Đang tải... (xem toàn văn)
Microsoft PowerPoint CNDT 2 Thá»±c váº�t biến Ăợi gen Công nghệ Di truyền 2 Chuyển gen ở thực vật 12014 Tình hình cây trồng biến đổi gen toàn cầu Chuyển gen ở thực vật nhờ Agrobacterium tumefaciens Chuyển gen ở thực vật bằng cách bắn gen NỘI DUNG 2 Diện tích cây trồng biến đổi gen toàn cầu 1996 2014 3 Diện tích cây trồng biến đổi gen toàn cầu 1996 – 2014 theo loại cây trồng 4 Diện tích cây trồng biến đổi gen toàn cầu 1996 – 2014 theo tính trạng 5 Tỉ lệ trồng trọt toàn cầu (%) đối với một s.
Công nghệ Di truyền Chuyển gen thực vật 1/2014 NỘI DUNG Tình hình trồng biến đổi gen toàn cầu Chuyển gen thực vật nhờ Agrobacterium tumefaciens Chuyển gen thực vật cách bắn gen Diện tích trồng biến đổi gen tồn cầu 1996 - 2014 Diện tích trồng biến đổi gen toàn cầu 1996 – 2014 theo loại trồng Diện tích trồng biến đổi gen tồn cầu 1996 – 2014 theo tính trạng Tỉ lệ trồng trọt tồn cầu (%) số trồng cơng nghệ sinh học (triệu hecta) năm 2014 Diện tích trồng CNSH tồn cầu: xếp hạng theo quốc gia CHUYỂN GEN Ở THỰC VẬT Các vị trí mục tiêu chuyển gen tế bào thực vật bao gồm nhân, lạp thể (plastid) ty thể (mitochodrion) CHUYỂN CHUYỂNGEN GENỞỞTHỰC THỰCVẬT VẬT • Chuyển gen thành cơng vào nhân tế bào DNA chuyển tiến vào nhân xác nhập vào vật liệu di truyền tế bào mục tiêu • Cây biến đổi gen tạo từ tế bào mang gen chuyển cách trực tiếp hay thông qua giao tử biến đổi di truyền (vd hạt phấn) • Hiệu việc chuyển gen thực vật phụ thuộc chủ yếu vào khả tế bào/mô thực vật phát triển thành hồn chỉnh thơng qua q trình ni cấy mô CÁC PHƯƠNG PHÁP CHUYỂN GEN Ở THỰC VẬT http://www.bats.ch 10 Plasmid Ti chuyển gen thực vật sử dụng Agrobacterium • Ti plasmid dạng tự nhiên khơng phù hợp cho chuyển gen tạo nên phát triển vô tổ chức tế bào thực vật • Để tăng hiệu chuyển gen, vùng mã hóa oncogenes (các gen tạo ung thư) T-DNA phải loại bỏ (disarmed) • Zambryski cs (1983) thay T-DNA pTiC58 trình tự pBR322, để lại trình tự vùng biên (LB, RB) gen nos, tạo nên plasmid pGV3850 • Tuy nhiên, điều đồng nghĩa với việc chọn lọc tế bào chuyển gen thông qua phát triển không phụ thuộc hormon thực vật callus • Các marker chọn lọc gen mã hóa enzyme phân giải nhóm chức kháng sinh, - Ở thực vật: kanamycin G418 - Ở vi khuẩn: hydromycin, methotrexat, trimethoprim 27 Sơ đồ cấu trúc plasmid pGV3850 với vùng T-DNA điều chỉnh 28 Vector chuyển gen thực vật thông qua Agrobacterium Binary vectors (vector nhị thể) Hệ thống vector nhị thể gồm plasmid: binary plasmid plasmid hỗ trợ (helper plasmid) Binary plasmid gọi “shuttle vector” tái loại tế bào chủ khác (vd E coli Agrobacterium) Plasmid hỗ trợ mang trình tự gen vir mã hóa protein liên quan đến trình chuyển T-DNA vào tế bào thực vật 29 30 Vector đồng cài nhập 31 Vector chuyển gen thực vật thông qua Agrobacterium Vector đồng cài nhập 32 