Nghiên cứu kết quả biến nạp gen chịu hạn ZmNF YB2 vào một số dòng ngô việt nam

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

LÊ DUY TOÀN

Tên đề tài:

NGHIÊN CỨU KẾT QUẢ BIẾN NẠP GEN CHỊU HẠN
ZmNF-YB2 VÀO MỘT SỐ DÒNG NGÔ VIỆT NAM

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Hệ đào tạo

: Chính quy

Chuyên ngành

: Công nghệ Sinh học

Khoa

: Công nghệ Sinh học - Công nghệ Thực phẩm

Khóa học

: 2010 - 2014

Thái Nguyên, năm 2014

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

LÊ DUY TOÀN

Tên đề tài:

NGHIÊN CỨU KẾT QUẢ BIẾN NẠP GEN CHỊU HẠN
ZmNF-YB2 VÀO MỘT SỐ DÒNG NGÔ VIỆT NAM

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Hệ đào tạo

: Chính quy

Chuyên ngành

: Công nghệ Sinh học

Khoa

: Công nghệ Sinh học - Công nghệ Thực phẩm

Khóa học

: 2010 - 2014

Giảng viên hướng dẫn:
1. PGS.TS. Nguyễn Văn Đồng

(Viện Di truyền Nông nghiệp)

2. Th.S. Lương Thị Thu Hường
(Khoa CNSH&CNTP - Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên)

Thái Nguyên, năm 2014


LỜI CẢM ƠN

Được sự quan tâm, tận tình giảng dạy của các thầy giáo, cô giáo khoa
CNSH&CNTP, Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên tôi đã được trang bị
một vốn kiến thức khoa học nhất định để tham gia nghiên cứu thực hiện đồ án
tốt nghiệp. Thời gian thực tập để thực hiện đồ án tốt nghiệp là thời gian vô
cùng quý giá để tôi được trau dồi thêm kiến thức thực tế, củng cố lý thuyết đã
được học trên ghế nhà trường, được tiếp cận với những công nghệ tiên tiến
của ngành mình theo học.
Xuất phát từ sự kính trọng, cho phép tôi được gửi lời biết ơn sâu sắc
đến thầy giáo PGS.TS. Nguyễn Văn Đồng – Phó Giám đốc Viện Di truyền
Nông nghiệp Việt Nam. Thầy luôn tận tình chỉ bảo, dìu dắt tôi trong suốt quá
trình thực hiện đề tài.
Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến cô giáo ThS. Lương Thị Thu
Hường hiện đang công tác tại Khoa CNSH&CNTP, Trường Đại học Nông
Lâm Thái Nguyên đã luôn quan tâm, động viên, tận tình giảng dạy, củng cố
kiến thức giúp tôi hoàn thành khóa luận này.
Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến KS. Nguyễn Hữu Kiên người đã
dành nhiều thời gian quý báu để trực tiếp hướng dẫn tôi thực hiện nghiên cứu
đề tài.
Tôi xin gửi lời cảm ơn đến toàn thể giáo viên Khoa CNSH&CNTP,
Trường Đại Học Nông Lâm Thái Nguyên đã dạy bảo tôi trong suốt quá trình

học tập
Cuối cùng cho phép tôi được gửi lời cảm ơn sâu sắc đến gia đình, bạn
bè đã quan tâm, động viên, giúp đỡ tôi trong suốt thời gian qua.
Thái Nguyên, ngày 24 tháng 5 năm 2014
Sinh viên

Lê Duy Toàn


DANH MỤC CÁC TỪ, CỤM TỪ VIẾT TẮT

cDNA

:

Complementary DNA

Cs

:

Cộng sự

CTAB

:

Cetyl trimethyl ammonium bromide

DNA

:

Deoxyribonucleic Acid

EDTA

:

Ethylene diamine tetraacetate

EtBr

:

Ethydium Bromide

FAO

:

Food and Agriculture Organization

NN&PTNT

:

Nông nghiệp và phát triển nông thôn

NTCB

:

Ngô tẻ Cao Bằng

PEG

:

Polyethylene Glycol

PCR

:

Polymerase Chain Reaction

RNA

:

Axit ribonucleic

RT-PCR

Kĩ thuật Real Time PCR

SPAD

:

Chỉ số đánh giá hàm lượng diệp lục

SSC

:

Saline-sodium citrate

TAE

:

Tris-acetate-EDTA

TE

:

Tris-EDTA

CCTB

:

Chiều cao trung bình


MỤC LỤC
Trang

PHẦN 1: MỞ ĐẦU .................................................................................................... 1

1.1. Đặt vấn đề ............................................................................................... 1
1.2. Mục đích của đề tài ................................................................................. 2
1.3. Yêu cầu của đề tài ................................................................................... 2
1.4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài ................................................ 3
PHẦN 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU ......................................................................... 4

2.1. Sơ lược về cây ngô.................................................................................. 4
2.1.1. Nguồn gốc và sự lan truyền của ngô ................................................ 4
2.1.2. Đặc điểm nông sinh học của cây ngô ............................................... 4
2.1.3. Giá trị dinh dưỡng của hạt ngô....................................................... 10
2.1.4. Vai trò của cây ngô......................................................................... 10
2.2. Tình hình sản xuất ngô trên thế giới và ở Việt Nam ............................ 11
2.2.1. Tình hình sản xuất ngô trên thế giới .............................................. 11
2.2.2. Tình hình sản xuất ngô ở Việt Nam ............................................... 12
2.3. Các phương pháp chuyển gen ở thực vật ............................................. 13
2.3.1. Phương pháp chuyển gen trực tiếp ................................................. 13
2.3.2. Phương pháp chuyển gen gián tiếp ................................................ 13
2.4. Tổng quan về gen ZmNF-YB2 .............................................................. 14
2.4.1. Tình hình nghiên cứu về gen ZmNF-YB2 ở trên thế giới............... 14
2.4.2. Tình hình nghiên cứu về gen ZmNF-YB2 ở trong nước................. 16
PHẦN 3: VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ........ 18

3.1. Vật liệu nghiên cứu ............................................................................... 18
3.1.1. Vật liệu thực vật ............................................................................. 18
3.1.2. Hóa chất và dụng cụ thí nghiệm..................................................... 18
3.2. Phạm vi, địa điểm và thời gian nghiên cứu .......................................... 19
3.2.1. Phạm vi nghiên cứu ........................................................................ 19
3.2.2. Địa điểm và thời gian nghiên cứu .................................................. 19

3.3. Nội dung nghiên cứu............................................................................. 19
3.4. Phương pháp nghiên cứu ...................................................................... 19


