Tiểu luận chọn giống sắn năng suất cao và kháng bệnh sử dụng các Maker

19 15 0
  • Loading ...
1/19 trang

Thông tin tài liệu

Ngày đăng: 28/11/2016, 13:18

MỤC LỤC CHỌN TẠO GIỐNG SẮN NĂNG SUẤT CAO VÀ KHÁNG BỆNH SỬ DỤNG CÁC MAKER 2 NỘI DUNG 1.1.LỊCH SỬ CỦA SỰ BIẾN ĐỔI DI TRUYỀN ĐẦU TIÊN CHUYỂN GEN CÂY SẮN 6 2.2 MỘT SỐ THÀNH TỰU VỀ SỬ DỤNG CÁC MARKER TRONG CHỌN TẠO GIỐNG 2.2.1MỘT SỐ THÀNH TỰU NGOÀI NƯỚC 2.2.2.MỘT SỐ THÀNH TỰU CỦA VIỆT NAM 15 TRIỂN VỌNG VÀ KẾT LUẬN 17 CHỌN TẠO GIỐNG SẮN NĂNG SUẤT CAO VÀ KHÁNG BỆNH SỬ DỤNG CÁC MAKER Mặc dù sắn lương thực 500 triệu người giới dần chuyển thành công nhiệp có giá trị, việc chọn tạo giống cách khoa học bắt đầu gần so với trồng khác Nhiều tiến đáng kể đạt được, đặc biệt châu Á, nơi sắn sử dụng chủ yếu cho trình công nghiệp Chọn tạo giống sắn đối mặt với nhiều hạn chế cần giải Bản chất dị hợp tử dòng bố mẹ sử dụng để tạo cháu phân ly gây khó khăn để xác định cha mẹ với đặc tính giống tốt Việc chọn giống từ trước chủ yếu dựa lựa chọn thường xuyên vào kiểu hình Có kiến thức việc kế thừa tính trạng nông học liên quan cách có hệ thống Một số phương pháp thực để khắc phục hạn chế phương pháp để cải thiện di truyền sắn Trong đánh giá giai đoạn đầu lựa chọn cho phép ước lượng khả giá trị giống dòng bố mẹ sử dụng phép lai cận huyết cách tự thụ phấn tạo điều kiện cho việc xác định đặc tính lặn hữu ích có gen sắn tạo đột biến Chọn tạo giống sắn sử dụng trợ giúp phân tử đánh dấu có tác động lớn việc làm giảm hạn chế suất thiệt hại gây điều kiện bất thuận thời tiết phá hoại sâu bệnh hại sắn ngày phổ biến Những lợi ích mà mang lại khẳng định phạm vi toàn cầu đồng thời mở triển vọng to lớn để tạo giống sắn có nhiều đặc tính tốt để đưa vào sản xuất đại trà cách nhanh chóng hiệu cao mà theo cách chọn tạo giống thông thường làm được, phải nhiều thời gian tiền bạc Theo tính toán nhà khoa học, châu Phi, vùng trồng sắn lớn giới, nơi thường bị sâu bệnh phổ biến bệnh khảm sắn (CMD- cassava mozaic deasea), bệnh cháy vi khuẩn (CBB- cassava bacteria blight), nhện xanh, nhện đỏ, ruồi trắng làm thiệt hại hàng tỷ đô la Mỹ năm Với việc sử dụng phân tử đánh dấu, nhà chọn tạo giống nhanh chóng chuyển gen quy định tính trạng mong muốn vào giống với độ ổn định cao rút ngắn thời gian Tại Việt Nam, nước xuất khẩn sắn thứ giới (năm 2013) có số giống nghiên cứu để chuyển gen mong muốn (năng suất cao, hàm lượng tinh bột cao) tạo đóng góp to lớn vào thành tựu chung ngành nông nghiệp, mang lại nhiều ngoại tệ cho đất nước Tuy nhiên, công việc bắt đầu cần nhiều thời gian trợ giúp tổ chức quốc tế đạt kết mong muốn GIỚI THIỆU Sắn (Manihot esculenta Crantz phân loài esculenta; Euphorbiaceae) có nguồn gốc vùng nhiệt đới Nam Mỹ loài hoang dã có mối liên hệ gần gũi với M esculenta ssp flabellifolia (Pohl) báo cáo nghiên cứu để xác định mức độ mối quan hệ với sắn trồng (Olsen Schaal 1999; Leotard et al 2009) Kể từ giới thiệu Tây Phi thủy thủ người Bồ Đào Nha vào kỷ XVI, sắn mở rộng khắp vùng nhiệt đới, đặc biệt tiểu vùng Sahara châu Phi, Ấn Độ, Philippines Indonesia, nơi mà ngày đại diện cho nguồn thực phẩm thu nhập cho 800 triệu người toàn giới Sắn đóng vai trò quan trọng loại thực phẩm, công nghiệp dựa vào phận tích lũy tinh bột củ (khoảng 30-60% chất khô), đó, coi nguồn cung cấp tinh bột lớn thứ hai toàn cầu, sau ngô (FAO 2013) Sắn trồng đất biên, nơi có thu nhập thấp, nông dân sản xuất quy mô nhỏ, với đầu vào tối thiểu lượng mưa hàng năm không ổn định Năng suất trung bình sắn toàn giới 12- 13 / ha, suất tiềm điều kiện tối ưu lớn khoảng bảy lần ( trung bình 80 / ha; FAO 2013) Theo số liệu thống kê FAO (FAOSTAT 2015), sản lượng giới sắn nâng lên> 263 triệu năm 2013, tăng 27% sản lượng suốt 10 năm qua Từ đó, châu Á đóng góp 33,5% (88.200.000 tấn), Châu Phi 54,8% (144.200.000), châu Mỹ 11,6% (30,5 triệu tấn) Trong số vùng trồng sắn nay, châu Á nơi có suất cao trung bình 21,1 tấn/ha, xa