Nghiên cứu ảnh hưởng của các yếu tố đến khả năng tạo mô sẹo và tiếp nhận gen gus ở một số giống lúa thông qua vi khuẩn Agrobacterium tumefaciens

• Tác giả: Lâm Thị Mạnh
• Người hướng dẫn: PGS. Ngô Xuân Bình
• Trường học: Đại học Nông Lâm Thái Nguyên
• Chuyên ngành: Công nghệ sinh học
• Đề tài: Nghiên cứu ảnh hưởng của một số yếu tố đến khả năng tạo mô sẹo và tiếp nhận gen gus của một số giống lúa thông qua vi khuẩn Agrobacterium tumefaciens
• Loại tài liệu: khóa luận tốt nghiệp đại học
• Năm xuất bản: 2014
• Địa điểm: Thái Nguyên

• LỜI CẢM ƠN
• 1. PHẦN 1: MỞ ĐẦU
• 1.1. Mục đích nghiên cứu
• 1.2. Ý nghĩa của đề tài
• 2. PHẦN 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
• 2.1. Tổng quan về cây lúa
• 2.2. Nguồn gốc cây lúa
• 2.3. Phân loại cây lúa
• 2.4. Sinh thái học của cây lúa
• 2.5. Giá trị cây lúa
• 2.6. Vi khuẩn Agrobacterium tumerfaciens và cơ chế chuyển gen vào thực vật
• 2.6.1. Đặc điểm chung về vi khuẩn Agrobacterium tumerfaciens
• 2.6.2. Cấu trúc và chức năng của Ti-plasmid và T-DNA
• 2.6.3. Cơ chế biến nạp gen thông qua vi khuẩn A.tumerfaciens vào thực vật
• 2.6.4. Hệ thống gen chỉ thị sử dụng để biến nạp vào tế bào thực vật thông qua vi khuẩn A. tumefaciens được sử dụng trong nghiên cứu
• 3. PHẦN 3: VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 3.1. Vật liệu nghiên cứu
• 3.2. Vật liệu thực vật
• 3.3. Chủng vi khuẩn Agrobacterium và vector biến nạp
• 3.4. Địa điểm, thời gian và phạm vi nghiên cứu
• 3.5. Hóa chất và thiết bị
• 3.6. Nội dung nghiên cứu
• 3.7. Phương pháp nghiên cứu
• 4. PHẦN 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• 4.1. Kết quả ảnh hưởng của môi trường đến khả năng tạo mô sẹo của một số giống lúa
• 4.2. Kết quả ảnh hưởng của 2,4D đến khả năng tạo mô sẹo của một số giống lúa
• 4.3. Kết quả ảnh hưởng của nồng độ 2,4D kết hợp với kinetin đến khả năng tạo mô sẹo của một số giống lúa
• 4.4. Kết quả ảnh hưởng của tuổi mô sẹo đến khả năng tiếp nhận gen gus của một số giống lúa
• 4.5. Kết quả ảnh hưởng của nồng độ AS đến khả năng tiếp nhận gen gus của một số giống lúa
• 5. PHẦN 5: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Nghiên cứu ảnh hưởng

Nghiên cứu này tập trung vào việc đánh giá ảnh hưởng của các yếu tố môi trường và hóa học đến quá trình tạo mô sẹo và tiếp nhận gen gus ở cây lúa thông qua vi khuẩn Agrobacterium tumefaciens. Mục tiêu chính là xác định các điều kiện tối ưu để nâng cao hiệu quả biến nạp gen, từ đó hỗ trợ công nghệ chuyển gen trong nông nghiệp. Các yếu tố được nghiên cứu bao gồm môi trường nuôi cấy, nồng độ chất điều hòa sinh trưởng như 2,4D và kinetin, cũng như tuổi mô sẹo và nồng độ acetosyringone (AS).

