BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỞ TP.HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỞ TP.HỒ CHÍ MINH KHOA CÔNG NGHỆ SINH HỌC KHOA CÔNG NGHỆ SINH HỌC Chủ đề Chủ đề KỸ THUẬT CHUYỂN GENE THỰC VẬT KỸ THUẬT CHUYỂN GENE THỰC VẬT Nội dung Nội dung • Khái niệm Khái niệm • Một số nguyên tắc chuyển ge Một số nguyên tắc chuyển ge ne ne • Các kỹ thuật chuyển gene thự Các kỹ thuật chuyển gene thự c vật c vật • GMO GMO • Dự án chuyển gene Dự án chuyển gene Các khái niệm CÔNG NGHỆ CHUYỂN GEN: là đưa một đoạn DNA ngoại lai vào gen của cơ thể đa bào, sau đó DNA ngoại lai này sẽ có mặt ở hầu hết các tế bào và được truyền lại cho thế hệ sau. GEN CHUYỂN:(transgene) là gen ngoại lai được chuyển từ một cơ thể sang một cơ thể mới bằng kỹ thuật di truyền. GMP (genetically modified plant): thực vật biến đổi gen Một số nguyên tắc trong chuyển công nghệ chuyển gene thực vật Một số nguyên tắc trong chuyển công nghệ chuyển gene thực vật - Không phải toàn bộ tế bào đều thể hiện tính toàn năng (totipotency) - Các cây khác nhau có phản ứng không giống nhau với sự xâm nhập của một gen ngoại lai - Cây biến nạp chỉ có thể tái sinh từ các tế bào có khả năng tái sinh và khả năng thu nhận gen biến nạp vào genome - Mô thực vật là hỗn hợp các quần thể tế bào có khả năng khác nhau. Cần xem xét một số vấn đề như: chỉ có một số ít tế bào có khả năng biến nạp và tái sinh cây. - Thành phần của các quần thể tế bào được xác định bởi loài, kiểu gen, từng cơ quan, từng giai đoạn phát triển của mô và cơ quan. - Thành tế bào ngăn cản sự xâm nhập của ADN ngoại lai. - Khả năng xâm nhập ổn định của gen vào genome không tỷ lệ với sự biểu hiện tạm thời của gen Các khâu của kỹ thuật cấy gen Các khâu của kỹ thuật cấy gen Kỹ thuật cấy gen gồm 3 khâu chủ yếu:  Tách ADN NST của tế bào cho và tách plasmid ra khỏi tế bào vi khuẩn.  Cắt và nối đoạn ADN của tế bào cho vào ADN plasmid ở những điểm xác định tạo nên ADN tái tổ hợp. • Việc cắt nhờ enzim cắt (restrictaza) • Việc nối nhờ enzim nối (ligaza)  Chuyển ADN tái tổ hợp vào tế bào nhận và tạo điều kiện cho gen đã ghép được biểu hiện. Vì sao phải phát triển công Vì sao phải phát triển công nghệ chuyển gene thực vật? nghệ chuyển gene thực vật? III) Các kỹ thuật biến đổi gene: III) Các kỹ thuật biến đổi gene: Kỹ Kỹ thuật thuật chuyển chuyển gene gene Kỹ Kỹ thuật thuật gián gián tiếp tiếp Kỹ Kỹ thuật thuật trực trực tiếp tiếp Kỹ thuật bắn gene Kỹ thuật bắn gene Kỹ thuật siêu âm Kỹ thuật siêu âm Kỹ thuật điện xung Kỹ thuật điện xung Kỹ thuật PEG Kỹ thuật PEG Kỹ thuật chuyển gene qua ống phấn Kỹ thuật chuyển gene qua ống phấn Kỹ thuật vi tiêm Kỹ thuật vi tiêm Kỹ thuật chuyển gene bằng sốc nhiệt Kỹ thuật chuyển gene bằng sốc nhiệt Chuyển gen nhờ Chuyển gen nhờ Agrobacterium tumefaciens Agrobacterium tumefaciens Chuyển gen nhờ virus và phage Chuyển gen nhờ virus và phage Kỹ thuật bắn gene Kỹ thuật bắn gene Đâu là súng bắn gene? Đâu là súng bắn gene? Chính xác Chính xác Súng bắn gen (Gene