Nghiên cứu chuyển gen vào cây lúa trên thế giớ

Một phần của tài liệu Tạo cây lúa chuyển gen mang mirna nhân tạo ức chế đặc hiệu gen mục tiêu MPG1 của nấm đạo ôn magnaporthe grisea (Trang 33 - 36)

Năm 1958, báo cáo ựầu tiên về tái sinh cây từ mô sẹo cây ngũ cốc ựược công bố bởi Tamaoki và Ullstrup. Những năm tiếp theo ựã có vài báo cáo tái sinh thành công một số giống lúa Japonica (Abdullah và cs, 1986; Fujimura và cs 1985; Kyozuka và cs, 1987; Toriyama và cs, 1986; Yamada và cs, 1986) và một vài giống lúa Indica (Kyozuka và cs, 1988; Lee và cs, 1989; Wang và cs, 1989). Chu và cs (1975) ựã xây dựng hệ thống tái sinh có hiệu quả cao cho cây lúa thuộc loài phụ japonica trên môi trường cơ bản N6.

Năm 1989, Lee và cs ựã mô tả phương pháp chuyển gen sử dụng mô sẹo 4 tuần tuổi có nguồn gốc từ hạt trưởng thành giống IR54 sử dụng làm vật liệu tạo huyền phù tế bào. Môi trường nuôi cấy tạo huyền phù tế bào là môi trường N6 (Chu và cs, 1975) bổ sung 4mg/l 2,4D, 20mM proline, 30g/l ựường sucrose trong ựiều kiện 260C, lắc 80 vòng/ phút. Tế bào trần của giống lúa IR54 ựược sử dụng làm vật liệu chuyển gen. Sau 3 tuần chuyển gen cấy chuyển mẫu sang môi trường chọn lọc MS bổ sung 2mg/l 2,4D, 0,5mg/l cytokinin 30g/l ựường và 100mg/l kanamycine. Môi trường tái sinh là môi trường N6 bổ sung 10mg/l kinetin, 0,1 mg/l NAA và 30g/l ựường sucrose trong ựiều kiện 10 giờ sáng 280C, 14 giờ tối 240C.

Kế thừa và phát triển kết quả nghiên cứu của các nhà khoa học ựi trước, những năm sau ựó ựã có rất nhiều công trình nghiên cứu trên khắp thế giới công bố chuyển gen vào lúa thành công. Năm 1999, Tran Thi Cuc Hoa và cs ựã tiến hành chuyển gen vào 5 giống lúa indica trồng tại Việt Nam (đS20, OMCS96, OMCS97, IR64 và IR72) thông qua chủng vi khuẩn

A. tumefaciens LBA4044 mang plasmid pSBbarB-UbiCre và plasmid pSB35L Hyg- L-Gus. Mô sẹo 3 tuần tuổi của các giống lúa ựược tạo ra từ phôi hạt lúa chắn trên môi trường MS (Murashige and Skoog, 1962), 30 g/l ựường sucrose, 2mg/l 2,4-D, 1 g/l casein hydrolysate, 6 g/l agar, pH 5,8. Hiệu quả chuyển gen trong khoảng 1,78 Ờ 13,33%. Kết quả phân tắch Southern Blot cho thấy ở hầu hết các cây chuyển gen, gen chuyển ựược kết nạp vào nhiễm sắc thể ở một vị trắ (locus).

đến năm 2002, Tran Thi Cuc Hoa và Bui Ba Bong sử dụng tế bào huyền phù của giống lúa indica làm vật liệu khởi ựầu chuyển gen phosphomannose isomerease thông qua vi khuẩn Agrobacterium. Hệ thống chọn lọc sử dụng gen

pmi tạo các tế bào ựược chuyển nạp gen sử dụng mannose là nguồn carbohydrate và chọn lọc các tế bào mang gen chuyển nạp trong môi trường

nuôi cấy bổ sung manose. Họ ựã tạo ra ựược các dòng lúa chuyển gen từ hai giống lúa indica là Một Bụi và MTL250. Các cây mang gen chuyển sinh trưởng và phát triển bình thường.

Chuyển gen sử dụng A. tumefaciens ựã ựược sử dụng rộng rãi ựể tạo giống lúa biến ựổi gen (Roy và cs, 2000; Ignacimuthu và cs, 2000). Mô sẹo hình thành từ phôi hạt trưởng thành (Hiei và cs, 1994; Tran Thi Cuc Hoa, 1999; Datta và cs, 2006; Ozawa, 2008; Rahman, 2010; Sahoo và Tuteja, 2012), hay chưa trưởng thành (Hiei và Komari, 2006) ựược sử dụng chuyển gen. Hầu hết các nghiên cứu cho rằng các hiệu quả chuyển gen của các giống lúa japonica là cao hơn so với các giống indica (Datta và cs, 2006; Rahman, 2010; Tie và cs, 2012). Hiei và cs (1994) báo cáo tỷ lệ chuyển nạp gen vào giống lúa japonica thông qua vi khuẩn A. tumefaciens chủng LBA4404 và EHA101 ựạt 10 Ờ 30% sau 4 tháng kể từ khi bắt ựầu tạo mô sẹo từ phôi hạt trưởng thành. Quy trình chuyển gen thực hiện theo 7 bước, môi trường ựồng nuôi cấy ựược bổ sung thêm Acetosyringone. Nishimura và cs (2006) ựã tối ưu hóa quy trình chuyển gen, hiệu quả chuyển gen thu ựược từ 30 Ờ 50% ựối với các giống japonica sau 2-3 tháng.

Kumar và cs (2005) báo cáo tỉ lệ chuyển gen vào giống lúa indica IR- 64 ựạt 4,6-5,5%. Nghiên cứu của Tie và cs (2012) chuyển gen thông qua vi khuẩn Agrobacterium vào hai giống indica là MH và ZS cho hiệu suất chuyển gen từ 1,5 ựến 3,5%. Lin Zhang (2005) ựã chỉ ra nguyên nhân chắnh dẫn ựến tỷ lệ chuyển gen ở các giống lúa indica thấp hơn japonica có thể do hiệu quả tái sinh cây từ mô sẹo của các giống lúa indica kém hơn.

Bằng phương pháp chèn gen mã hóa protein chống lại vi sinh vật Mj- AMP2 từ cây hoa Ộfour o'clock flowerỢ, tên khoa học là Mirabilis jalapa, Prasad và cs thuộc đại học Baroda - Ấn độ ựã phát triển thành công cây lúa biến ựổi gen kháng nhiều loại nấm bệnh, trong ựó có bệnh ựạo ôn do M.

grisea. Sự thể hiện protein chống nấm ựạo ôn này biến thiến từ 0,32% ựến 0,38% protein tổng số trong cây lúa chuyển gen. Protein này làm giảm tăng trưởng của nấm ựạo ôn ựến 63% so với cây bình thường, và không có ảnh hưởng gì ựến kiểu hình của cây. Sự thể hiện của gen chuyển không liên quan ựến hình thức thể hiện theo cơ chế PR (pathogenesis-related), các nhà khoa học kết luận rằng Mj-AMP2 trực tiếp tác ựộng ựến tác nhân gây bệnh (pathogen) (Prasad và cs, 2008).

Một phần của tài liệu Tạo cây lúa chuyển gen mang mirna nhân tạo ức chế đặc hiệu gen mục tiêu MPG1 của nấm đạo ôn magnaporthe grisea (Trang 33 - 36)

Tải bản đầy đủ (PDF)

(83 trang)