Trường DH Nông Lâm Tp.HCM
Khoa Ngoại ngữ- Sư phạm
Lớp DH10SP
Báo cáo chuyên đề môn:
Di truyền ứng dụng trong thủy sản
Chủ đề:
Ứng dụng kĩ thuật di truyền trong nông nghiệp
Thực hiện:
Nguyễn Minh Dung_10132031
Võ Thị Thùy Như Nguyễn_10132042
Phạm Ngọc Vinh_10132019
Nội dung chính
I. Kĩ thuật di truyền
- Kĩ thuật tổ hợp DNA
(Kĩ thuật chuyển gen)
- Kĩ thuật PCR
II. Ứng dụng của kĩ thuật di truyền trong
nông nghiệp
- Cây chuyển gene
- Một số ví dụ cụ thể
I. Kĩ thuật di truyền
Kĩ thuật tổ hợp DNA
Định nghĩa:
- Là kĩ thuật thao tác và tổ hợp DNA từ hai
nguồn khác nhau (thường là của hai loài khác
nhau).
- Kĩ thuật tổ hợp DNA còn gọi là kĩ thuật chuyển
gen gồm 7 bước.
Các bước của kĩ thuật chuyển gen
1. Ly trích DNA (Thu nhận gen)
2. Cắt DNA (Chọn vector)

(chữ cái đầu tên loài), chữ IV viết hoa (tên chủng),
nếu cùng loài vi khuẩn có nhiều RE thì thêm số La
mã chỉ thứ tự RE.
VD: enzym EcoRI là RE đầu tiên được phát hiện ở
Escherichia coli, chủng RY 13.
Có nhiều Enzym giới hạn, mỗi loại nhận biết
và cắt ở một vị trí xác định của trình tự nhận biết
(recognition sequence).
- Mỗi trình tự có từ 4 – 6 cặp base.
- Trình tự có tính đối xứng nghịch đảo (hai
mạch của trình tự hoàn toàn giống nhau khi đọc
theo cùng một chiều 5’→3’.
Đầu tà (blunt end)
Đầu dính (stickey end)
Kĩ thuật chuyển gen
1. Thu nhận gen: 3 phương pháp
- Thu nhận từ bộ gen (genom): dùng các enzym cắt RE cắt
genom thành những gen nhỏ rời rạc và trích gen mong
muốn ra khỏi genom.
- Từ con dường tổng hợp hóa học.
+ Xác định trình tự gen.
+ Tổng hợp các đoạn oligonucleotide (3 – 16 nucleotide)
+ Nối các đoạn oligonucleotide bằng enzym ligase
- Thu nhận gen từ mRNA với enzym phiên mã ngược
2. Chọn vector chuyển gen
- Vector là phân tử DNA có khả năng tự nhân đôi, tồn tại
độc lập trong tế bào và mang được gen cần thiết.
- Vector cần có các đặc điểm:
+ có trình tự khời đầu sự nhân đôi Ori
+ có trình tự nhận biết (nơi cắt của RE)

của phage. Sau đó phage xâm nhập vào vi khuẩn. Trong
tế bào vi khuẩn, phage hoạt động như một plasmid và
không phá vỡ tế bào vi khuẩn (tạo khuẩn lạc)
+ chuyển đoạn gen 20 – 50kp
d. NST nhân tạo
- Là những vector mới cho phép chuyển đoạn gen có kích
thước 200 – 1000kp. Gồm NST nhân tạo cìa nấm men (YAC
(Yeast Artificial Chromomsome)) và NST nhân tạo của
động vật hữu nhủ (MCA).
Vector là NST nhân tạo
của nấm men
Kĩ thuật chuyển gen
Kĩ thuật chuyển gen
3. Tạo DNA tái tổ hợp
- Từ gen và vector phù hợp người ta tạo các DNA tái tổ
hợp bằng các enzym công cụ
- VD: sử dụng enzym cắt hạn chế để cắt gen và plasmid
tạo hai đầu dính tương ứng, sau đó dùng DNA ligase nối
gen và plasmid tạo DNA tái tổ hợp.
4. Chuyển DNA tái tổ hợp vào tế bào đích
-
Biến nạp. - Bắn gen.
-
Dung hợp. - Vi tiêm.
-
Sử dụng vi khuẩn Agrobacterrium.
5. Chọn dòng tế bào có DNA tái tổ hợp
- Chọn dòng tế bào có DNA tái tổ hợp, chúng ta tiến
hành nuôi cấy tế bào trong môi trường thích hợp, nhờ
vào gen đánh dấu có thể tìm được tế bào có DNA tái tổ