suất tiềm thực nó, Châu Mỹ (12,3 tấn) châu Phi (8,3 tấn) Như vậy, xu hướng châu Á tiếp tục tăng trưởng sản xuất suất, châu Phi, hạn chế chủ yếu bệnh vi rút ảnh hưởng đến trồng nghiêm trọng, có khả làm tăng diện tích trồng năm tới Trong đó, sản lượng suất châu Mỹ xuống, kết chủ yếu chi phí sản xuất cao Bên cạnh việc có giá rẻ chi phí nhân công, châu Á thiết lập xu hướng phát triển sản xuất cách áp dụng, giống sắn có suất cao hàm lượng tinh bột cao, thực hành nông học tốt để bảo vệ đất dẫn đến chi phí sản xuất cạnh tranh cao mức tiêu thụ bình quân đầu người khu vực Với châu Âu thị trường Trung Quốc bảo đảm, dân số giới tiếp tục tăng trưởng, dân số thực tế tốc độ tăng châu Phi dự kiến tăng gấp đôi lên 2,4 tỷ cho năm 2050, triển vọng tăng suất sản lượng sắn hứa hẹn châu Á châu Phi Mặc dù suất thấp, sản lượng châu Phi không cao, Nigeria nước sản xuất xuất sắn giới với 47,4 triệu năm 2013, Thái Lan (30,2) Indonesia (23,9) Củ sắn thu hoạch sớm tháng, muộn từ 14-16 tháng sau trồng, thời điểm lý tưởng để thu hoạch vòng 12 tháng sau gieo Thái Lan, Việt Nam Ấn Độ có chuyên môn việc sản xuất chế biến sắn làm thức ăn cho động vật, nước châu Âu người tiêu dùng chính, theo sát Trung Quốc nhà nhập hiên sắn khô tinh bột (FAO 2013) Trung Quốc Thái Lan nhận tiềm sắn để sản xuất ethanol sinh học, vai trò cho trồng hứa hẹn tương lai tuyệt vời (Nguyen et al năm 2007; Jansson et al năm 2009; Cortés-Sierra et al 2010) Sự trao đổi miễn phí tạo điều kiện lan truyền dòng sắn vô tính nông dân trồng, tạo điều kiện lây lan dịch bệnh, đặc biệt vi khuẩn, nấm, nguyên sinh thực vật (microplasma sinh vật), côn trùng mang virus có hại nguyên nhân hai bệnh tàn phá sắn mạnh nhất: bệnh khảm sắn (CMD) bệnh vệt nâu (CBSD; in Legg et al 2014.) Những nỗ lực để kết hợp công nghệ sinh học công cụ để cải thiện sắn diễn 30 năm trước, với phát tái sinh thông qua phôi soma nhân dòng vô tính (Stamp Henshaw 1982; Szabádos et al 1987) Nhưng, thật người nông dân trồng sắn thiếu giống sắn biến đổi gen (GM) để giúp họ vượt qua trở ngại canh tác Những giống GM tồn tại, đây, giai đoạn tìm kiếm chứng, giai đoạn thử nghiệm đồng ruộng, để chắn đặc điểm biến đổi gen tồn lâu dài theo thời gian Mục đích ý kiến để khuyến khích lạc quan, đồng thuận nông dân, người tiêu dùng, / nhà nghiên cứu kỳ vọng họ giải pháp công nghệ sinh học cho sắn Nhiều nhà khoa học lạc quan theo đuổi giống GM, mô tả đây, có trường hợp đáng khích lệ, nhiều tiến đáng kể thực thành công Ví dụ, công nghệ sinh học áp dụng cho việc kiểm soát bệnh virus, nhân giống ống nghiệm, sản xuất hạt giống tổng hợp nâng cao giá trị dinh dưỡng củ sắn thảo luận Những trường hợp có khả cung cấp giải pháp công nghệ sinh học để cải thiện sắn Cách tiếp cận công nhận xem xét thời gian qua (i.e, Fregene Puonti-Kaerlas 2002; Taylor et al 2004; Liu et al 2011) NỘI DUNG 1.1 Lịch sử biến đổi di truyền chuyển gen sắn Lịch sử biến đổi di truyền chuyển gen sắn(M esculenta Crantz) sử dụng Agrobacterium tumefaciens bắn phá hạt hệ thống gen chuyển giao kết thực tế sau 25 năm nỗ lực liên tục phòng thí nghiệm toàn giới Với hai hệ thống, tạo sắn chuyển gen đánh dấu lựa chọn gen, gen nông học quan tâm Tuy vậy, Agrobacterium (Agrotrans) sắn công nghệ lựa chọn dễ dàng thực chương trình nghiên cứu nông nghiệp quốc gia (NARPs) nước phát triển, nơi mà cuối cùng, giống sắn biến đổi gen với đặc điểm cần thiết Agrotrans tạo DNAs (T-DNA) chèn vận chuyển tạo điều kiện cho việc phóng thích an toàn thương mại hóa biến đổi gen Độc giả khuyến khích kiểm tra ấn phẩm sau quan tâm chuyển đổi gen sắn sử dụng microparticle bắn phá: Schöpke et al (1996); Raemakers et al (1996); Zhang et al (2000), Zhang Puonti-Kaerlas (2000) Mặc dù biến đổi di truyền sắn sử dụng Agrobacterium công bố vào năm 1996 (Li et al 1996 Raemakers et al năm 1996; Schöpke et al 1996), nhiều công trình thực trước báo cáo công bố, đặc biệt Trung