Mở đầu đề tài Bước đầu xây dựng quy trình chuyển gen gus vào giống đậu tương ĐT26 thông qua vi khuẩn Agrobacterium tumefaciens

MỞ ĐẦU Đậu tương (Glycine max(L.) Merr) hay còn gọi là đậu nành, là cây công nghiệp ngắn ngày có hiệu quả kinh tế và giá trị dinh dưỡng cao. Khó có thể tìm thấy cây trồng nào có tác dụng nhiều mặt như cây đậu tương. Là thức ăn có giá trị dinh dưỡng cao, rất giàu protein thực vật, chứa nhiều loại vitamin và chứa một lượng lớn axit béo chưa bão hòa rất tốt cho sức khỏe. Trong công nghiệp, đậu tương là nguyên liệu của nhiều ngành công nghiệp khác nhau như: chế biến cao su nhân tạo, sơn, mực in, xà phòng,…nhưng chủ yếu đậu tương dùng để ép dầu. Hiện nay trên thế giới đậu tương là cây đứng đầu về cung cấp nguyên liệu cho ép dầu, dầu đậu tương chiếm 50% tổng lượng dầu thực vật. Trong nông nghiệp, đậu tương là nguồn thức ăn tốt cho gia súc, phân bón. Ngoài ra, đậu tương là cây luân canh cải tạo đất tốt, 1ha trồng đậu tương nếu sinh trưởng phát triển tốt để lại trong đất từ 30-60kg N [10]. Tuy nhiên, với tình hình khí hậu trên trái đất đang biến đổi không ngừng, nhiệt độ trái đất càng ngày càng tăng cao, từ đó dẫn đến các thiên tai (lũ lụt, hạn hán, bệnh dịch,…) gây ảnh hưởng không nhỏ đến sự sinh trưởng, phát triển của các loại cây trồng nói chung và cây đậu tương nói riêng. Vì thế để tăng năng suất và chất lượng thì ngoài việc thực hiện chăm sóc, gieo trồng tốt còn phải tập trung nghiên cứu nhằm cải thiện các loại giống để chúng có thể cho năng suất cao, chống chịu được các điều kiện ngoại cảnh bất lợi tốt nhờ những ứng dụng to lớn của công nghệ sinh học hiện đại. Trong hơn một thập niên vừa qua, công nghệ sinh học nói chung và cây trồng biến đổi gen nói riêng đã có những bước phát triển vượt bậc. Từ khoảng 1 triệu ha đầu tiên năm 1996 trồng tại Châu Mỹ, đến tháng 12 năm 2009, toàn thế giới đã có 134 triệu ha cây trồng biến đổi gen [20], tăng 80 lần so với năm 1996 và tăng 9 triệu ha so với năm 2008 (125 triệu ha). Trong đó đậu tương biến đổi gen là loại cây biến đổi gen nổi bật nhất, có tới 69,7 triệu ha chiếm 52% trong tổng diện tích cây biến đổi gen toàn thế giới và chiếm tới 75% trong tổng diện tích 90 triệu ha trồng đậu tương trên thế giới [14]. Các đánh giá mới nhất về tác động của cây chuyển gen cho thấy trong khoảng thời gian từ năm 1996 đến năm 2008, lợi ích kinh tế trị giá 51,9 tỷ USD mà cây biến đổi gen mang lại được tạo ra từ 2 nguồn: thứ nhất là giảm chi phí sản xuất (50%) và tăng năng suất thu hoạch bền vững (50%). Số sản lượng tăng thêm này nếu không sử dụng các giống cây chuyển gen thì sẽ cần thêm 62,6 triệu ha để tạo ra chúng. Vì thế công nghệ sinh học giúp tiết kiệm diện tích trồng trọt, giảm được lượng thuốc trừ sâu ở mức 365 triệu kg, ứng với 8,4% tổng lượng thuốc trừ sâu sửu dụng trong nông nghiệp. Chỉ tính riêng trong năm 2008, lượng khí CO2 được cây biến đổi gen hấp thụ là 14,4 tỷ kg, tương đương với lượng khí thải mà 7 triệu chiếc oto thải ra. Nước ta là một nước nông nghiệp với đặc điểm nổi bật là mật độ dân số cao vào loại nhất thế giới, bình quân đất nông nghiệp trên đầu người chỉ đạt khoảng 765m 2 /người. Diện tích đang ngày càng thu nhỏ lại, nhường chỗ cho thành thị, đường giao thông, khu dịch vụ và phát triển công nghiệp. Ước tính hàng năm chúng ta mất 50000-70000 ha đất canh tác. Trong khi đó biến đổi khí hậu toàn cầu, kéo theo sự xâm mặn nghiêm trọng, mưa gió bất thường gây ra hạn hán, lũ lụt, dịch bệnh đang đe dọa an ninh lương thực của đất nước. Liên hợp quốc đã xếp Việt Nam vào một trong 8 nước có nguy cơ về an ninh lương thực ở Châu Á. Đặc biệt, trong điều kiện mất đất canh tác, với mức tăng dân số như hiện nay, ngành nông nghiệp phải cung cấp thêm cho đất nước ít nhất 1 triệu tấn lương thực hàng năm. Đậu tương là loại cây trồng được quan tâm và chú trọng nhất hiện nay, theo thống kê đến tháng 03/2010 diện tích trồng đậu tương của nước ta ở thời điểm này là 123,9 nghìn ha [12], sản lượng bình quân là 20 tạ/ha [11]. Tuy vậy nhưng hàng năm nước ta vẫn phải nhập khẩu một số lượng lớn đậu tương 2300 nghìn tấn (2009) [11], đứng thứ hai trên toàn Châu Á sau Indonesia. Bên cạnh đó, cây trồng biến đổi gen nói chung và đậu tương biến đổi gen nói riêng đã được chính phủ Việt Nam cho phép trồng rộng rãi bắt đầu từ năm 2011. Xuất phát từ thực tế đó trong thời gian thực tập tốt nghiệp, chúng tôi đã tiến hành thực hiện đề tài “Bước đầu xây dựng quy trình chuyển gen gus vào giống đậu tương ĐT26 thông qua vi khuẩn Agrobacterium tumefaciens”. ♦ Mục đích và yêu cầu của đề tài: - Mục đích: Xây dựng quy trình công nghệ chuyển gen gus có hiệu quả nhất để từ đó áp dụng chuyển các gen khác như gen kháng hạn, gen kháng sâu bệnh, gen kháng thuốc diệt cỏ,… nhằm cải tạo giống đậu tương của Việt Nam. - Yêu cầu: Trong khuôn khổ một bản đồ án tốt nghiệp, chúng tôi tập trung nghiên cứu cụ thể các nội dung sau: * Nghiên cứu tạo vật liệu vô trùng ban đầu * Nghiên cứu quy trình biến nạp hiệu quả nhất, trong đó có: • Xác định chủng vi khuẩn có khả năng chuyển gen hiệu quả nhất. • Xác định mật độ quang (OD) của dung dịch khuẩn thích hợp nhất • Xác định thời gian biến nạp thích hợp nhất • Nghiên cứu ảnh hưởng của phương pháp gây tổn thương nốt lá mầm đến hiệu quả biến nạp. • Xây dựng quy trình tái sinh cây đậu tương chuyển gen • Phân tích cây chuyển gen T0 . hiện đề tài Bước đầu xây dựng quy trình chuyển gen gus vào giống đậu tương ĐT26 thông qua vi khuẩn Agrobacterium tumefaciens . ♦ Mục đích và yêu cầu của đề. cầu của đề tài: - Mục đích: Xây dựng quy trình công nghệ chuyển gen gus có hiệu quả nhất để từ đó áp dụng chuyển các gen khác như gen kháng hạn, gen kháng