+ DNA khuôn
+ một cặp mồi (mồi ngược và mồi xuôi)
+ Taq polimerase
+ dung dịch đệm
+ máy luân nhiệt
PCR được thực hiện từ 20 – 40 chu kì, mỗi
chu kì gồm 3 bước:
- Biến tính
- Gắn mồi
- Tổng hợp
Một số hình ảnh của cây chuyển gen
Bắp cải chuyển gene chống virus
Cây chuyển gene
II. Ứng dụng kĩ thuật di truyền
trong nông nghiệp
Thế nào là một cây chuyển gen?
-
Cây chuyển gen
Cây chuyển gen là một thực vật mang một hoặc nhiều
gen được đưa vào nhân tạo thay vì thông qua lai tạo.
- Những gen được tạo đưa vào (
gen chuyển
gen chuyển) có thể được
phân lập từ những loài thực vật có quan hệ họ hàng hoặc
từ những loài khác biệt hoàn toàn.
- Thực vật tạo ra được gọi là “chuyển gen” mặc dù trên
thực tế tất cả thực vật đều được
“
“
chuyển gen” từ tổ tiên

cùng lúc đưa vào một thực vật những gen mong
muốn từ những
sinh vật sống khác nhau
sinh vật sống khác nhau, không
chỉ giữa các loài cây lương thực hay những loài có
họ gần.
- Phương pháp hữu hiệu này cho phép các nhà
tạo giống thực vật đưa ra giống mới
nhanh hơn
nhanh hơn
và vượt qua những giới hạn của tạo giống truyền
thống.
Tại sao phải tạo cây chuyển gen?
Cây chuyển gen được tạo ra như thế nào?
- Cây chuyển gen được tạo ra thông qua
kỹ thuật di
kỹ thuật di
truyền
truyền. Các gen quan tâm được chuyển từ cá thể này
sang cá thể khác. Hiện có hai phương pháp chính để
chuyển một gen vào bộ gen thực vật.
+ Phương pháp thứ nhất: cần dùng một dụng cụ có
tên là “
súng bắn gen
súng bắn gen”. Gen chuyển được bao bọc ra
ngoài những hạt kim loại vô cùng nhỏ, những hạt này
sau đó được đưa vào tế bào thực vật theo phương pháp
lí học. Một vài gen có thể bị thải loại và không gắn vào
bộ gen của cây được biến nạp.
+ Phương pháp thứ hai: là sử dụng

các nước công nghiệp. Từ đó tới
nay đã có thêm một số quốc gia trồng cây chuyển
gen làm tăng hơn 20 lần diện tích cây chuyển gen
trên toàn thế giới tăng hơn 47 lần.
- Diện tích trồng cây chuyển gen tăng từ 1,7 triệu ha
(1996) lên 90 triệu ha (2005), có
14 nước
14 nước được coi là
có diện tích trồng cây chuyển gen thuộc loại lớn
(mega-countries
(mega-countries) với diện tích trồng từ 50.000 ha trở
lên, trong đó có
10 nước đang phát triển
10 nước đang phát triển và
4 nước
4 nước
công nghiệp
công nghiệp. các nước có diện tích trồng lớn (xếp
theo thứ tự từ lớn tới bé): Hoa Kỳ, Achentina, Brazil,
Canada, Trung Quốc, Paraguay, Ấn độ, Nam Phi,
Urugoay, Ôxtralia, Mexico, Rumani, Philippine và
Tây Ban Nha (Theo James, 2005)
Những lợi ích tiềm tàng
của cây chuyển gen
- Ứng dụng cây chuyển gen trong nông nghiệp đã có
những lợi ích rõ rệt:
+ Tăng
sản lượng
sản lượng
+ Giảm

phát triển những kỹ thuật mới. Bao gồm:
+ Mối nguy hiểm trong việc vô tình đưa những chất
gây
dị ứng
dị ứng hoặc làm
giảm dinh dưỡng
giảm dinh dưỡng vào thực phẩm
+ Khả năng
phát tán những gen biến nạp
phát tán những gen biến nạp trong cây
trồng sang họ hàng hoang dại
+
Sâu bệnh
Sâu bệnh có nguy cơ
tăng cường tính kháng với
tăng cường tính kháng với
các chất độc
các chất độc tiết ra từ cây chuyển gen
+ Nguy cơ cây có gen kháng sâu bệnh tiết chất độc
tác động tới sinh
vật không phải sinh vật cần diệt
vật không phải sinh vật cần diệt.
Những nguy cơ tiềm ẩn
của cây chuyển gen
Kết luận về cây chuyển gene
- Người ủng hộ cho rằng cây chuyển gene sẽ cho sản
phẩm với các
chức năng, hương vị, màu sắc, hình
chức năng, hương vị, màu sắc, hình
dạng mới