3.4.1. Kiểm tra sự có mặt của gen ZmNF-YB2 trong cây ngô chuyển
gen bằng phương pháp PCR. ........................................................ 19
3.4.2. Đánh giá khả năng chịu hạn của các cây ngô chuyển gen ZmNF-YB2 ở
giai đoạn cây non thế hệ T1 ............................................................. 22
3.4.3. Kiểm tra sự có mặt của gen ZmNF-YB2 trong cây ngô chuyển
gen thế hệ T1 bằng phương pháp Southern Blot ........................... 24
3.5. Phương pháp xử lý số liệu ................................................................. 26
PHẦN 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ................................................................ 27

4.1. Kết quả xác định sự có mặt của gen chuyển ZmNF-YB2 trong các
dòng ngô chuyển gen thế hệ T0 bằng phương pháp PCR ..................... 27
4.1.1. Kết quả tách chiết DNA tổng số .................................................... 27
4.1.2. Kết quả phân tích PCR ................................................................... 28
4.2. Đánh giá khả năng chịu hạn của các dòng ngô chuyển gen thế hệ T1
ở giai đoạn cây non ............................................................................... 30
4.2.1. Kết quả đánh giá khả năng chịu hạn của thế hệ T1 thông qua chỉ
tiêu đo chiều cao cây ..................................................................... 30
4.2.2. Kết quả PCR kiểm tra sự có mặt của gen chuyển ZmNF-YB2 trong
các dòng ngô ở thế hệ T1 ............................................................... 35
4.3. Kết quả phân tích, xác định sự có mặt của gen ZmNF-YB2 trong các
dòng ngô chuyển gen thế hệ T1 bằng phương pháp lai Southern Blot. 37
Phần 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .................................................................. 40

5.1. Kết luận ................................................................................................. 40
5.2. Kiến nghị............................................................................................... 40
TÀI LIỆU THAM KHẢO ...................................................................................... 41

PHỤ LỤC


DANH MỤC BẢNG BIỂU
Trang
Bảng 2.1: Tình hình sản xuất ngô trên thế giới từ năm 2009 – 2012 ............. 11
Bảng 2.2:Tình hình sản xuất ngô ở Việt Nam từ năm 2009 – 2012 .............. 12
Bảng 3.1: Danh sách các dòng ngô thế hệ T0 sử dụng để đánh giá khả năng
chịu hạn ở thế hệ T1 ....................................................................... 18
Bảng 3.2: Trình tự mồi trong phân tích PCR.................................................. 21
Bảng 4.1: Kết quả đo chiều cao trung bình của các dòng ngô chuyển gen
thế hệ T1 trước khi xử lý hạn đợt 1. ............................................... 30
Bảng 4.2: Kết quả đo chiều cao trung bình của các dòng sau 2 đợt xử lý hạn ..... 31
Bảng 4.3: Chiều cao trung bình của các dòng ngô trong lô tưới nước đầy
đủ (lô số 1) ..................................................................................... 34
Bảng 4.4: Các cây được lựa chọn trong mỗi dòng để tiến hành phân tích
Southern Blot. ................................................................................ 37


DANH MỤC CÁC HÌNH
Trang
Hình 2.1: Hình ảnh của cây ngô ........................................................................ 5
Hình 2.2: Hình ảnh rễ mầm, rễ đốt, rễ chân kiềng của cây ngô ........................ 5
Hình 2.3: Hình ảnh lá cây ngô........................................................................... 7
Hình 2.4: Cấu trúc vector biểu hiện của gen NTCB ZmNFY-B2 .................... 17
Hình 4.1: Kết quả điện di kiểm tra DNA tổng số trên gel agarose 1%........... 27
Hình 4.2: Kết quả điện di sản phẩm PCR kiểm tra sự có mặt của gen
ZmNF-YB2 ở thế hệ T0 .................................................................. 28
Hình 4.3: A) Kết quả điện di sản phẩm PCR kiểm tra sự có mặt của gen
ZmNF-YB2 ở thế hệ T0; B) Marker 1kb plus................................. 29

Hình 4.4: Biểu đồ so sánh chiều cao trung bình của dòng ngô chuyển gen
21NF.2 và dòng đối chứng Vh1.2 ................................................. 32
Hình 4.5: Biểu đồ so sánh chiều cao trung bình của các dòng ngô chuyển gen
3NF.2, 13NF.2, 15NF.2, 22NF.2 với dòng đối chứng C8H9.2..... 33
Hình 4.6: Kết quả điện di kiểm tra DNA tổng số trên gel agarose 1%........... 35
Hình 4.7: Kết quả điện di sản phẩm PCR kiểm tra sự có mặt của gen
chuyển ZmNF-YB2 ở thế hệ T1 ...................................................... 36
Hình 4.8: Kết quả lai Southern Blot giữa sản phẩm cắt của gen ZmNF-YB2
với mẫu dò tương ứng từ các dòng ngô chuyển gen thế hệ T1 ...... 38


1
PHẦN 1
MỞ ĐẦU
1.1. Đặt vấn đề
Cây ngô có tên khoa học là Zea mays L., thuộc chi Maydeae, họ
Graminaae. Ngô là cây ngũ cốc quan trọng cung cấp lương thực cho con
người, cung cấp nguyên liệu trong chế biến thức ăn chăn nuôi. Ngô là một
trong năm loại cây lương thực chính của thế giới (ngô, lúa nước, lúa mì, sắn
và khoai tây) [3]. Năm 2010 tổng sản lượng của ngô trên toàn thế giới đạt
851173441 tấn thu hoạch từ 164305102 ha (FAO,2014) [15]. Ở Việt Nam ngô
là loại lương thực quan trọng thứ hai sau cây lúa, có sự phát triển rộng khắp,
liên tục. Hiện nay việc chọn tạo giống ngô tốt, sạch bệnh, chất lượng cao,
phẩm chất tốt, chống chịu được các điều kiện ngoại cảnh khắc nghiệt là một
vấn đề đang được quan tâm và được đặt ra hàng đầu. Bên cạnh các phương
pháp chọn lọc truyền thống, với sự phát triển vượt bậc của công nghệ sinh học
hiện đại đã tạo ra các thực vật chuyển gen nói chung, các dòng ngô chuyển
gen nói riêng mang các đặc tính quý mà các phương pháp truyền thống
thường tốn rất nhiều thời gian hoặc không thể thực hiện được. Kĩ thuật
chuyển gen vào cây ngô đã được nghiên cứu và trở thành công cụ quan trọng