tâm Quốc tế Nông nghiệp Nhiệt đới (CIAT) trường Đại học Vrije Universiteit Brussel Các thí nghiệm tiên phong mà đỉnh điểm việc sản xuất biến đổi gen từ mô sẹo sắn, thể gen lựa chọn hữu ích, phát triển vào cuối năm 1980 Calderon-Urrea (1988) Trong thí nghiệm, Calderón-Urrea chuyển phôi soma từ Mcol1505 giống với số chủng A tumefaciens để giới thiệu khả kháng thuốc diệt cỏ phosphinothricin (PPT, tên thương mại Basta® Finale®) sử dụng gen bar Ngoài ra, gen uidA cho biểu β-glucuronidase, gọi gen GUS, giới thiệu Sự diện gen mô sẹo chứng minh phân tích Southern blot Như vậy, chứng đầu tiên, kiểu hình phân tử cấp độ, biểu gen vi khuẩn bên tế bào sắn Vào đầu năm 90, hàng loạt thí nghiệm chuyển đổi khác khởi xướng cách sử dụng loại hoang dã có huyết thống liên quan đến Agrobacterium, tên CIAT-1182, bị cô lập từ sắn trồng cánh đồng (Sarria et al 1993), để giới thiệu gen cản trở (plasmid pGV1040 từ PGS) vào mầm phôi soma có nguồn gốc từ SEDCs ( Arias-Garzón Sarria 1995) giống MPer183 2.2 Một số thành tựu sử dụng marker chọn tạo giống 2.2.1 Một số thành tựu nước 2.2.1.1 Khía cạnh phân tử phôi soma phôi cảm ứng mô sẹo bở: ý nghĩa biến đổi di truyền chỉnh sửa gen Kể từ báo cáo việc chuyển sắn thời gian đầu năm 1990 (i.e, , Sarria et al 1993; 1995; Schöpke et al 1993), phát triển công nghệ biến đổi gen lên chiến lược đầy hứa hẹn cho việc cải thiện trồng cách khắc phục hạn chế liên quan đến chọn giống truyền thống đẩy nhanh kết hợp đặc tính nông học (Fregene Puonti-Kaerlas 2002; Taylor et al 2002) Tuy nhiên, số khó khăn còn, ngăn chặn việc áp dụng phương pháp tiếp cận công nghệ sinh học cho nông dân ngành công nghiệp giống ưu tiên Một hạn chế chủ yếu liên quan đến việc sản xuất phôi mô sẹo bở (FEC), mô mục tiêu hiệu sử dụng rộng rãi việc biến đổi gen sắn đến (Taylor et al 1996; Bull et al 2009; Liu et al 2011 ) Sản xuất FEC kết trình gian khổ khoảng 4-6 tháng, tùy thuộc vào chuỗi kinh nghiệm nhà nông học kiểu gen Nó bao gồm loạt bước bao gồm: nhân giống vật liệu thực vật ống nghiệm, phôi soma sơ cấp (SE) cảm ứng, tuần hoàn thứ cấp SE cảm ứng FEC, cô lập tinh chế thông qua trình cấy truyền liên tục (Bull et al 2009; Taylor et al 2012 ) Nguyên liệu phôi gây nuôi cấy mô phôi thành thục thùy non chồi nách Các môi trường nuôi cấy thường bổ sung auxin, chủ yếu picloram FEC cảm ứng cách chuyển cấu trúc phôi tổ chức (OES) vào Gresshoff doy (Gresshoff doy 1974) DBM2 vừa bổ sung với 50 mM picloram (Taylor et al 1996) Mặc dù tất trình thiết lập tốt cho việc so sánh với mô hình chuẩn kiểu gen 60.444, khả ứng dụng chúng bị hạn chế hệ FEC kiểu gen phụ thuộc mạnh mẽ, có nghĩa hiệu phôi khác đáng kể kiểu gen (Liu et al 2011) Trong năm qua, phát triển giao thức chuyển gen mạnh mẽ hiệu cho 60.444 (Bull et al 2009; Taylor et al 2012) tượng trưng cho điểm khởi đầu để kết hợp nhiều giống sắn vào kênh cung cấp cho biến đổi gen (Bảng 1) Điều yêu cầu sửa đổi giao thức để khắc phục hạn chế số lượng hạn chế FEC-chất lượng thấp, khác biệt lớn việc phục hồi tăng thời gian môi trường chọn lọc, tốn thời gian để tinh lọc FEC từ mô sẹo bở, không phôi (Zainuddin et al 2012; Chetty et al 2013; Nyaboga et al 2013) Từ quan điểm công nghệ sinh học, hiểu biết sâu sắc SE sản xuất FEC thách thức nhằm cải thiện phương pháp chuyển đổi sắn, chắn cách để nhân giống sắn sử dụng công nghệ sinh học Hiện nay, công cụ chỉnh sửa gen mới, giống hệ thống CRISPR-Cas9 (Osakabe Osakabe 2014), đại diện cho kiện quan trọng không phiên gen đặc hiệu cao hiệu mà cho khả tạo biến đổi / trồng chỉnh sửa mà bỏ qua quy định nghiêm ngặt cho chuyển gen (Waltz 2016) Quan điểm tập trung vào việc thu thập sản phẩm ADN gen marker chọn lọc, ví dụ: đối kháng với thuốc kháng sinh / thuốc diệt cỏ, trình tự từ virus vi khuẩn Vì vậy, cách tiếp cận việc biến đổi gen chỉnh sửa gen giới thiệu preassembled CRISPR-Cas9-sgRNA, Ribonucleoprotein, thành tế bào trần thực vật