Đề tài có tiến hành đánh giá tính kháng sâu của một sốdòng thuốc lá
chuyển gen trên đối tượng sâu xanh hại thuốc lá nhưng do một số điều kiện
khách quan nên chưa thu được kết quảcuối cùng. Do đó trong thời gian tới
cần tiếp tục đánh giá tính kháng sâu và đánh giá tính ổn định di truyền ởcác
thếhệsau của các dòng thuốc lá mang gen vip3A thu được.
80 trang |
Chia sẻ: maiphuongtl | Lượt xem: 1988 | Lượt tải: 1
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Luận văn Nghiên cứu tạo cây thuốc lá chuyên gen kháng sâu vip3A, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
ng MS lỏng (khoảng 5 ml), ñổ dịch huyền phù vi khuẩn vào bình chứa các
mảnh lá và lắc nhẹ nhàng. Sau 10 phút gắp các mảnh lá lên giấy thấm vô trùng,
thấm khô và cấy lên môi trường GM , ñồng nuôi cấy 2 ngày, sau ñó cấy chuyển
các mẫu sang môi trường tái sinh ña chồi chọn lọc GM Kan 30.
3.3.3.3 Chọn lọc chồi sau biến nạp
Từ những cụm chồi tái sinh trên môi trường chọn lọc, chọn những cụm
chồi phân hoá mạnh, tách các cụm chồi có kích thước khoảng 0,5 - 1cm2 cấy
chuyển sang môi trường tái sinh ña chồi có bổ sung kháng sinh thích hợp ñể
tiếp tục chọn lọc chồi tái sinh.
3.3.3.4 Tái sinh cây hoàn chỉnh
Từ những cụm chồi phân hoá mạnh, chọn tách những chồi ñộc lập, có 2
- 3 lá phân hoá rõ ràng, dài từ 2 - 3 cm cấy sang môi trường ra rễ chọn lọc
(RM Kan 50). Sau 3 tuần, từ những cây tái sinh hoàn chỉnh và phát triển tốt
trên môi trường ra rễ chọn lọc tiếp tục cấy chuyển sang môi trường ra rễ chọn
lọc lần 2 ñể thu cây hoàn chỉnh.
3.3.3.5 Ra cây trên giá thể trấu cát:
Từ những dòng trên môi trường ra rễ chọn lọc những dòng sinh trưởng
phát triển mạnh, cao 5 - 7 cm ñể ra cây vào giá thể trấu : cát (tỉ lệ 1:1).
Sau 14 ngày chuyển các dòng vào chậu ñất trong nhà lưới.
3.3.4 Phân tích cây chuyển gen bằng kỹ thuật PCR
Sau khi trồng vào bầu ñất, cây hồi phục và ra lá mới thì tiến hành lấy
mẫu lá ñể phân tích cây chuyển gen.
3.3.4.1 Quy trình tách chiết DNA tổng số từ lá thuốc lá
a. Hoá chất sử dụng:
Thành phần dung dịch ñệm Shorty buffer:
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………34
1. 0,2 M Tris - HCl, pH = 9,0
2. 0,4 M LiCl
3. 25 mM EDTA
4. 1% SDS
5. Nước de ion
b. Quy trình
- Nghiền mẫu lá trong Eppendorf loại 2 ml bằmg Nitơ lỏng thành dạng
bột mịn
- Bổ sung 500 µl dịch ñệm “Shorty buffer”
- Ly tâm 13.000 v/p trong 10 phút
- Hút 350 µl dịch nổi chuyển sang Eppendorf loại 1,5 ml có chứa sẵn
35 µl iso-propanol
- Mix bằng cách ñảo ngược các ống
- Ly tâm 13.000 v/p trong 10 phút
- Loại dịch nổi
- Bổ sung 700 µl cồn 70%/ống
- Ly tâm 13.000 v/p trong 5 phút
- Loại bỏ dịch nổi
- Làm khô bằng không khí
- Bổ sung 50 µl nước ñề ion, lắc nhẹ cho mẫu tan
3.3.4.2 Phản ứng PCR
- Thành phần 1 phản ứng PCR
Thành phần Thể tích (µl)
Nước cất hai lần 10,3
ðệm (10X) 2,0
MgCl2 2,0
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………35
dNTPs 1,6
Taq polymerase 0,5
Primer F 0,8
Primer R 0,8
DNA mẫu 2,0
Tổng 20,0
- Chương trình thực hiện phản ứng PCR
Bước Phản ứng Nhiệt ñộ (oC) Thời gian Chu kỳ
1 Biến tính 94 3 phút
2 Biến tính 94 *
3 Bắt cặp * *
4 Kéo dài 72 *
5 Hoàn tất kéo dài 72 10 phút
6 Kết thúc phản ứng 4 ∞
Từ bước 2
ñến bước 4
thực hiện 35
chu kỳ
Ghi chú: *các thông số thay ñổi theo cặp mồi ñặc hiệu
Các thí nghiệm ñược bố trí ngẫu nhiên hoàn toàn, lặp lại 3 lần, mỗi thí
nghiệm bao gồm 50 mẫu. Thí nghiệm ñược ñặt trong ñiều kiện ánh sáng ñiện
2000 Lux, 16 giờ sáng/8 giờ tối, nhiệt ñộ trong phòng duy trì ở mức 26oC.
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………36
3.4 Các chỉ tiêu theo dõi
∑ số mảnh lá tái sinh ña chồi
Tỷ lệ mảnh lá tái sinh ña chồi (%) = x 100
∑ số mảnh lá biến nạp
∑ số cụm chồi tiếp tục tái sinh ña chồi
Tỷ lệ cụm chồi tái sinh (%) = x 100
∑ số cụm chồi sau biến nạp
∑ số chồi ra rễ
Tỷ lệ cây ra rễ (%) = x 100
∑ số chồi ñưa vào chọn lọc
∑ số cây sống sót
Tỷ lệ cây sống sót (%) = x 100
∑ số cây ñưa ra
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………37
4. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
4.1 Thiết kế vector pBI121 mang gen vip3A
ðể tạo cây thuốc lá chuyển gen mang gen vip3A, việc thiết kế vector
mang gen vip3A ñể chuyển vào cây trồng là một bước quan trọng trong toàn
bộ quá trình tạo cây chuyển gen.
Sơ ñồ 4.1: Sơ ñồ thiết kế vector pBI121 mang gen vip3A
Gen vip thuộc nhóm gen mã hoá protein Vip (vegetative insecticidal
protein) (protein có trọng lượng phân tử 80 - 90 kDa) xuất hiện trong pha sinh
trưởng sinh dưỡng và sinh sản của chu trình phát triển của vi khuẩn Bt, gây
35S gus
NOST
BamHI SacI
S¶n phÈm PCR vip3A
vip3A
BamHI SacI
Bam HI & SacI
BamHI SacI
35S NOST
BamHI SacI
T4 ligase
35S NOST
vip3A
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………38
ñộc với hầu hết côn trùng bộ cánh vảy (Lepidoptea), ngoài ra còn gây ñộc ñối
với một số côn trùng bộ cánh cứng (Coleoptera) và hai cánh (Diptera). Trong
nhóm gen vip thì gen vip3A ñược ñặc biệt quan tâm nghiên cứu vì chúng mã
hóa cho các protein có hoạt lực diệt sâu mạnh cùng với phổ hoạt ñộng rộng.
Protein Vip3A có thể kháng cả một số côn trùng thuộc bộ cánh vảy mà protein
Cry hầu như không có tác dụng.
Gen sử dụng trong thí nghiệm là kết quả phân lập của nhóm nghiên
cứu thuộc Phòng công nghệ tế bào thực vật - Viện công nghệ sinh học. Gen
mã hóa cho protein có kích thước 2369 bp, mã hoá 793 axít amin, ñược công
bố trên ngân hàng gen quốc tế (mã số AJ971413).
4.1.1 Thiết kế mồi
ðể nhân thành công một gen, ñiều kiện ñầu tiên là có cặp mồi ñặc hiệu
của gen ñó. Cặp mồi ñặc hiệu V2.1 và V2.2 ñược thiết kế ñể nhân gen vip3A
dựa trên cơ sở trình tự gen vip3A ñã ñược công bố (phụ lục 2). Ngoài ra mồi
V2.3 ñược thiết kế thêm ñể kiểm tra sự có mặt của gen vip3A trong cây sau
khi chuyển gen. Các mồi này có những trình tự và thông số cần thiết thể hiện
trên bảng 4.1.