từ những năm 1990. Hai phương pháp thường được áp dụng vào chuyển gen
ở cây ngô là chuyển gen trực tiếp bằng súng bắn gen và chuyển gen gián tiếp
bằng vi khuẩn Agrobacterium tumefaciens. Một số tính trạng được tập trung
nghiên cứu chuyển gen vào cây ngô trong những năm qua như nâng cao tính
chịu mặn hay tính chịu hạn [1]. Ở Việt Nam nguồn gen ngô được bảo tồn tại
Viện nghiên cứu ngô với khoảng 400 mẫu giống thụ phấn tự do và 3.000
dòng [9].
Hạn hán là một trong những yếu tố bất thuận chính làm giảm sinh khối
thân, lá và năng suất của ngô trên thế giới cũng như ở Việt Nam, nhất là
những vùng trồng ngô dựa vào nguồn nước tự nhiên. Theo Viện Khoa học
Nông nghiệp Việt Nam diện tích trồng ngô phụ thuộc vào nước mưa chiếm
khoảng 70%, diện tích chủ động được nước tưới chiếm khoảng gần 30%. Ở
nước ta lượng mưa hàng năm phổ biến từ 1700 – 2000 mm đủ cho nhu cầu


2
phát triển của cây ngô, tuy nhiên lượng mưa tập trung theo mùa nên về mùa
khô cây ngô không đủ nước để phát triển. Để cải thiện năng suất trong điều
kiện hạn hán ở cây trồng nông nghiệp nói chung và ở cây ngô nói riêng gặp
phải nhiều khó khăn do hiểu biết về các cơ chế sinh học xảy ra trong cây ở
điều kiện hạn hán còn hạn chế [12], [29]. Hệ số di truyền của các tính trạng
thấp, tính chất không thể đoán trước được như thời gian xảy ra hạn hán, mức
độ của hạn hán [11], [13], [18], [27]. Do đó cần tiếp cận và phát triển các
phương pháp nghiên cứu mới để cải thiện năng suất cây trồng trong điều kiện
hạn hán. Kỹ thuật chuyển gen vào cây ngô đã đạt được những thành công ban
đầu trong quá trình phát triển giống ngô chuyển gen chịu hạn. Năm 2008,
công ty Mosanto, công ty được đầu tư mạnh nhất về công nghệ chuyển gen
trên thế giới, đã chuyển gen chịu hạn vào cây ngô thành công [1]. Ở Việt Nam
vấn đề chuyển gen chịu hạn vào các dòng ngô cũng đang được tập trung tiến
hành nghiên cứu [1].

Tuy nhiên các kết quả nghiên cứu còn rất kiêm tốn và chưa có một
công bố chính thức nào [1]. Với sự tiến bộ về khoa học kĩ thuật, Phòng Thí
nghiệm Trọng điểm Công Nghệ Tế Bào Thực Vật – Viện Di truyền Nông
nghiệp Việt Nam đã tạo ra một số dòng ngô chuyển gen chịu hạn ZmNF-YB2
bằng phương pháp biến nạp thông qua vi khuẩn Agrobacterium tumefaciens
bước đầu đã thu được kết quả. Việc chuyển gen vào các dòng ngô này là
thành công bước đầu, có ý nghĩa rất quan trọng trong việc chọn, tạo các giống
ngô biến đổi gen ở nước ta. Các dòng ngô chuyển gen được tạo ra cần được
xác định sự có mặt và xác định sự biểu hiện của gen chuyển với mục đích
khẳng định được khả năng chịu hạn so với giống ngô gốc. Do vậy chúng tôi
nghiên cứu đề tài: “Nghiên cứu kết quả biến nạp gen chịu hạn ZmNF-YB2
vào một số dòng ngô Việt Nam“.
1.2. Mục đích của đề tài
Xác định sự có mặt và sự biểu hiện của gen chuyển ZmNF-YB2 trong
một số dòng ngô chuyển gen.
1.3. Yêu cầu của đề tài
- Xác định được sự có mặt hay không của gen chịu hạn ZmNF-YB2
trong một số dòng ngô chuyển gen ở thế hệ T0 và T1 bằng kĩ thuật PCR.


3
- Xác định được sự biểu hiện khả năng chịu hạn của các dòng ngô
mang gen chịu hạn ZmNF-YB2 ở giai đoạn cây non.
- Xác định sự có mặt của gen chuyển ZmNF-YB2 ở thế hệ T1 bằng
phương pháp Southern Blot.
1.4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
1.4.1. Ý nghĩa khoa học
- Đề tài hoàn thành sẽ góp phần bổ sung nguồn kiến thức thực tiễn quan
trọng cho lý thuyết đã học.
- Biết và nắm rõ phương pháp nghiên cứu khoa học, xử lý và phân tích

số liệu.
1.4.2. Ý nghĩa thực tiễn
Qua kết quả nghiên cứu đề tài có thể đánh giá được sự có mặt và
biểu hiện của gen ZmNF-YB2 sau khi biến nạp vào một số dòng ngô Việt
Nam. Có được những đánh giá ban đầu về quá trình chuyển gen chịu hạn
vào cây ngô, góp phần giải quyết vấn đề thực tế đặt ra là tạo các dòng ngô
có khả năng chịu hạn.


4
PHẦN 2
TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1. Sơ lược về cây ngô

2.1.1. Nguồn gốc và sự lan truyền của ngô
Hầu hết các nhà sử gia tin rằng ngô có nguồn gốc ở thung lũng
Tehuacan của Mexico [20]. Căn cứ vào những nghiên cứu về nguồn gốc cây
trồng của Vavilov (1926) đã chứng minh rằng: Miền Trung Nam Mexico là
Trung tâm phát sinh thứ nhất và vùng núi Andet thuộc Peru là Trung tâm phát
sinh thứ 2 của cây ngô [28]. Năm 1948 người ta đã tìm thấy hóa thạnh của
phấn ngô được khai quật ở Bellar Arter – Mexico, điều này đã khẳng định
những nhận định của Vavilov là đúng [28].
Ngô được đưa về Việt Nam trồng bằng hai con đường, từ Trung Quốc
và từ Indonexia. Theo nhà bác học Lê Quý Đôn, cây ngô được đưa vào Việt
Nam từ cuối thế kỉ 17 do ông Trần Thế Vinh người huyện Tiên Phong (Sơn
Tây, phủ Quảng Oai) đi sứ Trung Quốc mang về và được trồng đầu tiên ở Sơn
Tây và gọi là “ngô” [9]. Một số tài liệu cho rằng người Bồ Đào Nha đã nhập
ngô vào Jana năm 1946 có thể trực tiếp từ Nam Mỹ. Sau đó ngô được chuyển
từ Indonexia sang Đông Dương và Myanma. Nhờ những đặc tính quý cây ngô
sớm được người Việt Nam chấp nhận và mở rộng sản xuất, coi như là một

trong những cây lương thực chính chỉ sau cây lúa nước [10].

