Công nghệ chuyển gen thực vật là đưa vào một loài cây trồng những gen mong muốn có nguồn gốc từ những cơ thể sống khác nhau, không chỉ giữa các loài có họ gần nhau mà còn ở những loài rất xa nhau bằng các phương pháp vật lý, hóa học, sinh học, để tạo giống thực vật thu được giống mới nhanh hơn và vượt qua những giới hạn của kỹ thuật tạo giống truyền thống.
HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM L/O/G/O CÔNG NGHỆ SINH HỌC THỰC PHẨM ĐỀ TÀI: ỨNG DỤNG CHUYỂN GEN TẠO GIỐNG GẠO VÀNG GIÀU VITAMIN A GVHD: T.S NGUYỄN THỊ LÂM ĐỒN NHĨM: 04 http://dichvudanhvanban.com DANH SÁCH THÀNH VIÊN Họ tên MSV Lớp Bùi Tiến Thành 636040 K63CNSTHA Đặng Thị Kiều Trang 636047 K63CNSTHA http://dichvudanhvanban.com Điểm NỘI DUNG CHÍNH http://dichvudanhvanban.com TỔNG QUAN VỀ CHUYỂN GEN THỰC VẬT ỨNG DỤNG CHUYỂN GEN TẠO GIỐNG GẠO VÀNG GIÀU VITAMIN A KẾT LUẬN I TỔNG QUAN VỀ CHUYỂN GEN THỰC VẬT • Khái niệm Công nghệ chuyển gen thực vật đưa vào lồi trồng gen mong muốn có nguồn gốc từ thể sống khác nhau, không lồi có họ gần mà cịn loài xa phương pháp vật lý, hóa học, sinh học, để tạo giống thực vật thu giống nhanh vượt qua giới hạn kỹ thuật tạo giống truyền thống Một số thực vật chuyển gen: http://dichvudanhvanban.com I TỔNG QUAN VỀ CHUYỂN GEN THỰC VẬT Các phương pháp chuyển gen Có nhiều phương pháp phát minh để đưa gen vào tế bào mơ thực vật Có nhóm phương pháp chuyển gen chính: • Chuyển gen gián tiếp ( nhờ vi khuẩn virut): nhờ vi khuẩn Agrobacterium • Chuyển gen trực tiếp ( hóa chất dụng cụ không qua sinh vật làm trung gian): kỹ thuật đơn giản chuyển DNA trần vi tiêm (microinjection), xung điện (electroporation), Súng bắn gen (Gene gun) http://dichvudanhvanban.com I TỔNG QUAN VỀ CHUYỂN GEN THỰC VẬT Các phương pháp chuyển gen thưc vật Súng bắn gen (Gene gun) Vi tiêm • • Một lượng nhỏ DNA tiêm trực tiếp vào nhân tế bào phôi trần tế bào nguyên vẹn cách học kính hiển vi • Phương pháp cho phép đưa gen vào vị trí mong muốn tế bào với hiệu tương đối cao • Sử dụng vi khuẩn Agrobacterium Xung điện (electroporation) • • Kỹ thuật xung điện phương pháp học sử dụng để đưa phân tử phân cực vào tế bào chủ qua màng tế bào Trong phương pháp này, xung điện cao khoảnh khắc (vài phần nghìn giây) có khả làm rối loạn cấu trúc màng kép phospholipid, tạo lỗ thủng tạm thời cho phép phân tử DNA ngoại lai từ môi trường xâm nhập vào bên tế bào http://dichvudanhvanban.com Súng bắn gen 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 Phương pháp cho phép nhà khoa học biến đổi mơ có tổ chức lồi thực vật có hệ thống phân phối phổ biến chung cho nhiều loại mô từ nhiều lồi khác • • Agrobacterium tumefaciens có khả xâm nhiễm tế bào thực vật cách chuyển đoạn DNA vào tế bào thực vật Đoạn DNA lây nhiễm cho trồng tích hợp vào nhiễm sắc thể thực vật thông qua plasmid gây khối u (Ti plasmid), kiểm sốt máy tế bào sử dụng để tạo nhiều DNA vi khuẩn I TỔNG QUAN VỀ CHUYỂN GEN THỰC VẬT Các phương pháp chuyển gen thưc vật Súng bắn gen thực vật nguyên lý hoạt động http://dichvudanhvanban.com Máy xung gen sơ đồ bố trí mạch máy xung điện I TỔNG QUAN VỀ CHUYỂN GEN THỰC VÂT Các phương pháp chuyển gen thưc vật Hình ảnh vi tiêm http://dichvudanhvanban.com Chuyển gen nhờ Agrobacterium I TỔNG QUAN VỀ CHUYỂN GEN THỰC VÂT Mục đích ý nghĩa chuyển gen thực vật Mục đích • 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 khơng gây hại mơi trường Ý nghĩa • Tăng sản lượng • Giảm chi phí sản xuất • Tăng lợi nhuận nơng nghiệp • Cải thiện mơi trường http://dichvudanhvanban.com II ỨNG DỤNG CHUYỂN GEN TẠO GIỐNG GẠO VÀNG GIÀU VITAMIN A Giới thiệu chung • "Golden rice" loại gạo biến đổi gen nhằm tạo nhiều tiền tố vitamin A (β- caroten ) cho người dùng • Từ năm 2000 đến viện nghiên cứu giới tạo hai loại GR1 GR2 GR1 tạo chuyển gen sinh tiền tố Vitamin A từ hoa thủy tiên Erwinia uredovora vào giống lúa Indica GR2 cải tiến từ GR1 cách thay gen sinh tiền tố Vitamin A từ hoa thủy tiên gen từ ngô GR2 sản xuất lượng tiền tố vitamin A cao gấp 23 lần so với GR1 http://dichvudanhvanban.com II ỨNG DỤNG CHUYỂN GEN TẠO GIỐNG GẠO VÀNG GIÀU VITAMIN A 2.2 Phương pháp nghiên cứu • Các nhà khoa học sử dụng phôi hạt lúa ni cấy mơ tái sinh lúa phịng thí nghiệm chuyển gen vi khuẩn Agrobacterium tumefaciens để đưa tất gen lạ vào phôi hạt lúa sau • Kiểm tra biểu gen qua kiểm tra kiểu hình (hạt gạo có màu vàng), kiểm tra theo phương pháp đánh giá cảm quan mắt thường • Kiểm tra xuất gen chuyển lúa chuyển gen phương PCR http://dichvudanhvanban.com II ỨNG DỤNG CHUYỂN GEN TẠO GIỐNG GẠO VÀNG GIÀU VITAMIN A 2.3 Quy trình kỹ thuật • Cơ chế tạo gạo vàng: Bản thân hạt gạo có chứa geranyl geranyl diphosphate (GGPP) tiền chất quan trọng tiến trình sinh tổng hợp β-carotene Khi chuyển đoạn gen psy, crtI, lcy vào lúa tạo thay đổi lớn Khi đó, gen psy gen mã hóa để sinh tổng hợp enzim phytoen synthase có nhiệm vụ xúc tác để chuyển hóa GGPP (20 C) thành phytoen (40 C) Cuối gen lcy mã hóa để sinh tổng hợp enzim Lycopen β-Cyclase có nhiệm vụ xúc tác chuyển hóa Lycopen thành β-carotene http://dichvudanhvanban.com II ỨNG DỤNG CHUYỂN GEN TẠO GIỐNG GẠO VÀNG GIÀU VITAMIN A • Sơ đồ quy trình http://dichvudanhvanban.com II ỨNG DỤNG CHUYỂN GEN TẠO GIỐNG GẠO VÀNG GIÀU VITAMIN A Cây lúa trồng điều kiện nhân tạo tối ưu để lấy nguyên liệu chuyển gen http://dichvudanhvanban.com II ỨNG DỤNG CHUYỂN GEN TẠO GIỐNG GẠO VÀNG GIÀU VITAMIN A Plasmid chuyển gen (Đã minh họa thành đường thẳng) http://dichvudanhvanban.com Quá trình chuyển gen từ A tumefactien vào tế bào thực vật http://dichvudanhvanban.com Tế bào callus tái sinh từ phôi chuyển gen lúa phát triển tốt http://dichvudanhvanban.com II ỨNG DỤNG CHUYỂN GEN TẠO GIỐNG GẠO VÀNG GIÀU VITAMIN A http://dichvudanhvanban.com II ỨNG DỤNG CHUYỂN GEN TẠO GIỐNG GẠO VÀNG GIÀU VITAMIN A 2.4 Kiểm tra kết chuyển gen Kiểm tra cảm quan • Quan sát so sánh nội nhủ hạt gạo thường hạt gạo chuyển gen β-caroten Quan sát thấy hạt gạo thường có màu trắng trong, cịn hạt gạo chuyển gen β-caroten có màu vàng ngà Hạt gạo nhận gen chuyển từ ngơ có màu vàng sẫm so với hạt gạo nhận gen chuyển từ hoa thủy tiên, cho thấy lượng β-caroten có hạt gạo nhận gen chuyển từ ngô cao so với hạt gạo nhận gen