Bảng 4.1. Trình tự và những thông số liên quan của cặp mồi nhân
gen vip3A
STT Trình tự mồi Tm %GC Vị trí gắn
V2.1 5'-GCGGATCCATGAACAAGAATAATACTAA-3' 61oC 42,8 1 - 20
V2.2 5'-CGGAGCTCTTACTTAATAGAGCATCGTA-3' 62,5oC 42,8 2350-2370
V2.3 5'-GGAGAGCCATCCTTTTTTACTT-3' 55oC 40,9 579 - 605
Trên cặp mồi nhân vip3A ñược thiết kế thêm ñiểm cắt của 2 enzyme
giới hạn là BamHI và SacI ñể phục vụ cho việc thiết kế vector chuyển gen sau
này. Mồi xuôi (V2.1) gắn từ vị trí 1 ñến vị trí 20, mồi ngược (V2.2) gắn từ vị
trí số 2370 về vị trí số 2350, mồi ngược V2.3 gắn từ vị trí 605 về vị trí số 579.
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………39
GGATCC: ñiểm cắt của enzyme giới hạn BamHI
GAGCTC: ñiểm cắt của enzyme giới hạn SacI
4.1.2 PCR nhân ñoạn gen vip3A và tinh sạch sản phẩm PCR
Theo lý thuyết, nếu ta cung cấp cặp mồi ñặc hiệu thì sẽ nhân chính xác
ñược ñoạn gen nằm giữa hai mồi ñó. Cặp mồi ñược thiết kế ñể nhân toàn bộ
gen vip3A có kích thước 2370 bp, nếu phản ứng PCR xảy ra ñặc hiệu thì theo
lý thuyết sẽ thu ñược băng duy nhất có kích thước khoảng 2,4 kb.
Kết quả ñiện di sản phẩm PCR cho thấy ñoạn DNA mã hoá protein
Vip3A ñã ñược nhân lên một cách ñặc hiệu, chỉ tạo ra một sản phẩm duy nhất
có kích thước khoảng 2,4 kb, phù hợp với kích thước gen vip3A dự kiến. Sản
phẩm PCR sau ñó ñược tinh sạch theo bộ Kit thôi gel (Gel purification Kit)
của hãng Bioneer và ñiện di kiểm tra sản phẩm sau khi tinh sạch. Kết quả
ñược thể hiện trên hình 4.1.
Hình 4.1: Kết quả ñiện di tinh sạch sản phẩm PCR nhân gen vip3A
1: marker
2: Tinh sạch sản phẩm PCR nhân gen vip3A
Ảnh chụp cho thấy một băng duy nhất có kích thước 2,4 kb, không có
2,4 kb 2,0 kb
2,5 kb
1 2
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………40
vạch phụ chứng tỏ sản phẩm sau tinh sạch ñạt yêu cầu ñể dùng cho các thí
nghiệm tiếp theo.
4.1.3 Ghép nối ñoạn gen vip3A vào vector tách dòng
Sản phẩm tinh sạch PCR ñược gắn trực tiếp vào vectơ tách dòng pCR@
2.1-TOPO của hãng Invitrogen ñược cung cấp ở dạng mạch thẳng có bazơ
thiamin nhô ra ở ñầu 3'. Do ñặc tính của Taq - polymerase nên sản phẩm PCR
có ñến hơn 70% là có thêm bazo Adenin ở ñầu 3' do vậy việc liên kết giữa
gen và vector có hiệu quả cao. Phản ứng nối ghép ñược ủ qua ñêm ở nhiệt ñộ
14oC ñể thu plasmit tái tổ hợp.
4.1.4 Biến nạp plasmit tái tổ hợp vào tế bào khả biến E.coli DH5α
Sản phẩm của phản ứng ghép nối ñược biến nạp vào tế bào khả biến
E.coli chủng DH5α theo phương pháp sốc nhiệt (Cohen và cộng sự, 1972),
sau ñó ñược cấy trải trên môi trường LB ñặc có bổ sung ampicillin (100 µg/l),
X- gal (100 µg/l) và chất cảm ứng IPTG 0,1M, nuôi qua ñêm. Kết quả ñược
thể hiện trên hình 4.2.
Hình 4.2 : Kết quả biến nạp plasmit tái tổ hợp vào tế bào khả biến E.coli DH5α
Trên ñĩa nuôi cấy thu ñược cả khuẩn lạc xanh và khuẩn lạc trắng.
Khuẩn lạc xanh là do trong vector pCR@ 2.1-TOPO có chứa gen lacZ, nếu
hoạt ñộng bình thường sẽ tổng hợp enzyme β - galactosidase và dưới sự cảm
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………41
ứng của IPTG chuyển hoá cơ chất X - gal thành hợp chất có màu xanh. ðó là
những vi khuẩn không có ñoạn DNA ngoại lai chèn vào. Khuẩn lạc trắng là
do gen lacZ ñã bị ñoạn gen DNA ngoại lai chèn vào giữa nên không tổng hợp
ñược enzyme β - galactosidase và ñây có thể là những khuẩn lạc có thể chứa
plasmit tái tổ hợp.
4.1.5 Chọn lọc plasmit tái tổ hợp
Việc kiểm tra xem các khuẩn lạc có chứa các plasmit tái tổ hợp hay
không là việc rất quan trong ñể chọn vật liệu chính xác cho các thí nghiệm
tiếp theo.
Chọn ngẫu nhiên 10 dòng khuẩn lạc trắng, nuôi lỏng và tách chiết DNA
plasmit, ñiện di trên agarose 0,8%, sau ñó cắt kiểm tra bằng hai enzyme
BamHI và SacI. Kết quả ñiện di sản phẩm cắt thể hiện trong hình 4.3.
Hình 4.3: Kết quả ñiện di sản phẩm cắt plasmit
1: Marker
2 - 11: Các plasmit tách từ khuẩn lạc trắng ñược cắt bằng BamHI và SacI
: 12: Plasmit tách từ khuẩn lạc xanh ñược cắt bằng EcoRI
13: Plasmit tách từ khuẩn lạc trắng ñối chứng không cắt
Các plasmit tái tổ hợp ñược tách từ khuẩn lạc trắng sau khi ñược cắt
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………42
bằng hai enzyme giới hạn BamHI và SacI cho ra hai băng DNA có kích thước
khác nhau, băng trên có kích thước khoảng 3,9 kb, là kích thước của vector
pCR@ 2.1-TOPO, băng ở phía dưới có kích thước khoảng 2,4 kb, tương
ñương với kích thước sản phẩm PCR của gen vip3A. Như vậy chứng tỏ ñiểm
cắt hai enzyme BamHI và SacI ñã có mặt trong hai ñầu ñoạn gen vip3A.
Khuẩn lạc xanh ñược cắt bằng enzyme EcoRI thì cho một băng duy nhất có
kích thước 3,9 kb. Như vậy có thể kết luận việc nối ghép sản phẩm PCR và
vector tách dòng ñã ñạt kết quả mong muốn.
Chọn một dòng khuẩn lạc dương tính ñã ñược kiểm tra chính xác trình
tự gen vip3A ñể làm nguyên liệu cho các nghiên cứu tiếp theo.
4.1.6 Tạo vector chuyển gen mang gen vip3A
Vector pBI121 có kích thước 13,0 kb ñược thiết kế dựa trên cấu trúc
của vector pBIN19, một vector chuyển gen vào thực vật. Vector pBI121 mang
một vị trí cắt duy nhất của BamHI và SacI ở hai ñầu gen gus (phụ lục 3)
Plasmit tái tổ hợp cũng có vị trí cắt duy nhất của hai enzyme giới hạn
BamHI và SacI nên chúng tôi tiến hành cắt ñồng thời vector pBI121 và
plasmit tái tổ hợp bằng enzyme BamHI và SacI. Theo lý thuyết thì sản phẩm
cắt của pBI121 sẽ có hai băng tương ứng với kích thước khoảng 11,2 kb và
1,8 kb (kích thước của gen gus). Sản phẩm cắt của plasmit tái tổ hợp sẽ có hai
băng khoảng 3,9 kb (tương ứng với kích thước của vector pCR@2.1 gốc) và
2,4 kb (kích thước của gen vip3A). Kết quả ñiện di thể hiện trên hình 4.4.
ðường chạy số 2 là kết quả cắt của plasmit tái tổ hợp tương ứng với
kích thước khoảng 3,9 kb và 2,4 kb. ðường chạy số 3 là sản phẩm cắt của
pBI121, chỉ xuất hiện hai băng có kích thước tương ứng là 11,2 kb và 1,8 kb.