1.1. Yếu tố tạo mô sẹo

Yếu tố tạo mô sẹo được nghiên cứu kỹ lưỡng, bao gồm ảnh hưởng của môi trường nuôi cấy (N6 và MS) và nồng độ 2,4D. Kết quả cho thấy môi trường N6 kết hợp với 2,4D ở nồng độ 2mg/l tạo ra mô sẹo hiệu quả nhất. Ngoài ra, sự kết hợp giữa 2,4D và kinetin cũng được đánh giá, với tỷ lệ tạo mô sẹo cao nhất khi sử dụng 2,4D 2mg/l và kinetin 0,5mg/l.

1.2. Tiếp nhận gen gus

Tiếp nhận gen gus được đánh giá dựa trên tuổi mô sẹo và nồng độ AS. Kết quả chỉ ra rằng mô sẹo ở tuổi 14 ngày có khả năng tiếp nhận gen gus cao nhất. Nồng độ AS 100µM cũng được xác định là tối ưu cho quá trình biến nạp gen, giúp tăng cường hiệu quả chuyển gen.

II. Công nghệ gen và biến đổi gen ở lúa

Nghiên cứu này góp phần vào sự phát triển của công nghệ gen trong nông nghiệp, đặc biệt là biến đổi gen ở lúa. Việc sử dụng Agrobacterium tumefaciens làm công cụ chuyển gen đã được chứng minh là hiệu quả, mặc dù tỷ lệ thành công còn thấp (khoảng 11%). Nghiên cứu cung cấp cơ sở khoa học để cải thiện hiệu quả biến nạp gen, từ đó hỗ trợ việc tạo ra các giống lúa biến đổi gen có khả năng chống chịu sâu bệnh và nâng cao năng suất.

2.1. Cơ chế chuyển gen

Cơ chế chuyển gen thông qua Agrobacterium tumefaciens được mô tả chi tiết, bao gồm vai trò của Ti-plasmid và T-DNA. Quá trình này được kích hoạt bởi các hợp chất như acetosyringone (AS), giúp hoạt hóa các gen vir và tạo điều kiện thuận lợi cho việc chuyển T-DNA vào tế bào thực vật.

2.2. Ứng dụng thực tiễn

Nghiên cứu có ý nghĩa thực tiễn cao, giúp cải thiện hiệu quả chuyển gen ở lúa và các loại cây trồng khác. Kết quả nghiên cứu có thể được áp dụng trong việc tạo ra các giống lúa biến đổi gen có khả năng chống chịu sâu bệnh, tăng năng suất và chất lượng lúa gạo.

III. Tổng quan về cây lúa và Agrobacterium tumefaciens

Phần này cung cấp tổng quan về cây lúa, bao gồm nguồn gốc, phân loại và giá trị kinh tế. Đồng thời, Agrobacterium tumefaciens được mô tả chi tiết về đặc điểm sinh học và cơ chế chuyển gen. Cây lúa (Oryza sativa) là một trong những cây lương thực quan trọng nhất trên thế giới, đặc biệt là ở châu Á. Agrobacterium tumefaciens là vi khuẩn đất có khả năng chuyển gen vào thực vật thông qua Ti-plasmid và T-DNA.

3.1. Đặc điểm cây lúa

Cây lúa thuộc họ Poaceae, có nguồn gốc từ Đông Nam Á. Lúa được phân loại thành các loài như Oryza sativa và Oryza glaberrima, với các giống phổ biến là Indica, Japonica và Javanica. Lúa có giá trị dinh dưỡng cao, cung cấp tinh bột, protein và các acid amin thiết yếu.

3.2. Đặc điểm Agrobacterium tumefaciens

Agrobacterium tumefaciens là vi khuẩn gram âm, có khả năng gây bệnh khối u ở thực vật. Ti-plasmid của vi khuẩn này chứa T-DNA, đoạn gen được chuyển vào thực vật. Quá trình chuyển gen được kích hoạt bởi các hợp chất như acetosyringone (AS), giúp hoạt hóa các gen vir và tạo điều kiện thuận lợi cho việc chuyển T-DNA vào tế bào thực vật.