chuyển từ hoa thủy tiên Kiểm tra kết chuyển gen cảm quang http://dichvudanhvanban.com II ỨNG DỤNG CHUYỂN GEN TẠO GIỐNG GẠO VÀNG GIÀU VITAMIN A Kiểm tra kỹ thuật phân tích phân tử • Sử dụng kỹ thuật PCR phát có mặt gen psy, crt, lcy - Dùng đầu tăm chấm lấy coloni nuôi cấy thạch - Cho coloni lấy vào Eppendorf có chứa 100µl nước cất tiệt trùng - Đun sơi vịng phút - Tiến hành quay li tâm tốc độ 10000rpm, vòng phút, sau lấy phần nước dịch lỏng có chứa ADN đem nhân dịng - Thiết lập chương trình cho máy PCR B1 94C 1-1,5’ (Biến tính ADN) B2 95C 20 s (Tách ADN sợi đôi thành sợi đơn) B3 65C 20 s (Mồi bắt cặp với sợi khuôn) B4 72C 1’ (Phản ứng kéo dài) B5 lặp lại B2 đến B4 29 lần B6 720C 10’ ( Tổng hợp nốt đoạn chưa hoàn chỉnh) B7 độ ∞ http://dichvudanhvanban.com II ỨNG DỤNG CHUYỂN GEN TẠO GIỐNG GẠO VÀNG GIÀU VITAMIN A 2.5 Ưu nhược điểm chuyển gen gạo vàng Ưu điểm: • Lúa vàng cung cấp lượng vitamin A nhiều hơn, dễ dàng phân phối cho người nghèo • Lựa chọn rẻ để cung cấp nhu cầu vitamin A so với biện pháp bổ sung khác • Lựa chọn bền vững phát hành để canh tác thơng thường canh tác vào mùa sinh trưởng người nơng dân lưu hạt giống, khơng cần đầu tư ngân sách hàng năm cho phân phối Nhược điểm: • Sức khỏe: Có thể gây dị ứng không đạt hiệu mong muốn Nguồn cung cấp không cung cấp lượng đáng kể lượng khuyến nghị hàng ngày • Mơi trường: Mất đa dạng sinh học Có thể trở thành cỏ dại gây nguy hiểm cho tồn lúa tự nhiên Ô nhiễm di truyền loại lương thực tự nhiên tồn cầu • Văn hóa: Một số người thích trồng trọt ăn gạo trắng dựa giá trị truyền thống tín ngưỡng tâm linh http://dichvudanhvanban.com III KẾT LUẬN • Cây trồng chuyển gen mang lại nhiều lời ích cho người đặc biệt sản phẩm gạo vàng, lựa chọn cho quốc gia nghèo Đây thành công lớn công nghệ sinh học giới Chúng ta hy vọng ngày không xa gạo vàng nguồn lương thực cho giới tương lai mà khơng cịn phải lo lắng khủng hoảng lương thực http://dichvudanhvanban.com TÀI LIỆU THAM KHẢO • https://www.slideserve.com/melvas/golden-rice-technology-powerpoint-pptpresentation/?utm_source=slideserve&utm_medium=website&utm_campaign=auto+r elated+load • https://123docz.net/document/4595550-gao-vang-chuyen-gen.htm • https://www.slideshare.net/AjayChandra17/golden-rice-72810395 • https://grain.org/en/article/6067-don-t-get-fooled-again-unmasking-two-decades-of- lies-about-golden-rice • https://slideplayer.com/slide/13057843/ http://dichvudanhvanban.com http://dichvudanhvanban.com http://dichvudanhvanban.com ... màu vàng ngà Hạt gạo nhận gen chuyển từ ngơ có màu vàng sẫm so với hạt gạo nhận gen chuyển từ hoa thủy tiên, cho thấy lượng β-caroten có hạt gạo nhận gen chuyển từ ngô cao so với hạt gạo nhận gen. .. A 2 .4 Kiểm tra kết chuyển gen Kiểm tra cảm quan • Quan sát so sánh nội nhủ hạt gạo thường hạt gạo chuyển gen β-caroten Quan sát thấy hạt gạo thường có màu trắng trong, cịn hạt gạo chuyển gen. .. ỨNG DỤNG CHUYỂN GEN TẠO GIỐNG GẠO VÀNG GIÀU VITAMIN A Ý nghĩa việc tạo gạo vàng • Gạo Vàng kiện lớn mà giá lương thực ngày cao, sản phẩm dinh dưỡng có tiềm lớn mặt kinh tế • Gạo chuyển gen góp