Chuyển gene Kỹ thuật di truyền

Kỹ thuật di truyền thực vật là sự chuyển một đoạn DNA lạ, thường là một gene có chức năng mã hoá cho một thông tin hay đặc điểm có lợi nhất định vào tế bào thực vật như khả năng kháng sâu hại, kháng virus hay kháng thuốc trừ cỏ. Cây tái sinh từ tế bào chuyển nạp có gene lạ được lồng vào genome, biểu hiện ra kiểu hình va di truyền ổn định được gọi là cây chuyển gene.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Chuyển gene Kỹ thuật di truyền Chuyển geneKỹ thuật di truyềnKỹ thuật di truyền thực vật là sự chuyểnmột đoạn DNA lạ, thường là một gene cóchức năng mã hoá cho một thông tin hayđặc điểm có lợi nhất định vào tế bào thựcvật như khả năng kháng sâu hại, khángvirus hay kháng thuốc trừ cỏ. Cây táisinh từ tế bào chuyển nạp có gene lạđược lồng vào genome, biểu hiện ra kiểuhình va di truyền ổn định được gọi là câychuyển gene.Trong các bước trên, kỹ thuật chuyểngene đóng một vai trò quyết định đối vớikết quả chuyển gene. Chuyển gene vào tếbào thực vật có thể thực hiện gián tiếpthông qua vector hay trực tiếp. Sau đây làví dụ về sự chuyển qua thông qua Ti-plasmid của vi khuẩn AgrobacteriumtumefaciensA. tumefaciens là vi khuẩn gây khối u ởcây hai lá mầm và phản ứng hình thànhkhối u là kết quả của sự kiện chuyểngene tự nhiên. Mấu chốt của sự hìnhthành khối u là Ti-plastmid (Ti: tumorinducing) của vi khuẩn chứa các gene mãhoá sinh tổng hợp các horrmon (auxin vàcytokinin) chịu trách nhiệm cho sự hìnhthành khối u. Các gene này nằm trongvùng T-DNA (transfered DNA) củaplasmid. Khi plasmid xâm nhập vào tếbào của cây, cùng T-DNA được chuyểnvào genome. Đoạn T-DNA là yếu tố ditruyền vận động trong quá trình chuyểngene.Ý nghĩa của Agrobacterium trong kỹthuật di truyền là khả năng chuyển đoạnDNA vào tế bào thực vật. Lợi dụngphương thức chuyển gene tự nhiên cácnhà khoa học thực vật dựa vào kỹ thuậtphân tử điều khiển T-DNA để thiết kế hệvector bằng cách lồng đoạn DNA cầnchuyển gắn vào cùng T-DNA của vikhuẩn, sau đó cho cây nhiễm các vikhuẩn chứa plasmid đã biến đổi. Để lâynhiễm người ta nuôi cấy tế bào trần thựcvật, tế bào đơn trong trong mooi trườnglồng, hoặc đặt mô cấy trong dung dịchhuyền phù chứa vi khuẩn có plasmid biếnđổi trong một thời gian nhất định. Quátrình chuyển nạp thông quaAgrobacterium gồm các bước sau đây:- Phân lập gene có ích từ thể cho (DNAlạ) và nhân gene- Loại bỏ T-DNA khỏi Ti-plasmid củacác dong vi khuẩn đã chọn lọc- Chuyền DNA lạ vào Ti-plasmid cùngvới promotor và một gene chỉ thị có khảnăng chọn lọc dễ dàng (ví dụ gene uidAcủa vi khuẩn mã hoá β-glucuronidazathường gọi là gene GUS, hay gene khángkháng sinh).- Đưa plasmid đã biến đổi vào tế bàothực vật- Chọn tế bào được chuyển gene- Tái sinh tế bào được chuyển gene- Chọn cây biểu hiện được chuyển (cấychuyển gene)Ở một số loài cây dễ nuôi cấy như khoaitây và cà chua, các mẫu lá cắt rời đượcnhúng vào dung dịch chứa vi khuẩn trongmột thời gian ngắn. Sau đó các mẫu láđược đưa vào môi trường dinh dưỡng.Trong khoảng thời gian đó vi khuẩn tiếptục sinh trưởng và xâm nhập vào các tếbào lá rồi tạo ra một số tế bào chuyểngene. Vì chỉ một phần nhỏ tế bào đượcchuyển gene nên cần phải tiến hành chọnlọc. Việc chọn lọc thông thường dựa vàogene chọn lọc, đó là gene kháng khángsinh hay kháng thuốc trừ cỏ. Sau đó cácmẫu lá được chuyển vào môi trường khácchứa một chất kháng sinh để diệtAgrobacterium còn sót lại và một chấtkháng sinh khác hay thuốc trừ cỏ để loạitrừ các tế bào không chuyển gene.Các tế bào được chọn được chuyển sangmột loạt các môi trường dinh dưỡng đểtái sinh cây. Kết quả tái sinh và tạo câychuyển gene phụ thuộc vào loài cây.Phương pháp chuyển gene thông quaAgrobacterium được áp dụng rất thànhcông ở nhiều loài cây hai lá mầm nhưthuốc lá, khoai tây và cà chua. Theo CSDT CGTV - Hoàng Trọng Phán