái sinh tạo đa chồi từ phôi soma giống m a 75 Bảng 3.9: Ảnh hƣởng tổ hợp chất k ch th ch sinh trƣởng BAP kinetin lên số lƣợng chồi hình thành (số chồi/0,5 g cụm phôi soma ch n giống m a 76 Bảng 3.10: Ảnh hƣởng N đến khả n ng r 77 ix 139 49 Enríquez-Obregón GA, Vázquez-Padrón RI, Prieto-Samsonov DL, De la Riva GA, Selman-Housein G (1998) Herbicide-resistant sugarcane (Saccharum officinarum L.) plants by Agrobacterium-mediated transformation Planta 206(1): 20-27 50 Estruch JJ, Carozzi NB, Desai N, Duck NB, Warren GW, Koziel MG (1997) Transgenic plants: an emerging approach to pest control Nat biotechnol 15(2): 137-141 51 actfish (2015 http://www factfish com/statistic/sugarcane ập nhật ngày 15/05/ 2016 52 Ferreira LT, de Araújo Silva MM, Ulisses C, Camara TR, Willadino L (2017) Using LED lighting in somatic embryogenesis and micropropagation of an elite sugarcane variety and its effect on redox metabolism during acclimatization Plant Cell Tissue Organ Cult 128(1): 211-221 53 Franklin G, Arvinth S, Sheeba C J, Kanchana M, Subramonian N (2006) Auxin pretreatment promotes regeneration of sugarcane (Saccharum spp hybrids) midrib segment explants Plant Growth Regul 50(2-3): 111-119 54 Gallo-Meagher M, Irvine J (1996) Herbicide resistant transgenic sugarcane plants containing the bar gene Crop Sci 36(5): 1367-1374 55 Gao S, Yang Y, Wang C, Guo J, Zhou D, Wu Q, Su Y, Xu L, Que Y (2016) Transgenic sugarcane with a cry1Ac gene exhibited better phenotypic traits and enhanced resistance against sugarcane borer PloS one 11(4): e0153929 56 Geetha S, Padmanabhan D (2001) Effect of hormones on direct somatic embryogenesis in sugarcane Sugar Tech 3(3): 120-121 57 Gilbert R, Gallo-Meagher M, Comstock J, Miller J, Jain M, Abouzid A (2005) Agronomic evaluation of sugarcane lines transformed for resistance to strain E Crop Sci 45(5): 2060-2067 58 Gill R, Malhotra P, Gosal S (2006) Direct plant regeneration from cultured young leaf segments of sugarcane Plant Cell Tissue Organ Cult 84(2): 100205-100209 59 Gonzalez-Arnao M T, Engelmann F (2006) Cryopreservation of plant germplasm using the encapsulation-dehydration technique: review and case study on sugarcane Cryo Letters 27(3): 155-168 140 60 Gosal S, Thind K, Dhaliwal H (1998) Micropropagation of sugarcane-an efficient protocol for commercial plant production Springer, NY 61 Grivet L, D'Hont A, Roques D, Feldmann P, Lanaud C, Glaszmann J C (1996) RFLP mapping in cultivated sugarcane (Saccharum spp.): genome organization in a highly polyploid and aneuploid interspecific hybrid Genetics 142(3): 9871000 62 Guidelli-Thuler AM, Abreu IL d, Lemos MVF (2009) Expression of the sigma35 and cry2ab genes involved in Bacillus thuringiensis virulence Sci Agric 66(3): 403-409 63 Guo J, Gao S, Lin Q, Wang H, Que Y, Xu L (2015) Transgenic sugarcane resistant to Sorghum mosaic virus based on coat protein gene silencing by RNA interference Biomed Res Int 2015 64 Herbert A, Rich A (1999) Left-handed Z-DNA: structure and function Structural Biology and Functional Genomics Springer, NY 65 Ho WJ, Vasil I (1983) Somatic embryogenesis in sugarcane (Saccharum officinarum L.): Growth and plant regeneration from embryogenic cell suspension cultures Ann Bot 51(6): 719-726 66 Hoarau JY, Grivet L, Offmann B, Raboin LM, Diorflar JP, Payet J, Hellmann M, D'Hont A, Glaszmann