2.1.2. Đặc điểm nông sinh học của cây ngô
Các giống ngô ở Việt Nam có những đặc điểm như chiều cao cây, thời
gian sinh trưởng, chống chịu sâu bệnh và thích ứng với các điều kiện ngoại
cảnh khác nhau. Song cây ngô có những đặc điểm chung về hình thái, giải
phẫu. Các bộ phận của cây ngô bao gồm: rễ, thân, lá, hoa (bông cờ) và hạt [3].
2.1.2.1. Cơ quan sinh dưỡng của cây ngô
Cơ quan sinh dưỡng của cây ngô gồm có: Rễ, thân, lá làm nhiệm vụ
duy trì dinh dưỡng cho cây ngô. Hạt được coi là cơ quan khởi đầu của cây, vì
khi hạt nảy mầm sẽ phát triển thành cây [3].


5

Hình 2.1: Hình ảnh của cây ngô
Rễ cây ngô
Ngô là cây có hệ rễ chùm tiêu biểu cho bộ rễ cây hòa thảo, tùy theo
chức năng và nhiệm vụ hệ rễ của cây hoàn chỉnh chia làm 3 loại: Rễ mầm, rễ
đốt và rễ chân kiềng [8].

Hình 2.2: Hình ảnh rễ mầm, rễ đốt, rễ chân kiềng của cây ngô
- Rễ mầm: Hay còn gọi là rễ tạm thời. Sau khi gieo hạt với đầy đủ điều
kiện cần thiết sẽ nảy mầm. Cơ quan đầu tiên xuất hiện là rễ mầm sơ sinh (rễ
chính, rễ phôi). Ngô là loại hòa thảo có một rễ mầm sơ sinh duy nhất, tương


6
tự cao lương và kê. Rễ mầm giữ vai trò chính trong việc cung cấp nước và
thức ăn cho cây ngô trong thời kì nảy mầm cho đến giai đoạn 4-5 lá [8]. Sau

một thời gian ngắn kể từ sau khi xuất hiện rễ mầm sơ sinh có thể ra nhiều
lông hút và nhánh. Thường thì rễ mầm sơ sinh thường ngừng phát triển và
khô đi sau một thời gian thường là khi cây ngô có từ 3-4 lá. Nhưng cũng có
một số giống ngô rễ mầm tồn tại lâu hơn và ăn sâu vào đất để cung cấp thức
ăn cho cây, loại rễ này thường gặp ở những giống ngô chịu hạn [8].
- Rễ đốt: còn gọi là rễ phụ cố định. Đó là rễ mọc xung quanh các đốt
thân. Khi cây ngô có từ 3-4 lá, rễ đốt bắt đầu phát triển sau đó mọc nhanh và
dần chiếm ưu thế trong việc thay thế bộ rễ mầm. Đây là loại rễ chủ yếu cung
cấp nước và chất khoáng trong suốt quá trình sống của cây ngô. Số lượng rễ
đốt thường nhiều, ở mỗi đốt thường có 8-16 rễ. Ban đầu rễ đốt có xu hướng
ăn ngang ra, sau đó ăn xuống đất và có thể đạt đến độ sâu 2,5m [3].
- Rễ chân kiềng: đó là các rễ mọc xung quanh các đốt thân trên mặt đất.
Loại rễ này to, nhẵn và ít rễ nhánh. Rễ chân kiềng thực chất là rễ đốt nhưng
khác với rễ đốt ở chỗ chúng mọc ở các phần đốt thân ở trên mặt đất, vì vậy có
một phần rễ mọc trong không khí không có rễ con và lông hút. Vì vậy rễ chân
kiềng có nhiệm vụ chủ yếu là giữ cho cây bám chắc vào đất. Khi đã cắm được
vào đất loại rễ này có thể hút nước và chất dinh dưỡng cho cây [3].
Thân cây ngô
Thân ngô thưởng phát triển mạnh, thẳng, cứng. Thân chia làm nhiều
gióng, các gióng nằm giữa các đốt. Tùy theo giống, điều kiện khí hậu và kỹ
thuật gieo trồng mà chiều cao thân khác nhau. Trung bình cây ngô có chiều
cao từ 1,8-2,0m. Trong một số điều kiện canh tác có thể cao đến 7m [3]. Thân
cây ngô có đặc điểm là các gióng gần gốc ngắn, lên cao, dài và to dần, phát
triển nhất là gióng đóng bắp, gióng gần đóng bắp và các gióng sau bé dần. Bề
mặt thân ngô nhẵn và sáng [3].
Lá cây ngô
Lá ngô mọc từ mắt trên đốt và mọc đối xứng xen kẽ nhau. Người ta
chia lá ngô thành bốn loại:
- Lá mầm: là lá đầu tiên khi hạt nảy mầm tạo thành.
- Lá thân: là lá mọc trên đốt thân, có mầm nách ở kẽ chân lá.

7
- Lá ngọn: lá mọc ở ngọn, không có mầm nách ở kẽ lá.
- Lá bi: là những lá bao bắp.
Bẹ lá: bao chặt vào thân, trên bề mặt có nhiều lông. Khi còn non, các bẹ
lá lồng gối vào nhau tạo thành thân giả bao phủ bảo vệ thân chính.
Phiến lá: thường rộng, dài, mép lá lượn sóng.
Thìa lìa: là phần nằm giữ bẹ lá là phiến lá, gần sát với thân. Tuy nhiên
không phải giống ngô nào cũng có thìa lìa. Ở những giống ngô không có thìa
lìa lá gần như thẳng đứng ôm sát vào thân.
Số lượng lá, chiều rộng, độ dày, lông tơ,… tùy thuộc vào từng giống
ngô. Những giống ngô ngắn ngày thường có 15-16 lá, những giống dài ngày
thường có trên 20 lá [3].

