Nghiên cứu chuyển gen GmNAC004 vào giống đậu tương ĐT22 thông qua vi khuẩn Agrobacterium để nâng cao khả năng chịu hạn

Tải tài liệu này

MỤC LỤC Lời cam đoan ................................................................................................................. i Lời cảm ơn ....................................................................................................................ii Mục lục ...................................................................................................................... iii Danh mục chữ viết tắt .................................................................................................... v Danh mục bảng ............................................................................................................ vi Danh mục hình ........................................................................................................... viii Trích yếu luận văn ......................................................................................................... x Phần 1. Mở đầu ........................................................................................................... 1 1.1. Đặt vấn đề ........................................................................................................ 1 1.2. Mục đích và yêu cầu của đề tài ........................................................................ 2 1.3. Ý nghĩa khoa học, thực tiễn và tính mới của đề tài ........................................... 2 Phần 2. Tổng quan tài liệu .......................................................................................... 3 2.1. Tình hình nghiên cứu và phát triển đậu tương ................................................. 3 2.1.1. Giới thiệu chung về đặc điểm sinh học của cây đậu tương................................ 3 2.1.2. Giá trị của cây đậu tương ................................................................................. 7 2.1.3. Nghiên cứu và phát triển đậu tương trên thế giới .............................................. 8 2.1.4. Tình hình sản xuất đậu tương ở Việt Nam ...................................................... 11 2.2. Cơ chế chống chịu các yếu tố phi sinh học ..................................................... 12 2.3. Đặc tính chịu hạn và một số gen liên quan ..................................................... 14 2.3.1. Đặc tính chịu hạn ở cây đậu tương ................................................................. 14 2.3.2. Các gen liên quan đến khả năng chịu hạn ở cây đậu tương ............................. 15 2.4. Các phương pháp chuyển gen vào thực vật .................................................... 16 2.4.1. Chuyển gen thông qua vi khuẩn Agrobacterium ............................................. 17 2.5. Một số nghiên cứu về chuyển gen vào đậu tương ........................................... 19 2.5.1. Gen GmDREB2 và gen P5CR ........................................................................ 19 2.5.2. Gen GmNACs ................................................................................................ 20 Phần 3. Vật liệu và phương pháp nghiên cứu .......................................................... 22 3.1. Địa điểm và thời gian nghiên cứu .................................................................. 22 iv 3.2. Vật liệu nghiên cứu ........................................................................................ 22 3.3. Nội dung nghiên cứu...................................................................................... 25 3.4. Phương pháp nghiên cứu ............................................................................... 25 3.4.1. Phương pháp biến nạp gen vào đậu tương thông qua vi khuẩn ....................... 25 3.4.2. Kiểm tra sự có mặt của gen trong cây ở thế hệ T0 .......................................... 27 3.4.3. Đánh giá khả năng chịu hạn của cây đậu tương chuyển gen ........................... 31 3.5. Các chỉ tiêu đánh giá ...................................................................................... 32 Phần 4. Kết quả và thảo luận .................................................................................... 34 4.1. Kết quả chuyển gen GmNAC004 vào đậu tương ............................................. 34 4.2. Kết quả chọn lọc sau khi ra đất bằng BASTA ................................................ 36 4.3. Kết quả kiểm tra kiểu gen .............................................................................. 37 4.3.1. Kết quả phân tích PCR kiểm tra sự có mặt của gen bar .................................. 37 4.3.2. Kết quả phân tích PCR kiểm tra sự có mặt của promoter RD29A ................... 38 4.3.3. Kết quả phân tích PCR kiểm tra sự có mặt của gen GmNAC004 .................... 39 4.4. Kết quả kiểm tra sự có mặt của gen GmNAC004 ............................................ 41 4.4.1. Tách ADN tổng số ......................................................................................... 41 4.4.2. Kết quả phân tích bằng phương pháp Southern blot ....................................... 42 4.5. Kết quả sàng lọc cây bằng phun BASTA ....................................................... 44 4.6. Kết quả đánh giá khả năng chịu hạn ............................................................... 45 4.6.1. Kết quả PCR kiểm tra sự có mặt của gen GmNAC004 .................................... 45 4.6.2. Đánh giá sự mất nước của cây ở nhiệt độ phòng sau thu mẫu 5 giờ ................ 46 4.6.3. Đánh giá khả năng chịu hạn của cây chuyển gen ............................................ 50 4.6.4. Đánh giá sự phát triển của thân, rễcủa cây GmNAC004 .................................. 52 Phần 5. Kết luận và đề nghị ...................................................................................... 61 5.1. Kết luận ......................................................................................................... 61 5.2. Đề nghị .......................................................................................................... 62 Tài liệu tham khảo ..................................................................................................... 63 Phụ lục ...................................................................................................................... 69


