Luận văn thạc sĩ: Nghiên cứu tạo cây ngô chuyển gen DREB2 liên quan đến tính chịu hạn

• Tác giả: Nguyễn Thùy Linh
• Người hướng dẫn: TS. Huỳnh Thị Thu Huệ
• Trường học: Trường Đại học Khoa học Tự nhiên
• Chuyên ngành: Sinh học thực nghiệm
• Đề tài: Nghiên cứu tạo cây ngô chuyển gen DREB2.7 liên quan đến tính chịu hạn
• Loại tài liệu: Luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2018
• Địa điểm: Hà Nội

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. Cây ngô và hạn hán
• 1.2. Tình hình về cây ngô ở nước ta
• 1.3. Hạn hán ảnh hưởng đến năng suất cây ngô
• 1.4. Nâng cao năng suất ngô trong điều kiện hạn hán
• 1.5. Nghiên cứu tạo cây ngô biến đổi gen chịu hạn
• 1.5.1. Tình hình nghiên cứu tạo giống ngô biến đổi gen trên thế giới
• 1.5.2. Tình hình nghiên cứu tạo giông ngô biến đổi gen chịu hạn trên thế giới
• 1.5.3. Tình hình nghiên cứu cây ngô biến đổi gen ở Việt Nam
• 1.5.4. Tính trạng chịu hạn ở thực vật và nhân tố phiên mã DREB
• 1.5.5. Cơ sở phân tử của tính chống chịu hạn ở thực vật
• 1.5.6. Họ nhân tố phiên mã DREB. Nhân tố phiên mã ZmDREB2
• 2. CHƯƠNG 2: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP
• 2.1. Mẫu thực vật. Chủng vi khuẩn, vector và mồi
• 2.2. Hóa chất và môi trường
• 2.3. Thiết bị nghiên cứu
• 2.4. Phương pháp nghiên cứu
• 2.4.1. Tách chiết DNA
• 2.4.2. Tách chiết RNA và tổng hợp cDNA
• 2.4.3. Phương pháp PCR
• 2.4.4. Tinh sạch DNA
• 2.4.5. Tạo tế bào khả biến E. coli và biến nạp bằng sốc nhiệt
• 2.4.6. Tạo tế bào khả biến A. tumefaciens và biến nạp bằng xung điện
• 2.4.7. Nhân dòng gen ZmDREB2. Tạo vector biểu hiện thực vật pCAMBIA1300/rd29A::ZmDREB2
• 2.4.8. Chuyển gen vào cây ngô thông qua vi khuẩn A.
• 2.4.9. Real-time PCR định lượng để ước lượng số bản sao của gen trong cây chuyển gen
• 2.4.10. Real-time PCR định lượng để đánh giá sự biểu hiện của gen trong cây chuyển gen
• 2.4.11. Phân tích cây chuyển gen
• 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• 3.1. Kết quả phân lập gen ZmDREB2.7tv từ cây ngô Tẻ vàng 1
• 3.2. Tách chiết DNA tổng số từ lá cây ngô Tẻ vàng 1
• 3.3. Phân lập và tạo dòng gen ZmDREB2
• 3.4. Phân tích trình tự gen ZmDREB2
• 3.5. Kết quả thiết kế vector biểu hiện thực vật mang gen ZmDREB2
• 3.6. Thiết kế vector trung gian pRTL2/rd29A::ZmDREB2
• 3.7. Thiết kế vector biểu hiện pCAMBIA1300/rd29A::ZmDREB2
• 3.8. tumefaciens EHA105 mang vector biểu hiện
• 3.9. Kết quả tạo cây ngô biến đổi gen mang gen ZmDREB2
• 3.10. Chuyển gen ZmDREB2.7tv vào cây ngô thế hệ T0
• 3.11. Đánh giá cây chuyển gen thế hệ T0
• 3.12. Tạo và đánh giá cây chuyển gen thế hệ T1
• 3.13. Ước lượng số bản sao của gen ZmDREB2.7tv trong cây chuyển gen thế hệ T1
• 3.14. Đánh giá sự biểu hiện tương đối của gen ZmDREB2.7tv trong cây chuyển gen thế hệ T2
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Tổng quan về nghiên cứu cây ngô chuyển gen DREB2

Cây ngô là một trong những cây trồng quan trọng nhất trên thế giới, đặc biệt ở Việt Nam. Nghiên cứu về cây ngô chuyển gen DREB2 nhằm nâng cao khả năng chịu hạn đang trở thành một trong những lĩnh vực nghiên cứu nóng bỏng. Việc cải thiện khả năng chịu hạn của cây ngô không chỉ giúp tăng năng suất mà còn đảm bảo an ninh lương thực trong bối cảnh biến đổi khí hậu ngày càng nghiêm trọng.