Như vậy kết quả cắt enzyme hoàn toàn phù hợp với dự ñoán theo lý
thuyết, chứng tỏ kết quả cắt enzyme tốt.
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………43
Hình 4.4: Sản phẩm cắt bằng enzyme BamHI& SacI
1: Marker
2: Vector tách dòng
3: Vector pBI121
Trên sản phẩm cắt của pBI121 thôi và tinh sạch ñoạn gel có kích thước
11,2 kb (vector pBI121 ñã loại bỏ gen gus). Trên sản phẩm cắt của vector tái
tổ hợp thôi và tinh sạch ñoạn gel có kích thước 2,4 kb (gen vip3A).
Hai sản phẩm này sẽ ñược sử dụng làm nguyên liệu cho phản ứng ghép
nối bằng enzyme T4 ligaza và biến nạp sản phẩm ghép nối vào tế bào khả
biến E.coli chủng DH5α, cấy trải trên môi trường LB ñặc có bổ sung kháng
sinh Kan nồng ñộ 25 mg/l và ủ ở 37oC qua ñêm.
Chọn ngẫu nhiên 14 dòng khuẩn lạc mọc trên ñĩa môi trường có kháng sinh
chọn lọc, tách plasmit, tiến hành phản ứng PCR với cặp mồi ñặc hiệu nhân gen
vip3A nhằm tìm ra chính xác dòng khuẩn lạc mang vector pBI121 tái tổ hợp
mong muốn. Kết quả ñiện di sản phẩm PCR ñược thể hiện trên hình 4.5.
Kết quả trên hình 4.5 cho thấy chỉ có duy nhất dòng số 13 xuất hiện băng
có kích thước 2,4 kb, tương ứng với kích thước của gen vip3A chứng tỏ dòng
số 13 mang cấu trúc vector pBI121/vip3A tái tổ hợp.
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………44
Hình 4.5: Kết quả ñiện di sản phẩm PCR từ 14 dòng khuẩn lạc cặp mồi
ñặc hiệu V1.2/V2.2
1: marker; 2 - 15: 14 dòng khuẩn lạc
Tách plasmit của dòng số 13 ñể dùng làm vật liệu tiến hành phản ứng cắt
kiểm tra bằng BamHI và SacI. Kết quả ñiện di sản phẩm cắt của dòng khuẩn lạc
số 13 ñược thể hiện trên hình 4.6.
Trên ñường chạy số 2 xuất hiện hai băng: một băng có kích thước 11,2 kb
(kích thước của pBI121 ñã cắt gen gus); một băng có kích thước 2,4 kb (kích
thước gen vip3A), phù hợp với dự ñoán lý thuyết.
Từ những kết quả trên có thể kết luận chính xác dòng khuẩn lạc số 13
mang vector pBI121 tái tổ hợp mong muốn. Dòng khuẩn lạc này ñược giữ chủng
ñể làm vật liệu cho các nội dung thí nghiệm tiếp theo.
Như vậy vector chuyển gen pBI121 tái tổ hợp mang gen vip3A ñã ñược
thiết kế tthành công, ñặt tên là pBI121/vip3A.
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………45
Hình 4.6: Kết quả ñiện di kiểm tra sản phẩm phản ứng cắt plasmit tái tổ
hợp bằng enzyme BamHI & SacI
1: Marker; 2: pBI121 /vip3A cắt bằng BamHI & SacI
4.2 Chuyển gen vip3A vào cây thuốc lá
4.2.1 Biến nạp vector mang gen vip3A vào tế bào A. tumerfaciens bằng
xung ñiện
Chuyển gen vào thực vật gián tiếp thông qua vi khuẩn A.tumerfaciens
là phương pháp phổ biến ñược ưu tiên lựa chọn của các nhà khoa học và các
nhà chọn tạo giống cây trồng. Trong nghiên cứu này chúng tôi cũng sử dụng
phương pháp chuyển gen vip3A vào cây thuốc lá thông qua vi khuẩn
A.tumerfaciens.
Sau khi thiết kế thành công vector mang gen vip3A, vector mang gen
vip3A ñược biến nạp vào vi khuẩn A.tumerfaciens chủng C58. Plasmit tái tổ
hợp ñược tách chiết từ chủng vi khuẩn mang vector pBI121/vip3A, sản phẩm
ñược biến nạp vào tế bào khả biến của vi khuẩn A.tumerfaciens chủng C58
bằng phương pháp xung ñiện. Sản phẩm sau khi biến nạp ñược nuôi cấy trên
môi trường chọn lọc. Một số dòng khuẩn lạc dương tính tiếp tục ñược kiểm
tra sự có mặt của vector mang gen vip3A bằng phương pháp cắt enzyme giới
hạn tương tự bước kiểm tra trong E.coli. Chọn một dòng khuẩn lạc dương tính
(A.tumerfaciens/C58/vip3A) làm nguyên liệu chuyển gen vip3A vào mảnh lá
thuốc lá.
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………46
4.2.2 Chuyển cấu trúc mang gen vip3A vào cây thuốc lá thông qua vi khuẩn
A. tumefaciens
Chuyển gen kháng sâu vip3A vào cây thuốc lá thông qua vi khuẩn
A.tumerfaciens chủng C58 chứa vector pBI121/vip3A cũng là một bước quan
trọng trong toàn bộ quá trình tạo ñược cây chuyển gen. Hệ thống tái sinh cây
thuốc lá tương ñối ñơn giản và thời gian tái sinh từ mô lá ñến cây hoàn chỉnh
ngắn (khoảng 3 tháng) và tỷ lệ tái sinh cao [8] nên quy trình tạo cây thuốc lá
chuyển gen ñã ñược nghiên cứu nhiều. Trong nghiên cứu này chúng tôi áp dụng
theo quy trình chuyển gen quan tâm vào cây thuốc lá thông qua A.tumerfaciens
theo phương pháp Topping cải tiến (Topping, 1998) (phụ lục 4).
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………47
Sơ ñồ 4.2: Sơ ñồ chuyển gen vip 3A vào thuốc lá thông qua A.tumerfaciens
Dịch huyền phù
vi khuẩn
Tái sinh ña chồi Ra rễ (Mảnh lá ngâm trong dung dịch huyền phù vi khuẩn)
Biến nạp
Mảnh lá thuốc lá trong môi
trường GM trước khi biến nạp
Trồng cây trong bầu ñất Ra cây bầu trấu : cát
Vi khuẩn trên môi
trường LB ñặc
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………48
Tạo dịch huyền phù vi khuẩn:
Dòng khuẩn lạc A.tumerfaciens dương tính mang gen vip3A ñược nuôi
hồi phục ñể thu dịch huyền phù phục vụ cho nội dung chuyển gen. Khuẩn lạc
mọc tốt trên môi trường có kháng sinh chọn lọc (hình 4.7).
Hình 4.7. Vi khuẩn A.tumerfaciens/
C58 /vip3A trên môi truờng LB ñặc
chọn lọc
Hình 4.8. Dịch huyền phù vi khuẩn
Dịch huyền phù vi khuẩn thu ñược có giá trị ño OD660nm = 0,75, ñủ ñiều
kiện ñể biến nạp vào mảnh lá thuốc lá (hình 4.8)
Sau biến nạp, các mảnh lá ñược ñồng nuôi cấy hai ngày trên môi trường
GM và chuyển sang môi trường chọn lọc Kan 30. Sau 3 tuần các cụm chồi ñược
tách và cấy chuyển sang môi trường chọn lọc Kan 50. Những chồi phát triển tốt
sẽ ñược tách ra và cấy chuyển sang môi trường chọn lọc Kan 50 một lần nữa.
Sau ñó chồi ñược cấy chuyển sang môi trường ra rễ tạo cây hoàn chỉnh. Kết quả
theo dõi quá trình tái sinh của các dòng qua các giai ñoạn khác nhau thể hiện
trong bảng 4.2.