để chỉnh sửa gen (Woo et al 2015), tránh sử dụng Agrobacterium vector để chuyển ADN Thậm chí DNA giới thiệu sử dụng vector, cassette chứa Cas9 RNA thị tách khỏi chỉnh sửa hệ sau Đây trường hợp phổ biến gạo, cho sắn nơi sinh sản hữu tính thay đổi kiểu gen tái tổ hợp Sau đó, tế bào trần nên sử dụng chỉnh sửa trọng tâm Một giao thức để phân lập tái sinh kiểu mẫu được mô tả từ năm 1990 (Sofiari et al 1998), mở đường cho việc chỉnh sửa thử nghiệm gen sắn cách sử dụng hệ thống CRISPR-Cas9 2.2.1.2 Tạo giống Sắn có khả chống virus ruồi trắng Giống hầu hết loại trồng biến đổi gen, biến đổi di truyền sắn giới hạn khó khăn sản xuất hiệu giống biến đổi gen việc biểu gen quan tâm Về phát triển giao thức giống cụ thể để sản xuất dòng biến đổi gen cho thử nghiệm đồng ruộng, tiến độ đạt chậm quan trọng Điều nhà nghiên cứu giảm bớt tánh ngoan cố trồng để chuyển đổi tái sinh, đến điểm mà dòng biến đổi gen giống nông dân ưa thích chí đưa thử nghiệm Ví dụ, biến đổi gen giống sắn Adira4, với tinh bột sáp, giống thử nghiệm đồng ruộng Indonesia, vài năm trước công bố (Koehorst-van Putten et al 2012) Các kiểu sắn biến đổi gen triển vọng giống săn Nigeria, kháng tự nhiên với CMD gọi TME7, thiết kế để kháng virus sắn nâu vệt (CBSV) bệnh nâu vệt sắn Uganda (UCBSV) hình thành (Vanderschuren et al 2012) Gần hơn, Chauhan et al (2015), giới thiệu khả chống UCBSV, tác nhân gây CBSD, nâng cao chất lượng dinh dưỡng củ sắn giống châu Phi TME204 Oko-Iyawo (TME7) Tương tự giống sắn châu Á, giống Đại học Kasetsart 50 (KU50) dòng ưu tú trồng rộng rãi nhiều nông dân châu lục cho hàm lượng chất khô cao Tuy nhiên, dễ bị CMD virus khảm sắn Sri Lanka (SLCMV; Dutt et al 2005.) Các tin tốt gen kháng SLCMV thiết kế KU50 RNAi yên tĩnh thông qua trung gian lớp vỏ protein AV1 gen vỏ tiền protein AV2, dẫn đến bốn có khả chống SLCMV (Ntui et al 2015) Sự thành công công nghệ chuyển gen với trồng ngô, đậu tương, cải dầu bông, mà chuyển gen tạm thời giải vấn đề nhạy cảm với sâu bướm, chối cãi (James năm 2014) Đối với sắn, giải pháp nhiều việc phải làm nhiều hy vọng, đặc biệt kháng lại ruồi trắng, loài trùng gây hại sắn ba châu lục nơi trồng Dịch hại Ruồi trắng công gây nạn đói tổn thất vượt tỷ đô la năm Ruồi trắng loài côn trùng cánh nửa sinh chúng phá hoại libe cách hút mô thực vật để lấy chất dinh dưỡng Bemisia tabaci châu Phi truyền tác nhân virus gây bệnh CMD, Aleurotrachelus Socialis Nam Mỹ Caribbean gây thiệt hại cách hút dinh dưỡng trực tiếp A Socialis gần xác định liên quan đến việc truyền tải số tác nhân chưa xác định gây bệnh da ếch sắn (CFSD) Colombia (Carvajal-Yepes et al 2014; Legg et al 2014), phytoplasma có liên quan (Alvarez et al 2009) Một cách tiếp cận công nghệ sinh học có khả chống sâu bệnh sắn phải tập trung vào hệ thống sinh học nơi có đủ thông tin phân tử, chẳng hạn chế phân tử bảo vệ thực vật, đường trao đổi chất gen có liên quan 10 Ruồi trắng bắt đầu nghiện cứu sâu với điều kiện tiên Các phòng thí nghiệm Linda Walling in Riverside (CA) thấy phát triển có hiệu ấu trùng B tabaci loại B Arabidopsis thaliana dựa vào hoạt hóa phức hệ đường mòn bảo vệ với salicylic acid (SA đường mòn) và, đồng thời, suy giảm không thay đổi mức độ gen RNA tham gia chế bảo vệ hiệu axit jasmonic / ethylene (JA / eT) (Zarate et al 2007; Walling 2008) Mặt khác, kết phòng thí nghiệm Bohórquez CIAT, tiến hành với nhộng trưởng thành A Socialis phá hoại giống sắn kháng ruồi trắng Ecu72, gen xác định có gen upregulated (310) down-regulated (210) Trong số gen gây chitinases, lipoxygenases, methyl-transferases cafeoyl-CoA-o-methyltransferase, sau gen liên quan đến tổng hợp lignin Tăng cường sức mạnh tế bào cách lắng đọng thêm lignin tường công côn trùng ngăn cản hút côn trùng từ tế bào thăm dò với stylets chúng tránh nhiễm virus Tương tự vậy, mRNA LOX5 tích lũy Ecu72 ruồi trắng bị nhiễm khuẩn (Bohórquez 2011) Cho axit salicylic, axit