thực vật chuyển gen

Kỹ thuật di truyền

thực vật chuyển gen
GVHD: TS. Dương Thị Bạch Tuyết
Nguyễn Quỳnh Anh
Võ Đạo Hiền
Nguyễn Thị Huệ
Lê Đình Hưng

Lâm Hồng Ngọc
Phạm Thị Kim Thanh
Nam Đức Vũ

Lớp: Sinh K33


Dàn bài

I

Tổng quan về thực vật chuyển gen

II

Các phương pháp chuyển gen TV
A

Phương pháp chuyển gen trực tiếp

B

Phương pháp chuyển gen gián tiếp

III

Các hướng chuyển gen TV

IV

Thành tựu


Tại sao phải tạo cây chuyển gen?
• Theo phương pháp truyền thống, nhà tạo giống tìm cách tổ
hợp lại các gen giữa hai cá thể thực vật nhằm tạo ra con lai
mang những tính trạng mong muốn.
• Phương pháp thông thường bị hạn chế bởi:
 Chỉ có thể thực hiện được giữa cá thể cùng loài hoặc có họ hàng
gần.
 Phải mất nhiều thời gian mới thu được kết quả mong muốn và
thường các tính trạng quan tâm lại không tồn tại trong loài có họ
hàng gần.

 Kỹ thuật chuyển gen cho phép những nhà chọn giống cùng
lúc đưa vào một thực vật những gen mong muốn từ những sinh 3
vật sống khác nhau.


I. Tổng quan về thực vật
chuyển gen
1. Công nghệ chuyển gen

Kỹ thuật chuyển gen là việc chuyển đoạn DNA ngoại lai
của một sinh vật này sang cho một sinh vật khác, sau đó đoạn
DNA ngoại lai này sẽ có mặt ở hầu hết các tế bào và được
truyền lại cho thế hệ sau.
Sinh vật biến đổi gen (Genetically Modified Organism GMO) là những sinh vật được thay đổi vật liệu di truyền
(ADN) bằng công nghệ sinh học hiện đại, hay còn gọi là kỹ
thuật chuyển gen. GMO đã xuất hiện hơn 2 thập kỷ này.
4


2. Thực vật chuyển gen
• Thực vật chuyển gen là
một thực vật mang một
hay nhiều gen được đưa
vào nhân tạo thay vì thông
qua lai tạo.
• Những gen được đưa vào
(gen chuyển) có thể được
phân lập từ những loài
thực vật có có quan hệ họ
hàng hoặc từ loài khác
biệt hoàn toàn.

Bắp cải chuyển gen


3. Điều kiện cần cho chuyển gen ở thực vật
Muốn đưa một gen vào tế
bào thực vật, trước tiên nó
phải được gắn vào một

vectơ, đây là nhân tố giúp
mang gen, nhân bản và đôi
khi biểu hiện một trình tự
DNA trong tế bào đích.
Vector transposon


Kích thước của vectơ càng nhỏ càng tốt.

Một số
điều kiện
cần thiết
của một
vec tơ
chuyển gen
thực vật

Vectơ phải có khả năng tái bản.
Chứa ít nhất một vị trí nhận biết của
enzim giới hạn để dùng làm vị trí ghép
DNA trong tạo thể tái tổ hợp.
Mang những đặc điểm cho phép phát hiện
dễ dàng, được mã hóa bởi các gen chỉ thị
chọn lọc.


Các đối tượng thường
dùng làm vectơ trong
chuyển gen ở thực vật là:
vi khuẩn và vi sinh vật có

phân tử DNA dạng vòng
và tương đối nhỏ, tách
biệt với NST vi khuẩn và
sao chép độc lập. Ngoài ra
còn có virus.

Khối u tạo ra do vi
khuẩn Agrobacterium


4. Nguyên tắc chuyển gen thực vật

Không phải
toàn bộ tế
bào đều thể
hiện tính
toàn năng
(totipotenc
y).

Các cây
khác nhau
có phản ứng
không giống
nhau với sự
xâm nhập
của một gen
ngoại lai.

Cây biến nạp

chỉ có thể tái
sinh từ các tế
bào có khả
năng tái sinh
và khả năng
thu nhận gen
biến nạp vào
genome.

Thành phần của
các quần thể tế
bào được xác
định bởi loài,
kiểu gen, từng
cơ quan, từng
giai đoạn phát
triển của mô và
cơ quan


4. nguyên tắc khi chuyển gen thực vật

Thành phần của
các quần thể tế
bào được xác định
bởi loài, kiểu gen,
từng cơ quan,
từng giai đoạn
phát triển của mô
và cơ quan.

Phải phá bỏ thành
tế bào hoặc chuyển
gen nhờ VK
agrobacterium,
virus, bắn gen.

Khả năng xâm nhập
ổn định của gen vào
genome không tỷ lệ
với sự biểu hiện tạm
thời của gen.


II. Các phương pháp chuyển
gen TV
Trực tiếp
Phương pháp
chuyển gen TV
Gián tiếp


A. Phương pháp chuyển gen trực tiếp

Chọn phương pháp chuyển gen phụ
thuộc
Mức độ biểu hiện được
mong đợi, biểu hiện
trong thời gian ngắn
hoặc biểu hiện ổn định

Loại tế bào đích, như tế
bào dịch huyền phù
hoặc tế bào dính bám,
các dòng tế bào đã
thích nghi hoặc phân
hóa.


Mỗi phương pháp đều đòi hỏi sự tối ưu cao,
bao gồm các yếu tố


Chuyển
gen trực
tiếppháp
Phương
chuyển gen

Phương pháp
Phân
hoá học

loại

Phương pháp
lí học
Phương pháp
cơ học

Phương
CaCl2, PEG
pháp cụ
thể
Xung điện

Bắn gen, vi
tiêm

Tạo
tế
bào
trần



Phương pháp cơ học


Phương pháp sử dụng enzyme
• Sử dụng enzyme
pectinase, cellulase,
hemicellulase để phân
hủy lớp vỏ tạo tế bào
trần.
• Tùy theo loại mô và
cây được sử dụng,
người ta thay đổi nồng
độ enzyme thích hợp.

Kỹ thuật dùng CaCl2


Kỹ thuật PEG (polyethylene glycol)

PEG làm kích hoạt sự dung hợp tế bào trần, tạo
khả năng du nhập gen lạ vào tế bào trần.

Sử dụng polyethylen glicol (với nồng độ 0,2 0,3M) có thể tạo các tế bào lai đạt từ 25 - 50%
và các tế bào lai có thể tồn tại qua nhiều thế hệ.



Kỹ thuật xung điện (electroporation)


Kỹ thuật xung điện (electroporation)
• Ðể tạo ra xung điện cao
thế trong một thời gian
ngắn người ta sử dụng
một máy xung gen.
• Xung điện cần thiết cho
kỹ thuật này thường là
khoảng 10.000-100.000
V/cm (tùy theo kích
thước của tế bào).

Kỹ thuật siêu âm
Đem protoplast
nuôi trong các môi
trường thích hợp

Chọn lọc để tách
các protoplast đã
được chuyển gen.

Tạo protoplast

Trộn protoplast
với plasmid tái tổ
hợp mang gen
mong muốn

Tạo hỗn hợp dạng
huyền phù.

Phát siêu âm với
tần số 20kHz
theo từng nhịp
ngắn 100
miligiây. Số nhịp
khoảng từ 6-9 .
Cắm đầu siêu âm
của máy phát siêu
âm ngập trong
huyền phù sâu
3mm

Nuôi cấy invitro
để tái sinh cây.

Chọn lọc cây và
đưa ra trồng ở môi
trường ngoài.