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………49
Bảng 4.2: Tỷ lệ tái sinh/sống sót của các mẫu qua các giai ñoạn (%)
Công
thức
Mảnh
lá
Cụm
chồi
Ra rễ
Kan 50
(lần 1)
Ra rễ
Kan 50
(lần 2)
Giá thể
trấu : cát
Bầu ñất
CTTN 77,7 82,3 73,3 81,8 93,3 88,1
ð/C1 0,0 0,0 0,0 0,0 - -
ð/C2 93,3 96,7 96,7 96,6 100,0 100,0
LSD5% 6,9 3,4 4,6 4,9
CV% 6,1 2,8 4,0 4,1
Ghi chú: CTTN: công thức thí nghiệm
ð/C1: mẫu không biến nạp cấy trên MT có bổ sung kháng sinh chọn lọc
ð/C2: mẫu không biến nạp cấy trên MT không bổ sung kháng sinh
Giai ñoạn chọn lọc mảnh lá tái sinh ña chồi sau biến nạp
Ở CTTN, số mảnh lá tái sinh ña chồi trên môi trường chọn lọc GM
Kan 30 khá cao (77,7%) (hình 4.9). Theo lý thuyết những dòng tái sinh ñược
trên môi trường có kháng sinh Kan là do trong genom của chúng có mang
gen kháng Kan. Do vậy có thể tạm kết luận ñây là những mẫu ñã biến nạp
thành công vì có sự tồn tại của gen kháng Kan trong tế bào mảnh lá nên các
mảnh lá tiếp tục tái sinh ña chồi trên môi trường GM có kháng sinh Kan
trong khi ở ð/C1 các mảnh lá không tái sinh ña chồi, vàng dần và chết (hình
4.10) chứng tỏ trong tế bào của các mảnh lá không biến nạp không chứa gen
kháng Kan nên chúng không thể tái sinh trên môi trường có kháng sinh này
còn ð/C 2 có tỷ lệ mẫu phân hóa thành cụm chồi trên môi trường GM là
93,3% (hình 4.11).
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………50
Hình 4.9: Mảnh lá
CTTN trên MT GM
Kan 30
Hình 4.10: Mảnh lá
ð/C1 trên MT GM Kan
30
Hình 4.11: Mảnh lá
ð/C2 trên MT GM
Giai ñoạn chọn lọc cụm chồi sau biến nạp:
Những cụm chồi ở CTTN ñược cắt nhỏ và chuyển sang môi trường tái
sinh ña chồi GM Kan 50 ñể tiếp tục chọn lọc còn những cụm chồi ở ð/C2
ñược dùng làm vật liệu cho ð/C 1 và ð/C2 ở giai ñoạn chọn lọc cụm chồi.
Số cụm chồi tiếp tục phân hoá trên môi trường chọn lọc (GM Kan 50)
ñạt 82,3% , các cụm chồi còn lại phân hoá chậm và vàng dần (hình 4.12). Như
vậy có thể ở những cụm chồi không tiếp tục phân hóa là do các gen kháng
Kan ñược chuyển vào nhưng không tiếp tục phiên mã nên không tái sinh trên
môi trường chọn lọc trong khi ð/C1 100% các cụm chồi phân hóa chậm hoặc
ngừng phân hoá ,vàng dần và chết (hình 4.13) còn ð/C2 có tỷ lệ mẫu tái sinh
trên môi trường là 96,7 % (hình 4.14).
Hình 4.12: Cụm chồi
CTTN trên MT GM
Kan 50
Hình 4.13: Cụm chồi
ð/C1 trên MT GM Kan
50
Hình 4.14: Cụm chồi
ð/C2 trên MT GM
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………51
Giai ñoạn chọn lọc cây tái sinh hoàn chỉnh:
Những chồi khỏe sẽ ñược tách ra và chuyển dang môi trường ra rễ (RM
Kan 50) ñể tạo cây hoàn chỉnh.
Số chồi tái sinh thành cây hoàn chỉnh và sinh trưởng tốt trên môi
trường RM chọn lọc lần 1 (Kan 50) ñạt 73,3% , trên môi trường RM chọn lọc
lần 2 (Kan 50) ñạt 81,8%, phần còn lại không ra rễ, sinh trưởng chậm hoặc
ngừng sinh trưởng (hình 4.15, 4.16 và 4.18) trong khi ð/C1 có 100% chồi
không ra rễ, vàng dần và chết (hình 4.17 và 4.19) còn ð/C2 có 96,55% chồi
tái sinh thành cây hoàn chỉnh.
Hình 4.15: Cây tái sinh
trên MT RM Kan 50
(chọn lần 1)
Hình 4.16: Cây tái sinh
trên MT RM Kan 50
(chọn lần 2)
Hình 4.17: Cây ð/C
trên MT RM Kan 50
Hình 4.18: Rễ cây chuyển gen trên
môi trường RM Kan 50
Hình 4.19: Rễ cây ð/C trên môi
trường RM Kan 50
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………52
Như vậy có thể kết luận việc chuyển gen và chọn lọc cây sau chuyển
gen invitro ñã ñược hoàn thành.
Giai ñoạn ra cây vào giá thể trấu : cát (tỷ lệ 1:1)
Từ những dòng chọn lọc trên môi trường RM (Kan 50), chọn ngẫu
nhiên 22 dòng thuốc lá chuyển gen ñể ra cây vào giá thể trấu : cát (tỉ lệ 1: 1).
ðây là bước chuyển cây từ giai ñoạn cung cấp các ñiều kiện sống tối ưu trong
phòng sang giai ñoạn cây tự tổng hợp, ñồng hóa và dị hóa các chất từ ñiều
kiện tự nhiên ñể phục vụ cho các hoạt ñộng sống của mình. Bước chuyển cây
ra giá thể ñược coi như bước trung gian ñể cây cây thích nghi từ từ với ñiều
kiện ngoại cảnh và ra rễ mới.
Với ñặc ñiểm hệ rễ phụ của cây thuốc lá phát triển mạnh, có thể phát
triển những ñốt thân gần gốc nên tỷ lệ sống của các dòng khi vào giá thể khá
cao (91,3%), hệ rễ mới phát triển mạnh, chứng tỏ sự thích nghi của cây với
ñiều kiện ngoại cảnh khá tốt (hình 4.20), là tiền ñề ñể có những cây khỏe
mạnh khi cây sống trong ñiều kiện ngoại cảnh mới.
Giai ñoạn trồng ra bầu ñất:
ðây là giai ñoạn cây ñược chuyển sang ñiều kiện tự dưỡng trong ñiều
kiện ngoại cảnh mới. Sau 14 ngày chuyển các dòng sống trên giá thể trấu : cát
vào chậu ñất ñặt trong nhà lưới. Tỷ lệ sống của các dòng khi trồng ra chậu vại
ñất là 90 % (tương ñương với ð/C) (hình 4.20) chứng tỏ cây thích nghi tốt với
ñiều kiện ngoại cảnh.
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………53
Hình 4.20: Cây trong bầu trấucát Hình 4.21: Cây trồng trong bầu ñất
Như vậy quá trình chuyển gen vào cây thuốc lá, chọn lọc sau biến nạp,
tái sinh cây hoàn chỉnh trên môi trường chọn lọc và trồng cây ra bầu ñất ñã
hoàn thành.
4.3 Kiểm tra và theo dõi kết quả chuyển gen
Xác ñịnh xem gen ñược chuyển vào có tiếp tục phiên mã và hoạt ñộng
trong cây hay không bằng cách kiểm tra sự có mặt của gen câu trúc mang gen
vip3A chuyển vào bằng phản ứng PCR với cặp ñoạn mồi ñặc hiệu.
Sơ ñồ 4.3: Các bước kiểm tra sự có mặt của gen vip3A trong chuyển gen
PCR cho phép nhân bản một số lượng lớn nguyên bản một ñoạn DNA
trong một thời gian ngắn. ðây là phương pháp thường ñược dùng trong phân
tích dòng cây chuyển gen vì ñộ tin cậy cao. Theo lý thuyết nếu ta cung cấp
cặp mồi ñặc hiệu thì sẽ nhân chính xác ñược ñoạn gen nằm giữa hai mồi ñó.
Khi tiến hành PCR trên DNA tách từ cây ñã ñược chuyển gen, nếu cho kết
Nhuộm bản gel
ðiện di
Tách chiết DNA Mẫu lá PCR
Chụp ảnh
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………54
quả ñặc hiệu với cặp mồi ñó thì ta có thể kết luận rằng cây ñó ñã mang ñoạn
gen cần chuyển.
Vào giai ñoạn 30 ngày sau trồng, khi cây ñã mọc ra lá mới và phát triển
bình thường thì tiến hành thu mẫu lá non của 22 dòng thuốc lá chuyển gen ñể
tách chiết DNA tổng số. Các mẫu DNA ñược kiểm tra với cặp mồi 35S Fs/Rs.
Cặp mồi 35S Fs/Rs ñược thiết kế nhân ñoạn gen có kích thước 314 bp. Kết
quả ñiện di sản phẩm PCR của 22 dòng thuốc lá chuyển gen ñược thể hiện
trong hình 4.22 a,b.