jasmonic, kiểm soát ethylene nhiều đường sinh hóa tế bào phản ứng với tác nhân gây bệnh sâu bệnh, chứng minh gen cá thể từ hai đường kháng ruồi trắng sắn, quan trọng Các biểu mức chuyển gen qua trung gian / xuống quy định gen LOX5 cafeoyl-CoA-o-methyltransferase sắn, hướng tới phát triển giống sắn kháng ruồi trắng, phương pháp công nghệ sinh học hợp lý để chứng minh vai trò gen hàng phòng ngự sắn chống lại ruồi trắng Trong thực tế, hợp tác nghiên cứu viện nghiên cứu, trường đại học tổ chức 11 quốc gia, bảo trợ Dự án Ruồi trắng châu Phi (2015), tài trợ Quỹ Bill Melinda Gates Foundation, tiến hành để sử dụng genomics, proteomics metabolomics để hiểu rõ cách có hệ thống bọ phấn bùng 11 phát nó, cho sắn kháng ruồi trắng virus, để tạo liệu để đánh giá tác động kinh tế xã hội 2.2.1.3 Phôi soma hạt tổng hợp để làm nguyên liệu bệnh nhân giống Trong giao thức nhân vô tính cho việc đóng gói bảo quản lạnh mắt hom (chồi nách) (chồi đỉnh) thực sắn (Escobar et al 1997; 2001b, 2013b, danso Ford-Lloyd 2003; Charoensub et al 2004 ) để bảo tồn nguồn gen trao đổi Tuy nhiên, tỷ lệ nhân sắn ống nghiệm không cạnh tranh với việc nhân vô tính phôi soma; tế bào phôi lò phản ứng tăng gấp đôi khối lượng chúng sau 15 ngày (Ducos et al 2007) Hơn nữa, cô lập chồi nách chồi đòi hỏi làm thủ công tay, xử lý cá nhân làm tăng thời gian chi phí gây cản trở cho tự động hóa cho đóng gói lưu trữ Mặt khác, sử dụng hạt tổng hợp tiền phôi soma dứt khoát làm giảm bước việc nhân giống sắn hàng loạt (Hình 2) Triển vọng sản xuất hàng loạt tự động nhân giống cà phê, lên đến × 105 / phôi soma (Ducos et al 2007), hấp dẫn cho nhân giống sắn Một số giống khoai mì sản xuất hàng ngàn phôi soma FEC tế bào đơn nửa rắn sử dụng auxin tổng hợp 2,4-D picloram (Taylor et al 2001; 2004; Liu et al 2011) Có tiềm lớn để sử dụng SE nguồn mầm cho việc nhân giống sắn rộng rãi để bảo quản lạnh để lưu trữ lâu dài tế bào mầm sắn 12 Hình Sơ đồ việc sản xuất sắn từ phôi soma trần đóng gói (hạt tổng hợp) Các nguồn vật liệu ban đầu để cấy phải có xác nhận bệnh, sắn nhân in vitro (phía bên góc trái ), từ chồi nách cắt để tạo phôi soma sơ cấp (primary SE) phôi mô sẹo bở (FEC) Các tế bào phôi soma sau sử dụng với lớp vỏ bọc nhân tạo (đóng gói SE; tỷ lệ cm) lớp vỏ ( SE trần) để tạo ống nghiệm Các tế bào phôi soma đóng gói tương đương với hạt tổng hợp đó, mô tả văn bản, sử dụng để lưu trữ ngắn hạn giống sắn Hiện chưa biết liệu hạt tổng hợp có chịu nhiệt độ đông hay không, đươc lý tưởng cho việc lưu trữ lâu dài tế bào mầm 13 2.2.1.4 Tạo giống sắn kháng thuốc trừ cỏ khả hấp thụ lân (nốt sần) Một số dòng chuyển gen thức (dựa biểu GUS xét nghiệm PCR lựa chọn PPT) giải thoát, trong số họ (dòng 53-5,2), việc đưa vào T-DNA ba địa điểm khác chứng minh cấp độ phân tử Phun Basta® nhà kính cho thấy dòng 53-5,2 có khả chống thuốc diệt cỏ Như vậy, chuyển gen sắn hình thành, thể gen có tiềm thương mại sử dụng Nhóm chuyển gen Roca CIAT công bố kết họ họp thứ hai Mạng Công nghệ sinh học sắn (CBN), tổ chức Indonesia vào Tháng Tám năm 1994 (Sarria et al 1995), sau chúng xuất tạp chí xem vào năm 2000 (Sarria et al 2000) Gần hơn, sắn biến đổi với vi khuẩn khác với Agrobacterium tên Ensifer adhaerens OV14 Nó chứa gen nhiễm sắc thể tương đồng với độc tính gen Agrobacterium (Rudder et al 2014) xác định năm 1982 loại vi khuẩn ăn thịt gram âm, sinh sống Rhizosphere với khả chuyển gen vào số trồng, ví dụ khoai tây, thuốc lá, Arabidopsis, Solanum, lúa gạo (Casida 1982; Wendt et al năm 2012; Soto et al năm 2015) Rõ ràng, Ensifer dường độc hại gây bệnh Agrobacterium coi vector lý tưởng để sản xuất chèn độc đáo vào trồng (Rudder et al 2014; ZúñigaSoto et al năm 2015) Nền tảng chuyển đổi di truyền CIAT sử dụng E adhaerens dòng OV14 với plasmid pCAMBIA5105 để biến đổi sắn cv 60.444, dựa báo cáo so Zúñiga-Soto et al (2015) cho lúa Ba dòng chuyển gen độc lập xác nhận Southern blot có chèn (Hai