JC (2002) Genetic dissection of a modern sugarcane cultivar (Saccharum spp.) II Detection of QTLs for yield components Theor Appl Genet 105(6): 1027-1037 67 Horita M, Asano S (2006) Insect resistant transgenic turf grass Google Patents 68 Horita M, Asano S (2009) Insect resistant transgenic turf grass Patent PHYLLOM LLC 20090070896 69 http://www.lifesci.sussex.ac.uk/Home/Neil_Crickmore/Bt/ (truy cập ngày 8/09/2015) 70 Huang DF, Zhang J, Song FP, Lang ZH (2007) Microbial control and biotechnology research on Bacillus thuringiensis in China J Invertebr Pathol 95(3): 175-180 141 71 Ingelbrecht IL, Irvine JE, Mirkov TE (1999) Posttranscriptional gene silencing in transgenic sugarcane Dissection of homology-dependent virus resistance in a monocot that has a complex polyploid genome Plant Physiol 119(4): 1187-1198 72 Jaganath B, Subramanyam K, Mayavan S, Karthik S, Elayaraja D, Udayakumar R, Manickavasagam M, Ganapathi A (2014) An efficient in planta transformation of Jatropha curcas (L.) and multiplication of transformed plants through in vivo grafting Protoplasma 251(3): 591-601 73 Jain M, Chengalrayan K, Abouzid A, Gallo M (2007) Prospecting the utility of a PMI/mannose selection system for the recovery of transgenic sugarcane (Saccharum spp hybrid) plants Plant cell rep 26(5): 581-590 74 James C (2014) Global status of commercialized biotech/GM crops 2013 Executive summary The International Service for the Acquisition of Agri-biotech Applications (ISAAA) 49 75 Jefferson RA, Kavanagh TA, Bevan MW (1987) GUS fusions: betaglucuronidase as a sensitive and versatile gene fusion marker in higher plants EMBO J 6(13): 3901 76 Joshi S, Jain M, Tillman BL, Altpeter F, Gallo M (2013) Comparative analysis of direct plant regeneration from immature leaf whorl and floral explants for three elite US sugarcane (Saccharum spp hybrids) genotypes In Vitro Cell Dev Biol Plant 49(6): 674-681 77 Joyce P, Kuwahata M, Turner N, Lakshmanan P (2010) Selection system and cocultivation medium are important determinants of Agrobacterium-mediated transformation of sugarcane Plant cell rep 29(2): 173-183 78 Joyce P, Hermann S, O'Connell A, Dinh Q, Shumbe L, Lakshmanan P (2014) Field performance of transgenic sugarcane produced using Agrobacterium and biolistics methods Plant Biotechnol J 12(4): 411-424 79 Kalunke R M, Kolge AM, Babu KH, Prasad DT (2009) Agrobacterium mediated transformation of sugarcane for borer resistance using cry1Aa3 gene and one-step regeneration of transgenic plants Sugar Tech 11(4): 355-359 142 80 Kapur M, Bhatia R, Pandey G, Pandey J, Paul D, Jain RK (2010) A case study for assessment of microbial community dynamics in genetically modified Bt cotton crop fields Curr Microbiol 61(2): 118-124 81 Kaur A, Sandhu JS (2015) High throughput in vitro micropropagation of sugarcane (Saccharum officinarum L.) from spindle leaf roll segments: Cost analysis for agribusiness industry Plant Cell Tissue Organ Cult 120(1): 339-350 82 Kaur R, Kapoor M (2016) Plant regeneration through somatic embryogenesis in sugarcane Sugar Tech 18(1): 93-99 83 Lê Quang Khải, Trần Thanh Toàn, Lê Ngọc nh (2017 Bọ đa (Lepidiota signata abricius hại m a phòng trừ thuốc bảo vệ thực vật huyện Sơn ƣơng, Tỉnh Tuyên Quang ỉ yếu hội nghị c n tr ng học quốc gia lần thứ 9, NX N ng nghiệp: 491-496 84 Kim JY, Gallo M, Altpeter