Hình 2.3: Hình ảnh lá cây ngô
2.1.2.2. Cơ quan sinh sản của cây ngô
Bắp ngô
Bắp ngô sinh ra từ mầm lá nách trên thân, số mầm nách lá trên ngô
nhiều, nhưng chỉ 1-3 mầm nách trên cùng phát triển thành bắp, mỗi cây


8
thường có 2-3 bắp, số hạt trên bắp, vị trí đóng bắp, thời gian phun dâu, trỗ
cờ,…khác nhau tùy từng giống, điều kiện thời tiết [8].
Hạt ngô
Hạt ngô thuộc loại quả dĩnh gồm 4 bộ phận chính: vỏ hạt, lớp aloron,
phôi và nội nhũ. Dưới lớp vỏ hạt là lớp aloron, lớp aloron là lớp màng mỏng
bao bọc nội nhũ vào phôi. Nội nhũ chiếm khoảng 70-80% khối lượng hạt, là
nơi dự trữ chất dinh dưỡng để nuôi phôi [5]. Nhiệt độ tối thiểu để hạt nảy

mầm là từ 8-12ºC, nhiệt độ tối đa cho hạt nảy mầm là 40-45ºC, nhiệt độ thích
hợp nhất là từ 25-28ºC [8].
Hoa ngô
Hoa ngô thuộc loại đơn tính. Chùm hoa đực phát sinh ở đầu ngọn thân
thường gọi là bông cờ. Hoa đực nằm ở đỉnh thân gồm một trụ chính, trụ phân
thành nhiều nhánh, nhánh lại được phân thành nhiều nhánh nhỏ. Hoa đực mọc
thành giẻ, các giẻ mọc đối diện nhau trên các nhánh, mỗi hoa đực ở ngoài
cùng có hai vỏ trấu hình bầu bục, trên vỏ trấu có gân và lông tơ. Phía trong có
hai mảnh gọi là vỏ trấu trong có màu trắng. Bên trong có ba nhị đực, mỗi nhị
đực có một bao phấn. Mỗi bao phấn chứa 4000-5000 hạt phấn. Khi bông cờ
chín sẽ bắt đầu tung phấn, thời gian tung phấn khoảng từ 5-8 ngày khi thời
tiết ấm. Nếu gặp thời tiết lạnh thời gian tung phấn sẽ dài hơn trong khoảng
8-10 ngày [3].
2.1.3. Các giai đoạn sinh trưởng và phát triển
Đời sống của cây ngô từ khi gieo hạt đến khi thành bắp và hạt trên bắp
chín, trải qua một thời gian sống trên đồng ruộng từ 90-160 ngày. Thời gian
này dài ngắn khác nhau tùy thuộc vào đặc điểm của giống, điều kiện ngoại
cảnh và kĩ thuật canh tác. Tùy thuộc vào mục đích nghiên cứu, tìm hiểu đời
sống cây ngô mà người ta chia thời gian sinh trưởng của cây ngô thành các
giai đoạn khác nhau. Ở Việt Nam dựa vào một số đặc điểm sinh trưởng và
phát triển của cây ngô người ta chia quá trình sinh trưởng và phát triển của
cây ngô thành 6 giai đoạn [9]:
- Thời kì hạt nảy mầm: bắt đầu từ khi hạt hút trương nước đến khi mầm
nhú ra khỏi hạt. Trong hạt, thời kì này quá trình oxy hóa diễn ra mạnh mẽ để
thủy phân các hợp chất hữu cơ phức tạp thành các hợp chất hữu cơ đơn giản


9
như tinh bột chuyển thành đường đơn, chất béo chuyển thành glycerin,… Yêu
cầu điều kiện ngoại cảnh thuận lợi cho thời kì này là nhiệt độ tối ưu nằm

trong khoảng 28-30ºC, không được thấp dưới 10-12ºC. Nước cần thiết cho hạt
ngô nảy mầm không cần nhiều chỉ cần khoảng 40% trọng lượng hạt [9].
- Thời kì từ khi hạt nảy mầm đến giai đoạn có 3 lá. Trong điều kiện
nhiệt độ ấm, đất có đủ độ ẩm chỉ cần 5-7 ngày là ngô đã có 3 lá thân. Thời kì
này cây ngô sinh trưởng chủ yếu dựa vào chất dinh dưỡng trong hạt ngô. Bộ
phận trên mặt đất phát triển chậm hơn dưới mặt đất. Các yếu tố chủ yếu ảnh
hưởng đến thời kì này là nhiệt độ, độ ẩm và độ thoáng khí của đất. Thời kì
này đòi hỏi độ ẩm lên đến 70%, nhiệt độ trên 20ºC [9].
- Thời kì ngô có 3 lá đến thời kì ngô có 8-9 lá. Thời kì này phân hóa
gióng của thân, hình thành các lớp rễ đốt. Cây ngô chuyển từ trạng thái sống
chủ yếu nhờ dinh dưỡng của hạt sang hút chất dinh dưỡng từ đất. Điều kiện
thích hợp cho thời kì này là nhiệt độ từ 20-30ºC, tốt nhất là từ 25-28°C. Độ
ẩm đất đạt 70-80%, đất có đủ dinh dưỡng nhất là các chất đạm [9].
- Thời kì cây từ 8-9 lá đến khi trổ cờ. Đặc điểm của thời kì này là ngô
phát triển thân, lá rất nhanh, bộ rễ phát triển mạnh ăn sâu vào lòng đất và lan
rộng ra xung quanh. Thời kì này quyết định số hoa đực và số hoa cái trên cây
ngô. Điều kiện ngoại cảnh cần thiết cho thời kì này là độ ẩm khoảng 70-80%.
Nhiệt độ tốt nhất là 24-25°C. Nhiệt độ quá cao hoặc quá thấp đều ảnh hưởng
không tốt đến cây ngô dẫn đến những ảnh hưởng đến sự sinh trưởng và phân
hóa các cơ quan sinh sản của cây ngô [9].
- Thời kì trỗ cờ, tung phấn, phun dâu, thụ tinh. Thời kì này diễn ra
trong một khoảng thời gian không dài từ 10-15 ngày. Tuy nhiên đây là thời kì
quyết định đến năng suất của cây ngô. Vào thời kì này cây ngô hầu như
ngừng lớn nhưng vẫn hút chất dinh dưỡng mạnh. Lúc này các chất dinh
dưỡng tập trung tích tụ vào hạt. Nhiệt độ tốt nhất cho giai đoạn này là từ
22-25°C. Nhiệt độ dưới 20°C sẽ ảnh hưởng đến khả năng thụ phấn, phun dâu.
Nhiệt độ trên 35°C làm hạt phấn mất sức sống [9].
- Thời kì hạt chín. Thời kì này kéo dài khoảng 35-40 ngày kể từ sau khi
thụ phấn cho đến khi hạt phát triển đến mức hoàn chỉnh. Chất dinh dưỡng từ

10
thân, lá tập trung vào hạt. Trong thời kì này diễn ra nhiều biến đổi sinh lý và
sinh hóa phức tạp [9].