Hình 4.22 a: Kết quả ñiện di sản phẩm PCR của 16 dòng thuốc lá với cặp
mồi 33S Fs/Rs
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………55
Hình 4.22 b: Kết quả ñiện di sản phẩm PCR của 6 dòng thuốc lá với cặp
mồi 35S Fs/Rs
M: marker; 1-22: các dòng thuốc lá chuyển gen
ñ/c (-) : mẫu lá cây không chuyển gen
ñ/c (+): plasmit tách từ khuẩn A.tumerfaciens C58/vip3A
Toàn bộ 22 dòng thuốc lá chuyển gen (100%) ñều cho một băng duy
nhất ở vị trí khoảng 300 bp, phù hợp với kích thước tính toán ban ñầu chứng
tỏ trong các dòng thuốc lá chuyển gen ñều có sự có mặt của promotor 35S có
trong cấu trúc vector pBI121/vip3A ñược thiết kế trong nghiên cứu.
Các mẫu ñược kiểm tra lại bằng cặp mồi ñặc hiệu ñể nhân gen vip3A..
Cặp mồi ñược thiết kế nhân ñoạn gen từ vị trí 1 ñến vị trí 605. Kết quả ñiện di
sản phẩm PCR của 22 dòng với cặp mồi V2.1/V2.3 ñược thể hiện trong hình
4.23.
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………56
Hình 4.23: Kết quả ñiện di sản phẩm PCR của 22 dòng thuốc lá với cặp
mồi V2.1/V2.3
M: marker 1kb; 1-22: các dòng thuốc lá chuyển gen; ñ/c (-): cây không chuyển
gen; ñ/c (+): plasmit tách từ chủng khuẩn A.tumerfaciens/C58/vip3A
Có 19/22 dòng thuốc lá (86,4%) cho một băng duy nhất ở vị trí khoảng
600 bp, phù hợp với tính toán lý thuyết. Ba dòng còn lại không cho băng như
dự kiến, có thể do quá trình trao ñổi chất và tự nhân lên của tế bào có ñột biến
hoặc xảy ra hiện tượng trao ñổi chéo, ñứt gẫy, ñột biến... nên gen vip3A
chuyển vào không còn nguyên vẹn, cặp mồi không tìm ñược vị trí ñể bắt cặp
vào nên ñoạn gen dự kiến không ñược nhân lên.
Như vậy gen vip3A ñã ñược chuyển thành công và tiếp tục phiên mã
trong 19/22 (86,4%) dòng thuốc lá chuyển gen ñược lựa chọn ngẫu nhiên ñể
kiểm tra.
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………57
5. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
5.1 Kết luận
5.1.1 Thiết kế thành công vector chuyển gen pBI121/vip3A mang gen
kháng sâu vip3A dưới sự ñiều khiển của promoter 35S.
5.1.2 ðã tạo ra trên một trăm dòng thuốc lá chuyển gen mang gen
vip3A sống sót trên môi trường chứa kháng sinh chọn lọc Kan 50.
Tỷ lệ tái sinh ña chồi của mảnh lá thuốc lá sau biến nạp ñạt 77,7%, của
cụm chồi ñạt 82,3%.
Tỷ lệ tái sinh thành cây hoàn chỉnh ñạt từ 73,3% ñến 81,8%.
Trong 22 dòng thuốc lá chọn ngẫu nhiên ñể ra cây:
Tỷ lệ sống sót của cây khi ra bầu trấu : cát (1:1) ñạt 91,3%, khi trồng ra
chậu ñất ñạt 90%.
5.1.3 Kiểm tra sự có mặt của gen vip3A trong 22 dòng thuốc lá ñược
chọn lọc ngẫu nhiên với 2 cặp mồi ñặc hiệu là 35S Fs/Rs và V2.1/V2.3:
- Toàn bộ 22 dòng thuốc lá chuyển gen (100%) ñều có mặt của
promotor 35S trong cây ở thế hệ T0.
- 19/22 dòng thuốc lá chuyển gen (86,4%) có mặt gen vip3A trong cây
ở thế hệ T0.
5.2 Kiến nghị
- ðề tài có tiến hành ñánh giá tính kháng sâu của một số dòng thuốc lá
chuyển gen trên ñối tượng sâu xanh hại thuốc lá nhưng do một số ñiều kiện
khách quan nên chưa thu ñược kết quả cuối cùng. Do ñó trong thời gian tới
cần tiếp tục ñánh giá tính kháng sâu và ñánh giá tính ổn ñịnh di truyền ở các
thế hệ sau của các dòng thuốc lá mang gen vip3A thu ñược.
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………58
TÀI LIỆU THAM KHẢO
A. TÀI LIỆU TRONG NƯỚC
1. ðái Duy Ban, Lữ Thị Cẩm Vân (1994). Công nghệ gen và công nghệ sinh
học dùng trong nông nghiệp hiện ñại. NXB Nông nghiệp.
2. Vũ Thị Bản, ðào ðức Thức, Chu Hoàng Hà. Nghiên cứu chọn tạo giống
thuốc lá vàng sấy kháng bệnh virus TMV (bệnh khảm lá. Báo cáo
khoa học 2007
3. Lê Trần Bình, Hồ Hữu Nhị, Lê Thị Muội (1997). Công nghệ sinh học thực
vật trong cải tiến giống cây trồng. NXB Nông Nghiệp.
4. Lê Trần Bình, Phan Văn Chi, Nông Văn Hải, Trương Nam Hải, Lê Quang
Huấn (2003). Áp dụng các kĩ thuật phân tử trong nghiên cứu tài
nguyên sinh vật Việt Nam. NXB Khoa học và kĩ thuật.
5. Bộ môn cây công nghiệp Trường ñại học nông lâm Thành Phố Hồ Chí
Minh. Giáo trình giảng dạy cây thuốc lá.
6. Nguyễn Liên Chi, Nguyên Hữu Hồ, Nguyễn Văn Uyển, 1989. Chuyển gen
kháng kanamycin vào mô thuốc lá (N.tabacum) và mô lá cây cà úc
bằng vi khuẩn A.tumefaciens . Tạp chí di truyền 1/1989
7. Lê Việt Hùng, 1994: Thực trạng sản xuất nguyên liệu thuốc lá vàng ở một
số tỉnh phía Bắc: Những suy nghĩ từ khía cạnh kinh tế. Tạp chí Công
nghiệp nhẹ t. 10 (trang 105-108).
8. Trần ðăng Kiên, Nông Văn Hải, Vũ ðức Quang, Trần Thị Vui, ðào Thị
Xuân. Nghiên cứu phương pháp biến nạp gen tạo giống thuốc lá có
khả năng kháng sâu bệnh. Báo cáo ñề tài khoa học 1999. .
9. Hoàng Tự Lập và cs. Giáo trình thi nâng ngạch viên chức Tổng công ty
Thuốc lá Việt Nam năm 2008 - 2009.
10. Trần Phương Liên, Nông Văn Hải, Lê Xuân Tú, 1994. Nghiên cứu biến
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………59
nạp một số gene chọn lọc vào các dòng thuốc lá bằng cách sử dụng
Ti-plasid vector. Hội nghị công nghệ sinh học toàn quốc 1994
11. Nguyễn ðức Thành, Nghiêm Ngọc Minh, Lê Diệu Muội, 1994. Nghiên
cứu chuyển gen lục lạp thuốc lá. Hội nghị công nghệ sinh học toàn
quốc 1994
12. Nguyễn Quang Thạch, (chủ biên), Nguyễn Thị Lý Anh, Nguyễn Thị
Phương Thảo (2005). Giáo trình công nghệ sinh học nông nghiệp.
NXB NN - Hà Nội.
13. Nguyễn Quang Thạch. Bài giảng công nghệ sinh học thực vật. ðại học
Nông nghiệp Hà nội.
14. Lê ðình Thụy, Phạm Kiến Nghiệp, 1996. Trồng và chế biến thuốc lá.
NXB T/p Hồ Chí Minh
15. Viện kinh tế kỹ thuật thuốc lá: Dự báo sản xuất và tiêu dùng thuốc lá ñến
2010 (báo cáo nội bộ).
B.TÀI LIỆU NƯỚC NGOÀI
16. Akehurt B. C. 1981: Tobacco. Longman group Ltd., New York. 764 pp.
17. Berliner E (1915) [About the sleep sickness of the Ephestia kühniella Zell.
and its vector Bacillus thuringiensis.] Z Angew Entomol, 2: 29–56 (in
German).