F (2012) Analysis of transgene integration and expression following biolistic transfer of different quantities of minimal expression cassette into sugarcane (Saccharum spp hybrids) Plant Cell Tissue Organ Cult 108(2): 297-302 85 Kumar T, Khan MR, Abbas Z, Ali G M (2014) Genetic improvement of sugarcane for drought and salinity stress tolerance using Arabidopsis vacuolar pyrophosphatase (AVP1) gene Mol Biotechnol 56(3): 199-209 86 Laemmli UK (1970) Cleavage of structural proteins during the assembly of the head of bacterio phage T4 Nature 227: 680-685 87 Lại Phú Hoàng, Phạm Hồng Thái, Nguy n Ngọc hâu, Vũ Tứ Mỹ, Nguy n Anh Diệp (2003) Hiệu lực gây chết khả n ng sinh sản tuyến trùng Steinernema carpocapsae TL bọ hại mía Alissonotum impressicolle Tạp chí Khoa học (1): 100-104 88 Lakshmanan P, Geijskes R J, Wang L, Elliott A, Grof C P, Berding N, Smith G R (2006) Developmental and hormonal regulation of direct shoot organogenesis and somatic embryogenesis in sugarcane (Saccharum spp interspecific hybrids) leaf culture Plant cell rep 25(10): 1007-1015 143 89 Lê Th Minh Thành, Phạm Th Vân, Chu Hồng Hà, Trần uy Q, Ngơ Đình Bính (2012) Tạo thuốc chuyển gen mang gen kháng côn trùng cánh cứng cry8Da vi khuẩn Agrobacterium tumefaciens Tạp chí Nơng nghiệp Phát triển nơng thơn 188(5): 15-19 90 Lê Th Minh Thành, Nguy n Th Huệ, Trần Duy Q, Ngơ Đình B nh (2014 Biểu tinh protein tái tổ hợp Cry8Da diệt côn trùng cánh cứng vi khuẩn Bacillus thurigiensis E.coli Tạp chí hoa học ng Nghệ 50(3): 309-317 91 Lê Trần Bình, Hồ Hữu Nh , Lê Th Muội (1997) Công nghệ sinh học thực v t cải tiến trồng NXB Nông nghiệp, Hà Nội 92 Leibbrandt NB, Snyman SJ (2003) Stability of gene expression and agronomic performance of a transgenic herbicide-resistant sugarcane line in South Africa Crop Sci 43(2): 671-677 93 Li H, Liu R, Shu C, Zhang Q, Zhao S, Shao G, Zhang X, Gao J (2014) Characterization of one novel cry8 gene from Bacillus thuringiensis strain Q52-7 World J Microbiol Biotechnol 30(12): 3075-3080 94 Lian L, Wang X, Zhu Y, He W, Cai Q, Xie H, Zhang M, Zhang J (2014) Physiological and photosynthetic characteristics of indica Hang2 expressing the sugarcane PEPC gene Mol Biol Rep 41(4): 2189-2197 95 Liu J, Yan G, Shu C, Zhao C, Liu C, Song F, Zhou L, Ma J, Zhang J, Huang D (2010) Construction of a Bacillus thuringiensis engineered strain with high toxicity and broad pesticidal spectrum against coleopteran insects Appl Microbiol Biotechnol 87(1): 243-249 96 Lone SA, Malik A, Padaria JC (2017) Characterization of lepidopteranspecific cry1 and cry2 gene harbouring native Bacillus thuringiensis isolates toxic against Helicoverpa armigera Biotechnology Reports 15:27-32 97 Luo C, Guo X, Zhang Z (2008) Species identification of white grubs in lawns around Beijing and their damage characteristics Acta Entomol Sin 51(1): 108 98 Luo S, Lin J, Zhangsun D (2002) Selective test of antibiotics and PPT in different stages of sugarcane tissue culture Sci J Hainan Univ 21(3): 259-265 144 99 Lƣu Th ƣ, Đ Tiến Phát, Chu Hoàng Hà, Lê Trần Bình, Lê Quỳnh Liên (2009) Phân lập thiết kế vector ức chế biểu gen mã hóa enzyme Invertase (β-Fructo furanosidase) mía ỉ yếu hội nghị Cơng nghệ sinh học tồn quốc: 58-60 100 Manchanda P, Gosal S (2012) Effect of activated charcoal, carbon sources and gelling agents on direct somatic embryogenesis