Đang tải... (xem toàn văn)
SINH VẬT KIỂU MẪU ỨNG DỤNG TRONG NGHIÊN CỨU SINH HỌC I ĐẶT VẤN ĐỀ Sinh vật trong tự nhiên rất phong phú và đa dạng Chúng có thể có thể gây cho ta những bất lợi nhưng chúng cũng có thể đem lại.SINH VẬT KIỂU MẪU ỨNG DỤNG TRONG NGHIÊN CỨU SINH HỌC
SINH VẬT KIỂU MẪU ỨNG DỤNG TRONG NGHIÊN CỨU SINH HỌC I ĐẶT VẤN ĐỀ • Sinh vật tự nhiên phong phú đa dạng Chúng có thể gây cho ta bất lợi chúng đem lại nguồn lợi vơ to lớn I ĐẶT VẤN ĐỀ • Vai trị sinh vật kiểu mẫu (SVKM) sử dụng nghiên cứu sinh học dùng để làm tảng cho nghiên cứu loài khác người • Có nhiều SVKM phát chúng có nhiều ứng dụng nghiên cứu sinh học II NỘI DUNG Giới thiệu sinh vật kiểu mẫu • SVKM các lồi vật người dùng ngành nghiên cứu liên quan đến sinh học, với mục đích phát dựa mơ hình dùng làm tảng cho loài khác và con người II NỘI DUNG Giới thiệu sinh vật kiểu mẫu Tóm lại, SVKM - Loài, sinh vật đặc biệt - Được nghiên cứu rộng rãi phịng thí nghiệm - Cung cấp hiểu biết sâu sắc hoạt động sống sinh vật khác Các sinh vật sử dụng để nghiên cứu sinh học loài II NỘI DUNG Giới thiệu sinh vật kiểu mẫu Các đặc tính SVKM: - Vịng đời ngắn, dễ ni cấy, chăm sóc - Kỹ thuật thao tác đơn giản (tạo hệ lai, dòng tế bào gốc, phương pháp chuyển nạp…) - Bộ gen đơn giản, trình tự DNA rác (khơng chức năng) - Có nhiều mối liên hệ với lồi sinh vật khác II NỘI DUNG Giới thiệu sinh vật kiểu mẫu Có thể phân biệt ba loại SVKM chính: • Sinh vật mơ hình di truyền • Sinh vật mơ hình thí nghiệm • Sinh vật mơ hình gen II NỘI DUNG Giới thiệu sinh vật kiểu mẫu Có thể phân biệt ba loại sinh vật mơ hình chính: • Sinh vật mơ hình di truyền • Sinh vật mơ hình thí nghiệm • Sinh vật mơ hình gen II NỘI DUNG Giới thiệu sinh vật kiểu mẫu Có thể phân biệt ba loại sinh vật mơ hình chính: • Sinh vật mơ hình di truyền • Sinh vật mơ hình thí nghiệm • Sinh vật mơ hình gen II NỘI DUNG SV kiểu mẫu phổ biến Chuột Ruồi giấm Ếch Nam phi (Xanopus) (Drosophila) Cá vằn (Zebrafish) Giun (C.elegans) 2.5 Arabidopsis thaliana 2.5.1 Lịch sử nghiên cứu Arabidopsis sử dụng lần thí nghiệm Friedrich Laibach (1943), ơng tiến hành tạo đột biến thực nghiệm tia X Đầu năm 1980, đặc biệt nghiên cứu sử dụng đột biến phân tích sinh hóa di truyền học Christopher Sonnervill Maarten Koornneef Arabidopsis thực nhiều nhà khoa học quan tâm lựa chọn làm đối tượng nhiều nghiên cứu Nhờ liệu Arabidopsis, vài trò nhiều gen lồi thực vật xác định, nhóm gen liên quan đến tính chống chịu với điều kiện bất lợi môi trường lúa (Oryza sativa), cải dầu (Brassica napus), dâu tây (Fragaria spp.) 2.5 Arabidopsis thaliana 2.5.2 Lịch sử nghiên cứu Mặc dù Arabidopsis góp phần làm sáng tỏ nhiều vấn đề lý thuyết thực nghiệm sinh học, thực vật có nguồn gốc vùng khí hậu ơn đới, nên việc trồng loài thực vật vùng có khí hậu nóng ẩm nước ta gặp nhiều trở ngại, việc thử nghiệm xác định điều kiện cho sinh trưởng Arabidopsis cần thiết, mở đường cho nghiên cứu lồi thực vật mơ hình quan trọng 2.5 Arabidopsis thaliana 2.5.3 Đặc điểm sinh học ( A ) A thaliana của gia nhập Columbia (Col) giai đoạn khác vịng đời nó, từ hạt giống (dưới bên trái) đến (11 ngày), phát triển sinh dưỡng (39 ngày) tăng trưởng sinh sản (45 ngày) Ảnh chụp ( B ) hoa, ( C ) hạt phấn (quét ảnh hiển vi điện tử), ( D ) siliques trưởng