Nghiên cứu chuyển gen GmNAC004 vào giống đậu tương ĐT22 thông qua vi khuẩn Agrobacterium

Các nghiên cứu gần đây đã xác định gen GmNAC004 là một trong những gen thuộc nhóm gen NAC có liên quan chặt chẽ đến khả năng chịu hạn ở đậu tương. Trong nghiên cứu này, gen GmNAC004 được sử dụng để biến nạp vào 2870 nốt lá mầm của giống đậu tương ĐT22 thông qua vi khuẩn Agrobacterium tumefaciens mang vector pZY101::RD29A::GmNAC004.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghiên cứu chuyển gen GmNAC004 vào giống đậu tương ĐT22 thông qua vi khuẩn AgrobacteriumTạp chí Khoa học Công nghệ Nông nghiệp Việt Nam - Số 3(76)/2017 NGHIÊN CỨU CHUYỂN GEN GmNAC004 VÀO GIỐNG ĐẬU TƯƠNG ĐT22 THÔNG QUA VI KHUẨN Agrobacterium Nguyễn Văn Đồng1, Nguyễn Anh Vũ1, Lê Thị Mai Hương1, Nguyễn Trung Anh1 TÓM TẮT Các nghiên cứu gần đây đã xác định gen GmNAC004 là một trong những gen thuộc nhóm gen NAC có liênquan chặt chẽ đến khả năng chịu hạn ở đậu tương. Trong nghiên cứu này, gen GmNAC004 được sử dụng để biếnnạp vào 2870 nốt lá mầm của giống đậu tương ĐT22 thông qua vi khuẩn Agrobacterium tumefaciens mang vectorpZY101::RD29A::GmNAC004. Phân tích cây đậu tương tái sinh sau quá trình chuyển gen đã thu được 8 dòng, vừakháng thuốc trừ cỏ đồng thời cũng dương tính với phân tích PCR. Kết quả này cho thấy, gen GmNAC004 đã đượcchuyển thành công vào giống đậu tương chọn lọc của Việt Nam với hiệu suất chuyển gen 0,28%. Từ khóa: Agrobacterium tumefaciens, cây đậu tương (Glycine max (L.) Merr), chuyển gen, GmNAC004I. ĐẶT VẤN ĐỀ Henry T. Nguyen và ctv. đã nghiên cứu chuyển gen Đậu tương (Glycine max (L.) Merr) là cây trồng GmNAC003 và GmNAC004 sử dụng promoter 35Slấy hạt và là cây cho dầu quan trọng bậc nhất trên thế vào cây Arabidopsis, kết quả cho thấy cây chuyểngiới, được trồng khắp các châu lục nhưng tập trung gen GmNAC004 so với cây đối chứng có sự gia tăngnhiều nhất ở Châu Mỹ với sản lượng thu được chiếm số lượng và chiều dài rễ trong điều kiện thường và84,9% tổng sản lượng đậu tương trên toàn thế giới, tăng cao trong điều kiện hạn. Theo nghiên cứu mớitiếp đến là Châu Á - 12,8% (FAOSTAT, 2014). nhất của Reem M. Hussain và ctv. (2017), đã xác Hiện nay, thế giới đang phải đối mặt với hiện định được 139 gen GmNAC, nghiên cứu cụ thể 28tượng ấm lên của khí hậu toàn cầu, tần suất và sự gen GmNAC chọn lọc kết quả cho thấy biểu hiện genảnh hưởng của hạn hán càng trở nên rõ rệt hơn. Ở GmNAC phụ thuộc vào kiểu gen; 8 trong số 28 genViệt Nam, diện tích gieo trồng đậu tương liên tục chọn lọc (GmNAC004, GmNAC021, GmNAC065,suy giảm, từ gần 200 nghìn ha năm 2010 đến năm GmNAC066, GmNAC073, GmNAC082, GmNAC0832015 chỉ còn 100,8 nghìn ha với sản lượng đạt 146,4 và GmNAC087) đã được phát hiện có mức độ biểunghìn tấn (Tổng cục Thống kê, 2015). Mỗi năm Việt hiện cao ở các giống đậu tương chịu hạn. NghiênNam nhập khẩu 2,5 triệu tấn đậu tương, trong khi cứu này xác định gen GmNAC có thể được xem làsản lượng đậu tương hàng năm thu được chỉ đáp ứng trọng tâm trong các nghiên cứu phát triển đậu tương18% nhu cầu trong nước. Sản lượng đậu tương trong chịu hạn cao trong tương lai.nước thấp do diện tích sản xuất rất hạn chế kèm Xuất phát từ những thực tế trên, nghiên cứutheo năng suất thấp, chủ yếu do hạn hán. Trước thực chuyển gen GmNAC004 vào giống đậu tương ĐT22trạng đó, việc nghiên cứu phát triển những giống thông qua vi khuẩn Agrobacterium để nâng cao khảcây trồng mới có khả năng thích ứng, chống chịu tốt năng chịu hạn được tiến hành.trong điều kiện hạn hán đang là một trong nhữngmục tiêu hàng đầu của các nhà khoa học trên thế II. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨUgiới cũng như các nhà khoa học Việt Nam. 2.1. Vật liệu nghiên cứu Các nhân tố phiên mã NAC là một trong nhóm - Vật liệu thực vật: Giống đậu tương ĐT22lớn nhất của các chất điều hòa phiên mã trong thực (Nguồn: Trung tâm Nghiên cứu và Phát triển Đậu đỗ,vật, các thành viên của nhóm gen NAC đóng vai Viện Cây lương thực và cây thực phẩm).trò quan trọng điều khiển quá trình phiên mã kếthợp với phản ứng stress của thực vật. Công trình - Vật liệu di truyền:nghiên cứu của Lam Son Phan Tran và ctv. (2009) Chủng vi khuẩn Agrobacterium tumefaciensđã chỉ ra rằng ở đậu tương trong số 31 gen GmNAC EHA101 mang vector pZY101::RD29A::GmNAC004thuộc nhóm gen điều khiển NAC được kiểm tra, chứa gen chịu hạn GmNAC004 và gen chỉ thị chọncó 9 gen liên quan đến khả năng chịu hạn, mặn và lọc thực vật bar - kháng glufosinate (Hình 1), hiệnlạnh. Trong số các gen GmNAC này thì các gen ở đang được lưu giữ tại Phòng Thí nghiệm Trọng điểmNST số 1 (GmNAC002, GmNAC003, GmNAC004) Công nghệ Tế bào Thực vật (Nguyễn Văn Đồng vàcó khả năng biểu hiện mạnh hơn cả. Năm 2014, ctv., 2012).1 Phòng Thí nghiệm trọng điểm Công nghệ Tế bào thực vật, Viện Di truyền Nông nghiệp 13Tạp chí Khoa học Công nghệ Nông nghiệp Việt Nam - Số 3(76)/2017 tiến hành lặp lại 3 lần, mỗi lần cách nhau 3 ngày. Những cây con sống sót sau 3 lần phun basta được tiếp tục chăm sóc làm vật liệu cho những phân tích đánh giá tiếp theo. - Phân tích PCR Quy trình tách chiết ADN được tiến hành theo quy trình tách chiết ADN của Doyle và CS (1987) được cải tiến cho phù hợp với điều kiện và hóa chấ ...