and regeneration in sugarcane via leaf roll segments Sugar Tech 14(2): 168-173 101 Manickavasagam M, Ganapathi A, Anbazhagan V, Sudhakar B, Selvaraj N, Vasudevan A, Kasthurirengan S (2004) Agrobacterium-mediated genetic transformation and development of herbicide-resistant sugarcane (Saccharum species hybrids) using axillary buds Plant cell rep 23(3): 134-143 102 Mayavan S, Subramanyam K, Arun M, Rajesh M, Dev GK, Sivanandhan G, Jaganath B, Manickavasagam M, Selvaraj N, Ganapathi A (2013) Agrobacterium tumefaciens-mediated in planta seed transformation strategy in sugarcane Plant cell rep 32(10): 1557-1574 103 Mayavan S, Subramanyam K, Jaganath B, Sathish D, Manickavasagam M, Ganapathi A (2015) Agrobacterium-mediated in planta genetic transformation of sugarcane setts Plant cell rep 34(10): 1835-1848 104 McQualter R, Dale J, Harding R, McMahon J, Smith G (2004) Production and evaluation of transgenic sugarcane containing a Fiji disease virus (FDV) genome segment S9-derived synthetic resistance gene Crop Pasture Sci 55(2): 139-145 105 Molinari HBC, Marur CJ, Daros E, De Campos MKF, De Carvalho JFRP, Pereira LFP, Vieira LGE (2007) Evaluation of the stress‐inducible production of proline in transgenic sugarcane (Saccharum spp.): osmotic adjustment, chlorophyll fluorescence and oxidative stress Physiol Plant 130(2): 218-229 106 Murashige T, Skoog F (1962) A revised medium for rapid growth and bio assays with tobacco tissue cultures Physiol Plant 15(3): 473-497 107 Nawaz M, Ullah I, Iqbal N, Javed MA (2013) Improving in vitro leaf disk regeneration system of sugarcane (Saccharum officinarum L.) with concurrent shoot/root induction from somatic embryos Turk J Biol 37(6): 726-732 145 108 Nguy n Th Nhẫn (2006) Khả n ng th ch ứng mía in vitro nâng cao hệ số nhân giống biện pháp xử lý Multi Effect Triazol (MET) kết hợp với kỹ thuật giâm hom mầm yếu hội thảo Khoa học công nghệ quản lý nơng học phát triển nơng nghiệp bền vững Việt Nam, NX N ng nghiệp: 144-149 109 ƣơng Tấn Nhựt, Nguy n Thành Hải, Nguy n Đức Huy, Lƣơng Ngọc Thuận (2007 Sự phát sinh phôi tế bào sinh dƣỡng thực vật Tạp chí c ng nghệ sinh học (2): 133-149 110 Nguy n Đức Khiêm (1996) Một số kết nghiên cứu bọ nâu (Serica orientalis Motschulky) hại mía Tạp chí Bảo vệ thực v t 2: 11-14 111 Nguy n V n Đĩnh, Hà Quang Hùng, Nguy n Th Thu Cúc, Phạm V n Lầm (2012) n tr ng động v t hại Nông nghiệp NXB Nông nghiệp, Hà Nội 112 O'Neill B (2011) Carbon mobilisation and utilisation in the sugarcane biofactory Springer, NY 113 Office of Gene Technology Regulator (2011) The biology of the Saccharum spp Verson OGTR Canbenra, Autrallia www.ogtr.gov.au 114 Palma L, Muñoz D, Berry C, Murillo J, Caballero P (2014) Bacillus thuringiensis toxins: an overview of their biocidal activity Toxins 6(12): 3296-3325 115 Palma L, Muñoz D, Berry C, Murillo J, de Escudero IR, Caballero P (2014) Molecular and insecticidal characterization of a novel Cry-related protein from Bacillus thuringiensis toxic against Myzus persicae Toxins 6(11): 3144-3156 116 Pandey R, Rastogi J, Sharma M, Singh R (2011) Technologies for cost reduction in sugarcane micropropagation Afr J Biotechnol 10(40): 7805 117 Pandey R, Singh S, Rastogi J, Sharma M, Singh R (2012) Early assessment of genetic fidelity in sugarcane (Saccharum officinarum) plantlets regenerated through direct