dòng) bốn T-DNA (Hình 1) biểu gen GUS chứng cáctrường hợp đơn Trong tất chuyển 14 gen, xuất nốt sần rễ nhìn thấy rõ ràng (Hình 1), quan sát trước thực Rogel et al (2001) Như vậy, sắn vào danh sách loại trồng mà chuyển gen với Ensifer adaherens Hình 2: (A) phôi chuyển gen (b) Cây sắn cv 60.444 chuyển gen Ensifer adaherens OV14, thể GUS Lưu ý hình thành nốt sần rễ (mũi tên) Đây ba kiện thu bở Southern blot (c), khẳng định diện việc chèn đơn (đầu tiên thứ ba) đa T-DNA (ngõ thứ hai; thứ tư kiểm soát trồng chuyển gen) 2.2.2 Một số thành tựu Việt Nam Năng suất sắn củ tươi Việt Nam đạt trung bình khoảng 18 tấn/ha Trong số tổ hợp sắn lai cho suất từ 35-44 tấn/ha tỷ lệ tinh bột từ 27-30% Gần đây, Trung tâm Nghiên cứu Thực nghiệm Nông nghiệp Hưng Lộc thuộc Viện Khoa học Kỹ thuật Nông nghiệp miền Nam phối hợp với tổ chức liên quan khác nước quốc tế thu thập, xây dựng lưu giữ tập đoàn hàng trăm giống sắn làm nguyên liệu để chọn lọc lai tạo dòng triển vọng với suất củ tươi tỷ lệ tinh bột cao Trong hoạt động lưu giữ chọn tạo giống, đánh giá đa dạng di truyền giống sắn tập đoàn áp dụng công nghệ ADN vai trò tiên Ứng dụng số thị SSR, Nguyễn Hữu Hỷ cộng (2013) đánh giá đa dạng 15 di truyền tính trạng suất củ tươi 19 giống sắn tập đoàn giống sắn thu thập Dựa vào 19 thị SSR, đa dạng di truyền cao tính trạng suất củ tươi tỷ lệ tinh bột 44 giống sắn tập đoàn tiếp tục đánh giá Trong công bố này, đa hình chiều dài sản phẩm SSRPCR nhóm đại diện 44 giống sắn tập đoàn thành nhóm với nhóm phụ chủng loại theo tỷ lệ tinh bột suất củ tươi sai khác tin cậy thống kê Kết nghiên cứu sở khoa học để đánh giá đa dạng di truyền tính trạng trạng chọn lọc quần thể tập đoàn lưu giữ nguồn gen sắn GBSS1 (Granule bound starch synthase 1) gen điều khiển sinh tổng hợp tinh bột sắn (Manihot esculenta Crantz) đa dạng alen gen phản ánh đa dạng suất chất lượng tinh bột Trong nghiên cứu tác giả: Nguyễn Phương Thảo cộng (2015) đa dạng di truyền giống sắn tập đoàn đánh giá dựa vào đa hình trình tự ADN dọc đoạn đích gen GBSS1 14 giống đại diện chọn từ 44 giống đánh giá đa dạng di truyền thị SSR Kết cho thấy đa hình trình tự ADN dọc đoạn đích gen GBSS1 14 giống sắn chọn lọc nghiên cứu phản ánh đa dạng di truyền cao tính trạng suất tinh bột tập đoàn sắn lưu giữ Trên phát sinh chủng loại, giống sắn nghiên cứu phân thành nhóm với tỷ lệ tinh bột trung bình sai khác tin cậy thống kê Giữa nhóm có giá trị bootstrap, có đa dạng alen cao có khác biệt di truyền tin cậy Trong nhóm có 2-5 alen đặc trưng Kết nghiên cứu sở áp dụng để đánh giá hiệu công tác lưu giữ nguồn gen giống sắn Ngoài alen đặc trưng nhóm sử dụng thị phân tử để chọn lọc giống sắn có suất chất lượng tinh bột cao Hiện nay, Chương trình sắn Việt Nam (VNCP) Trung tâm 16 Quốc tế Nông nghiệp Nhiệt đới (CIAT) hợp tác với Trung tâm Khoa học Cây trồng RIKEN Nhật Bản (RIKEN) thực Phòng Thí nghiệm Quốc tế Chọn giống Phân tử Sắn (ILCMB) Viện Di truyền Nông nghiệp Việt Nam (AGI) với tài trợ quỹ Bill Gate Melinda mà PGS.TS Lê Huy Hàm TS Hoàng Kim mời làm đồng chủ trì với TS Manabu Ishitani (VAAS and CIAT 2014; Hoang Kim, Le Huy Ham et al 2013) động lực to lớn thú đẩy mạnh mẽ công tác chọn tạo giống sắn ứng dụng công nghệ cao, kỹ thuật tiên tiến nhằm tạo giống sắn tốt cho sản xuất TRIỂN VỌNG VÀ KẾT LUẬN Cảnh quan công nghệ sinh học áp dụng để cải thiện giống sắn khích lệ để đưa số đặc điểm giống trồng ưu tú vào kênh cung cấp chọn tạo giống công nghệ sinh học suốt 20 năm qua Đáng ý phòng thí nghiệm nước phát triển thích ứng áp dụng công nghệ sinh học công cụ để gây giống Tuy nhiên, thông qua giai đoạn để chứng tỏ quan niệm đặc điểm kháng virus, nhà khoa học mong đợi giống GM phóng thích châu Phi để chống lại CMD CBSD Trong vấn đề sức đề kháng tự nhiên để kháng bệnh CMD giải quyết, nhà khoa học tiếp tục đẩy mạnh chọn tạo giống in vitro để tạo trồng bệnh với độ tin cậy ngày cao Nhu cầu