thành (vỏ hạt; trái: đóng; phải: mở với vài hạt chưa vỡ lại) độ phóng đại cao hơn. Tín dụng hình ảnh: B và C , Maria Bernal Peter Huijser; những ảnh khác, Ines Kubigsteltig Klaus Hagemann Vịng đời Arabidopsis thaliana 2.5 Arabidopsis thaliana 2.5.3.1 Tính chất sinh học Dạng của Arabidopsis thaliana Cùng họ với Arabidopsis thaliana cịn có số rau xanh quan trọng củ cải (Raphnus spp.), cải xoong nước (Nasturticum officinale) cho dầu: mù tạt đen (Brassica nigra) mù tạt (B juncea) Hệ gen chúng có tính tương ứng song song mức độ cao với hệ gen của Arabidopsis thaliana Về kích thước: bé nhỏ nằm gọn lòng bàn tay Arabidopsis thaliana sinh trưởng tốt phịng thí nghiệm, địi hỏi tương đối ánh sáng với nhiệt độ trung o bình từ 22 - 26 C Kết thúc vịng đời tạo vơ số hạt li ti thời gian ngắn 2.5 Arabidopsis thaliana 2.5.3.1 Tính chất sinh học Hoa lưỡng tính, dài 2mm, tự thụ phấn thụ phấn chéo nhân tạo nhờ cho hạt phân vào bề mặt núm nhụy Hoa gồm vịng ngồi với bốn đài xanh lục vịng có bốn tràng màu trắng Vòng với sáu bao phấn mang hạt phấn trung tâm nhị cái. Chu trình sống của Arabidopsis thaliana cũng bao gồm xen kẽ hệ thể bào tử lưỡng bội (2n) hệ thể giao tử đơn bội (n) 2.5 Arabidopsis thaliana 2.5.3.2 Hệ gen kiểu nhân Số nhiễm sắc thể: 2n = 10 Hàm lượng AND2C: 0,45 pg (0,45 picrogram = 0,45 x 10 6 Hàm lượng ADN1C: 70x10 bp (10 đôi bazơ) Chiều dài đồ: xấp xỉ 600cM (centimorgan) -12 gram) 2.5 Arabidopsis thaliana 2.5.3 Ứng dụng nghiên cứu Trong nghiên cứu, nhà khoa học Đại học Cambridge dựa quan sát lồi thực vật có hoa nhỏ thuộc họ cải, tên khoa học arabidopsis thaliana, thường gọi cải xoong thale Họ phát rằng, nguồn cung cấp ánh sáng theo nhịp độ mà chứng kiến chu kỳ ngày đêm dẫn đến phát triển đồng hồ sinh học Cải xoong thale nở hoa 2.5 Arabidopsis thaliana 2.5.4 Tương tác với môi trường Hoa, rễ họ Cải thường không trải qua trình cộng sinh thân rễ nấm rễ. Điều có khả làm cho A thaliana hồn tồn độc lập với vi sinh vật quần xã vi sinh vật cụ thể đất, điều có lợi cho tạo màu đất bị xáo trộn tiếp xúc gần Ngồi ra, cho phép trồng cam kết tồn chi phí lượng cho tăng trưởng sinh sản nó, tăng cao nhu cầu máy móc nội sinh để thu nhận hiệu chất dinh dưỡng, để bảo vệ rễ khỏi áp lực môi trường 2.5 Arabidopsis thaliana 2.5.4 Tương tác với môi trường Các đặc điểm của A thaliana là thời điểm nảy mầm trùng với điều kiện mơi trường thuận lợi, vịng đời ngắn khả chịu đựng điều kiện khô nóng khơng thuận lợi dạng hạt khử nước Arabidopsis có khả phịng thủ hiệu chống lại động vật ăn cỏ, chẳng hạn côn trùng ốc sên, với vai trò quan trọng chất chuyển hóa thứ cấp. III KẾT LUẬN • Có nhiều SVKM phát có nhiều ứng dụng nghiên cứu sinh học • Dựa mơ hình SVKM dùng làm tảng cho việc nghiên cứu loài khác và con người • Phải đảm bảo đặc tính vịng đời ngắn, dễ nuôi cấy, kỹ thuật thao tác đơn giản, gen đơn giản, có nhiều mối liên hệ với loài sinh vật khác TÀI LIỆU THAM KHẢO •https://ichi.pro/vi/e-coli-nen-tang-cua-sinh-hoc-hien-dai-23852869781113 •Vargas-Maya Naurú Idalia and Franco Bernardo, 2017 Escherichia coli as a Model Organism and Its Application in Biotechnology, Additional information is available at the end of the chapter http://dx.doi.org/10.5772/67306 •Julien Delmas , Guillaume Dalmasso and Richard Bonne, 2015 