Dự án tóm tắt Luận án Tiến sĩ Sinh học: Nghiên cứu tạo dòng lúa chuyển gen mã hóa nhân tố phiên mã nhóm NAC liên quan đến tính chịu hạn

Mục tiêu nghiên cứu luận án là phân lập, thiết kế vector chuyển gen mã hóa nhân tố phiên mã nhóm NAC liên quan tính chịu hạn từ giống lúa Việt Nam. Tạo dòng lúa chuyển gen mã hóa nhân tố phiên mã thuộc nhóm NAC có khả năng chống chịu hạn.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Dự án tóm tắt Luận án Tiến sĩ Sinh học: Nghiên cứu tạo dòng lúa chuyển gen mã hóa nhân tố phiên mã nhóm NAC liên quan đến tính chịu hạn ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN ----------------------- Phạm Thu HằngNGHIÊN CỨU TẠO DÒNG LÚA CHUYỂN GEN MÃ HÓANHÂN TỐ PHIÊN MÃ NHÓM NAC LIÊN QUAN ĐẾN TÍNH CHỊU HẠN Chuyên ngành: Hóa sinh học Mã số: 62420116 (DỰ THẢO) TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ SINH HỌC Hà Nội - 2017Công trình được hoàn thành tại:Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội.Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS. Phạm Xuân HộiPhản biện 1: .............................................Phản biện 2: .............................................Phản biện 3: .............................................Luận án sẽ được bảo vệ tại Hội đồng chấm luận án cấp Đại họcQuốc gia họp tại:Trường Đại học Khoa học Tự nhiên – Đại học Quốc gia Hà Nộivào hồi......giờ......., ngày.......tháng.......năm 2017.Có thể tìm hiểu luận án tại:- Thư viện Quốc gia Việt Nam- Trung tâm thông tin - Thư viện, Đại học Quốc gia Hà Nội MỞ ĐẦU1. Tính cấp thiết của đề tài Dưới tác động của biến đổi khí hậu toàn cầu, tình trạng hạn hánxảy ra thường xuyên hơn, với mức độ ngày càng trầm trọng, lànguyên nhân chính làm giảm sản lượng cây trồng. Trong khi đó, dânsố toàn cầu tăng nhanh, ước tính năm 1950 sẽ tăng lên 9 tỷ người,ảnh hưởng nghiêm trọng đến an ninh lương thực, tạo ra một áp lựclớn cho việc đảm bảo lương thực. Vì vậy, an ninh lương thực là vấnđề then chốt của nền khoa học nông nghiệp thế giới nói chung vàViệt Nam nói riêng. Lúa (Oryza sativa L.) là một trong ba loại cây lương thực quantrọng nhất của con người. Trên thế giới, cây lúa được xếp vào vị tríthứ 2 sau cây lúa mì về diện tích và sản lượng. Ở Việt Nam, một đấtnước từ lâu đời đã gắn liền với nền văn minh lúa nước, vai trò câylúa đặc biệt quan trọng. Cây lúa đóng vai trò chính trong sản xuấtlương thực, đóng góp sản lượng cao nhất (60%) và được canh tác vớidiện tích lớn nhất (xấp xỉ 3,8 triệu ha). Chính vì vậy, việc tạo ra cácgiống lúa có năng suất cao, đồng thời chống chịu được với điều kiệnbất lợi ngoại cảnh đặc biệt là hạn có ý nghĩa quan trọng đối với việcduy trì và tăng năng suất lúa gạo, góp phần giữ ổn định an ninh lươngthực quốc gia. Các nghiên cứu tạo giống truyền thống chủ yếu dựa trên cácphương pháp lai tạo, chọn giống truyền thống nên hiệu quả đạt đượckhông thực sự cao. Một số ứng dụng mới trong chọn giống cây trồngnhư dùng chỉ thị phân tử, gây đột biến... tuy đã đạt được một số kếtquả nhất định nhưng vẫn có những hạn chế. Phương pháp chuyển genra đời được ví như “chìa khóa đa năng” để mở những nút thắt vốn 1gây rất nhiều khó khăn cho các nhà chọn tạo giống truyền thốngnhằm tạo ra một giống cây trồng “hoàn hảo” hơn khi chúng được kếthợp với nhau. Với hướng nghiên cứu này, các gen quy định nhữngtính trạng quan tâm được chủ động chuyển vào lúa, từ đó tạo ra cácgiống lúa mang các đặc tính như mong muốn của con người. Tính trạng chịu hạn là tính trạng đa gen mà sự biểu hiện của mỗigen liên quan chặt chẽ với quá trình phiên mã. Vì vậy, nhóm gen mãhóa nhân tố phiên mã tham gia điều khiển quá trình phiên mã đang làtrọng tâm trong các nghiên cứu chọn tạo giống nhằm tăng cường tínhchống chịu của cây trồng với điều kiện hạn. Nhóm gen mã hóa nhântố phiên mã mặc dù không tham gia trực tiếp vào quá trình đáp ứngvới điều kiện hạn nhưng sự biểu hiện của chúng lại có vai trò điềuhòa biểu hiện của rất nhiều gen chức năng khác, dẫn tới làm tăngcường khả năng chịu hạn của thực vật. Nhiều nghiên cứu chuyểngen mã hóa nhân tố phiên mã vào lúa đã được chứng minh tăngcường khả năng chịu hạn so với cây không chuyển gen. Nhóm gen mã hóa nhân tố phiên mã NAC (tên gọi được bắtnguồn từ tên gọi của ba protein đầu tiên được phát hiện có chứa vùngNAC là NAM - no apica meristem, ATAF - trancription activationfactor và CUC - cup shaped cotyledon) là họ nhân tố phiên mã lớnnhất đặc trưng của thực vật. Nhân tố phiên mã NAC tham gia vào rấtnhiều quá trình sinh lý, sinh hóa khác nhau trong tế bào, bao gồm cácquá trình phát triển, già hóa, tạo thành tế bào thứ cấp và đáp ứngchống chịu stress môi trường như hạn, mặn và lạnh của tế bào. Mộtsố gen đáp ứng stress thuộc nhóm NAC ở lúa như SNAC1/OsNAC9,SNAC2/OsNAC6, OsNAC5 và OsNAC10 đã được chứng minh có liênquan tới quá trình đáp ứng hạn ở cây lúa. Cây lúa chuyển gen 2SNAC1/OsNAC9, OsNAC5 và OsNAC10 có khả năng kháng hạn vànăng suất cao hơn so với cây không chuyển gen. Xuất phát từ thực tế trên, chúng tôi tiến hành đề tài luận án tiến sĩ“Nghiên cứu tạo dòng lúa chuyển gen mã hóa nhân tố phiên mãnhóm NAC liên quan đến tính chịu h ...