1.1. Cây ngô và vai trò của nó trong nông nghiệp

Cây ngô không chỉ là nguồn thực phẩm chính mà còn là nguyên liệu cho nhiều ngành công nghiệp. Năng suất ngô ở Việt Nam vẫn chưa đạt tiềm năng tối đa, chủ yếu do ảnh hưởng của hạn hán.

1.2. Tình hình nghiên cứu cây ngô chuyển gen trên thế giới

Nghiên cứu cây ngô chuyển gen đã bắt đầu từ những năm 1980 và đã có nhiều tiến bộ trong việc phát triển các giống ngô chịu hạn. Các công nghệ hiện đại đã giúp tăng cường khả năng chống chịu của cây ngô.

II. Vấn đề hạn hán và ảnh hưởng đến năng suất cây ngô

Hạn hán là một trong những yếu tố chính ảnh hưởng đến năng suất cây ngô. Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng, hạn hán có thể làm giảm năng suất ngô từ 30% đến 50%, đặc biệt trong giai đoạn phát triển quan trọng như ra hoa và tạo hạt.

2.1. Tác động của hạn hán đến cây ngô

Khi cây ngô thiếu nước, các triệu chứng như lá cuộn lại, giảm quang hợp và chậm phát triển sẽ xuất hiện. Điều này dẫn đến giảm năng suất và chất lượng hạt ngô.

2.2. Biện pháp ứng phó với hạn hán trong sản xuất ngô

Các biện pháp như cải tạo hệ thống tưới tiêu, thay đổi phương thức canh tác và phát triển giống ngô chịu hạn là cần thiết để giảm thiểu thiệt hại do hạn hán.

III. Phương pháp nghiên cứu cây ngô chuyển gen DREB2

Nghiên cứu cây ngô chuyển gen DREB2 sử dụng các phương pháp sinh học phân tử hiện đại để phân lập và chuyển gen DREB2 vào cây ngô. Phương pháp này giúp tạo ra các giống ngô có khả năng chịu hạn tốt hơn.

3.1. Quy trình phân lập gen DREB2

Quy trình phân lập gen DREB2 bao gồm các bước tách chiết DNA, PCR và phân tích trình tự gen. Các bước này đảm bảo rằng gen DREB2 được phân lập một cách chính xác và hiệu quả.

3.2. Chuyển gen vào cây ngô

Sử dụng vi khuẩn Agrobacterium tumefaciens để chuyển gen DREB2 vào cây ngô là một trong những phương pháp hiệu quả nhất hiện nay. Phương pháp này giúp cây ngô biểu hiện gen DREB2 một cách ổn định.

IV. Kết quả nghiên cứu cây ngô chuyển gen DREB2

Kết quả nghiên cứu cho thấy cây ngô chuyển gen DREB2 có khả năng chịu hạn tốt hơn so với cây ngô không chuyển gen. Các thử nghiệm cho thấy sự cải thiện rõ rệt về năng suất và khả năng sinh trưởng của cây ngô trong điều kiện hạn hán.

4.1. Đánh giá khả năng chịu hạn của cây ngô chuyển gen

Các thử nghiệm cho thấy cây ngô chuyển gen DREB2 có khả năng duy trì sự sống và phát triển tốt hơn trong điều kiện hạn hán so với cây ngô truyền thống.

4.2. Ứng dụng thực tiễn của cây ngô chuyển gen DREB2

Cây ngô chuyển gen DREB2 không chỉ giúp tăng năng suất mà còn góp phần vào việc đảm bảo an ninh lương thực trong bối cảnh biến đổi khí hậu.

V. Kết luận và triển vọng tương lai của nghiên cứu

Nghiên cứu cây ngô chuyển gen DREB2 mở ra nhiều triển vọng cho việc phát triển giống ngô chịu hạn trong tương lai. Việc áp dụng công nghệ sinh học trong nông nghiệp sẽ giúp nâng cao năng suất và chất lượng cây trồng, đồng thời đảm bảo an ninh lương thực.

5.1. Tương lai của cây ngô chuyển gen

Cây ngô chuyển gen DREB2 có tiềm năng lớn trong việc cải thiện năng suất và khả năng chịu hạn. Nghiên cứu tiếp theo cần tập trung vào việc tối ưu hóa các gen và điều kiện môi trường.

5.2. Vai trò của công nghệ sinh học trong nông nghiệp

Công nghệ sinh học sẽ tiếp tục đóng vai trò quan trọng trong việc phát triển các giống cây trồng mới, giúp nông dân đối phó với các thách thức từ biến đổi khí hậu.