18. Carozzi, N.B., Warren, G.W., Desai, N., Jayne, S.M., Lotstein, R., Rice,
D.A., Evola, S. and Koziel, M.G. (1992). Expression of a chimeric
CaMV35S Bacillus thuringiensis insecticidal protein in transgenic
tobacco. Plant Molecular Biology 20: 539-548.
19. Chen, J.J., Yu, J.X., Tang, L.X, Tang, M.J., Shi, Y.X. and Pang, Y. (2003)
Comparison of the expression of Bacillus thuringiensis fulllength and
N-terminally truncated vip3A gene in Escherichia coli. Journal of
Applied Microbiology 9: 310-316
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………60
20. Collins W. K ; Hawks S. N. Jr.: Principles of the Flue - cured Tobacco
Production. N. C. State University 2nd Ed. 1993. 300.
21. Crickmore, N., Ziegler, D.R., Fietelson, J., Schnepf, E.,Van Rie, J.,
Lereclus, D., Baum, J. and Dean, D.H. (1998). Revision of the
nomenclature for Bacillus thuringiensis pesticidal crystal proteins.
Microbiology and Molecular Biology Review 62:807-813.
22. Davis D. L.; Nielsen M. T. 1999: Tobacco Production, Chemistry and
Technology. B Blackwell Science. 467.
23. English, L. and Slatin, S.L. (1992). Mode of action of δ-endotoxins from
Bacillus thuringiensis: A comparison with other bacterial toxins.
Insect Biochemistry and Molecular Biology 22:1-7.
24. Estruch, J.J., Carozzi, N.B., Desai, N., Duck, N.B., Warren, G.W. and
Koziel, M.G. (1997). Transgenic plants: an emerging approach to pest
control. Nature Biotechnology 15:137-141.
25. Estruch, J.J., Warren, G.W., Mullins, M.A, Nye, G.J., Craig, J.A. and
Koziel, MG. (1996) Vip3A, a novel Bacillus thuringiensis vegetative
insecticidal protein with a wide spectrum of activities against
lepidopteran insects. Proceedings of the National Academy of Sciences
of the United States of America 93: 5389-5394.
26. Estruch, J.J., Warren, G.W., Mullins, M.A., Nye, G.J., Craig, J.A. and
Koziel, M.G. (1996). Vip3A, a novel bacillus thuringiensis vegetative
insecticidal protein with a wide spectrum of activities against
lepidopteran insects. Proceedings, National Academy of Sciences,
USA 93:5389-5394.
27. Federici, B.A. (1998). Broad-scale leaf pest-killing plants to be true test.
California Agriculture 52:14-20.
28. Fischhoff, D.A., Bowdish, K.S., Perlak, F.J., Marrone, P.G., MvCormick,
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………61
S.M., Niedermeyer, J.G., Dean, D.A., Kusano-Kretzmer, K., Mayer,
E.J., Rochester, D.E., Rogers, S.G. and Fraley, R.T. (1987). Insect
tolerant tomatoplants. BioTechnology 5:807-812.
29. Gill, S.S., Cowles, E.A. and Pietrantonio, F.V. (1992). The mode of action
of Bacillus thuringiensis endotoxins. Annual Review of Entomology
37:615-636
30. Girard, C., Le-Metayer, M., Zaccomer, B., Bartlet, E.,Williams, I.,
Bonade-Bottino, M., Pham-Delegue, M.H. and Ouanin, L. (1998).
Growth stimulation of beetle larvae reared on a transgenic oilseed rape
expressing a cysteine proteinase inhibitor. Journal of Insect
Physiology 44:263-270.
31. Hannay CL (1953) Crystalline inclusions in aerobic spore-forming
bacteria. Nature (Lond),172: 1004.
32. Höfte H & Whiteley HR (1989) Insecticidal crystal proteins of Bacillus
thuringiensis. Microbiol Rev, 53: 242-255.
33. Hoftey, H. and Whiteley, H.R. (1989). Insecticidal crystal proteins of
Bacillus thuringiensis. Microbiology Review 53:242-255.
34. Knowles, B.H. (1994). Mechanism of action of Bacillus thuringiensis
insecticidal δ-endotoxins. Advances in Insect Physiology 24:275-308.
35. Knowles, B.H. and Dow, J.A.T. (1993). The crystalendotoxin of Bacillus
thuringiensis: Models for their mechanism of action on the insect gut.
Bioassays 15:469.
36. Kota, M., Daniell, H., Varma, S., Garczynski, S.F., Gould, F. and Moar,
W.J. (1999). Overexpression of the (Bt) Cry2Aa2 protein in
chloroplasts confers resistance to plants against susceptible and Bt-
resistant insects. Proceedings of the National Academy of Sciences
USA 96:840-1845.
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………62
37. Lee, M.K., Milne, R.E., Ge, A.Z. and Dean, D.H. (1992). Location of
Bombyx mori binding receptor on Bacillus thuringiensis delta
endotoxin. Journal of Biological Chemistry 267:3115-3121.
38. McLaren, J.S. (1998). The success of transgenic crops in the USA.
Pesticide Outlook 9:36-41.
39. Milne, R. and Kaplan, H. (1993). Purification and characterisation of a
trypsin like digestive enzyme from spruce budworm (Christoneura
fumiferana) responsible for the activation of δ-endotoxin from
Bacillus thuringiensis. Insect Biochemistry and Molecular Biology
23:663-673.
40. Perlak, F.J., Stone, T.B., Muskopf, Y.N., Petersen, L.J.,Parker, G.B.,
McPherson, S.A., Wyman, J., Love, S., Reed,G., Biever, D. and
Fischhoff, D.A. (1993). Genetically improved potatoes: protection
from damage by Colorado potato beetles. Plant Molecular Biology
22:313-321.
41. Reed S. M. 1993: Use of stomatal size to distinguish between haploid and
dihaploid tobacco plants. Tobbaco Sciences 37: 84-86.
42. Riba G. et Silvy C 1992: Combattre les ravageurs des cultures: Enjeux et
perspectives. Institute National de la Recherche Agronomique. Paris.
43. Schnepf, H.E. and Whitley, H.R. (1981). Cloning and expression of
Bacillus thuringinesis crystal protein gene in Escherichia coli.
Proceedings of the National Academy of Sciences USA 78:2893-2897.
44. Steinhaus, E.A. (1951). Possible use of Bacillusthuringiensis Berliner as
an aid in the biological control of the alfalfa caterpillar. Hilgardia
20:350-381.
45. Svab, Z. and Maliga, P. (1993). High frequency plastid transformation in
tobacco by selection for an acd A gene. Proceedings of National
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………63
Academy of Sciences USA 90:913-917.
46. Tojo, A. and Aizawa, K. (1983). Dissolution and degradation of δ-
endotoxin by gut juice protease of silkworm, Bombyx mori. Applied
and Environmental Microbiology 45:576-580.
47. Tso, T. C. 1990: Production, Physiology and Biochemistry of Tobacco
Plant. IDEALS, Inc. USA. 753 p.
48. Universsal leaf tobacco company, INC 2008 supply and demand report
49. Warren, G.W. (1997) Vegetative insecticidal proteins: novel proteins for
control of corn pests. In Advances in Insect Control, the Role of
Transgenic Plants ed. Carozzi, N.B. and Koziel, M. pp. 109-121.
London: Taylors & Francis Ltd.
50. Yu, C.-G., M. A. Mullins, G. W. Warren, M. G. Koziel, and J. J. Estruch.
1997. The Bacillus thuringiensis vegetative insecticidal protein Vip3A
lyses midgut epithelium cells of susceptible insects. Applied and
Environmental Microbiology 63:532-536
C. CÁC TRANG ðIỆN TỬ
51. Báo cáo tóm tắt số 39-2008 của ISAAA, Hiện
trạng cây trồng CNSH/cây trồng chuyển gen trên toàn cầu năm 2008.
52.
53.
11174 Cần có quy chế cụ thể cho cây trồng chuyển gen ở Việt Nam
54.
55.
56.
57.
58.
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………64
PHỤ LỤC
Phụ lục 1: Thành phần môi trường MS (Murashige và Skoog, 1962)
Nhóm Hóa chất Hàm lượng (mg/l)
KNO3 1900
NH4NO3 1650
MgSO4 180,54
KH2PO4 170
ða lượng
CaCl2 332,02
H3BO3 6,2
MnSO4 22,3
ZnSO4 8,6
KI 0,83
Na2MoO4 0,25
CuSO4 0,025
CoCl2 0,025
Na2EDTA 37,3
Vi lượng
FeSO4.7H2O 27,8
Glysin 2
Nicotinic acid 0,5
Myo-Inositol 100
Pyridoxine
HCl
0,5 Vitamin
Thiamine HCl 0,1
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………65
Phụ lục 2: TRÌNH TỰ GEN vip3A
LOCUS AJ971413 2370 bp DNA linear BCT 19-
MAY-2005
DEFINITION Bacillus thuringiensis vip3A gene for vegetative insecticidal
protein.
