Nghiên Cứu Chuyển Gen codA Nhằm Nâng Cao Khả Năng Chịu Hạn Của Cây Đậu Tương (Glycine max)

• Tác giả: Ngô Mạnh Dũng
• Người hướng dẫn: TS. Chu Hoàng Hà
• Trường học: Đại học Thái Nguyên
• Chuyên ngành: Di truyền học
• Đề tài: Nghiên Cứu Chuyển Gen codA Nâng Cao Khả Năng Chịu Hạn Của Cây Đậu Tương
• Loại tài liệu: luận án tiến sĩ
• Năm xuất bản: 2022
• Địa điểm: Thái Nguyên

• LỜI CAM ĐOAN
• 1. MỞ ĐẦU
• 1.1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
• 1.2. TÁC ĐỘNG CỦA HẠN VÀ CƠ CHẾ CHỊU HẠN Ở THỰC VẬT
• 1.2.1. Ảnh hưởng của stress hạn đến sự sinh trưởng, phát triển và đặc tính sinh lý, sinh hoá của thực vật
• 1.2.2. Phản ứng của thực vật trong điều kiện stress hạn
• 1.3. GLYCINE BETAINE, CHOLINE OXIDASE. NÂNG CAO KHẢ NĂNG CHỊU HẠN Ở ĐẬU TƯƠNG BẰNG KỸ THUẬT CHUYỂN GEN
• 1.3.1. Cây đậu tương
• 1.3.2. Chuyển gen ở đậu tương thông qua vi khuẩn Agrobacterium tumefaciens
• 1.3.3. Nâng cao khả năng chịu hạn ở đậu tương bằng kỹ thuật chuyển gen. Tình hình nghiên cứu chuyển gen codA ở thực vật
• 2. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. VẬT LIỆU NGHIÊN CỨU
• 2.1.1. Vật liệu thực vật
• 2.1.2. Các chủng vi khuẩn và các loại vector
• 2.1.3. Các cặp mồi sử dụng cho phản ứng PCR
• 2.2. HOÁ CHẤT, THIẾT BỊ
• 2.3. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.3.1. Nhóm phương pháp thiết kế vector chuyển gen codA và chuyển gen ở thuốc lá
• 2.3.2. Nhóm phương pháp nghiên cứu điều kiện thích hợp cho chuyển gen ở giống đậu tương ĐT22
• 2.3.3. Nhóm phương pháp tạo cây đậu tương chuyển gen codA
• 2.3.4. Phân tích và xử lý dữ liệu
• 2.4. THỜI GIAN VÀ ĐỊA ĐIỂM NGHIÊN CỨU
• 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
• 3.1. THIẾT KẾ VÀ BIỂU HIỆN VECTOR CHUYỂN GEN MANG GEN CODA
• 3.1.1. Tạo cấu trúc chuyển gen codA
• 3.1.2. Đánh giá hoạt động của vector mang gen chuyển codA trên cây thuốc lá
• 3.1.3. Thảo luận kết quả thiết kế vector và hoạt động của vector biểu hiện trên cây thuốc lá
• 3.2. ẢNH HƯỞNG CỦA MỘT SỐ YẾU TỐ ĐẾN HIỆU QUẢ CHUYỂN GEN CODA Ở GIỐNG ĐẬU TƯƠNG ĐT22
• 3.2.1. Ảnh hưởng của nồng độ PPT đến khả năng tạo chồi đậu tương
• 3.2.2. Ảnh hưởng của nồng độ khuẩn và thời gian ủ khuẩn, đồng nuôi cấy đến khả năng cảm ứng tạo chồi đậu tương
• 3.2.3. Ảnh hưởng của nồng độ kháng sinh và thời gian diệt khuẩn đến sự phát sinh và sinh trưởng chồi đậu tương
• 3.2.4. Thảo luận kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của một số yếu tố đến hiệu quả chuyển gen codA ở giống đậu tương ĐT22
• 3.3. BIẾN NẠP GEN CODA VÀO GIỐNG ĐẬU TƯƠNG ĐT22 VÀ TẠO CÂY ĐẬU TƯƠNG CHUYỂN GEN CHỊU HẠN
• 3.3.1. Kết quả chuyển gen codA vào giống đậu tương ĐT22
• 3.3.2. Phân tích cây đậu tương chuyển gen
• 3.3.3. Thử nghiệm đánh giá khả năng chịu hạn của một số dòng đậu tương chuyển gen
• 3.3.4. Thảo luận kết quả biến nạp gen codA vào giống đậu tương ĐT22 và thử nghiệm khả năng chịu hạn của một số dòng đậu tương chuyển gen
• 4. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• CÁC CÔNG TRÌNH CÔNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Tổng quan về nghiên cứu chuyển gen codA nâng cao khả năng chịu hạn của cây đậu tương

Nghiên cứu chuyển gen codA nhằm nâng cao khả năng chịu hạn của cây đậu tương (Glycine max) đang trở thành một trong những hướng đi quan trọng trong nông nghiệp hiện đại. Cây đậu tương là nguồn cung cấp protein thiết yếu, nhưng lại dễ bị tổn thương bởi stress hạn. Việc ứng dụng công nghệ sinh học để cải thiện khả năng chịu hạn của cây đậu tương không chỉ giúp tăng năng suất mà còn góp phần bảo vệ môi trường.