Escherichia coli: The Good, the Bad and the Ugly, Clin Microbiol ISSN:2327-5073 CMO, an open access journal, 4: 195 doi: 10.4172/2327-5073.1000195 TÀI LIỆU THAM KHẢO •Sung Ho Yoon, Haeyoung Jeong, Soon-Kyeong Kwon, and Jihyun F Kim, 2009 Genomics, Biological Features, and Biotechnological Applications of Escherichia coli B: “Is B for better?!”, Springer Science+Business Media B.V., DOI 10.1007/978-1-4020-9394-4 •Gatehouse, D., S Haworth, T Cebula, E Gocke, L Kier, T Matsushima, C Melcion, T Nohmi, T Ohta, S Venitt, et al, 1994 Recommendations for the performance of bacterial mutation assays Mutat Res 312:217–33 •Blanco, M., A Urios, and A Martinez, 1998 New Escherichia coli WP2 tester strains highly sensitive to reversion by oxidative mutagens Mutat Res 413:95–101 TÀI LIỆU THAM KHẢO https://elifesciences.org/articles/06100 • https://vtv.vn/the-gioi/thuc-vat-cung-co-dong-ho-sinh-hoc-20210604154002211.htm • http://vusta.vn/chitiet/tin-tuyen-sinh-dao-tao/Arabidopsis-thaliana-Buc-chan-dung-di-truyen-cua-mot-cay-lam-mauco-gia-tri-de-phan-tich-he-gen-1011 • E.M Meyerowitz, 2001 Prehistory and history of Arabidopsis research, The Plant J 33 751 • M Koornneef and D Meinke, 2010 The development of Arabidopsis as a model plant, The Plant J 61, 909 • M Koornneef and B Scheres, 2001 Arabidopsis thaliana as an experimental organism, Enc Lif Sci, pages TÀI LIỆU THAM KHẢO E.S Dennis, 2004 Arabidopsis - What can crop breeders learn from a weed? Proceeding of the 4th International Crop Science Congress, Brisbane, Australia, 11 pages K S Mysore, R P Tuori, and G.B, Martin, 2001 Arabidopsis genome sequence as a tool for functional genomics in tomato, Genome Biol 2, 1103.1 J.A Lucas Advances in plant disease and pest management J Agr Sci, Cambridge University Press, 24 pages R Flavell, 2005 Model plants, with special emphasis on Arabidopsis thaliana, and crop improvement Proceeding of the International Congress, Bologna, Italy, 365 TÀI LIỆU THAM KHẢO • D.W Choi, E.M Rodriguez, and T.J Close, 2002 Barley CBF3 gene identification, expression pattern, and map location, Plant Physiol 129,1781 • Owens C.L., Thomashow M.F., Hancock J.F., Iezzoni A.F.,2002 CBF1 orthologs in sour cherry and strawberry and the heterologous expression of CBF1 in strawberry, J Amer Soc Hort Sci 127, 489 • D Albinsky, M Kusano, M Higuchi, N Hayashi, M Kobayashi, A Fukushima, M Mori, T Ichikawa, K Matsui, H Kuroda, Y Horii, Y Tsumoto, H Sakakibara, H Hirochika, M Matsui, and K Saito, 2010 Metabolomic screening applied to rice FOX Arabidopsis lines leads to the indentification of a gene-changing nitrogen metabolism, Mol Plant 3, 125 ... thiệu sinh vật kiểu mẫu Có thể phân biệt ba loại sinh vật mơ hình chính: • Sinh vật mơ hình di truyền • Sinh vật mơ hình thí nghiệm • Sinh vật mơ hình gen II NỘI DUNG Giới thiệu sinh vật kiểu mẫu. .. tảng cho nghiên cứu lồi khác người • Có nhiều SVKM phát chúng có nhiều ứng dụng nghiên cứu sinh học II NỘI DUNG Giới thiệu sinh vật kiểu mẫu • SVKM các loài vật người dùng ngành nghiên cứu liên... Ứng dụng nghiên cứu sinh học Nguyên tắc để thiết kế cảm biến sinh học (Vargas-Maya Naurú Idalia ctv, 2017) 2.2 Vi khuẩn Escherichia coli 2.2.3 Ứng dụng nghiên cứu sinh học E.coli-cảm biến sinh học