3. Nội dung nghiên cứu
1.3.2. Tình hình nghiên cứu gen CYP79D1 và CYP79D2
Trong số các gen thuộc họ CYP79, cả CYP79D1 và CYP79D2 đều có trong hệ gen của cây sắn và chịu trách nhiệm sản xuất glycosides cyanogenic. Quá trình tổng hợp độc tố trong sắn được quy định bởi nhiều gen, bước đầu là hai gen CYP79D1 và CYP79D2, chúng được phát hiện trong lá mầm, cánh hoa ở đầu chồi cây sắn 2 tháng tuổi và hầu hết các mô, nhưng chủ yếu ở lớp vỏ ngoài, các lớp tế bào trụ bì (pericycle), các mô mạch (xylem, phloem) trong cuống [11], [14]. Quá trình chuyển hóa được thể hiện bằng sơ đồ:
Do đó, có thể dùng các cấu trúc antisense ngăn chặn hoặc làm giảm quá trình tổng hợp glycoside cyanogenic trong cây sắn [15].
Cytochrome P450s là các hemoprotein liên quan đến quá trình oxy hóa các hợp chất khác nhau. P450 ở sinh vật nhân sơ chủ yếu là protein hòa tan. Ở sinh vật nhân thực, P450 chủ yếu được tìm thấy trong mạng lưới nội chất (microsome). Cytochrome P450 có trong thành phần của cây sắn, xúc tác cho sinh tổng hợp hai dạng cyanogenic glycoside thông qua chuyển đổi L - valin và
L - isoleucine thành các dạng trung gian tương ứng là methyl propanal, methyl butanal oxime; acetone cyanohydrin, 2 - hydroxyl - 2 - methylbutyronitrile.
Năm 1996, chuyển gen ở sắn được thực hiện nhờ vi khuẩn Agrobacterium. Từ đó đến nay, đã có nhiều bài báo về chuyển gen ở sắn được công bố. Trong những năm gần đây có một số báo cáo về chuyển gen mang các đặc tính nông học như tăng cường sức chống chịu, tăng hàm lượng tinh bột, chất dinh dưỡng vào cây sắn được công bố. Năm 2003, Siritunga và Sayre lần đầu tiên chuyển cấu trúc CYP79D1 và CYP79D2 vào sắn để ngăn chặn sự biểu hiện của cytochrome P450s trong quá trình tổng hợp glycoside cyanogenic. Các cây chuyển gen có hàm lượng cyanogen ít hơn 1% so với những cây sắn bình thường [17].
Năm 2005, hai cấu trúc sợi đối mã có tiềm năng giảm hàm lượng cyanide được sử dụng để tạo lượng lớn các dòng sắn là AS17A (tác động đến gen
CYP79D1) và AS17B (tác động đến gen CYP79D2), thu được kết quả là giảm 80% hàm lượng trong lá mầm, trong củ, hàm lượng cũng giảm 60%. Để giảm được nhiều hơn hàm lượng cyanide, công nghệ RNAi được thử nghiệm tác động ngăn chặn sự biểu hiện của hai gen CYP79D1 và CYP79D2, thí nghiệm trên 180 dòng có đã được kiểm chứng ở thí nghiệm trước có khả năng giảm xuống dưới 1% so với loài hoang dại ở lá mầm. 90 dòng được trồng trong 6 tháng để hình thành củ, hàm lượng đã giảm xuống duới 1% so với kiểu hình hoang dại. 40 dòng được nhận thấy hàm lượng linamarin trong củ giảm còn 8% ở loài hoang dã; 6 dòng độc lập hàm lượng linamarin thấp hơn 35% loài hoang dại [11].
Chương 2
VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU