Tiểu Luận Phân tích cây chuyển gen

MỞ ĐẦU
Công nghệ sinh học hiện đại sử dụng kỹ thuật di truyền đã đóng góp đáng
kể trong việc cải tạo năng suất chất lượng cây trồng. Hiện nay có rất nhiều cây
trồng là sản phẩm của công nghệ sinh học được thương mại trên thế giới đã
khẳng định tiềm năng và khả năng phát triển của lĩnh vực này. Trong các kỹ
thuật ứng dụng công nghệ sinh học vào nâng cao năng suất, chất lượng giống
cây không thể không kể đến kỹ thuật chuyển gen thực vật.
Ngày nay kỹ thuật chuyển gen đã được áp dụng rộng rãi trong việc
chuyển các gen hữu ích vào cây trồng tạo ra các cây trồng có nhiều ưu điểm
vượt trội hơn hẳn so với loài ban đầu. Trong khoảng thời gian từ năm 1996 đến
năm 2005, tỷ lệ diện tích trồng cây chuyển gen ở các nước đang phát triển đều
tăng hàng năm, từ 1,7 triệu hecta (1996) lên 90 triệu hecta (2005) chiếm hơn 1/3
diện tích đất trồng cây nông nghiệp. Điều này cho thấy ngày càng có nhiều nông
dân tại các nước phát triển và đang phát triển chấp nhận và trồng cây chuyển
gen. Số nước trồng cây biến đổi gen đã tăng gấp 3 lần trong vòng 9 năm (từ 6
nước năm 1996 đến 21 nước năm 2005) (James, 2007).
Kỹ thuật chuyển gen thực vật cho phép đưa một hoặc nhiều gen có đặc
điểm ưu việt từ những loài có thể rất khác nhau về di truyền vào bộ gen của cây
nhận trong một thời gian ngắn. Có nhiều phương pháp chuyển gen vào thực vật
đã được thử nghiệm tuy nhiên hiện nay 2 phương pháp được sử dụng rộng rãi
hơn cả là chuyển gen bằng súng bắn gen và chuyển gen gián tiếp thông qua vi
khuẩn Agrobacterium tumefacien. Chuyển gen thông qua vi khuẩn có ưu điểm
dễ tiến hành, khả năng chuyển nạp cao và tiết kiệm chi phí vì vậy nó được tiến
hành ở hầu khắp các phòng thí nghiệm. Có nhiều quy trình chuyển gen đã được
xây dựng cho rất nhiều các loại cây trồng khác nhau như thuốc lá, cà chua, khoai
tây, mía, sắn Một quy trình chuyển gen thực vật bao gồm các bước chính sau:
(1) Phân lập gen mong muốn từ một sinh vật bất kỳ; (2) Tạo dòng và thiết kế
vector chuyển gen mang đoạn gen mong muốn đó; (3) Biến nạp vector chuyển
gen vào thực vật nhận và (4) Chọn lọc, phân tích biểu hiện của gen chuyển.
Chuyển gen được hiểu đẩy đủ là: (i) gen ngoại lai (gen chuyển) phải được
dung hợp vào hệ gen tế bào chủ; (ii) gen chuyển phải được biểu hiện ở tế bào
chủ; (iii) gen chuyển phải được di truyền cho các thế hệ sau, trong mỗi thế hệ2
sản phẩm của gen chuyển cũng phải được biểu hiện; và (iv) sản phẩm biểu hiện
của gen chuyển phải thể hiện được chức năng sinh học. Chính vì vậy quá trình
chọn lọc, phân tích cây chuyển gen trong mỗi thế hệ có thể được thực hiện theo
ba nội dung sau:
(1) Xác định sự có mặt của gen chuyển trong tế bào cây chủ (cây mang gen
chuyển);
(2) Kiểm tra sự biểu hiện của gen chuyển thông qua xác định sản phẩm biểu
hiện là mRNA và protein;
(3) Phân tích chức năng sinh học của gen chuyển.
Mỗi nội dung có các phương pháp, kỹ thuật phân tích tương ứng, phù hợp
và trong thực tiễn có thể tiến hành các phương pháp trong phòng thí nghiệm, nhà
lưới hoặc đồng ruộng. Qua các thế hệ, cần phân tích, đánh giá và xác định đặc
điểm di truyền của gen chuyển (sự di truyền, sự phân ly), phân tích đặc tính di
truyền của cây chuyển gen

TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Alwine JC, Kemp DJ, Stark GR (1977). "Method for detection of specific
RNAs in agarose gels by transfer to diazobenzyloxymethyl-paper and
hybridization with DNA probes". Proc Natl Acad Sci USA 74 (12): 5350–
5365.