organogenesis with RAPD and SSR markers Aust J Crop Sci 6(4): 618-624 146 118 Pardo‐López L, Soberon M, Bravo A (2013) Bacillus thuringiensis insecticidal three‐domain Cry toxins: mode of action, insect resistance and consequences for crop protection FEMS Microbiol Rev 37(1): 3-22 119 Paterson AH, Moore PH, Tew TL (2013) The gene pool of Saccharum species and their improvement Genomics of the Saccharinae Springer, NY 120 Paula M, Pijut S (2010) Development of transgenic North American ash trees expressing a Bacillus thuringiensis protein for management of the emerald ash borer USDA Forest Service, Northern Research Station (NRS), Hardwood Tree Improvement and Regeneration Center, Research Plant Physiologist 121 Pham BN, Lan VT, Trang TT, Thuong NH, Ngoc LT, Ha CH, Binh LT (2015) Agrobacterium-mediated transformation of cry8Db gene in Vietnam sweet potato cultivar J Life Sci 9: 262-271 122 Phạm Th Vƣợng, Nguy n Th Mão, Nguy n Tiến Quân, Phạm Hồng Hiên (2006) Nghiên cứu đặc điểm sinh học sinh thái tình hình gây hại bọ giống mía vùng mía trọng điểm K yếu hội nghị t ng kết khoa học công nghệ Nông nghiệp 2001 – 2005, NX N ng nghiệp: 222 - 238 123 Phạm Th Vƣợng, Nguy n Th Mão, Nguy n Tiến Quân, Phạm Hồng Hiên, Đào Th Hằng, Nguy n Th Hoa, Lƣơng Minh Khôi, Nguy n Th Hiền (2011) Phòng trừ tổng hợp sâu hại mía K yếu hội nghị Khoa học Cơng nghệ tồn quốc bảo vệ thực v t lần thứ 3, NX N ng nghiệp: 355-363 124 Phan HT, Hause B, Hause G, Arcalis E, Stoger E, Maresch D, Altmann F, Joensuu J, Conrad U (2014) Influence of elastin-like polypeptide and hydrophobin on recombinant hemagglutinin accumulations in transgenic tobacco plants PloS one 9(6): e99347 125 Phan Tƣờng Lộc, Hoàng V n ƣơng, Mai Trƣờng, Lê Tấn Đức, Trần Th Ngọc Hà, V n Đắc Thành, Phạm Đức Trí, Nguy n Th Thanh, Nguy n Hữu Hổ (2012) Bƣớc đầu chuyển gen Bt vào mía (Saccharum officinarum L.) Tạp chí Sinh học 34: 170 - 179 147 126 Phan Tƣờng Lộc, Hoàng V n ƣơng, Mai Trƣờng, Lê Tấn Đức, Trần Th Ngọc Hà, V n Đắc Thành, Phạm Đức Trí, Nguy n Th Thanh, Nguy n Hữu Hổ (2014) Chuyển gen kháng sâu cry1Ab, cry1B-cry1Ab vào mía (Saccharum officinarum L.) Tạp chí khoa học phát triển 12(7): 1058 – 1067 127 Pippo WA, Luengo CA (2013) Sugarcane energy use: accounting of feedstock energy considering current agro-industrial trends and their feasibility IJEEE 4(1): 10 128 Qing CM, Fan L, Lei Y, Bouchez D, Tourneur C, Yan L, Robaglia C (2000) Transformation of Pakchoi (Brassica rapa L ssp chinensis) by Agrobacterium infiltration Mol Breed 6(1): 67-72 129 Randhawa GJ, Singh M, Grover M (2011) Bioinformatic analysis for allergenicity assessment of Bacillus thuringiensis Cry proteins expressed in insect-resistant food crops Food Chem Toxicol 49(2): 356-362 130 Rani K, Sandhu SK, Gosal S (2012) Genetic augmentation of sugarcane through direct gene transformation with Osgly II gene construct Sugar Tech 14(3): 229-236 131 Raza S, Qamarunisa S, Hussain M, Jamil I, Anjum S, Azhar A, Qureshi JA (2012) Regeneration in sugarcane via somatic embryogenesis and genomic instability in regenerated plants J Crop Sci Biotechnol 15(2): 131-136 132 Sakai K, Nagai S (1998) Sekai no hanamuguri daizukan: The cetoniine beetles of the world Mushisha 133 Sambrook, Fritsch E, Maniatis T (2001) Molecular cloning: A laboratory manual Col Spring Harbor, NY 134 Sandeep B, Biradar