ACCESSION AJ971413
VERSION AJ971413.1 GI:66351675
KEYWORDS vegetative insecticidal protein; vip3A gene.
SOURCE Bacillus thuringiensis
ORGANISM Bacillus thuringiensis
Bacteria; Firmicutes; Bacillales; Bacillaceae; Bacillus;
Bacillus cereus group.
REFERENCE 1
AUTHORS Pham,N.B., Le,N.H., Pham,T.T., Chu,H.H. and Le,B.T.
TITLE Cloning and sequence analysis gene encoding the vegetative
insecticidal protein (VIP3A) of some Vietnamese B.
thuringiensis strains
JOURNAL Unpublished
REFERENCE 2 (bases 1 to 2370)
AUTHORS Pham,N.B.
TITLE Direct Submission
JOURNAL Submitted (19-MAY-2005) Pham N.B., Plant Cell Technology,
Institute of Biotechnology (IBT), Hoang Quoc Viet Str. 18, Cau Giay,
Hanoi,10000, VIET NAM
FEATURES Location/Qualifiers
source 1..2370
/organism="Bacillus thuringiensis"
/mol_type="genomic DNA"
/strain="BTAB51"
/db_xref="taxon:1428"
/country="Viet Nam"
gene 1..2370
/gene="vip3A"
CDS 1..2370
/gene="vip3A"
/codon_start=1
/transl_table=11
/product="vegetative insecticidal protein"
/protein_id="CAI96522.1"
/db_xref="GI:66351676"
/db_xref="GOA:Q4VYT0"
/db_xref="InterPro:IPR003305"
/db_xref="InterPro:IPR008927"
/db_xref="InterPro:IPR008979"
/db_xref="UniProtKB/TrEMBL:Q4VYT0"
/translation="MNKNNTKLSTRALPSFIDYFNGIYGFATGIKDIMNMIFKTDTGG
DLTLDEILKNQQLLNDISGKLDGVNGSLNDLIAQGNLNTELSKEILKIANEQNQVLND
VNNKLDAINTMLRVYLPKITSMLSDVMKQNYALSLQIEYLSKQLQEISDKLDIINVNV
LINSTLTEITPAYQRIKYVNEKFEELTFATETSSKVKKDGSPADILDELTELTELAKS
VTKNDVDGFEFYLNTFHDVMVGNNLFGRSALKTASELITKENVKTSGSEVGNVYNFLI
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………66
VLTALQAKAFLTLTTCRKLLGLADIDYTSIMNEHLNKEKEEFRVNILPTLSNTFSNPN
YAKVKGSDEDAKMIVEAKPGHALIGFEISNDSITVLKVYEAKLKQNYQVDKDSLSEVI
YGDMDKLLCPDQSEQIYYTNNIVFPNEYVITKIDFTKKMKTLRYEVTANFYDSSTGEI
GLNKKKVESSEAEYRTLSANDDGVYMPLGVISETFLTPINGFGLQADENSRLITLTCK
SYLRELLLATDLSNKETKLIVPPSGFISNIVENGSIEEDNLEPWKANNKNAYVDHTGG
VNGTKALYVHKDGGISQFIGDKLKPKTEYVIQYTVKGKPSIHLKDENTGYIHYEDTNN
NLEDYQTINKRFTTGTDLKGVYLILKSQNGDEAWGDNFIILEISPSEKLLSPELINTN
NWTSTGSTNISGNTLTLYQGGRGILKQNLQLDSFSTYRVYFSVSGDANVRIRNSREVL
FEKRYMSGAKDVSEMFTTKFEKDNFYIELSQGNNLYGGPIVHFYDVSIK"
ORIGIN
1 atgaacaaga ataatactaa attaagcaca agagccttac caagttttat tgattatttt
61 aatggcattt atggatttgc cactggtatc aaagacatta tgaacatgat ttttaaaacg
121 gatacaggtg gtgatctaac cctagacgaa attttaaaga atcagcagtt actaaatgat
181 atttctggta aattggatgg ggtgaatgga agcttaaatg atcttatcgc acagggaaac
241 ttaaatacag aattatctaa ggaaatatta aaaattgcaa atgaacaaaa tcaagtttta
301 aatgatgtta ataacaaact cgatgcgata aatacgatgc ttcgggtata tctacctaaa
361 attacctcta tgttgagtga tgtaatgaaa caaaattatg cgctaagtct gcaaatagaa
421 tacttaagta aacaattgca agagatttct gataagttgg atattattaa tgtaaatgta
481 cttattaact ctacacttac tgaaattaca cctgcgtatc aaaggattaa atatgtgaac
541 gaaaaatttg aggaattaac ttttgctaca gaaactagtt caaaagtaaa aaaggatggc
601 tctcctgcag atattcttga tgagttaact gagttaactg aactagcgaa aagtgtaaca
661 aaaaatgatg tggatggttt tgaattttac cttaatacat tccacgatgt aatggtagga
721 aataatttat tcgggcgttc agctttaaaa actgcatcgg aattaattac taaagaaaat
781 gtgaaaacaa gtggcagtga ggtcggaaat gtttataact tcttaattgt attaacagct
841 ctgcaagcaa aagcttttct tactttaaca acatgccgaa aattattagg cttagcagat
901 attgattata cttctattat gaatgaacat ttaaataagg aaaaagagga atttagagta
961 aacatcctcc ctacactttc taatactttt tctaatccta attatgcaaa agttaaagga
1021 agtgatgaag atgcaaagat gattgtggaa gctaaaccag gacatgcatt gattgggttt
1081 gaaattagta atgattcaat tacagtatta aaagtatatg aggctaagct aaaacaaaat
1141 tatcaagtcg ataaggattc cttatcggaa gttatttatg gtgatatgga taaattattg
1201 tgcccagatc aatctgaaca aatctattat acaaataaca tagtatttcc aaatgaatat
1261 gtaattacta aaattgattt cactaaaaaa atgaaaactt taagatatga ggtaacagcg
1321 aatttttatg attcttctac aggagaaatt ggcttaaata agaaaaaagt agaatcaagt
1381 gaagcggagt atagaacgtt aagtgctaat gatgatgggg tgtatatgcc gttaggtgtc
1441 atcagtgaaa catttttgac tccgattaat gggtttggcc tccaagctga tgaaaattca
1501 agattaatta ctttaacatg taaatcatat ttaagagaac tactgctagc aacagactta
1561 agcaataaag aaactaaatt gatcgtcccg ccaagtggtt ttattagcaa tattgtagag
1621 aacgggtcca tagaagagga caatttagag ccgtggaaag caaataataa gaatgcgtat
1681 gtagatcata caggcggagt gaatggaact aaagctttat atgttcataa ggacggagga
1741 atttcacaat ttattggaga taagttaaaa ccgaaaactg agtatgtaat ccaatatact
1801 gttaaaggaa aaccttctat tcatttaaaa gatgaaaata ctggatatat tcattatgaa
1861 gatacaaata ataatttaga agattatcaa actattaata aacgttttac tacaggaact
1921 gatttaaagg gagtgtattt aattttaaaa agtcaaaatg gagatgaagc ttggggagat
1981 aactttatta ttttggaaat tagtccttct gaaaagttat taagtccaga attaattaat
2041 acaaataatt ggacgagtac gggatcaact aatattagcg gtaatacact cactctttat
2101 cagggaggac gagggattct aaaacaaaac cttcaattag atagtttttc aacttataga
2161 gtgtattttt ctgtgtccgg agatgctaat gtaaggatta gaaattctag ggaagtgtta
2221 tttgaaaaaa gatatatgag cggtgctaaa gatgtttctg aaatgttcac tacaaaattt
2281 gagaaagata acttttatat agagctttct caagggaata atttatatgg tggtcctatt
2341 gtacattttt acgatgtctc tattaagtaa //
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………67
Phụ lục 3: CẤU TRÚC VECTOR pBI121
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………68
Phụ lục 4: Phương pháp chuyển gen quan tâm vào cây thuốc lá (cải tiến)
(Topping, 1998)
TT các bước Nội dung thực hiện
1 Cấy ria vạch khuẩn lạc ra ñĩa có chứa LB ñặc có bổ sung kháng sinh
chọn lọc. Ủ trong 28oC trong 2 ngày
2 Chuẩn bị mảnh cấy thuốc lá bằng cách cắt các mảnh lá thành các mẫu
có kích thước khoảng 1 cm2, ñặc trên môi trường GM trong 2 ngày
3 Một ngày trước khi biến nạp, nuôi một khuẩn lạc vào 2ml LB lỏng có
bổ sung kháng sinh chọn lọc, nuôi qua ñêm (16 -20 giờ)
4 Biến nạp:
- Khuẩn sau khi nuôi qua ñêm ñược ñem ño OD660= 0,5 – 1 thì sử
dụng ñể biến nạp
- Các mảnh lá sau 2 ngày nuôi cảm ứng trên môi trường GM ñược
chuyển sang ñĩa petri có chứa 5 ml dung dịch MS lỏng
- ðổ dịch khuẩn vào ñĩa petri có chứa mảnh lá ở trên