2.1.3. Giá trị dinh dưỡng của hạt ngô
Có rất nhiều loại ngô, các giống ngô nếp, ngô răng ngựa ở nước ta thì
có hàm lượng tinh bột cao, lượng đường ít. Trong khi đó các giống ngô ở Mỹ
và Châu Âu thường được lai tạo để có lượng tinh bột rất ít, độ ngọt cao [6].
Hàm lượng một số thành phần quan trọng trong hạt ngô:
- Protein: Ngô có trung bình 10,6% protein, protein chính của ngô là
Zein, một loại prolamin gần như không có lysine va triptophan. Nếu ăn phối
hợp ngô với đậu đỗ và các thức ăn động vật thì giá trị protein trong hạt ngô sẽ
tăng lên nhiều [6].
- Lipit: Lipit chiếm 4-5% trong hạt ngô, phần lớn tập trung ở phôi và
màng aloron. Trong chất béo của ngô có chứa 50% là axit linoleic, 31% là
acid oleic, 13% là axit panmitic và 3% là axit stearic [6].
- Gluxit: Gluxit chiếm khoảng 69% trong hạt ngô chủ yếu là tinh bột. Ở
hạt ngô non còn có thêm một số loại đường đơn và đường kép [6].
- Chất khoáng: Ngô nghèo canxi, giàu photpho [6].
- Vitamin: vitamin của ngô tập trung ở lớp ngoài hạt ngô và ở mầm.
Ngô có nhiều vitamin B1, riêng ngô vàng có chứa nhiều carotene (tiền
vitamin A) [6].

2.1.4. Vai trò của cây ngô
Ngô là nguồn lương thực nuôi sống 1/3 dân số thế giới. Ngô là nguồn
lương thực chính của người dân khu vực Đông Nam Phi, Tây Phi và Nam Á.
Ngô là thành phần quan trọng nhất trong thức ăn chăn nuôi. Hầu như 70%
tinh bột sử dụng trong chăn nuôi được tổng hợp từ ngô, 71% sản lượng ngô
trên thế giới sử dụng làm thức ăn chăn nuôi. Ở các nước phát triển sản lượng

ngô chủ yếu được sử dụng cho chăn nuôi như: Mỹ sử dụng 76%, Bồ Đào Nha
91%, Italia 90%, Croatia 95%, Trung Quốc 76%, Thái Lan 96% [10].
Trong những năm gần đây, khi mà đời sống con người ngày càng được
nâng cao thì nhu cầu sử dụng ngô là thực phẩm ngày càng lớn. Người ta sử


11
dụng bắp ngô bao tử làm rau cao cấp, các món ăn được chế biến từ ngô như
ngô chiên, súp ngô, snack ngô,…là các loại thực phẩm được nhiều người ưa
chuộng [10].
Mặt khác trong đông y, ngô cũng có giá trị trong điều trị một số bệnh. Dâu
ngô và ruột cây ngô có vị ngọt, có tác dụng lợi tiểu, thông mật, cầm máu [10].
2.2. Tình hình sản xuất ngô trên thế giới và ở Việt Nam

2.2.1. Tình hình sản xuất ngô trên thế giới
Trên thế giới, ngô chiếm thứ 3 về diện tích, sản lượng xếp thứ 2 và
năng suất cao nhất trong các cây ngũ cốc. Ngành sản xuất ngô trên thế giới
tăng liên tục từ đầu thế kỉ 20 đến nay, nhất là trong hơn 40 năm gần đây. Năm
2009 sản lượng ngô trung bình của thế giới là 820003525 tấn, năm 2010 đã
đạt 851173441 tấn. Năm 2014 theo FAOSTAT, sản lượng ngô trên toàn thế
giới đã đạt 872066770 tấn [15].
Để đạt được kết quả trên nhờ ứng dụng rộng rãi thuyết ưu thế lai và cải
tiến kĩ thuật canh tác. Đặc biệt từ 10 năm trở lại đây với sự phát triển vượt bậc
của công nghệ sinh học đã tạo ra nhiều giống ngô vừa có khả năng chống chịu
được các điều kiện ngoại cảnh khắc nghiệt vừa giúp nâng cao năng suất và
chất lượng ngô [1].
Bảng 2.1: Tình hình sản xuất ngô trên thế giới từ năm 2009 – 2012
Năm

Diện tích

(ha)

Năng suất
(hg/ha)

Sản lượng
(Tấn)

2009

158851416

51621

820003525

2010

164305102

51804

851173441

2011

172048410

51614

888008422

2012

177379507

49164

872066770
(Nguồn: FAOSTAT, 2014) [15]


12

2.2.2. Tình hình sản xuất ngô ở Việt Nam
Ở nước ta ngô được trồng ở hầu hết các địa phương có địa hình đất
cao dễ thoát hơi nước. Những vùng trồng ngô lớn là Đông Nam Bộ, Tây
Nguyên, miền núi phía Bắc, Trung du Đồng bằng Sông Hồng, Duyên Hải
Miền Trung [8]. Trong đó các tỉnh miền núi phía Bắc chủ yếu sử dụng
các giống ngô địa phương. Đến đầu những năm 1980 năng xuất chỉ đạt
1,1 tấn/ha do vẫn trồng các giống ngô địa phương với kĩ thuật thâm canh
lạc hậu. Từ giữa những năm 1980, nhờ hợp tác kĩ thuật với Trung tâm
Cải tạo Ngô và Lúa mỳ Quốc tế (CIMMYT), nhiều giống ngô cải tiến đã
được đưa vào trồng ở nước ta, góp phần nâng năng xuất lên gân 1,5
tấn/ha vào đầu những năm 1990. Tuy nhiên, ngành sản xuất ngô thực sự
có những bước tiến nhảy vọt từ đầu những năm 1990 đến nay, gắn liền
với việc không ngừng mở rộng các giống ngô lai ra sản xuất, đồng thời
cải tiến kĩ thuật canh tác phù hợp với yêu cầu của giống mới [8]. Năm
2009 diện tích trồng ngô ở Việt Nam là 1089200 ha sản lượng đạt
4371700 tấn. Năm 2010 diện tích trồng ngô tăng lên 1126391 ha sản

lượng đạt 4606800 tấn. Năm 2011 diện tích trồng ngô là 1121255 sản
lượng đạt 4835717 tấn. Năm 2012 tuy diện tích trồng ngô là 1118221 ha
giảm so với năm 2010 và năm 2011 nhưng sản lượng ngô đạt 4803196
tấn cao hơn sản lượng năm 2010 [15].
Bảng 2.2:Tình hình sản xuất ngô ở Việt Nam từ năm 2009 – 2012
Năm