D, Patil V, Patil S, Kambar N (2009) In vitro plant regeneration using shoot tip culture in commercial cultivar of sugarcane KJAS 22(1): 21-24 135 Sandhu SK, Thind K, Singh P (2012) Variability trends for brix content in general cross combinations of sugarcane (Saccharum spp.) complex World J Agric Sci 8: 113-117 136 Sansinenea E (2012) Bacillus thuringiensis biotechnology Spinger, NY 148 137 Sato R, Takeuchi K, Ogiwara K, Minami M, Kaji Y, Suzuki N, Hori H, Asano S, Ohba M, Iwahana H (1994) Cloning, heterologous expression, and localization of a novel crystal protein gene from Bacillus thuringiensis serovarjaponensis strain Buibui toxic to scarabaeid insects Curr Microbiol 28(1): 15-19 138 Shu C, Liu R, Wang R, Zhang J, Feng S, Huang D, Song F (2007) Improving toxicity of Bacillus thuringiensis strain contains the cry8Ca gene specific to Anomala corpulenta larvae Curr Microbiol 55(6): 492-496 139 Shu C, Yan G, Wang R, Zhang J, Feng S, Huang D, Song F (2009a) Characterization of a novel cry8 gene specific to Melolonthidae pests: Holotrichia oblita and Holotrichia parallela Appl Microbiol Biotechnol 84(4): 701-707 140 Shu C, Yu H, Wang R, Fen S, Su X, Huang D, Zhang J, Song F (2009b) Characterization of two novel cry8 genes from Bacillus thuringiensis strain BT185 Curr Microbiol 58(4): 389-392 141 Shu C, Tan S, Yin J, Soberón M, Bravo A, Liu C, Geng L, Song F, Li K, Zhang J (2015) Assembling of Holotrichia parallela (dark black chafer) midgut tissue transcriptome and identification of midgut proteins that bind to Cry8Ea toxin from Bacillus thuringiensis Appl Microbiol Biotechnol 99(17): 7209-7218 142 Silva D A L, Delai I, Montes M L D, Ometto A R (2014) Life cycle assessment of the sugarcane bagasse electricity generation in Brazil Renew Energy 32: 532-547 143 Silveira V, de Vita AM, Macedo AF, Dias MFR, Floh EIS, Santa-Catarina C (2013) Morphological and polyamine content changes in embryogenic and nonembryogenic callus of sugarcane Plant Cell Tissue Organ Cult 114(3): 351-364 144 Singh B, Yadav G, Lal M (2001) An efficient protocol for micropropagation of sugarcane using shoot tip explants Sugar tech 3(3): 113-116 145 Snyman S, Meyer G, Richards J, Haricharan N, Ramgareeb S, Huckett B (2006) Refining the application of direct embryogenesis in sugarcane: effect of the developmental phase of leaf disc explants and the timing of DNA transfer on transformation efficiency Plant cell rep 25(10): 1016-1023 146 Sreenivasan T, Sreenivasan J (1992) Micropropagation of sugarcane varieties for increasing cane yield SISSTA Sugar J 18: 61-64 149 147 Subramanyam K, Subramanyam K, Sailaja K, Srinivasulu M, Lakshmidevi K (2011) Highly efficient Agrobacterium-mediated transformation of banana cv Rasthali (AAB) via sonication and vacuum infiltration Plant Cell Rep 30(3): 425-436 148 Subramanyam K, Rajesh M, Jaganath B, Vasuki A, Theboral J, Elayaraja D, Karthik S, Manickavasagam M, Ganapathi A (2013) Assessment of factors influencing the Agrobacterium-mediated in planta seed transformation of brinjal (Solanum melongena L.) Appl Biochem Biotechnol 171(2): 450-468 149 Suprasanna P, Bapat V (2006) Advances in the development of in vitro culture systems and transgenics in sugarcane Int Symp Technologies to improve sugar productivity in developing countries China: 629-636 150 Tabashnik BE, Brévault