gun) là một thiết bị sử dụng để đưa thông tin di truyền vào tế bào, được thiết kế đầu tiên cho biến nạp DNA ngoại lai vào tế bào thực vật và được phát triển vào đầu thập niên 1980 do các nhà thực vật học ở Ðại học Corrnell cùng với các nhà nghiên cứu ở Corrnell Nanofabrication Facility, Newyork, USA. Kỹ thuật bắn gene Kỹ thuật bắn gene Súng bắn gen được bán trên thị trường vào năm 1990. Tên chính xác và đầy đủ của súng bắn gen là hệ thống phân phối hạt biolistics (biolistic particle delivery system) và kỹ thuật này thường được gọi một cách đơn giản là biolistics (sự kết hợp giữa hai thuật ngữ biology (sinh học) và ballistics (sự bắn tung)). Nguyên lý chung của phương pháp này là sử dụng áp lực xung của khí helium để gia tốc các hạt. Cấu tạo súng bắn gen: Cấu tạo súng bắn gen: Súng bắn gen bao gồm hai buồng bằng thép không gỉ, kích thước 6″x7″x10″ nối với hai bơm chân không. Đạn ở đây là các hạt tungsen có đường kính rất nhỏ, khoảng 1μm chứa DNA ngoại lai (các kim loại năng khác như vàng và bạc cũng được sử dụng nhưng không thường xuyên do giá cả đắt). Sự bùng nổ khí helium ở 1000psi làm cho cái đĩa bắn về phía trước với tốc độ 1300 food/s, tương đương với tốc độ khi một viên đạn rời khỏi nòng súng. Kỹ thuật bắn gene Kỹ thuật bắn gene [...]... tích và xác định kết quả chuyển gen ở thế hệ sau Kỹ thuật PEG (Chuyển gen bằng phương pháp hóa học) Chuyển gen bằng phương pháp hóa học là phương pháp chuyển gen vào tế bào protoplast nhờ các chất hóa học như poly-1-ornithin hoặc polyethylen glycol (PEG) Kỹ thuật PEG Phương pháp chuyển gen bằng hóa chất có thể áp dụng với nhiều loài thực vật nhưng khả năng chuyển gen với tần số chuyển gen rất thấp Tuy... chính xác cao Kỹ thuật chuyển gene qua ống phấn Phương pháp chuyển gen qua ống phấn là phương pháp chuyển gen không qua nuôi cấy mô invitro Phương pháp này được nhóm Ray Wu đại học Cornell (Mỹ) báo cáo thành công trên cây lúa, tiếp theo các công trình sơ bộ với ADN tổng hợp của hai tác giả Trung Quốc Duan và Chen (1985) Ray Wu 1988 Kỹ thuật chuyển gene qua ống phấn Nguyên tắc ADN ngoại lai chuyển vào... bông đã khẳng định tính ưu việt của phương pháp này Kỹ thuật siêu âm Nguyên tắc: Sau khi tách, protoplast được xử lý nhẹ bằng siêu âm có hiện diện của DNA ngoại lai Sóng siêu âm giúp DNA đi vào tế bào và thể hiện Cách tiến hành: Kỹ thuật siêu âm Các bước: Kỹ thuật điện xung Là một phương pháp cơ học sử dụng để đưa các phân tử phân cực vào trong tế bào chủ qua màng tế bào Một xung điện cao thế trong khoảnh... dụng phổ biến cho chuyển gen vào thực vật Đây là phương pháp hiệu quả và phổ biến nhất hiện nay nhờ vào khả năng gắn gen ngoại lai vào hệ gen thực vật một cách chính xác và ổn định Chuyển gen nhờ Agrobacterium tumefaciens Chuyển gen nhờ Agrobacterium tumefaciens Hình :Một số khối u do vi khuẩn Agrobacterium tumefaciens tạo ra A: một khối u rất lớn hình thành trên thân cây hoa Hồng B: một dãy khối u... Kỹ thuật bắn gene Kỹ thuật bắn gene CÁC LOẠI SÚNG BẮN