2. Angerer LM, Cox KH, Angerer RC (1987) Demonstration of
tissuespecific gene expression by in situ hybridization. Meth Enzymol
152: 649– 661.
3. Brasileiro ACM and Aragao FJL (2001) Marker genes for in vitro
selection of transgenic plants. Plant Biotech 3: 113–121.
4. Bubner B, Gase K, Baldwin IT (2004) Twofold differences are the
detection limit for determining transgene copy numbers in plants by realtime PCR. BMC Biotechnol 4:14
5. Carleton KL and Kocher TD (2001) Cone opsin genes of African cichlid
fishes: tuning spectral sensitivity by differential gene expression. Mol Biol
Evol 18: 1540–1550.
6. Đỗ Tiến Phát, Đinh Thị Phòng, Chu Hoàng Hà (2008) Đánh giá ảnh
hưởng của mật độ huyền phù vi khuẩn tới hiệu quả chuyển gen vào cây
bông (Gossypium hirsutum L.) thông qua vi khuẩn Agrobacterium
tumefaciens.Tạp chí công nghệ sinh hoc số 6: 689-695
7. Freeman WM, Walker SJ, Vrana KE (1999) Quantitative RT-PCR:
Pitfalls and potential. BioTechniques 26: 112–125.
8. Gause WC and Adamovicz J (1994) The use of PCR to quantitate geneexpression. PCR Methods Applicat. 3: S123–S135.
9. He KJ, Wang ZY, Zhang YJ (2009) Monitoring Bt resistance in the field:
China as a case study.In: Ferry N, Gatehouse AMR (eds) Environmental
impact of genetically modified/novel crops CAB International, Oxford,
UK, 344–360
10.Hu CY, Chee PP, Chesney RH, Zhou JH, Miller PD (1990) Intrinsic
GUS-like activities in seed plants. Plant Cell Rep 9: 1–5.
11.Ingham DJ, Beer S, Money S, Hansen G (2001) Quantitative realtime
PCR assay for determining transgene copy number in transformed plants.
Biotechniques 31:132–140.19
12.Inoue-Nagata A, Nagata T, de Avila AC, de BGordano L (2007) A
reliable egomovirus inoculation method for screening Lycopersicon
esculentum lines. Horticultura Brasileira 25: 447-450.
13.Jackson RE, Bradley JR Jr, Van Duyn JW (2004) Performance of feral
and Cry1Ac-selected Helicoverpa zea (Lepidoptera: Noctuidae) strains on
transgenic cottons expressing either one or two Bacillus thuringiensis ssp.
kurstaki proteins under greenhouse conditions. Entomol Sci 39:46–55
14.James C (2007) Global status of commercialized biotech/GM crops.
ISAAA Briefs 37, ISAAA
15.Jefferson RA, Burgess SM, Hirsh D (1986) β-Glucuronidase from
Escherichia coli as a gene-fusion marker. Proc Natl Acad Sci USA 83:
8447–8451.
16.Jefferson RA, Kavanagh TA, and Bevan MW (1987) GUS fusions:
betaglucuronidase as a sensitive and versatile gene fusion marker in
higher plants. Embo 6: 3901–3907.
17.Joersbo M and Okkels FT (1996) A novel principle for selection of
transgenic plant cells: positive selection. Plant Cell 16: 219–221.
18.Joersbo M, Donaldson I, Kreiberg J, Petersen SG, Brunstedt J, Okkels FT
(1998) Analysis of mannose selection for the production of transgenic
sugar beet. Mol Breed 4: 111–117.
19.Kahn RS, Sjahril R, Nakamura I, MiiM (2008) Production of transgenic
potato exhibiting enhanced resistance to fungal infections and herbicide
applications. Plant Biotechnol 2:13–20
20.Kevil CG, Walsh L, Laroux FS, Kalogeris T, Grisham MB, Alexander JS
(1997) An Improved, Rapid Northern Protocol. Biochem and Biophys.
Research Comm. 238:277-279.
21.Kosugi S, Ohashi Y, Nakajima K, Arai Y (1990) An improved assay for
β-glucuronidase in transformed cells: methanol almost completely
suppresses a putative endogenous β-glucuronidase activity. Plant Sci 70:
133–140.
22.Kunze I, Ebneth M, Heim U, Geiger M, Sonnewald U, Herbers K (2001)
2-Deoxyglucose resistance: a novel selection marker for plant
transformation. Mol Breed 7: 221–227.20
23.Lee MLT, Kuo FC, Whitmore GA, Sklar J (2000) Importance of
replication in microarray gene expression studies: statistical methods and
evidence from repetitive cDNA hybridizations. Proc Natl Acad Sci USA
97: 9834–9839
24.Levine MJ (2007) Pesticides: a toxic time bomb in our midst. Praeger,
USA: 213–214
25.Lê Trần Bình (2008) Phát triển cây trồng chuyển gen ở Việt nam. NXB
Khoa học Tự nhiên và Công nghệ.
26.Long S and Rebagliati M (2002) Sensitive two-color whole-mount in situ
hybridizations using digoxygenin - and dinitrophenol-labeled RNA
probes. BioTechniques 32: 494–500.
27.Lopez SJ, Kumar RR, Pius PK, Muraleedharan N (2004) Agrobacterium
tumefaciens-mediated genetic transformation in Tea (Camellia sinensis
[L.] O. Kuntze). Plant molecular biology reporter 22: 201a-201j.
28.Lucca P, Ye X, Potrykus I (2001) Effective selection and regeneration of
transgenic rice plants with mannose as selective agent. Mol Breed 7: 43–
49.
29.Matthews PR, Wang MB, Waterhouse PM, Thornton S, Fieg SJ, Gubler
F, Jacobsen JV (2001). Marker gene elimination from transgenic barley,
using co-transformation with adjacent „twin T-DNAs‟ on standard
Agrobacterium transformation vector. Mol Breed 7: 195- 202.
30. Muhitch MJ (1998) Characterization of pedicel β-glucuronidase activity
in developing maize (Zea mays) kernels. Physiol Plant 104: 423–430.
31.Negrotto D, Jolley M, Beer S, Wenck AR, Hansen G (2000) The use of
phosphomannose-isomerase as a selectable marker to recover transgenic
maize plants (Zea mays L.) via Agrobacterium transformation. Plant Cell
Rep 19: 798–803.
32.Phạm Thị Vân, Nguyễn Văn Bắc, Lê Văn Sơn, Chu Hoàng hà, Lê Trần
Bình (2008) Tạo cây thuốc lá kháng bệnh virus khảm dưa chuột bằng kỹ
thuật RNAi. Tạp chí Công nghệ sinh học số 6: 679 – 687.
33.Phạm Thị Vân (2009) Nghiên cứu tạo cây thuốc lá kháng bệnh khảm bằng
kỹ thuật RNAi. Luận văn Thạc sỹ sinh học.
34.Schlamp K, Weinmann A, Krupp M, Maass T, Galle PR, Teufel A (2008)
BlotBase: A northern blot database. Gene 427: 47-5021
35.Serres R, McCown B, Zeldin E (1997) Detectable glucuronidase activity
in transgenic cranberry is affected by endogenous inhibitors and plant
development. Plant Cell Rep 16: 641–646.
36. Thomasset B, Ménard M, Boetti H, Denmat LA, Inzé D, Thomas D
(1996) β-Glucuronidase activity in transgenic and non-transgenic tobacco
cells: specific elimination of plant inhibitors and minimization of
endogenous GUS background. Plant Sci 113: 209–219
37.Tör M, Mantell SH, Ainsworth C (1992) Endophytic bacteria expressing
β-glucuronidase cause false positives in transformation of Dioscorea
species. Plant Cell Rep 11: 452–456.
38.Tuong Van Nguyen (2008) Genetic engineering of grain sorghum
(Sorghum bicolour (L.) Moench) for nutritional quality improvement.
Thesis submitted in requirement for Doctoral in Applied Biological
Siences.
39.Wang AS, Evans RA, Altendorf PR, Hanten JA, Doyle MC, Rosichan JL
(2000) A mannose selection system for production of fertile transgenic
maize plants from protoplast. Plant Cell Rep. 19: 654–660.
40.Wright M, Dawson J, Dunder E (2001) Efficient biolistic transformation
of maize (Zea mays L.) and wheat (Triticum aestivum L.) using the
hosphomannose isomerase gene, pmi, as the selectable marker. Plant Cell
Rep 20: 429–436

Luận văn dài 21 trang,chia làm 3 chương