cấp thiết tạo hệ thống hiệu cho phép nhân giống tạo ổn định, bền vững tính trạng quý sắn nước, làm sở cho việc chọn tạo giống với quy mô lớn, nhanh chóng đưa giống tốt sản xuất đại trà References 17 Nguyễn Hữu Hỷ, Đinh Văn Cường, Phạm Thị Nhạn, Nguyễn Thị Nhung, Nguyễn Trọng Hiển, Trần Mỹ Linh, Lê Quỳnh Liên, Nguyễn Tường Vân, 2013 Nghiên cứu đa dạng di truyền số giống khoai mì (Manihot esculenta Crantz) Việt Nam dựa vào phân tích hình thái thị SSR Tạp chí Nông nghiệp Phát triển nông thôn, 6: 25-30 Nguyễn Phương Thảo, Nguyễn Chi Mai, Phan Minh Tuấn, Nguyễn Hữu Hỷ, Trần Mỹ Linh, Lê Quỳnh Liên, Lê Quang Trung, Nguyễn Thị Bình, Nguyễn Tường Vân, 2015 Nghiên cứu đa dạng di truyền tập đoàn giống sắn (Manihot esculenia Crantz) sử dụng thị SSR Tạp chí Nông nghiệp Phát triển nông thôn, 267(12): 29-36 Nguyễn Phương Thảo, Nguyễn Chi Mai, Phan Minh Tuấn , Trần Mỹ Linh, Lê Quỳnh Liên, Lê Quang Trung, Nguyễn Tường Vân Nghiên cứu đa dạng di truyền tập đoàn giống sắn (Manihot esculenta Crantz) dựa vào đa hình trình tự gen GBSS1 Tap chi sinh hoc 2015, 37(2): 213-219 African Cassava Whitefly Project (2015) 6–11 December 2015, London, UK Available via http://cassavawhitefly.org/ accessed 15 February 2016 Alvard D, Cote F, Teisson C (1993) Comparison of methods of liquid medium culture for banana micropropagation Plant Cell Tissue Org Cult 32:55–60CrossRefGoogle Scholar Alvarez E, Mejía JF, Llano GA, Loke JB, Calari A, Duduk B, Bertaccini A (2009) Characterization of a phytoplasma associated with frogskin disease in cassava Plant Dis 93:1139–1145CrossRefGoogle Scholar Antony G, Zhou J, Huang S, Li T, Liu B, White F, Yang B (2010) Rice xa13 recessive resistance to bacterial blight isdefeated by 18 induction of the disease susceptibility gene Os-11N3 Plant Cell 22:3864–3876PubMedPubMedCentralCrossRefGoogle Scholar Apio H, Alicai T, Baguma Y, Mukasa S, Bua A, Taylor N (2015) Production of friable embryogenic callus and regeneration of Ugandan farmer-preferred cassava genotypes Afr J Biotechnol 14:1854– 1864Google Scholar Aranzales E (2013) Evaluación de técnicas in vitro alternativas para la erradicación de virus de interés cuarentenario en yuca Manihot esculenta Crantz MSc thesis, Facultad de Ciencias Agropecuarias, Universidad Nacional de Colombia-Sede Palmira, Colombia 10.Arias-Garzón DI, Sarria R (1995) New Agrobacterium tumefaciens plasmids for cassava transformation In: Proceedings of the second international scientific meeting of the Cassava Biotechnology Network, August 22–26, 1994 Bogor, Indonesia, pp 245–256 11.Baba AI, Nogueira FCS, Pinheiro CB, Brasil JN, Jereissati ES, Jucá TL, Soares AA, Santos MF, Domont GB, Campos FAP (2008) Proteome analysis of secondary somatic embryogenesis in cassava (Manihot esculenta) Plant Sci 175:717–723CrossRefGoogle Scholar 12.Beyene G, Chauhan RD, Wagaba H, Moll T, Alicai T, Miano D, Carrington J, Taylor N (2015) Loss of CMD2-mediated resistance to cassava mosaic disease in plants regenerated through somatic embryogenesis Mol Plant Pathol doi:10.1111/mpp.12353 Google Scholar 13.Boch J, Scholze H, Schornack S, Landgraf A, Hahn S, Kay S, Lahaye T, Nickstadt A, Bonas U (2009) Breaking the code of DNA binding specificity of TAL-type III Effectors 1512PubMedCrossRefGoogle Scholar 19 Science 326:1509– [...]