T, Carrière Y (2013) Insect resistance to Bt crops: lessons from the first billion acres Nat biotechnol 31(6): 510-521 151 Taparia Y, Gallo M, Altpeter F (2012) Comparison of direct and indirect embryogenesis protocols, biolistic gene transfer and selection parameters for efficient genetic transformation of sugarcane Plant Cell, Tissue and Organ Cult 111(2): 131-141 152 Tilbrook K, Gebbie L, Schenk PM, Poirier Y, Brumbley SM (2011) Peroxisomal polyhydroxyalkanoate biosynthesis is a promising strategy for bioplastic production in high biomass crops Plant Biotech J 9(9): 958-969 153 Trần V n Sỏi (2003) Cây mía NXB Nghệ An, Nghệ n 154 Trieu AT, Burleigh SH, Kardailsky IV, Maldonado‐Mendoza IE, Versaw WK, Blaylock LA, Shin H, Chiou TJ, Katagi H, Dewbre GR (2000) Transformation of Medicago truncatula via infiltration of seedlings or flowering plants with Agrobacterium Plant J 22(6): 531-541 155 Ttot T (2003) Elementary guidance to the Japanese species of the genus Holotrichia Hope (Scarabaeidae: Melolonthinae) Saikaku Tsushin 7: 59-67 156 Van Der Vyver C (2010) Genetic transformation of the euploid Saccharum officinarum via direct and indirect embryogenesis Sugar Tech 12(1): 21-25 150 157 Vasil V, Castillo A M, Fromm M E, Vasil I K (1992) Herbicide resistant fertile transgenic wheat plants obtained by microprojectile bombardment of regenerable embryogenic callus Nat Biotechnol 10(6): 667-674 158 Vickers J, Grof C, Bonnett G, Jackson P, Morgan T (2005) Effects of tissue culture, biolistic transformation, and introduction of PPO and SPS gene constructs on performance of sugarcane clones in the field Crop and Past Sci 56(1): 57-68 159 Vinogradov A E (2003) DNA helix: the importance of being GC‐rich Nucleic Acids Res 31(7): 1838-1844 160 Vũ Tứ Mỹ, Nguy n Ngọc Châu, Lại Phú Hồng, Cao Quỳnh Nga (2004) Hiệu lực phòng trừ bọ đen hại mía (Alissonotum impressicolle Arrow.) chế phẩm sinh học tuyến trùng Biostar-3 Thạch Thành-Thanh Hóa Tạp chí Bảo vệ thực v t (4): 5-8 161 Vũ V n Vụ (2007) Công nghệ sinh học NXB Giáo dục Việt Nam Tập 2, Hà Nội 162 Walter C, Fladung M, Boerjan W (2010) The 20-year environmental safety record of GM trees Nat Biotechnol 28(7): 656-658 163 Wang AQ, Dong WQ, Wei YW, Huang CM, He LF, Yang LT, Li YR (2009) Transformation of sugarcane with ACC oxidase antisense gene Sugar Tech 11(1): 39-43 164 Weng LX, Deng HH, Xu JL, Li Q, Zhang YQ, Jiang ZD, Li QW, Chen JW, Zhang LH (2011) Transgenic sugarcane plants expressing high levels of modified cry1Ac provide effective control against stem borers in field trials Transgenic Res 20(4): 759-772 165 Weng LX, Deng H, Xu JL, Li Q, Wang LH, Jiang Z, Zhang HB, Li Q, Zhang LH (2006) Regeneration of sugarcane elite breeding lines and engineering of stem borer resistance Pest Manag Sci 62(2): 178-187 166 Weng L-X, Deng H-H, Xu J-L, Li Q, Zhang Y-Q, Jiang Z-D, Li Q-W, Chen JW, Zhang L-H (2011) Transgenic sugarcane plants expressing high levels of modified cry1Ac provide effective control against stem borers in field trials Transgenic Res 20(4): 759-772 151 167 World Health Organization (1999) Microbial Pest Control Agent: Bacillus thuringiensis Environment Health Criteria 217 Geneve, Switzerland 168 Wu H, Awan FS, Vilarinho A, Zeng Q, Kannan B, Phipps T, McCuiston J, Wang W, Caffall K, Altpeter F (2015) Transgene integration