Nghiên cứu chuyển gen GmNAC004 vào giống đậu tương ĐT22 thông qua vi khuẩn Agrobacterium để nâng cao khả năng chịu hạn Đậu tương là cây trồng lấy hạt và là cây cho dầu quan trọng bậc nhất trên thế giới, chỉđứng hàng thứ 4 sau cây lúa mì, lúa nước và ngô. Do có khả năng thích ứng rộng nên cây đậu tương được trồng khắp các châu lục, nhưng tập trung nhiều nhất ở Châu Mỹ chiếm tỷ lệ 76,96%, tiếp đến là Châu Á – 18,54% . Ở Việt Nam, diện tích gieo trồng đậu tương đang được mở rộng, tính đến năm 2015 diện tích gieo trồng đậu tương khoảng 130 triệu ha, sản lượng đạt khoảng 192,4 nghìn tấn (Tổng cục thống kê, 2015). Tuy nhiên, thế giới đang phải đối mặt với hiện tượng ấm lên của khí hậu toàn cầu, cùng với đó nhu cầu thực phẩm ngày càng cao dưới áp lực của gia tăng dân số, tần suất và sự ảnh hưởng của hạn hán càng trở nên rõ rệt hơn. Trước thực trạng đó, việc nghiên cứu phát triển những giống cây trồng mới có khả năng thích ứng, chống chịu tốt trong điều kiện hạn hán đang là một trong những mục tiêu hàng đầu của các nhà khoa học trên thế giới cũng như các nhà khoa học Việt Nam. Các nhân tố phiên mã NAC là một trong nhóm lớn nhất của các chất điều hòa phiên mã trong thực vật, và các thành viên của nhóm gen NAC đóng vai trò quan trọng điều khiển quá trình phiên mã kết hợp với phản ứng stress của thực vật.Trong các công trình nghiên cứu của Lam Son Phan Tran và cs (2009) đã chỉ ra rằng ở đậu tương trong số 31 gen điều khiển GmNAC thuộc nhóm gen điều khiển NAC được kiểm tra, có 9 gen liên quan đến khả năng chịu hạn, mặn và lạnh. Trong số các gen GmNAC này thì các gen ở NST số 1 (GmNAC002, GmNAC003, GmNAC004) có khả năng biểu hiện mạnh hơn cả. Giống ĐT22 do trung tâm Nghiên cứu và Phát triển Đậu đỗ chọn tạo từ dòng đột biến của hạt lai (ĐT95 x ĐT12) và được Hội đồng Khoa học Công nghệ (Bộ NN&PTNT) công nhận là giống mới quyết định số 219 QĐ/BNN-KHCN ngày 19/01/2006. Giống ĐT22 được trồng khá phổ biến ở các vùng Hà Nội, Hà Nam, Thái Bình, Vĩnh phúc, Cao bằng, Sơn La, Bắc Cạn, Điện Biên… và cho năng suất từ 18-27 tạ/ha, tùy thuộc vào mùa vụ và điều kiện thâm canh. ĐT22 thích hợp gieo trồng trong cả 3 vụ trong năm có khả năng kháng bệnh phấn trắng và chống đổ tốt nhưng khả năng chịu hạn lại kém. Đồng thời theo nghiên 2 cứu của phòng Thí nghiệm Trọng điểm Công nghệ Tế bào thực vật, Viện Di truyền Nông nghiệp đã chỉ ra rằng khả năng tiếp nhận gen cũng như khả năng tái sinh cây sau chuyển gen của giống ĐT 22 cao hơn so với các giống đậu tương của hiện có của Việt Nam. Việc nghiên cứu và sử dụng hệ thống gen trong việc chọn tạo giống cây trồng biến đổi gen có khả năng chống chịu với các điều kiện bất lợi đã và đang diễn ra ở hàng loạt các phòng thí nghiệm trên toàn thế giới. Xuất phát từ những thực tế trên, chúng tôi tiến hành nghiên cứu: “Nghiên cứu chuyển gen GmNAC004 vào giống đậu tương ĐT22 thông qua vi khuẩnAgrobacterium để nâng cao khả năng chịu hạn”. Luận văn thạc sĩ chuyên ngành khoa học cây trồng

Tải tài liệu này