Đề tài: Tạo chủng vi khuẩn Agrobacterium tumefaciens mang gen kháng côn trùng để chuyển vào cây trồng

Mục đích nghiên cứu của đề tài "Tạo chủng vi khuẩn Agrobacterium tumefaciens mang gen kháng côn trùng để chuyển vào cây trồng" là sử dụng các kỹ thuật sinh học phân tử và công nghệ gen để nghiên cứu các đoạn khởi động đặc hiệu thực vật và gen có hoạt tính kháng côn trùng. Trên cơ sở đó, thiết kế các vectơ Ti-plasmit và tạo chủng A. tumefaciens phục vụ công nghệ chuyển gen nhằm mục đích nâng cao tính kháng sâu bệnh của cây trồng.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Đề tài: Tạo chủng vi khuẩn Agrobacterium tumefaciens mang gen kháng côn trùng để chuyển vào cây trồng 1 MỞ ĐẦU Mức độ gia tăng dân số nhanh chóng đã đẩy toàn nhân loại phải đối mặtvới thách thức lớn lao, đó là khắc phục sự đói nghèo. Vấn đề làm sao để tăng sảnlượng nông nghiệp, cung cấp lương thực ổn định cho con người luôn là mối quantâm đặc biệt của nhiều quốc gia trên thế giới. Tình hình lương thực bấp bênh cònkhá phổ biến ở nhiều nơi. Bên cạnh những nguyên nhân chính như nông nghiệpchưa được coi trọng đúng mức, đất đai chưa được sử dụng hợp lý, thì sâu bệnh,đặc biệt là côn trùng, là một trong những tác nhân gây thiệt hại chủ yếu cho mùamàng. Theo thống kê của Dean & Adang [ ], Oerke & đtg [], những tổn thất mùamàng nghiêm trọng trên toàn cầu do sâu bệnh gây ra ước tính chiếm từ 35 đến42% tổng sản lượng nông nghiệp hàng năm, trong đó thiệt hại do côn trùng chiếmtừ 13-16%. Mức độ thiệt hại có khi lên tới 70% nếu như cây trồng không được ápdụng các biện pháp bảo vệ. Hiện nay, rất nhiều loại thuốc trừ sâu hoá học đang được sử dụng đểphòng trừ sâu bệnh với chi phí tốn kém, gây ô nhiễm môi trường và gây độc hạicho sức khoẻ con người, vật nuôi. Để cải thiện tình hình này, chúng ta cần ứngdụng những kỹ thuật tiên tiến trong bảo vệ cây trồng nhằm xây dựng một nềnnông nghiệp sạch, bền vững. Việc tạo ra các giống cây trồng biến đổi di truyền(Genetically Modified Crops, GMOs) có khả năng kháng sâu bệnh và côn trùng nóiriêng nhờ kỹ thuật tạo dòng phân tử, kỹ thuật chuyển gen thực vật được quan tâmnghiên cứu và ứng dụng thực tiễn nhằm nâng cao năng suất cây trồng và đem l ạilợi ích tối đa cho nền nông nghiệp. Hơn nữa, các tiến bộ đạt được còn khắc phụcđược những hạn chế khi sử dụng các biện pháp trừ sâu hoá học cũng như các biệnpháp sinh học truyền thống, nâng mức độ an toàn cho con người, vật nuôi và cảithiện môi trường sinh thái. Bằng các kỹ thuật di truyền mới này, triển vọng tạo racác giống cây trồng mang những đặc tính mong muốn trong thời gian tương đốingắn đã trở thành hiện thực. Đến nay hàng loạt gen mã hoá protein có hoạt tính 2diệt côn trùng gây hại (gen kháng côn trùng) như gen cry của vi khuẩn Bacillusthuringiensis, gen mã hoá các chất ức chế proteaza và ỏ-amylaza… được chuyểnvào thực vật nhờ các phương pháp thích hợp với sản phẩm là những cây trồng cókhả năng tự kháng sâu bệnh. Trên thế giới, khá nhiều phương pháp chuyển gen thực vật đã được nghiêncứu và áp dụng thành công, như phương pháp vi tiêm, sử dụng súng bắn gen, xungđiện. Trong đó, phương pháp có giá trị thực tiễn cao và được sử dụng rộng rãinhất là phương pháp biến nạp gen thông qua vi khuẩn đất Agrobacteriumtumefaciens. Với ưu điểm như ít tốn kém, dễ áp dụng trên các đối tượng cây trồngnên phương pháp này rất phù hợp với điều kiện của các nước đang phát triển nhưViệt Nam []. Nhiều nơi trên thế giới, kỹ thuật chuyển và biểu hiện gen kháng côntrùng nói riêng và gen có lợi nói chung vào cây trồng thông qua phương pháp này đãvà đang là công cụ hỗ trợ chính trong chọn giống thực vật. Ở nước ta, nghiên cứuchuyển gen thực vật mới chỉ bắt đầu, chủ yếu tại các phòng thí nghiệm của ViệnCông nghệ Sinh học và Viện Sinh học Nhiệt đới (thuộc Trung tâm Khoa học Tựnhiên và Công nghệ Quốc gia), Viện Di truyền Nông nghiệp và Viện Nghiên cứuLúa đồng bằng sông Cửu Long (thuộc Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn).Hầu hết các nghiên cứu sử dụng gen chỉ thị và một số gen khác trên các vectơplasmit được thiết kế sẵn. Tuy nhiên, phần lớn các vectơ tái tổ hợp và các kết cấugen được các nhà sáng chế và công ty/ cơ quan đăng ký sở hữu trí tuệ dưới dạngcác sáng chế hoặc các giải pháp hữu ích. Về khía cạnh sở hữu trí tuệ, đ ể đ ượcquyền sử dụng mỗi thành phần trong vectơ tái tổ hợp, thông thường người nhậnphải liên lạc với các nhà sáng chế, cơ quan hoặc công ty sở hữu đ ể ký các h ợpđồng chuyển giao nguyên liệu (Material Transfer Agreement, MTA). Qua các hợpđồng này, chúng ta thường chỉ được sử dụng nguyên liệu cho mục đích nghiên cứuvới rất nhiều ràng buộc về khía cạnh xuất bản, sản phẩm nghiên cứu, sở hữu,chuyển giao... Rõ ràng, để có được những vectơ mang gen tái tổ hợp có giá trị donước ngoài thiết kế, bên cạnh những chi phí lớn, còn có nhiều khó khăn phức tạptrong chuyển giao nguyên liệu và công nghệ. Do vậy, một yêu cầu cấp bách đặt ra 3là chúng ta phải tự thiết kế được các vectơ chuyển gen thực vật nói chung vàvectơ mang đoạn khởi động đặc hiệu để điều khiển biểu hiện gen kháng côntrùng nhằm mục đích chuyển và biểu hiện các gen này trong các đối tượng câytrồng ở nước ta. Trên cơ sở ý nghĩa lý luận và thực tiễn của hướng nghiên cứu này, chúngtôi đã tiến hành đề tài: “Tạo chủng vi khuẩn Agrobacterium tumefaciens manggen kháng côn trùng để chuyển vào cây trồng”, với các mục đích và ...