complexity and expression stability following biolistic or Agrobacterium-mediated transformation of sugarcane In Vitro Cell Dev Biol Plant 51(6): 603-611 169 Wu L, Birch RG (2007) Doubled sugar content in sugarcane plants modified to produce a sucrose isomer Plant Biotechnol J 5(1): 109-117 170 www.kazusa.or.jp/codon/ Truy c p ngày 08/09/2015 171 Yamaguchi T, Sahara K, Bando H, Asano S (2008) Discovery of a novel Bacillus thuringiensis Cry8D protein and the unique toxicity of the Cry8D-class proteins against scarab beetles J Invertebr Pathol 99(3): 257-262 172 Yamaguchi T, Sahara K, Bando H, Asano S (2010) Intramolecular proteolytic nicking and binding of Bacillus thuringiensis Cry8Da toxin in BBMVs of Japanese beetle J Invertebr Pathol 105(3): 243-247 173 Yamaguchi T, Bando H, Asano S (2013) Identification of a Bacillus thuringiensis Cry8Da toxin-binding glucosidase from the adult Japanese beetle, Popillia japonica J Invertebr Pathol 113(2): 123-128 174 Yokoyama T, Tanaka M, Hasegawa M (2004) Novel cry gene from Paenibacillus lentimorbus strain Semadara inhibits ingestion and promotes insecticidal activity in Anomala cuprea larvae J Invertebr Pathol 85(1): 25-32 175 Yu H, Zhang J, Huang D, Gao J, Song F (2006) Characterization of Bacillus thuringiensis strain Bt185 toxic to the Asian cockchafer: Holotrichia parallela Curr Microbiol 53(1): 13-17 176 Zhang F, Shu C, Crickmore N, Li Y, Song F, Liu C, Chen Z, Zhang J (2016) Use of Redundant Exclusion PCR to identify a novel Bacillus thuringiensis Cry8 toxin gene from pooled genomic DNA Appl Environ Microbiol: AEM 00862-00816 177 Zhang J, Hodgman T C, Krieger L, Schnetter W, Schairer HU (1997) Cloning and analysis of the first cry gene from Bacillus popilliae J bacteriol 179(13): 4336-4341 152 178 Zhang J, Nagai C, Yu Q, Pan YB, Ayala-Silva T, Schnell RJ, Comstock JC, Arumuganathan AK, Ming R (2012) Genome size variation in three Saccharum species Euphytica 185(3): 511-519 179 Zhang Y, Zheng G, Tan J, Li C, Cheng L (2013) Cloning and characterization of a novel cry8Ab1 gene from Bacillus thuringiensis strain B-JJX with specific toxicity to scarabaeid (Coleoptera: Scarabaeidae) larvae Microbiol res 168(8): 512-517 180 Zhangsun D, Luo S, Chen R, Tang K (2007) Improved Agrobacterium-mediated genetic transformation of GNA transgenic sugarcane Biologia 62(4): 386-393 181 Zhu YJ, McCafferty H, Osterman G, Lim S, Agbayani R, Lehrer A, Schenck S, Komor E (2011) Genetic transformation with untranslatable coat protein gene of sugarcane yellow leaf virus reduces virus titers in sugarcane Transgenic res 20(3): 503-512 182 Zilberman D, Hochman G, Rajagopal D, Sexton S, Timilsina G (2012) The impact of biofuels on commodity food prices: Assessment of findings Am J Agric Econ: aas037 PHỤ LỤC , ... quy trình chuyển gen vào m a (trong điều kiện in vitro ex vitro để tạo dòng mía chuyển gen cry8Db ơng trình tạo đƣợc 13 dòng m a chuyển gen cry8Db Protein Cry8Db dòng mía chuyển gen đƣợc kiểm tra... 51 1 Thiết kế vector biểu p T -21a (+) mang gen cry8Db 51 Biểu gen cry8Db tế bào E.coli Rossetta Gamy B 52 iv 3 Tối ƣu biểu gen cry8Db vi khuẩn E.coli Rossetta gamy B 53... chuyển gen vào m a 42 2 Thiết lập hệ thống tái sinh in vitro m a 43 2 Xây dựng tối ƣu quy trình chuyển gen vào m a thông qua chuyển gen gus 45 2.2.5 Phƣơng pháp tạo m a mang gen cry8Db