Luận án Nghiên cứu chuyển gen theo hướng nâng cao năng suất hạt ở cây đậu tương (Glycine max (L.) Merr.)

Tên luận án:

NGHIÊN CỨU CHUYỂN GEN THEO HƯỚNG NÂNG CAO NĂNG SUẤT HẠT Ở CÂY ĐẬU TƯƠNG (GLYCINE MAX (L.) Merr.)

Ngành:

Công nghệ sinh học

Tóm tắt nội dung tài liệu:

Luận án tập trung nghiên cứu chuyển gen nhằm nâng cao năng suất hạt đậu tương, một cây trồng quan trọng nhưng đang đối mặt với tình trạng giảm diện tích và sản lượng đáng kể tại Việt Nam do năng suất thấp, dẫn đến nhu cầu nhập khẩu lớn. Đề tài hướng tới việc tạo ra các dòng đậu tương chuyển gen mang gen kìm hãm già hóa của bộ lá (gen Atore1) để kéo dài thời gian quang hợp, từ đó tăng năng suất hạt. Mục tiêu cụ thể bao gồm đánh giá khả năng tái sinh và tiếp nhận gen của các giống đậu tương Việt Nam, thiết kế thành công vector chuyển gen mang gen Atore1, và tạo ra các dòng đậu tương chuyển gen cùng đánh giá biểu hiện của gen. Công trình đã tối ưu hóa điều kiện tái sinh in vitro và xác định các giống đậu tương Việt Nam phù hợp cho chuyển gen. Vector chuyển gen pER8-Atore1 đã được thiết kế thành công và thử nghiệm trên cây mô hình Arabidopsis thaliana, cho thấy gen Atore1 biểu hiện tốt. Đặc biệt, luận án đã tạo được 7 cây đậu tương chuyển gen thế hệ T₀, tiếp tục chọn lọc qua các thế hệ T₁, T₂. Kết quả quan trọng là đã chọn lọc được 2 dòng đồng hợp tử thế hệ T₃ (Atore1-6-13 và Atore1-6-18) với kiểu gen ổn định và duy nhất một bản copy. Các dòng chuyển gen đồng hợp tử này cho thấy thời gian sinh trưởng dài hơn đối chứng từ 17 - 22 ngày do bộ lá xanh lâu hơn, và đạt năng suất cao hơn đối chứng trên 18%.

Mục lục chi tiết:

• MỞ ĐẦU (5 trang)
  • 1. Tính cấp thiết của đề tài
  • 2. Mục tiêu của đề tài
    • 2.1. Mục tiêu tổng quát
    • 2.2. Mục tiêu cụ thể
  • 3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
    • 3.1. Ý nghĩa khoa học
    • 3.2. Ý nghĩa thực tiễn
  • 4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
    • 4.1. Đối tượng nghiên cứu
    • 4.2. Phạm vi, thời gian nghiên cứu
  • 5. Những đóng góp mới của luận án
  • 6. Bố cục của luận án
• CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU VÀ CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA ĐỀ TÀI (35 trang)
  • 1.1. Tình hình sản xuất đậu tương trên thế giới và Việt Nam
  • 1.2. Tình hình nghiên cứu chuyển gen đậu tương trên thế giới
  • 1.3. Tình hình nghiên cứu chuyển gen đậu tương trong nước
  • 1.4. Tổng quan tình hình nghiên cứu về tính trạng gen có khả năng nâng cao năng suất hạt ở đậu tương
• CHƯƠNG 2. VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU (20 trang)
  • 2.1. Vật liệu nghiên cứu
  • 2.2. Nội dung nghiên cứu
    • 2.2.1. Nghiên cứu khả năng tái sinh bằng kỹ thuật nuôi cấy in vitro và khả năng tiếp nhận gen của một số giống đậu tương để chọn lọc nguồn vật liệu phục vụ cho chuyển gen
    • 2.2.2. Tách dòng và thiết kế vector chuyển gen mang gen kìm hãm già hóa lá Orel và đánh giá biểu hiện trên cây Arabidopsis
    • 2.2.3. Chuyển gen kìm hãm già hóa lá Atorel vào cây đậu tương và đánh giá các dòng chuyển gen
  • 2.3. Địa điểm và thời gian nghiên cứu
  • 2.4. Phương pháp nghiên cứu
    • 2.4.1. Nghiên cứu khả năng tái sinh bằng kỹ thuật nuôi cấy in vitro và khả năng tiếp nhận gen của một số giống đậu tương để chọn lọc nguồn vật liệu phục vụ cho chuyển gen
      • 2.4.1.1. Nghiên cứu khả năng tái sinh bằng kỹ thuật nuôi cấy in vitro của các giống đậu tương
      • 2.4.1.2. Đánh giá khả năng tiếp nhận gen của các giống đậu tương
    • 2.4.2. Tách dòng và thiết kế vector chuyển gen mang gen kìm hãm già hóa lá Orel và đánh giá biểu hiện trên cây Arabidopsis
      • 2.4.2.1. Nghiên cứu tách dòng gen kìm hãm già hóa lá Atorel.
      • 2.4.2.2. Thiết kế vector chuyển gen mang gen kìm hãm già hóa lá Atorel
      • 2.4.2.3. Đánh giá khả năng biểu hiện của gen kìm hãm già hóa lá Atorel trên cây mô hình Arabidopsis thaliana
    • 2.4.3. Chuyển gen kìm hãm già hóa lá Atorel vào cây đậu tương và đánh giá các dòng chuyển gen
      • 2.4.3.1. Nghiên cứu chuyển gen Atorel vào cây đậu tương thông qua vi khuẩn Agrobacterium tumefaciens
      • 2.4.3.2. Chọn lọc và đánh giá biểu hiện gen Atorel trên cây đậu tương chuyển gen
      • 2.4.3.3. Chọn lọc dòng đậu tương đồng hợp tử mang gen Atorel và đánh giá biểu hiện gen
      • 2.4.3.4. Đánh giá khả năng sinh trưởng, phát triển của các dòng đậu tương chuyển gen
  • 2.5. Phương pháp xử lý số liệu
• CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN (83 trang)
  • 3.1. Kết quả nghiên cứu khả năng tái sinh bằng kỹ thuật nuôi cấy in vitro và khả năng tiếp nhận gen của một số giống đậu tương để chọn lọc nguồn vật liệu phục vụ cho chuyển gen
  • 3.2. Kết quả tách dòng và thiết kế vector chuyển gen mang gen kìm hãm già hóa lá Orel và đánh giá biểu hiện trên cây Arabidopsis
    • 3.2.1. Tách dòng gen kìm hãm già hóa Atorel
    • 3.2.2. Thiết kế vector chuyển gen mang gen kìm hãm già hóa lá Atorel
    • 3.2.3. Đánh giá khả năng biểu hiện của gen kìm hãm già hóa lá Atorel trên cây Arabidopsis
      • 3.2.3.1. Chuyển gen Atorel vào cây mô hình Arabidopsis
      • 3.2.3.2. Chọn lọc cây Arabidopsis chuyển gen T₁ mang gen Atorel
      • 3.2.3.3. Đánh giá cây Arabidopsis chuyển gen Atorel bằng PCR ở thế hệ T₁
      • 3.2.3.4. Đánh giá biểu hiện gen thông qua hình thái của cây Arabidopsis chuyển gen Atorel thế hệ T₁
      • 3.2.3.5. Đánh giá cây Arabidopsis chuyển gen Atorel bằng PCR ở thế hệ T₂
      • 3.2.3.6. Đánh giá biểu hiện gen thông qua hình thái lá ở cây Arabidopsis chuyển gen Atorel thế hệ T₂
  • 3.3. Kết quả chuyển gen kìm hãm già hóa lá Atorel vào cây đậu tương và đánh giá các dòng chuyển gen
    • 3.3.1. Nghiên cứu chuyển gen Atorel vào cây đậu tương thông qua vi khuẩn Agrobacterium tumefaciens
    • 3.3.2. Chọn lọc và đánh giá biểu hiện gen Atorel trên cây đậu tương chuyển gen
      • 3.3.2.1. Chọn lọc và đánh giá biểu hiện gen Atorel trên cây đậu tương chuyển gen thế hệ T₀
      • 3.3.2.2. Chọn lọc và đánh giá biểu hiện gen Atorel trên cây đậu tương chuyển gen thế hệ thế hệ T₁
      • 3.3.2.3. Chọn lọc cây đậu tương chuyển gen kìm hãm già hóa lá Atorel ở thế hệ T₂
    • 3.3.3. Chọn lọc dòng đậu tương đồng hợp tử mang gen Atorel và đánh giá biểu hiện gen
      • 3.3.3.1. Chọn lọc dòng đồng hợp tử mang gen Atorel
      • 3.3.3.2. Đánh giá biểu hiện gen của dòng đậu tương mang gen Atorel đồng hợp tử thông qua hình thái
      • 3.3.3.3. Kết quả phân tích sự có mặt của gen chuyển ở các dòng đậu tương chuyển gen Atorel đồng hợp tử bằng Southern blot
    • 3.3.4. Đánh giá khả năng sinh trưởng, phát triển của các dòng đậu tương chuyển gen đồng hợp tử T₃
• KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ (2 trang)
  • 1. Kết luận
    • Tái sinh cây đậu tương
    • Thiết kế vector chuyển gen
    • Chuyển gen vào cây đậu tương và đánh giá biểu hiện gen
  • 2. Đề nghị