SEMINAR CNSH NN Cao học Bách Khoa HCM Khóa 2020: CRISPR Cas9 và tiếp cận Tin Sinh Học

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TPHCM
BỘ MÔN CÔNG NGHỆ SINH HỌC

CÔNG NGHỆ SINH HỌC NÔNG NGHIỆP

CHUYỂN GEN CHỐNG BẠC LÁ Ở LÚA SUPER BASMATI BẰNG CÔNG
NGHỆ CRISPR – CAS 9

GVHD: PGSTS. LÊ THỊ THỦY TIÊN
HV : NGUYỄN VÕ MINH TRUNG
1/3/22

HV : LÊ THỊ HỒNG NGÂN

1


1/3/22

2
5

4

ĐẶT VẤN ĐỀ

•

TỔNG QUAN

•

VẬT LIỆU – PHƯƠNG PHÁP

•

KẾT QUẢ

•

BÀN LUẬN

•

3

2

1

NỘI DUNG


ĐẶT VẤN ĐỀ

Gạo Basmat:
Hạt dài
Trồng chủ yếu ở Ấn Độ và Pakistan
Có 2 loại trắng và nâu
Nổi tiếng khắp thế giới về hương vị,
mùi thơm và những lợi ích tuyệt vời

cho sức khỏe

1/3/22

3


ĐẶT VẤN ĐỀ

1/3/22

4


ĐẶT VẤN ĐỀ

Vấn đề sản xuất lúa gạo

- Tình hình tiêu thụ đang tăng nhanh hơn so với sản xuất.
- Do ảnh hưởng của biến đổi khí hậu.
- Sự quay trở lại của một số bệnh trên cây lúa (bạc lá, đạo ôn …).
1/3/22

5


ĐẶT VẤN ĐỀ

Một trong những bệnh trên cây lúa gây ra những thiệt hại đáng kể: Bệnh bạc lá.

1/3/22

6


TỔNG QUAN

1.
2.
3.
4.

1/3/22

Bệnh bạc lá
Vi khuẩn gây bệnh bạc lá
Cơ chế gây bệnh
Công cụ chỉnh sửa

7


BỆNH BẠC LÁ

•
•
•

Được phát hiện lần đầu tiên ở Nhật Bản.
Năm 1974: Ezuka xác định do Xanthomonas Oryzae

Trở nên phổ biến trên các vùng trồng lúa trên khắp thế giới vào cuối thập kỷ 60
đến đầu thập kỷ 80 ở thế kỷ trước.

•

1/3/22

Hiện nay lại có xu hướng quay trở lại.

8


BỆNH BẠC LÁ
Triệu chứng
Vết bệnh ở mép lá, mút lá lan dần vào phiến lá hoặc lan thẳng
xuống gân chính; có khi bắt bắt đầu ngay giữa phiến lá.

Vết bệnh lan rộng theo đường gợn sóng hoặc thẳng,
mơ bệnh tái xanh, vàng lục, cuối cùng cháy khơ có
màu nâu xám.

1/3/22

9


Xanthomonas oryzae pv. Oryzae (Xoo)

Phân loại
Giới: Bacteria

Ngành: Proteobaceria
Lớp: Gammaproteobaceria
Bộ: Xanthomonodales
Họ: Xanthomonodaceae
Chi: Xanthomonas

1/3/22

10


Xanthomonas oryzae pv. Oryzae (Xoo)

Đặc điểm sinh học

•
•
•
•
•
•
•
•

1/3/22

Vi khuẩn gram (-)
Có sắc tố vàng
Khơng sinh bào tử
Tế bào hình que

Hai đầu hơi trịn
Có lơng roi ở một đầu
Kích thước 0,4-0,6x1,1x2,0 µm

TB VK Xoo chủng PX099 quan sát dưới kính hiển vi điện tử truyền qua

Bao quanh tế bào là màng nhầy

11


Cơ chế gây bệnh

1/3/22

12


Vai trị của protein TAL đối với q trình xâm nhiễm của Xoo

1/3/22

13


Cơ chế gây bệnh

•

Trong số sáu TALE nổi tiếng được phát hiện có EBE trong gen SWEET, có bốn gen hiện diện trong OsSWEET14 vùng khởi động của gen:

AvrXa7; PthXo3; TalF; TaIC. 

•

Nhắm mục tiêu 4 EBE có trong gen OsSWEET14. Chúng tơi có thể thu được bốn dòng Super Basmati khác nhau (SB-E1, SB-E2, SB-E3 và SBE4) đã chỉnh sửa EBE của ba TALE (AvrXa7, PthXo3 và TalF)

1/3/22

14


Các nghiên cứu chọn giống kháng bệnh bạc lá hiện nay
1. Nghiên cứu chọn giống lúa kháng bệnh dựa trên gen kháng bằng chỉ thị phân tử.
2. Nghiên cứu chọn giống lúa kháng bệnh dựa trên protein TAL.

1/3/22

15


Nghiên cứu tạo giống lúa kháng bệnh bạc lá bằng công nghệ
gen
Các công cụ chỉnh sửa gen

1.
2.
3.

1/3/22

ZFN  bị giới hạn trong thiết kế, tỷ lệ thành công thấp
TALEN  bị giới hạn trong thiết kế
CRISPR/Cas 9

16


1/3/22

17


CRISPR/Cas 9

1/3/22

18


Cơ chế chỉnh sửa đột biến đứt gãy ADN của tế bào

1/3/22

19


MỤC TIÊU

A. Sơ dồ vị trí của các EBE trên promoter và 3
gRNA, gRNA1: mục tiêu là PthXo3 và XvrXa7;

gRNA2: TalC và gRNA3: TalF

B. Sơ đồ gen OsSWEET 14 chỉnh sửa khả năng
kháng bệnh bạc lá

1/3/22

20


VẬT LIỆU
PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

1/3/22

21


VẬT LIỆU
1. Mẫu thực vật
Cây chủ: Giống Super Basmati
Cây đối chứng: Giống IR24
Các hạt lúa được lấy từ DNA Markers và Phịng thí nghiệm
Ứng dụng Genomics của Viện Cơng nghệ Sinh học và Kỹ thuật
Di truyền Quốc gia (NIBGE), Faisalabad, Pakistan.

1/3/22

22

2. Các vector nhân dịng

•

pTZ57 R/T (Thermo Scientific, US): Dùng để nhân dịng khi xác định
trình tự promoter của gen OsSWEET14

•

pRGEB32: nhân dịng khi thiết kế gRNA

1/3/22

23


pRGEB32

1/3/22

24


Cơng cụ đám mây hỗ trợ RD

•
•

Lab notebook điện tử kèm theo các cơng cụ Tin sinh

Điểm nhấn:

– Có thể liên kết với drive ngoài
– Quản lý thư mục dễ dàng
– Các cơng cụ: Import, chú giải trình tự, Sắp gióng cột, thiết kế primer, cloning, CRISPrCas design

1/3/22

25