Đồ án: Tìm hiểu phương pháp chuyển gen thực vật tạo gạo vàng giàu vitamin A

Đồ án với đề tài "Tìm hiểu phương pháp chuyển gen thực vật tạo gạo vàng giàu vitamin A" nhằm góp phần phổ biến cho mọi người hiểu về ý nghĩa của việc nghiên cứu lúa (gạo) chuyển gen giàu β- caroten,cũng như cách thức mà các nhà khoa học tạo ra giống lúa này.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Đồ án: Tìm hiểu phương pháp chuyển gen thực vật tạo gạo vàng giàu vitamin A LỜI CẢM ƠN Hoàn thành Đồ án này cho tôi được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy giáo Thầy Tạ Ngọc Ly đã tận tình giúp đỡ tôi trong suốt thời gian học tập, thực tập nghiên cứu vừa qua. Tôi xin chân thành cảm ơn quý thầy cô trong bộ môn Công Nghệ Sinh Học đã giúp đỡ, tạo điều kiện cho tôi được trang bị nhiều kiến thức bổ ích cũng như hoàn thành Đồ án này. Cuối cùng xin cho phép con được cảm ơn các bạn trong lớp 09SHLT đã động viên, giúp đỡ cho tôi hoàn thành Đồ án này. Xin được tri ân tất cả những người. Đà Nẵng, ngày 22 tháng 12 năm 2009 Sinh viên thực hiện Võ Khắc Phi ĐẶT VẤN ĐỀ Gạo là thức ăn chính cho hơn 3 tỷ người trên thế giới, cung cấp chủ yếu nguồn năng lượng và protein trong khẩu phần ăn của người dân châu á cũng như châu Phi. Hạn chế ở gạo là không có hoặc chứa ít các vi chất dinh dữơng thiết yếu, như không chứa vitamin A, rất ít vitamin E, sắt và kẽm. Thêm vào đó, nhiều trường hợp vi chất lại ở dạng khó hấp thu. Điều này là nguyên nhân chính gây ra hiện tượng suy dinh dưỡng ở nhiều nước đang phát triển nơi người dân dựa vào gạo là nguồn thức ăn chính. Hiện nay trên thế giới có khỏang trên 2 tỷ người suy dinh dưỡng do thiếu chất vi lượng sắt, vitamin A, iốt và kẽm. Vì vậy, thiếu vi chất dinh dưỡng đang còn là vấn đề sức khỏe cộng đồng ở các nước đang phát triển. ở Việt Nam, tình trạng thiếu chất sắt, vitamin A còn khá phổ biến nhất là ở các vùng sâu, vùng xa, miền núi. Hậu quả cho xã hội và cá nhân do thiếu vi chất dinh dưỡng rất lớn như hạn chế kh ả năng làm việc, giảm phát triển trí tuệ, dễ mắc các bệnh nhiễm trùng. Trong các năm qua, các hoạt động chính của chiến lược thanh toán bệnh do thiếu dinh dưỡng là bổ sung vi chất bằng đường uống cho các đối tượng có nguy cơ cao, đa dạng hóa bữa ăn, tăng cường vi chất vào thực phẩm. Tuy nhiên, biện pháp này chưa thể giải quyết được vấn đ ề vì tốn kém. Các loại thực phẩm giàu dinh dưỡng nằm ngoàI khả năng thu nhập của cộng đồng dân cư nghèo. Vì vậy, hiện nay một giải pháp mới được đề nghị là chọn tạo các giống cây trồng, đặc biệt là lúa, có chứa hàm lượng các vi chất dinh dưỡng cao hơn các giống đang có. Giải pháp tăng cường vi chất bằng sinh học (biofortification) này được xem là hiệu quả, kinh tế và bền vững. Theo hướng này, các trung tâm nghiên cứu lúa gạo trên thế giới đã tiến hành nghiên cứu tạo được nhiều dòng lúa giàu β-caroten (tiền vitamin A) bằng phương pháp chuyển nạp gen qua trung gian Agrobacterium tumefaciens và chọn lọc bằng mannose thay thế cho hệ thống chọn lọc bằng chất kháng sinh hoặc chất diệt cỏ. Phương pháp chuyển nạp gen này có ý nghĩa trong việc tạo ra các dòng lúa biến đổi gen sạch, khắc phục các mối lo ngại về tính an toàn của cây biến đổi gen hiện nay. Để góp phần phổ biến cho mọi người hiểu về ý nghĩa của việc nghiên cứu lúa (gạo) chuyển gen giàu β- caroten, cũng như cách thức mà các nhà khoa học tạo ra giống lúa này, em đã chọn đề tài “Tìm hiểu Phương pháp chuyển gen thực vật tạo gạo vàng giàu vitamin A” đ ể vừa phát triển kiến thức của bản thân vừa tạo ra một nguồn tư liệu cho mọi người cùng tham khảo. Do thời gian có nhiều hạn chế, kiến thức chuyên môn còn non kém nên những gì trình bày trong đề tài này khó lòng tránh khỏi nhiều thiếu xót. Kính mong nhận được sự hướng dẫn, giúp đỡ và góp ý của quý thầy cô và các bạn để bài tìm đề tài của tôi được hoàn thiện hơn. Phần 1: TỔNG QUAN A. CHUYỂN GEN THỰC VẬT 1.1. Khái niệm chuyển gen thực vật Công nghệ chuyển gen thực vật là đưa vào một loài cây trồng những gen mong muốn có nguồn gốc từ những cơ thể sống khác nhau, không chỉ giữa các loài có họ gần nhau mà còn ở những loài rất xa nhau bằng các phương pháp vật lý, hóa học, sinh học, để tạo giống thực vật thu được giống mới nhanh hơn và vượt qua những giới hạn của kỹ thuật tạo giống truyền thống. Cây chuyển gen (transgenic plant) là cây mang một hoặc nhiều gen được đưa vào bằng phương thức nhân tạo thay vì thông qua lai tạo như trước đây. Những gen được tạo đưa vào (gen chuyển) có thể được phân lập từ những loài thực vật có quan hệ họ hàng hoặc từ những loài khác biệt hoàn toàn. Thực vật tạo ra được gọi là thực vật “chuyển gen” mặc dù trên thực tế tất cả thực vật đều được “chuyển gen” từ tổ tiên hoang dại của chúng bởi quá trình thuần hóa, chọn lọc và lai giống có kiểm soát trong một thời gian dài. 1.2. Các phương pháp chuyển gen thực vật Nhiều phương pháp khác nhau đã được phát minh để đưa gen vào tế bào và mô thực vật. Kỹ thuật đơn giản nhất là chuyển DNA trần bằng vi tiêm (microinjection), xung điện (electroporation), súng bắn gen. Ngoài ra còn phương pháp phức tạp và hiệu quả hơn là chuyển gen gián tiếp nhờ vi khuẩn Agrobacterium,... Tuỳ thuộc vào đối tượng chuyển gen mà người ta lựa chọn phương pháp chuyển gen phù hợp. 1.2.1. Vi tiêm 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.Tuy nhiên do đòi hỏi phải tinh vi, tỉ mỉ và cực kỳ chính xác nên hạn chế số lượng tế bào vi tiêm và ngoài ra còn có thể làm tổn thương đến tế bào phôi do tác nhân cơ học gây ra khi tiến hành vi tiêm. B A A Hình 1.2.1 - A -Thiết bị tạo kim, B- máy vi thao tác C Hình 1.2.1 - C - Hình ảnh vi tiêm Hệ thống này gồm có hai bộ phận chính là kính hiển vi và máy vi ...