Luận án Nghiên cứu chuyển gen codA nhằm nâng cao khả năng chịu hạn của cây đậu tương (Glycine max (L.) Merrill)

Tên luận án:

Nghiên cứu chuyển gen codA nhằm nâng cao khả năng chịu hạn của cây đậu tương (Glycine max (L.) Merrill)

Ngành:

Di truyền học và Công nghệ sinh học

Tóm tắt nội dung tài liệu:

Luận án tập trung giải quyết vấn đề cấp bách về khả năng chống chịu hạn của cây đậu tương trong bối cảnh biến đổi khí hậu toàn cầu gây ra hạn hán và hạn mặn kéo dài, ảnh hưởng nghiêm trọng đến năng suất nông nghiệp. Đậu tương, một cây trồng quan trọng cung cấp protein và giữ vai trò cải tạo đất, lại thuộc nhóm cây chịu hạn kém, với stress hạn là nguyên nhân chính làm giảm sản lượng. Nhiệm vụ đặt ra là nâng cao khả năng chịu hạn ở đậu tương để giảm thiểu thiệt hại trong điều kiện môi trường thiếu nước.

Công trình tiếp cận giải pháp bằng kỹ thuật chuyển gen, đặc biệt là sử dụng gen codA từ vi khuẩn A. globiformis. Gen codA mã hóa enzyme choline oxidase, xúc tác tổng hợp glycine betaine (GB) – một chất bảo vệ thẩm thấu đã được chứng minh có khả năng tăng cường chống chịu stress phi sinh học (nóng, lạnh, hạn, mặn) ở nhiều loại cây trồng. Con đường sinh tổng hợp GB thông qua gen codA ở A. globiformis được đánh giá là đơn giản và hiệu quả.

Mục tiêu chính của luận án là biến nạp thành công cấu trúc mang gen chuyển codA vào cây đậu tương và tạo ra các dòng đậu tương chuyển gen codA mã hóa choline oxidase có khả năng chịu hạn cao hơn cây không chuyển gen. Để đạt được mục tiêu này, luận án tiến hành ba nội dung nghiên cứu chính: (1) Thiết kế và tạo cấu trúc chuyển gen mang gen codA trong vector biểu hiện thực vật, đồng thời đánh giá hoạt động của nó trên cây thuốc lá mô hình; (2) Nghiên cứu ảnh hưởng của các yếu tố như nồng độ phosphinothricin, nồng độ khuẩn, thời gian ủ khuẩn và đồng nuôi cấy đến hiệu quả chuyển gen codA ở giống đậu tương ĐT22; (3) Thực hiện biến nạp cấu trúc mang gen codA vào giống đậu tương ĐT22, tạo cây chuyển gen và phân tích sự hiện diện, biểu hiện của gen chuyển, cuối cùng là đánh giá khả năng chịu hạn của các dòng đậu tương chuyển gen codA trong điều kiện hạn nhân tạo.

Luận án đóng góp mới bằng việc chứng minh sự tăng cường biểu hiện gen codA đã làm tăng khả năng chống chịu hạn ở cây đậu tương, cung cấp cơ sở khoa học cho việc cải thiện khả năng chống chịu các yếu tố bất lợi của ngoại cảnh ở thực vật nói chung và cây họ đậu nói riêng bằng kỹ thuật biểu hiện gen. Về mặt thực tiễn, các dòng đậu tương chuyển gen codA tạo ra có thể được sử dụng làm vật liệu quý giá cho công tác chọn tạo giống đậu tương chịu hạn, cũng như định hướng nghiên cứu áp dụng cho các loài cây họ đậu và thực vật khác nhằm nâng cao hàm lượng GB giúp tăng khả năng chống chịu với các điều kiện bất lợi của môi trường. Công trình được hoàn thành tại Trường Đại học Sư phạm - Đại học Thái Nguyên.

Mục lục chi tiết:

• Mở đầu (5 trang)
• Chương 1: Tổng quan tài liệu (40 trang)
• Chương 2: Vật liệu và phương pháp nghiên cứu (16 trang)
• Chương 3: Kết quả và thảo luận (39 trang)
• Kết luận và đề nghị (1 trang)
• Các công trình công bố liên quan đến luận án (1 trang)
• Tài liệu tham khảo (23 trang)
• Phụ lục (10 trang)