2009

2010

2011

2012

Diện tích
(ha)

1089200

1126391

1121255

1118221

Sản lượng
(tấn)

4371700

4606800

4835717

4803196

Năng suất
(hg/ha)

40137

40899

43128

42954

(Nguồn: FAOSTAT, 2014) [15]


13
2.3. Các phương pháp chuyển gen ở thực vật

2.3.1. Phương pháp chuyển gen trực tiếp
Chuyển gen bằng súng bắn gen
Là sử dụng những công cụ (súng bắn gen) có thể tạo được áp lực trong
không khí đẩy được các viên đạn (làm bằng chất liệu vàng hoặc tungteng có
kích thước khoảng 1µm) có phủ các vector chuyển gen đi với tốc độ 1300m/s.
với tốc độ bắn này viên đạn có thể xuyên qua các lớp tế bào bên ngoài của mô

và xâm nhập vào các tế bào bên trong gặp nhân và gắn vào nhiễm sắc thể của
tế bào. Chọn lọc các tế bào mang gen và tái sinh thành cây chuyển gen [7].
Chuyển gen bằng xung điện
Kỹ thuật này áp dụng cho chuyển gen vào tế bào trần. Người ta chuẩn
bị dịch huyền phù tế bào trần và plasmid tái tổ hợp mang gen mong muốn và
gen chọn lọc. Dùng thiết bị xung điện tạo điện thế cao khoảng 200-600V/cm
trong khoảng thời gian ngắn 4-5‰S. Kết quả làm cho màng tế bào trần xuất
hiện các lỗ hổng nhỏ tạm thời mà qua đó các DNA tái tổ hợp ở ngoài có thể đi
qua và vào bên trong tế bào. Sau quá trình xung điện tế bào được nuôi trong
môi trường thích hợp hoặc môi trường chọn lọc để tách các tế bào đã nhận
được DNA tái tổ hợp. Sau đó các tế bào này được nuôi cấy để tái sinh thành
cây và tiếp tục chọn lọc [7].
Chuyển gen bằng phương pháp PEG (Polyethylene Glycol)
Phương pháp chuyển gen nhờ PEG thường được sử dụng để chuyển
gen vào tế bào trần. Ở nồng độ cao, PEG làm cho DNA không ở trạng thái
hòa tan nữa mà dính trên màng sinh chất. Sau đó loại bỏ PEG và xử lý Ca2+
hoặc ở độ pH cao, DNA biến nạp sẽ được chuyển vào tế bào trần [7].
Chuyển gen bằng phương pháp vi tiêm
Phương pháp vi tiêm là phương pháp sử dụng vi kim và kính hiển vi để
đưa DNA tái tổ hợp vào mỗi tế bào nhất định [7].

2.3.2. Phương pháp chuyển gen gián tiếp
Chuyển gen thông qua virus
Virus được sử dụng nhiều làm vector chuyển gen trong cây trồng do
chúng có cơ chế xâm nhiễm và lây lan trong thực vật. Mặt khác trong cấu tạo
của virus cũng có sự có mặt của axit nucleic làm cơ sở cho việc gắn các gen


14
cần chuyển vào. Tuy nhiên để có thể trở thành vector chuyển gen thì virus cần

có những tiêu chuẩn sau:
- Gennome của virus là DNA chứ không phải ARN
- Có thể chuyển từ tế bào này qua tế bào khác thông qua các lỗ trên
thành tế bào
- Có khả năng tải được các DNA gắn vào
- Có phổ kí chủ rộng
- Không gây hại
Tuy nhiên hiện nay việc chuyển gen bằng virus rất ít được sử dụng. Do
về nguyên tắc virus không truyền qua hạt cho nên việc nhân giống cây chuyển
gen nhờ virus phải được tiến hành bằng phương pháp vô tính. Điều này không
phải được thực hiện ở tất cả các loài cây. Vì vậy đây chính là nhược điểm lớn
của phương pháp này [7].
Chuyển gen thông qua vi khuẩn Agrobacterium
Agrobacterium tumefaciens và Agrobacterium rhizogenes là hai loại vi
khuẩn gây bệnh cho thực vật được sử dụng như các vector tự nhiên để mang
các gen ngoại lai vào mô tế bào thực vật. A.tumefaciens có chứa một plasmid
lớn kích thước khoảng 200 kb gọi là Ti-plasmid. Ti-plasmid là nguyên nhân
gây nên khối u ở thực vật. Cây bị nhiễm A.tumefaciens qua các vết thương,
biểu hiện rõ nhất là các khối u hình thành ngay ở vị trí lây nhiễm. Sự hình
thành khối u sau đó có thể tiếp tục mà không cần sự có mặt của vi khuẩn. Khả
năng này có được do A.tumefaciens đã chuyển một đoạn DNA của Ti-DNA
(T-DNA) xâm nhập vào hệ gen của cây bị bệnh [7].
2.4. Tổng quan về gen ZmNF-YB2

2.4.1. Tình hình nghiên cứu về gen ZmNF-YB2 ở trên thế giới
Trong điều kiện thiếu nước sẽ làm cho thực vật đóng các khí khổng,
giảm hô hấp, giảm quang hợp, giảm thể tích nước trong các mô thực vật, quá
trình sinh trưởng chậm lại, hệ rễ phát triển mạnh để hút nước,…[23].
Khả năng chịu hạn ở cây trồng nói chung ở ngô nói riêng là tính trạng
được kiểm soát bởi nhiều gen [16]. Trong suốt chu kì sống của cây ngô, thiệt