5 Sau 10 phút chuyển các mảnh lá lên giấy thấm tiệt trùng, thấm khô và
cấy lên môi trường GM không có kháng sinh, ñồng nuôi cấy 02 ngày
6 Sau 02 ngày, cấy chuyển các mảnh lá sang môi trường GM có bổ
sung Cefotaxim 400 mg/l + Kanamycine 30 mg/l
7 Sau 2 – 3tuần các chồi hình thành ñược cắt và cấy chuyển sang môi
trường GM có bổ sung kháng sinh Cefotaxim 400 mg/l +
Kanamycine 50 mg/l
8 Các chồi dài 2-3 cm thì ñược cắt và cấy chuyển sang môi trường ra rễ
RM có bổ sung kháng sinh Cefotaxim 400 mg/l + Kanamycine 50
mg/l
9 Các cây con cao 5 -7 cm thì ñược cắt và chuyển sang môi trường ra rễ
RM có bổ sung kháng sinh Cefotaxim 400 mg/l + Kanamycine 50
mg/l mới
10 Cây con ra rễ nhiều , cao 5 -7 cm thì ñược ñưa ra bầu chứa giá thể
trấu : cát (1:1)
11 Sau 7 -14 ngày trồng cây ra bầu ñất trong nhà kính
12 Tiến hành các nội dung kiểm tra cây sau chuyển gen
13 Thu hạt ñể phân tích các thế hệ sau
Chú ý: Tất cả các bước ñều có kèm công thức ñối chứng
Ghi chú: thành phần các loại môi trường
Môi trường Thành phần
GM (Tái sinh) MS + BAP 1mg/l + Sucrose 30 g/l + agar 9 g/l, pH = 5,8
RM (Ra rễ) MS + IBA 0,1mg/l + Sucrose 30 g/l + agar 9 g/l, pH = 5,8
LB lỏng Bacto pepton 10 g/l + Nacl 10 g/l + Yeast Extract 5 g/l, pH = 7
LB ñặc LB lỏng + agar 16g/l
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………69
Phụ lục 5: XỬ LÝ SỐ LIỆU
BALANCED ANOVA FOR VARIATE TLML FILE HAOLV 16/ 9/ 9 10:33
------------------------------------------------------------------ :PAGE 1
Thi nghiem bo tri hoan toan ngau nhien
TLMM: ty le manh la
TLCC: ty le cum choi
TLRR1: ty le ra re chon loc lan 1
TLRR2: ty le ra re chon loc lan 2
VARIATE V003 TLML LE
LN SOURCE OF VARIATION DF SUMS OF MEAN F RATIO PROB ER
SQUARES SQUARES LN
=============================================================================
1 CT$ 2 14988.7 7494.33 613.17 0.000 2
* RESIDUAL 6 73.3340 12.2223
-----------------------------------------------------------------------------
* TOTAL (CORRECTED) 8 15062.0 1882.75
-----------------------------------------------------------------------------
BALANCED ANOVA FOR VARIATE TLCC FILE HAOLV 16/ 9/ 9 10:33
------------------------------------------------------------------ :PAGE 2
Thi nghiem bo tri hoan toan ngau nhien
TLMM: ty le manh la
TLCC: ty le cum choi
TLRR1: ty le ra re chon loc lan 1
TLRR2: ty le ra re chon loc lan 2
VARIATE V004 TLCC
LN SOURCE OF VARIATION DF SUMS OF MEAN F RATIO PROB ER
SQUARES SQUARES LN
=============================================================================
1 CT$ 2 16328.7 8164.33 ****** 0.000 2
* RESIDUAL 6 17.3320 2.88867
-----------------------------------------------------------------------------
* TOTAL (CORRECTED) 8 16346.0 2043.25
-----------------------------------------------------------------------------
BALANCED ANOVA FOR VARIATE TLRR1 FILE HAOLV 16/ 9/ 9 10:33
------------------------------------------------------------------ :PAGE 3
Thi nghiem bo tri hoan toan ngau nhien
TLMM: ty le manh la
TLCC: ty le cum choi
TLRR1: ty le ra re chon loc lan 1
TLRR2: ty le ra re chon loc lan 2
VARIATE V005 TLRR1
LN SOURCE OF VARIATION DF SUMS OF MEAN F RATIO PROB ER
SQUARES SQUARES LN
=============================================================================
1 CT$ 2 15266.7 7633.33 ****** 0.000 2
* RESIDUAL 6 31.3339 5.22231
-----------------------------------------------------------------------------
* TOTAL (CORRECTED) 8 15298.0 1912.25
-----------------------------------------------------------------------------
BALANCED ANOVA FOR VARIATE TLRR2 FILE HAOLV 16/ 9/ 9 10:33
------------------------------------------------------------------ :PAGE 4
Thi nghiem bo tri hoan toan ngau nhien
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………70
TLMM: ty le manh la
TLCC: ty le cum choi
TLRR1: ty le ra re chon loc lan 1
TLRR2: ty le ra re chon loc lan 2
VARIATE V006 TLRR2
LN SOURCE OF VARIATION DF SUMS OF MEAN F RATIO PROB ER
SQUARES SQUARES LN
=============================================================================
1 CT$ 2 16234.4 8117.21 ****** 0.000 2
* RESIDUAL 6 36.0269 6.00448
-----------------------------------------------------------------------------
* TOTAL (CORRECTED) 8 16270.4 2033.81
-----------------------------------------------------------------------------
TABLE OF MEANS FOR FACTORIAL EFFECTS FILE HAOLV 16/ 9/ 9 10:33
------------------------------------------------------------------ :PAGE 5
Thi nghiem bo tri hoan toan ngau nhien
TLMM: ty le manh la
TLCC: ty le cum choi
TLRR1: ty le ra re chon loc lan 1
TLRR2: ty le ra re chon loc lan 2
MEANS FOR EFFECT CT$
-------------------------------------------------------------------------------
CT$ NOS TLML TLCC TLRR1 TLRR2
CTTN 3 77.6667 82.3333 73.3333 81.8000
DC1 3 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000
DC2 3 93.3333 96.6667 96.6667 96.5667
SE(N= 3) 2.01844 0.981270 1.31938 1.41474
D.F. 0 6.00000 6.00000 6.00000 6.00000
5%LSD 0 6.98211 3.39437 4.56395 4.89382
-------------------------------------------------------------------------------
ANALYSIS OF VARIANCE SUMMARY TABLE FILE HAOLV 16/ 9/ 9 10:33
------------------------------------------------------------------ :PAGE 6
Thi nghiem bo tri hoan toan ngau nhien
TLMM: ty le manh la
TLCC: ty le cum choi
TLRR1: ty le ra re chon loc lan 1
TLRR2: ty le ra re chon loc lan 2
F-PROBABLIITY VALUES FOR EACH EFFECT IN THE MODEL. SECTION - 1
VARIATE GRAND MEAN STANDARD DEVIATION C OF V |CT$ |
(N= 9) -------------------- SD/MEAN | |
NO. BASED ON BASED ON % | |
OBS. TOTAL SS RESID SS | |
TLML 9 57.000 43.391 3.4960 6.1 0.0000
TLCC 9 59.667 45.202 1.6996 2.8 0.0000
TLRR1 9 56.667 43.729 2.2852 4.0 0.0000
TLRR2 9 59.456 45.098 2.4504 4.1 0.0000
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………i
Các file đính kèm theo tài liệu này:
- nghien_cuu_chuyen_gen_thuoc_la_khang_sau_4396.pdf