... trong nước và quốc tế đã thu thập, xây dựng và lưu giữ được tập đoàn hàng trăm giống sắn làm nguyên liệu để chọn lọc và lai tạo ra các dòng triển vọng với năng suất củ tươi và tỷ lệ tinh bột cao Trong các hoạt động lưu giữ và chọn tạo giống, đánh giá đa dạng di truyền của các giống sắn trong tập đoàn áp dụng công nghệ ADN giữa vai trò tiên quyết Ứng dụng một số chỉ thị SSR, Nguyễn Hữu Hỷ và cộng sự... nguồn gen các giống sắn Ngoài ra các alen đặc trưng của từng nhóm có thể sử dụng như các chỉ thị phân tử để chọn lọc các giống sắn có năng suất và chất lượng tinh bột cao Hiện nay, Chương trình sắn Việt Nam (VNCP) đã được Trung tâm 16 Quốc tế Nông nghiệp Nhiệt đới (CIAT) hợp tác với Trung tâm Khoa học Cây trồng RIKEN Nhật Bản (RIKEN) đang thực hiện Phòng Thí nghiệm Quốc tế Chọn giống Phân tử Sắn (ILCMB)... giá được đa dạng 15 di truyền tính trạng năng suất củ tươi của 19 giống sắn trong tập đoàn các giống sắn thu thập Dựa vào 19 chỉ thị SSR, đa dạng di truyền cao của các tính trạng năng suất củ tươi và tỷ lệ tinh bột của 44 giống sắn trong tập đoàn đã tiếp tục được đánh giá Trong công bố này, đa hình chiều dài sản phẩm SSRPCR đã nhóm các đại diện của 44 giống sắn trong tập đoàn thành 3 nhóm chính với... CMD và CBSD Trong khi các vấn đề mất sức đề kháng tự nhiên để kháng bệnh CMD được giải quyết, các nhà khoa học tiếp tục đẩy mạnh chọn tạo giống bằng in vitro để tạo ra các cây trồng sạch bệnh với độ tin cậy ngày càng cao Nhu cầu cấp thiết hiện nay là tạo ra các hệ thống hiệu quả hơn cho phép nhân giống và tạo được sự ổn định, bền vững các tính trạng quý của cây sắn ở mỗi nước, làm cơ sở cho việc chọn. .. Bill và Melinda Gates Foundation, đang được tiến hành để sử dụng genomics, proteomics và metabolomics để hiểu rõ hơn một cách có hệ thống về bọ phấn và sự bùng 11 phát của nó, cho sắn kháng cả ruồi trắng và virus, để tạo ra dữ liệu để đánh giá tác động kinh tế và xã hội 2.2.1.3 Phôi soma và hạt tổng hợp để làm nguyên liệu sạch bệnh và nhân giống Trong các giao thức nhân vô tính cho việc đóng gói và bảo... làm tăng thời gian và chi phí và gây cản trở cho tự động hóa cho đóng gói và lưu trữ Mặt khác, sử dụng các hạt tổng hợp và tiền phôi soma dứt khoát sẽ làm giảm các bước trong việc nhân giống sắn hàng loạt (Hình 2) Triển vọng sản xuất hàng loạt tự động như trong nhân giống cà phê, có thể lên đến 4 × 105 / phôi soma (Ducos et al 2007), là rất hấp dẫn cho các nhân giống sắn Một số giống khoai mì sản xuất... số đặc điểm và giống cây trồng ưu tú vào kênh cung cấp chọn tạo giống bằng công nghệ sinh học trong suốt 20 năm qua Đáng chú ý là các phòng thí nghiệm ở các nước đang phát triển đã có thể thích ứng và áp dụng công nghệ sinh học như một công cụ để gây giống Tuy nhiên, mặc dù đã thông qua các giai đoạn để chứng tỏ quan niệm về những đặc điểm như kháng virus, các nhà khoa học vẫn mong đợi giống GM được... Melinda mà PGS.TS Lê Huy Hàm và TS Hoàng Kim được mời làm đồng chủ trì với TS Manabu Ishitani (VAAS and CIAT 2014; Hoang Kim, Le Huy Ham et al 2013) sẽ là động lực to lớn thú đẩy mạnh mẽ công tác chọn tạo giống sắn ứng dụng công nghệ cao, kỹ thuật tiên tiến nhằm tạo ra các giống sắn tốt cho sản xuất 3 TRIỂN VỌNG VÀ KẾT LUẬN Cảnh quan của công nghệ sinh học áp dụng để cải thiện giống sắn đang được khích lệ... nửa rắn sử dụng auxin tổng hợp 2,4-D hoặc picloram (Taylor et al 2001; 2004; Liu et al 2011) Có tiềm năng rất lớn để sử dụng SE như một nguồn mầm cho việc nhân giống sắn rộng rãi hơn hoặc để bảo quản lạnh để lưu trữ lâu dài của tế bào mầm sắn 12 Hình 1 Sơ đồ của việc sản xuất cây sắn từ phôi soma trần hoặc đóng gói (hạt tổng hợp) Các nguồn vật liệu ban đầu để cấy phải có xác nhận sạch bệnh, cây sắn nhân... bột Trong nghiên cứu của các tác giả: Nguyễn Phương Thảo và cộng sự (2015) đa dạng di truyền của các giống sắn trong cùng tập đoàn được đánh giá dựa vào đa hình trình tự ADN dọc đoạn đích trên gen GBSS1 của 14 giống đại diện chọn ra từ 44 giống đã được đánh giá đa dạng di truyền bằng chỉ thị SSR Kết quả cho thấy đa hình trình tự ADN dọc đoạn đích trên gen GBSS1 của 14 giống sắn chọn lọc trong nghiên cứu
- Xem thêm -

Xem thêm: Tiểu luận chọn giống sắn năng suất cao và kháng bệnh sử dụng các Maker, Tiểu luận chọn giống sắn năng suất cao và kháng bệnh sử dụng các Maker, Tiểu luận chọn giống sắn năng suất cao và kháng bệnh sử dụng các Maker

Gợi ý tài liệu liên quan cho bạn

Từ khóa liên quan

Nạp tiền Tải lên
Đăng ký
Đăng nhập