hại lớn nhất là bị hạn vào thời điểm trước và sau khi ra hoa [24]. Trong quá


15
trình thiếu nước cây thường biểu hiện các triệu chứng căng thẳng bao gồm
làm cho lá nhanh già và tế bào bị lão hóa do bị oxy hóa bởi ánh sáng, giảm sự
phát triển của lá [24].
Một vài cấu trúc phân tử NF-Y trong cây đã được biết có chức năng
trong sự phát triển phôi, chống chịu hạn hán và trong điều kiện axit absissic
(ABA) cao [21]. NF-Y là một phức hệ vùng bảo thủ bao gồm NF-YA
(HAP2), NF-YB (HAP3), và tiểu đơn vị NF-YC (HAP5) [22]. Nhân tố NF-Y
thường hoạt động phối hợp với các nhân tố phiên mã khác để kiểm soát hoạt
động của gen một cách chặt chẽ. Ở thực vật, gen NF-Y đã được khuếch đại
với khoảng 10 gen khác nhau mã hóa mỗi tiểu đơn vị của nhân tố phiên mã
phức tạp [14], [16], [17]. Năm 2007, Nelson và cộng sự đã tiến hành một
phân tích có hệ thống họ các yếu tố phiên mã NF-Y trên cây Arabidopsis
thaliana để xác định gen cải thiện khả năng chống chịu với căng thẳng của
môi trường. AtNF-YB1 là 1 gen liên quan đến khả năng chịu hạn thuộc nhóm
nhân tố phiên mã NF-Y [24]. Kết quả thí nghiệm đã chứ minh rằng cây
Arabidopsis thaliana chuyển gen AtNF-YB1 trong điều kiện hạn hán ít bị héo
lá hơn, khả năng duy trì thế năng nước, khả năng quang hợp, nồng độ
chlorophyll cao hơn so với dòng hoang dại. Nhiệt độ của lá của cây chuyển
gen cũng thấp hơn dòng hoang dại tạo ra chúng, những tính trạng trên là
những tính trạng quan trọng liên quan đến khả năng chịu hạn và năng suất của
cây. Điều này chứng tỏ gen chuyển AtNF-YB1 làm tăng khả năng chịu hạn
cho cây A.thaliana [24].
Các phân tích sinh học đã được sử dụng để xác định một đồng đẳng của
AtNF-YB1 ở ngô là ZmNF-YB2. Các phân tích này chỉ ra rằng ZmNF-YB2 có
trình tự tương đồng nhất với AtNF-YB1 và có chức năng hoạt động tương tự
như gen AtNF-YB1 ở cây Arabidopsis thaliana [24], hơn nữa ZmNF-YB2

được thể hiện rộng rãi trên nhiều dòng ngô. Cũng giống như gen AtNF-YB1,
hiện nay cơ chế tác động đến khả năng chịu hạn của gen ZmNF-YB2 vẫn chưa
được rõ ràng [24]. Từ các nghiên cứu về cây Arabidopsis thaliana ở trên
Nelson và cs đã tiến hành biến nạp gen ZmNF-YB2 vào cây ngô. Kết quả cho


16
thấy trong điều kiện hạn hán lá của dòng ngô chuyển gen ít bị héo hơn so với
dòng đối chứng chứng tỏ tế bào ít bị lão hóa hơn. Khi tưới nước đầy đủ trở lại
sau khi dừng xử lý hạn, dòng chuyển gen có khả năng phục hồi nhanh hơn
đáng kể so với dòng đối chứng [24].
Ngoài đánh giá bằng sự khác biệt giữa đặc điểm nông sinh học giữa
hai dòng, một số chỉ tiêu quan trọng khác như nồng độ chlorophyll, nhiệt độ
của lá, khả năng quang hợp, sự dẫn nước của khí khổng cũng đã được
Nelson và Cs tiến hành phân tích. Kết quả phân tích cho thấy hàm lượng
Chlorophyll của dòng chuyển gen cao hơn 2.9 SPAD (chỉ số diệp lục) so với
dòng đối chứng. Nhiệt độ lá của dòng chuyển gen thấp hơn 0,3°C so với
dòng đối chứng. Khả năng quang hợp của dòng chuyển gen cao hơn 3,4
µmol CO2 trên 1m2 lá trong 1 giây so với dòng đối chứng. Độ dẫn nước của
khí khổng ở dòng chuyển gen cũng cao hơn 24 mmol H2O trên 1m2 trong 1
giây so với dòng đối chứng [24]. Các kết quả nghiên cứu trên của Nelson và
cộng sự đã chứng tỏ sự gia tăng hoạt động của gen ZmNF-YB2 trên cây ngô
và đồng đẳng AtNF-YB1 trên cây Arabidpsis thaliana làm tăng khả năng
chịu hạn cho cây. Kết quả nghiên cứu này mở ra một con đường đầy tiềm
năng trong việc cải tạo cây trồng thương mại nói chung và cây ngô nói riêng
trong điều kiện hạn hán [24].

2.4.2. Tình hình nghiên cứu về gen ZmNF-YB2 ở trong nước
Gần đây, các công bố đã chỉ ra rằng: cây ngô được biến nạp gen mã hóa
yếu tố phiên mã ZmNF-YB2 có khả năng kháng hạn cao [4]. Chính vì vậy

Phòng Thí nghiệm Trọng điểm Quốc gia Công nghệ Tế bào Thực vật, Viện
Di truyền Nông nghiệp đã phân lập gen ZmNF-YB2 từ thư viện cDNA chịu
hạn của giống ngô tẻ Cao bằng-NTCB của Việt Nam (NTCB-ZmNF-YB2).
Kết quả cho thấy 95% nucleotit của gen NTCB ZmNF-YB2 tương đồng với
gen ZmNF-YB2 đã công bố trong ngân hàng gen (gb/DQ333304.1/). Tổ hợp
vector biểu hiện pZY10135S::NTCB ZmNFY-B2 đã được thiết kế và biến nạp
vào chủng vi khuẩn Agrobacterium EHA101 đây là kết quả ban đầu để nghiên


17
cứu biểu hiện của gen NTCB ZmNFY-B2 trong cây ngô chuyển gen, hướng
tới việc tạo thành các dòng ngô kháng hạn của Việt Nam. [4]
Promoter 35S và TEV enhancer trước vùng MSC cho phép điều hòa biểu hiện
của gen lạ được chèn vào vị trí MCS ở thực vật. Với cấu trúc này biểu hiện
của gen NTCB-ZmNF-YB2 trong vector biểu hiện sử dụng cho chuyển gen
được điều khiển bởi promoter 35S.

Hình 2.4: Cấu trúc vector biểu hiện của gen NTCB ZmNFY-B2
Với sự tiến bộ về khoa học kĩ thuật, Phòng Thí nghiệm Trọng điểm
Công nghệ Tế bào Thực vật – Viện Di truyền Nông nghiệp Việt Nam đã tạo
ra một số dòng ngô chuyển gen chịu hạn ZmNF-YB2 bằng phương pháp biến
nạp thông qua vi khuẩn Agrobacterium tumefaciens bước đầu đã thu được kết
quả. Việc chuyển gen vào các dòng ngô này là thành công bước đầu, có ý
nghĩa rất quan trọng trong việc chọn, tạo các giống ngô biến đổi gen ở nước ta
[4].