GEN PDS-1000 Sauter1991 PDS-1000He Kỹ thuật bắn gene * Ưu điểm - Thao tác dễ dàng, bắn một lần được nhiều tế bào - Nguyên liệu để bắn đa dạng (hạt phấn, tế bào nuôi cấy, tế bào mô hóa và mô phân sinh)... phấn, chui vào bầu nhụy cái Thời gian chuyển gen là vào lúc hạt phấn mọc qua vòi nhụy và lúc bắt đầu đưa tinh tử vào thụ tinh, tốt nhất là sự chuyển gen xảy ra đúng khi quá trình thụ tinh ở noãn và cho tế bào hợp tử chưa phân chia Như vậy, sự chuyển gen chỉ xảy ra ở một tế bào sinh dục cái duy nhất và khi tái sinh cây sẽ không hình thành thể khảm Kỹ thuật chuyển gene qua ống phấn Cách tiến hành - Lúa... tế bào Quá trình được thực hiện trong cuvett chuyên dụng Sau quá trình xung điện, đem protoplast nuôi trong môi trường nuôi cấy thích hợp, môi trường chọn lọc để tách các protoplast đã được biến nạp Tiếp theo là nuôi cấy invitro, tái sinh cây và chọn lọc cây chuyển gen Kỹ thuật điện xung Sơ đồ plasmid chứa DNA ngoại lai đi qua các lỗ tạm thời trên màng bào chất Máy xung điện Kỹ thuật vi tiêm Là phương... vi tiêm Là phương pháp tiêm các đại phân tử vào trong tế bào thực vật Brinster, 1981; Costantini và Lacy; 1981 đã chứng minh rằng với phương pháp vi tiêm, các gen chuyển đã tích hợp và có khả năng biểu hiện Vào năm 1982, lần đầu tiên sự thay đổi kiểu hình có thể nhìn thấy ở chuột nhắt chuyển gen đã được mô tả (Palmiter, 1982) Brinster Kỹ thuật vi tiêm Nguyên tắc phương pháp vi tiêm là một lượng nhỏ... chế của phương pháp này Chuyển gen nhờ Agrobacterium tumefaciens Agrobacterium là nhóm các vi khuẩn đất Gram âm gây ra các triệu chứng bệnh ở cây Khi ở trong đất sẽ sinh độc tố, gây ung thư ở thực vật, gây ra bệnh khối u hình chóp và bệnh lông rễ ở nhiều loài cây cảnh và cây ăn quả nhưng mang những plasmid lớn đặc trưng Agrobacterium gồm có các loài: - A.tumefaciens - A.rhizogenes - A.rubi - A.radiobacter... vi soi ngược 2 Máy vi điều chỉnh Kim tiêm và kim giữ được lắp vào máy vi thao tác và được nối với syringe qua ống bằng chất dẻo được nạp đầy dầu parafin Sơ đồ tạo động vật chuyển gen Vi tiêm ngoại lai tiền nhân của trứng thụ tinh Kỹ thuật vi tiêm Ưu điểm - Có thể tối ưu lượng ADN đưa vào tế bào - Quyết định được đưa ADN vào loại tế bào nào - Có thể đưa một cách chính xác thậm chí vào tận nhân và có . thuật thuật chuyển chuyển gene gene Kỹ Kỹ thuật thuật gián gián tiếp tiếp Kỹ Kỹ thuật thuật trực trực tiếp tiếp Kỹ thuật bắn gene Kỹ thuật bắn gene Kỹ thuật siêu âm Kỹ thuật siêu âm Kỹ thuật điện xung Kỹ thuật điện xung Kỹ thuật PEG Kỹ thuật PEG Kỹ thuật chuyển gene qua ống phấn Kỹ thuật chuyển gene. chuyển gene thực vật? III) Các kỹ thuật biến đổi gene: III) Các kỹ thuật biến đổi gene: Kỹ Kỹ thuật thuật chuyển chuyển gene gene Kỹ Kỹ thuật thuật gián gián tiếp tiếp Kỹ Kỹ thuật thuật trực trực tiếp tiếp Kỹ. HỌC Chủ đề Chủ đề KỸ THUẬT CHUYỂN GENE THỰC VẬT KỸ THUẬT CHUYỂN GENE THỰC VẬT Nội dung Nội dung • Khái niệm Khái niệm • Một số nguyên tắc chuyển ge Một số nguyên tắc chuyển ge ne ne • Các kỹ thuật