Phương pháp chuyển gen vào thực vật thông qua vi khuẩn
Agrobacterium không được xem là có hiệu quả với cây một lá mầm. Ban đầu, những cố gắng trong việc tái sinh callus lúa chuyển gen thông qua
Agrobacterium không thành công (Raineri và cs, 1990) [6], ngay sau đó vấn để này được khắc phục với những callus lây nhiễm với Agrobacterium
được sinh ra từ mô rễ (Chan và cs, 1992) và phôi chưa trưởng thành (Chan và cs, 1993) [6].
Gần đây, bước ngoặt trong nghiên cứu chuyển gen lúa thông qua
Agrobacterium được đánh dấu bởi công trình nghiên cứu của Smith và Hood (1995); Komari và cs, (1996); Hiei và cs (1997) [6]. Trong công trình nghiên cứu của Hiei và cs, tác giả đã thiết kế thành công vectơ đặc hiệu có tên gọi: Vectơ Super-binary. Đặc điểm của vectơ này là đã được bổ sung gen vir. Chính sự thay đổi này làm tăng hiệu quả chuyển gen vào lúa japonica. Các callus từ vỏ phôi và dòng vi khuẩn Agrobacterium tumefaciens LBA 4404 là thích hợp nhất cho chuyển gen lúa thông qua Agrobacterium. Ngoài ra việc sử dụng acetosyringone và điều kiện nhiệt độ từ 22 - 28oC sau quá trình lây nhiễm (Cocultivation) cũng được xem là nhân tố quan trọng trong việc nâng cao hiệu suất chuyển gen. Các phân tích di truyền và phân tử trên số lượng lớn các cây chuyển gen ở thế hệ thứ 3 đã được chứng minh [6].
Bước ngoặc thứ hai trong nghiên cứu chuyển gen lúa thông qua
Agrobacterium được đánh dấu bởi công trình của Komari và cs, (1996). Ở công trình này, một plasmid đặc hiệu mang hai đoạn T-DNA riêng biệt một gen đánh dấu không chọn lọc (Gus), một mang gen đánh dấu chọn lọc (hpt) đã được tạo ra. Các plasmid này đã được sử dụng cho việc tạo ra các thế hệ thực vật chuyển gen mang các gen đánh dấu tự do. Hiệu suất chuyển của đoạn T-DNA là 47% chứng tỏ sự ưu việt của loại vectơ đặc hiệu này. Sự gắn và sự phân bố riêng biệt của các đoạn T-DNA trong hệ gen thực vật đã được khẳng định bằng các phân tích phân tử. Hiệu quả của việc chuyển các đặc
tính nông học quan trọng vào lúa thông qua Agrobacterium đã được công bố ở rất nhiều công trình nghiên cứu [5].
Cho đến nay, chuyển gen lúa bằng súng bắn gen và nhờ vi khuẩn
Agrobacterium đang là hai phương pháp phổ biến, có hiệu quả trong việc tạo ra nhiều giống lúa chuyển gen. Chưa có kỹ thuật nào tỏ ra là tối ưu vì điều có ưu nhược điểm riêng. Tuy nhiên cả hai kỹ thuật đều sử dụng phôi lúa chưa trưởng thành (Scutellum-derived cells) như là nguyên liệu, vì vậy, phải qua các bước nghiêm ngoặc của nuôi cấy mô tế bào dẫn đến kết quả phụ thuộc vào kiểu gen. Vấn đề tiếp theo là các gen được chuyển gắn vào hệ gen lúa hoàn toàn ngẫu nhiên vì vậy nhiều bản sao có thể cùng gắn vào hệ gen và các gen được chuyển có hiện tượng bố trí lại trong nhiễm sắc thể gây khó khăn cho việc khu trú các gen chuyển trong hệ gen và các gen lạ biểu hiện trong cây không ổn định do vị trí gắn và hiện tượng nằm yên của gen (gene silencing). Các nhược điểm này sẽ được khắc phục bằng việc sản xuất ra nhiều dòng, giống chuyển gen từ đó tiếp tục nuôi cấy và chọn lọc để tìm ra các cây chuyển gen ưu việt phù hợp với mục đích chọn giống [5].