các phương pháp chuyển gen trực tiếp vào thực vật pot

Trường Đại Học Nha Trang
Môn: Sinh Học Thực Vật
Các Phương Pháp Chuyển Gen Trực Tiếp
Vào Thực Vật
Lớp: 53CNSH
Nhóm: IV
GVHD: Phạm Ngọc Minh Quỳnh
Danh sách nhóm:
•
Nguy n Thi H oễ ả
•
Hoàng Tu n L cấ ộ
•
D ng Đình Luânươ
•
Đ Th C m Nguyênỗ ị ẩ
•
Lâm Bích Như
•
Nguy n Văn Trungễ
1. Giới thiệu
2. Kĩ thuật chuyển gene trên thực vật
3. Các phương pháp chuyển gene trực tiếp
4. Một số ứng dụng và thành tựu
Nội dung chính
1. Giới thiệu
Có nhiều phương pháp làm biến đổi hệ gene
của sinh vật, nhưng chủ yếu bằng 3 cách:
ĐưaLàmLoại
Khái niệm chung
• Biến nạp gene ở thực vật là quá trình chuyển một

hoặc một số gene ngoại lai vào trong tế bào thực
vật nhằm tạo ra một tính trạng mới mà trước đó cơ
thể thực vật đó không có.
Mục đích chuyển gene ở thực vật

Nghiên cứu và làm sáng tỏ chức năng của một
gene quan tâm.

Làm thay đổi mức độ biểu hiện của một gene nội
bào.

Chuyển các gene quy định các tính trạng mong
muốn vào TB để thu nhận TB mới và cây chuyển
gene.


2. Kĩ thuật chuyển gene trên thực
vật
THỰC
VẬT
Bằng hóa chất
Chuyển gene
gián tiếp
Chuyển gene
trực tiếp
Nhờ Agrobacterium Tumefacients
Bằng vi tiêm
Nhờ virus
Bằng súng bắn gene

Bằng xung điện
Nhờ kỹ thuật siêu âm
Qua ống phấn
3. Các phương pháp chuyển gene trực tiếp
•
Trực
•
tiếp
•
Xung điện
•
Súng bắn gen
•
Hóa chất
•
Vi tiêm
•
Siêu âm
•
Ống phấn
Chuyển gene bằng súng bắn gene

Súng bắn gen (Gene
gun) là một thiết
bị sử dụng để đưa
thông tin di truyền vào
tế bào, được thiết kế
đầu tiên cho biến nạp
DNA ngoại lai vào

tế bào thực vật.
Nguyên lý chung của phương pháp này là sử
dụng áp lực của xung khí helium để đẩy các viên
đạn có kích thước nhỏ mang các gene mong muốn
(các viên đạn này thường được làm bằng Au,
Tungsten, titanium hoặc volfram), xuyên qua các lớp
tế bào, mô để xâm nhập vào genome thực vật.
Ưu điểm:
-
Có thể chuyển gene vào nhiều loại tế bào và mô.
-
Bắn một lần được nhiều tế bào.
-
Quá trình chuyển gen nhanh, thao tác đơn giản.
-
Các vector mang gene tái tổ hợp đơn giản và chỉ
cần một lượng vector nhỏ.
Nhược điểm:
•
Đòi hỏi thiết bị đắt tiền (không phải phòng thí nghiệm
nào cũng có thể đầu tư).
•
Có thể gây ra sự xáo trộn trật tự của đối tượng
chuyển gen.
•
Tần số biến nạp ổn định thấp.
Chuyển gene bằng xung điện
Khái niệm:


Là phương pháp sử dụng xung điện trong thời
gian ngắn để tạo ra các lỗ trên màng tế bào trần
làm cho DNA bên ngoài môi trường có thể xâm
nhập vào bên trong tế bào.
Quy trình:
Tạo dung dịch tế bào huyền phù
Tạo xung điện với hiệu điện thế cao, trong thời gian ngắn
Protoplast bị thủng một số chỗ
DNA thâm nhập, gắn vào hệ gene thực vật
Nuôi cấy protoplast trong môi trường chọn lọc
Nuôi cấy invitro, tái sinh cây
Chọn lọc cây chuyển gene
Click to edit Master text styles
Second level
Third level
Fourth level
Fifth level
Ưu điểm
–
Phương pháp này có thể thực hiện với các mô in vivo còn nguyên vẹn.
–
Ðoạn DNA ngoại lai được biến nạp có kích thước lớn.
•
Nhược điểm:
•
Tỷ lệ các tế bào được chuyển gene còn thấp.
•
Sức sống của tế bào giảm đột ngột khi bị sốc điện.
•
Việc tái sinh ở một số loài rất khó khăn.

Chuyển gene trực tiếp nhờ hóa chất
Là phương pháp
chuyển gene vào
protoplast (tế bào
trần) nhờ các chất
hóa học như
polyethylene glycol
(PEG) hoặc canxi
phosphat.
Nguyên tắc

•
Khi có sự tác động của hóa chất thì màng của
protoplast bị thay đổi và protoplast có thể thu nhận
DNA ngoại lai vào bên trong tế bào.
•
Ở nồng độ cao, PEG làm ADN cần biến nạp không còn
ở trạng thái hoà tan nữa mà kết dính lại trên màng
sinh chất. Sau đó, bằng cách loại bỏ PEG và xử lý nồng
độ cao của Ca2+ hoặc ở độ pH cao, ADN biến nạp sẽ
được chuyển nạp vào trong tế bào protoplast.

Ưu điểm:
•
Hiệu quả chuyển gen cao, ổn định nếu quá trình biến
nạp thành công.
•
Không đỏi hỏi thiết bị đắt tiền.


Nhược điểm:
•
Tần số chuyển gene rất thấp do không kiểm soát được
quá trình chuyển gene.
•
Dễ xảy ra hiện tượng dung hợp TB trần, gây khó khăn
trong việc phân tích biểu hiện gene.
•
Tái sinh tế bào trần sau chuyển gene khó khăn.
Chuyển gene bằng vi tiêm
Khái niệm:

Chuyển gene
bằng vi tiêm là
chuyển gene trực
tiếp vào tế bào
protoplast hoặc TB
đơn ( chưa hình
thành vỏ cứng) bằng
cách sử dụng vi tiêm
nhỏ, kính hiển vi và
các vi thao tác.
Nguyên tắc
•
Nguyên tắc của phương pháp vi tiêm là một
lượng nhỏ DNA được tiêm trực tiếp vào nhân
tế bào phôi trần hoặc tế bào nguyên vẹn một
cách cơ học dưới kính hiển vi.
•

Phương pháp này cho phép đưa gen vào
đúng vị trí mong muốn ở từng tế bào với hiệu
quả tương đối cao.
Vi tiêm DNA vào tế bào

Ưu điểm:
•
Có thể tối ưu lượng DNA đưa vào tế bào
•
Quyết định được đưa DNA vào loại tế bào nào
•
Có thể đưa một cách chính xác thậm chí vào tận
nhân và có thể quan sát được
•
Các tế bào có cấu trúc nhỏ như hạt phấn và tế bào
tiền phôi mặc dù hạn chế về số lượng cũng có thể
tiêm chính xác
•
Có thể nuôi riêng lẻ các tế bào vi tiêm và biến nạp
được vào mọi giống cây