1.1. Tầm quan trọng của cây đậu tương trong nông nghiệp

Cây đậu tương đóng vai trò quan trọng trong việc cung cấp protein cho con người và gia súc. Ngoài ra, cây còn có khả năng cải tạo đất nhờ vào khả năng cố định nitơ. Tuy nhiên, năng suất đậu tương ở Việt Nam vẫn còn thấp do nhiều yếu tố, trong đó có khả năng chịu hạn kém.

1.2. Công nghệ chuyển gen và ứng dụng trong cây trồng

Công nghệ chuyển gen đã mở ra nhiều cơ hội mới trong việc cải thiện đặc tính của cây trồng. Việc chuyển gen codA vào cây đậu tương giúp tăng cường khả năng chịu hạn, từ đó nâng cao năng suất và chất lượng sản phẩm.

II. Vấn đề và thách thức trong việc nâng cao khả năng chịu hạn của cây đậu tương

Cây đậu tương thường gặp khó khăn trong điều kiện hạn hán, dẫn đến giảm năng suất và chất lượng. Các yếu tố như thời tiết, đất đai và giống cây trồng đều ảnh hưởng đến khả năng chịu hạn. Việc nghiên cứu và phát triển giống cây đậu tương có khả năng chịu hạn cao là một thách thức lớn.

2.1. Tác động của hạn đến sự phát triển của cây đậu tương

Hạn hán ảnh hưởng nghiêm trọng đến sự sinh trưởng và phát triển của cây đậu tương. Cây dễ bị còi cọc, giảm khả năng quang hợp và hút khoáng, dẫn đến năng suất thấp.

2.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng chịu hạn

Nhiều yếu tố như giống cây, điều kiện đất đai và khí hậu đều ảnh hưởng đến khả năng chịu hạn của cây đậu tương. Việc lựa chọn giống cây phù hợp và áp dụng công nghệ sinh học là cần thiết để cải thiện tình hình.

III. Phương pháp nghiên cứu chuyển gen codA vào cây đậu tương

Nghiên cứu chuyển gen codA vào cây đậu tương được thực hiện thông qua các phương pháp hiện đại như sử dụng vi khuẩn Agrobacterium tumefaciens. Phương pháp này giúp tạo ra cây đậu tương có khả năng chịu hạn cao hơn so với cây không chuyển gen.

3.1. Thiết kế vector chuyển gen codA

Vector chuyển gen codA được thiết kế để đảm bảo tính hiệu quả trong việc chuyển gen vào cây đậu tương. Việc lựa chọn các yếu tố như promoter và terminator là rất quan trọng để đảm bảo sự biểu hiện gen.

3.2. Quy trình biến nạp gen vào cây đậu tương

Quy trình biến nạp gen codA vào cây đậu tương bao gồm các bước như chuẩn bị mô cây, đồng nuôi cấy với vi khuẩn và chọn lọc các dòng cây chuyển gen thành công.

IV. Kết quả nghiên cứu và ứng dụng thực tiễn

Kết quả nghiên cứu cho thấy cây đậu tương chuyển gen codA có khả năng chịu hạn tốt hơn so với cây không chuyển gen. Các chỉ tiêu sinh trưởng và phát triển của cây đậu tương chuyển gen đều được cải thiện đáng kể.

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

Các thử nghiệm cho thấy cây đậu tương chuyển gen codA có khả năng chịu hạn cao hơn, với hàm lượng glycine betaine và proline tăng lên đáng kể, giúp cây duy trì sự sống trong điều kiện khô hạn.

4.2. Ứng dụng kết quả nghiên cứu vào thực tiễn

Kết quả nghiên cứu có thể được áp dụng để phát triển giống đậu tương mới có khả năng chịu hạn, từ đó đáp ứng nhu cầu thực phẩm trong bối cảnh biến đổi khí hậu ngày càng nghiêm trọng.

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

Nghiên cứu chuyển gen codA vào cây đậu tương đã mở ra hướng đi mới trong việc cải thiện khả năng chịu hạn của cây trồng. Kết quả nghiên cứu không chỉ có giá trị khoa học mà còn có ý nghĩa thực tiễn cao trong sản xuất nông nghiệp.

5.1. Tầm quan trọng của nghiên cứu trong bối cảnh hiện nay

Trong bối cảnh biến đổi khí hậu, việc nghiên cứu và phát triển giống cây trồng có khả năng chịu hạn là rất cần thiết. Nghiên cứu này góp phần vào việc đảm bảo an ninh lương thực.

5.2. Hướng nghiên cứu tiếp theo

Các nghiên cứu tiếp theo có thể tập trung vào việc tối ưu hóa quy trình chuyển gen và mở rộng ứng dụng của công nghệ sinh học trong các giống cây trồng khác.