Vector chuyển gen thực vật thông qua Agrobacterium Vector đồng cài nhập (tt) 33 34 Chuyển gen thực vật cách bắn gen (Biolistics) DNA chuyển dạng plasmid, đoạn phân lập hay sản phẩm PCR, binary vector mang gen cần chuyển Bằng phương pháp chuyển gen trực tiếp sử dụng DNA hình thức Trong trình bắn gen, DNA kết tủa vi đạn vàng hay tungsteng (0,4 – 1,2 μm) Các vi đạn di chuyển với tốc độ cao phía tế bào thực vật qua thành tế bào, vào vị trí nhân hay cận nhân 35 Chuyển gen thực vật cách bắn gen (Biolistics) Các yếu tố ảnh hưởng hiệu chuyển gen • Sự toàn vẹn tế bào Phải đảm bảo toàn vẹn tế bào chuyển DNA kích thước lớn Nếu vi đan kết dính thành cụm vào tế bào gây tổn thương cho mơ • Sự chuyển gen theo dõi biểu gen tạm thời tế bào sống (các tế bào chết hay bị tổn thương nặng khơng có biểu này) • Các yếu tố cần quan tâm tối ưu hóa việc chuyển DNA thơng qua phân tích biểu gen tạm thời: nồng độ DNA, khoảng cách từ vi đạn đến mô mục tiêu, điều kiện kết tủa DNA kích thước vi đạn 36 Promoters Promoter vùng DNA nằm trước gen mã hóa (vùng upstream) mang trình tự chun biệt nhận biết protein tham gia vào trình khởi đầu phiên mã 37 Các loại promoters • Promoter thường trực (constitutive promoter) CaMV35S loại promoter phổ biến có nguồn gốc từ virus khảm súp lơ (cauliflower mosaic virus) • Promoter đặc hiệu cho mơ/giai đoạn phát triển (tissuespecific/development – stage-specific promoter) RbcS promoter (ribulose small subunit) promoter đặc hiệu cho biểu gen lục lạp • Promoter cảm ứng (inducible promoter) kích hoạt yếu mơi trường • Promoter tổng hợp (synthetic promoter) gồm trình tự có nguồn gốc khác 38 Chloroplast transformation Schematic representation of the chloroplast-specific expression cassette The map of the chloroplast expression vector shows the integration sites determined by the particular flanking plastid DNA used, promoters, selectable marker genes, regulatory elements, and genes of interest used in different crop species Figure taken from Verma 39 and Daniell (2007) Q trình ni cấy mơ thực vật – Hệ thống tái sinh Quá trình thiết lập trì mơ thực vật 40 Q trình ni cấy mơ thực vật – Hệ thống tái sinh Tổng hợp thao tác nuôi cấy khác tế bào thực vật, mô quan41 ... trồng biến đổi gen tồn cầu Chuyển gen thực vật nhờ Agrobacterium tumefaciens Chuyển gen thực vật cách bắn gen Di? ??n tích trồng biến đổi gen tồn cầu 1996 - 2014 Di? ??n tích trồng biến đổi gen tồn... vào vật liệu di truyền tế bào mục tiêu • Cây biến đổi gen tạo từ tế bào mang gen chuyển cách trực tiếp hay thông qua giao tử biến đổi di truyền (vd hạt phấn) • Hiệu việc chuyển gen thực vật phụ... quốc gia CHUYỂN GEN Ở THỰC VẬT Các vị trí mục tiêu chuyển gen tế bào thực vật bao gồm nhân, lạp thể (plastid) ty thể (mitochodrion) CHUYỂN CHUYỂNGEN GEN? ??ỞTHỰC THỰCVẬT VẬT • Chuyển gen thành cơng