Cà chua chuyển gen bảo quản được lâu hơn
Một số ví dụ cụ thể
Cà chua chuyển gen bảo quản được lâu hơn
- Các nhà nghiên cứu đã kéo dài “cuộc sống” của cà
chua
thêm 60 ngày
thêm 60 ngày bằng cách ức chế các loại men gây ra
quá trình chín của quả.
- Các nhà khoa học đã xác định được
hai loại men
hai loại men, phát
triển trong cà chua trong giai đọan quả đã trưởng thành để
xúc tiến sự chín của quả. Tuy nhiên các men này cũng làm
thịt quả mềm ra và đó chính là lý do không giữ được lâu,
gây tổn thất lớn, thường lên tới 40% sau khi thu hoạch.
- Họ đã dùng kỹ thuật gen để bắt các gen này “ngủ
yên”, khiến cho thịt quả vẫn rắn, độ cứng tăng lên được
gấp đôi, nhờ vậy kéo dài được một thời gian mới bị thối
nhũn. Công trình này do Viện nghiên cứu hệ gen của Ấn
Độ thực hiện và công bố trên
Proceedings of the
Proceedings of the
National Academy of Sciences
National Academy of Sciences (Thông báo của Viện
hàn lâm khoa học quốc tế).
- Cây cà chua chuyển gen vẫn mọc bình thường và
cung cấp rau quả tươi có giá trị dinh dưỡng cao, không
có gì khác biệt đối với cà chua thường. Công nghệ xử lý
men chín đối với cây cà chua hoàn toàn có thể
áp dụng

trì xanh tươi lâu hơn của rau sau thu hoạch và
kéo dài tuổi thọ của hoa cắt cành.
- Nghiên cứu đã tiến hành:
+
Khảo sát
Khảo sát tính chống chịu của tử diệp bắp cải nuôi
cấy in vitro 7 ngày tuổi đối với hygromycin(5-40mg/l),
chất được dùng làm tác nhân chọn lọc cho cây chuyển
gen.
+
Chuyển gen IPT
Chuyển gen IPT tạo cytokinin vào cây bắp cải cấy
mô bằng phương pháp gián tiếp nhờ Agrobacterium
tumefaciens và kiểm tra cây chuyển gen nhờ phương
pháp chọn lọc với hygromycin, nhuộm Gus, PCR.
+
Tái sinh cây chuyển gen
Tái sinh cây chuyển gen (thiết kế tổ hợp các chất
kích thích sinh trưởng thực vật cho quá trình tạo chồi,
tạo rễ và phát triển thành cây trưởng thành)
Bắp cải cấy mô
và khả năng tái sinh cây chuyển gen
- Cây bắp cải chuyển gen IPT có
hàm lượng
hàm lượng
cytokinin cao hơn
cytokinin cao hơn so với cây đối chứng. Môi trường
thích hợp nhất cho tái sinh đối với cây bắp cải chuyển
gen IPT là môi trường MSS3 (MSS3 có khoáng đa
lượng và vi lượng MS, 2 lần vitamin B5, Ag(NO)3

tạo cây thuốc lá chuyển gen có khả năng
sản xuất ra
sản xuất ra
interleukin
interleukin có hoạt tính sinh học
(IL-10)
(IL-10), một loại
cytokine
cytokine có khả năng
chống viêm
chống viêm.
- Thuốc lá từ lâu đã được biết là không có lợi cho
sức khỏe, nhưng hiện nay các nhà khoa học vừa
thành công trong một nghiên cứu thử nghiệm sử
dụng cây thuốc lá chuyển gen để
tạo thuốc trị các
tạo thuốc trị các
bệnh tự miễn dịch và dễ bị viêm bao gồm luôn cả
bệnh tự miễn dịch và dễ bị viêm bao gồm luôn cả
bệnh tiểu đường
bệnh tiểu đường.
Lợi ích của cây thuốc lá chuyển gen
- Họ
thử 2 loại IL-10
thử 2 loại IL-10 có nguồn gốc khác nhau (một
từ virus và 1 từ chuột) và cuối cùng là
tái sinh cây
tái sinh cây
chuyển gen
chuyển gen để xem loại nào hoạt động hiệu quả nhất.

tách chiết hay tinh sạch
tách chiết hay tinh sạch
- Bước kế tiếp trong dự án
là sẽ tiến hành thử nghiệm
tác dụng thuốc lá chuyển
gen sản sinh
IL-10 trên
IL-10 trên
chuột
chuột: cho chuột bị nhiễm
bệnh tự miễn dịch ăn thuốc
lá chuyển gen với mục đích
là tìm hiểu xem hiệu quả tác
động của chúng ra làm sao.
- Sử dụng thực vật để
xem
xem
xét
xét nếu
liều lượng thuốc
liều lượng thuốc
cần dùng mỗi lần
cần dùng mỗi lần ở lượng
thấp và dùng lặp đi lặp lại
liệu có giúp ngăn ngừa bệnh
tiểu đường mellitus loại 1
(T1DM) (cùng sử dụng phối
hợp với các tự kháng
nguyên khác) hay không.
Cừu Doli