T¹p chÝ khoa häc vµ c«ng nghÖ n«ng nghiÖp ViÖt Nam
1
NGHIÊN CỨU CHUYỂN GEN Chitinase - glucanase
KHÁNG NẤM VÀO CÂY CÀ CHUA THÔNG QUA VI KHUẨN
Agrobacterium tumefaciens
Bùi Th Lan Hương
1
, Nguyn Th Trưng
4
, Vũ Duy Thanh
2
,
Nguyn Th Kim Lý
2
, Nguyn c Doanh
2
, Phan T Phưng
2
,
Nguyn Hng Minh
3
, Lê Th Ánh Hng
2SUMMARY
Study of antifungal genetransformation on tomato
Tomato is a major vegetable crop that has tremendous popularity over the last century. It is grown
in almost every country of the world. Development of protocols for in vitro selection can provide
new advances for the production of stress tolerant cultivars.
còn to ra cây chuyn gen có kh năng kháng
bnh cao hơn vi ph rng hơn so vi nhng
cây trng ưc chuyn tng gen ơn l
(Jongedyk e và cs., 1995; Zu và cs., 1994;
Lawrence và cs., 2000).
Ni dung trình bày dưi ây là mt s
kt qu nghiên cu bưc u v chuyn gen
vào ging cà chua P375 thông qua chng vi
khuNn Agrobacterium tumefaciens EHA 105
có cha plasmid pCAMBIA 1300 mang gen
kháng nm Chitinase (ngun tách t u
Pysium), ưc tin hành ti Phòng Bnh phân
t thc vt; Vin Di truyn N ông nghip.
Ghi chú:
1
Viện Môi trường ông nghiệp, Hà ội,
2
Viện Di truyền ông nghiệp,
3
Trường Đại học ông nghiệp Hà ội,
4
Trường Trung cấp ông nghiệp, Hà ội
T¹p chÝ khoa häc vµ c«ng nghÖ n«ng nghiÖp ViÖt Nam
2
II. VT LIU VÀ PHƯƠN G PHÁP
N GHIÊN CU
1. Vật liệu nghiên cứu
- Các ging cà chua P375 ưc la
trong phòng ti trong 36, 48 và 60 gi. Sau
ó mu ly ra dùng vào bin np gen.
- Chuyn gen gián tip qua
Agrobacterium tumefaciens: Theo quy trình
ca Swapan K. Datta và cs., 1997.
- ánh giá hiu xut chuyn gen: Xác
nh s mu sng sót, s cây tái sinh thu
ưc, s cây tái sinh ưc chuyn gen.
- S liu thí nghim x lý bng phương
pháp Duncan's.
III. KT QU VÀ THO LUN
1. ghiên cứu khả năng tái sinh của
giống cà chua
Nhng kt qu nghiên cu ca ca
các nhà khoa hc (Shahin và cs.,1986;
Chyi và Phillips, 1987; Mc. Cormick,
1991; Van Roekel và cs., 1993; Shen và
cs., 1998; Krasnyanski và cs., 2001) cho
thy, kh năng tái sinh ca cây cà chua
liên quan n kiu gen ca ging, b
phn s dng nuôi cy, tui ca cây,
các t hp và nng các cht kích thích
sinh trưng, iu kin nuôi cy v.v
Trong iu kin nuôi cy in vitro, s
“óng, m” và hot hoá gen vi mt cơ
ch còn chưa rõ hoc thích hp, hoc
không thích hp s dn n s tái sinh
cây vi t l cao hoc thp các ging
cà chua khác nhau.
Trong thí nghim, chúng tôi s dng
hot hoá gen thông qua tác nhân trung gian
là các cht kích thích sinh trưng như BAP,
NAA và mt s yu t ngoi cnh khác.
2. ghiên cứu chuyển gen kháng bệnh
nấm Chitinase vào cà chua P375
a. Kết quả biến nạp gen Chitinase
Tin hành bin np gen Chitinase có
kh năng kháng nm gây bnh cây vào
ging cà chua P375 bng phương pháp gián
tip thông qua vi khuNn Agrobacterium
tumefaciens (theo quy trình ca Swapan K.
Datta và cs., 1997). Ct nh các mu cy
to vt thương, nhim vi khuNn vào mu.
Quá trình chuyn np gen Chitinase vào t
bào cà chua ưc thc hin thông qua vi
khuÈn Agrobacterium tumefaciens ưc
nhim vào các t bào b thương ang phân
chia mnh trong môi trưng giàu auxin. Khi
vi khuNn Agrobacterium tumefaciens tip
xúc vi t bào b thương chúng tit ra cht
transzeatin giúp quá trình bin np trong
t bào thc vt và quá trình bin np gen
ưc thc hin. Sau khi bin np, mu ưc
chuyn sang môi trưng cng MS1 có b
sung ng thi 2 loi kháng sinh Cefotaxim
và Hygromicin. Cefotaxim nhm hn ch s
phát trin tr li ca vi khuNn, trong ó
kháng sinh Hygromicin là kháng sinh ch
th chn lc các t bào và các mô ã
ưc bin np.
T kt qu thí nghim cũng có th thy
rng, các kháng sinh có nh hưng c ch
khá rõ n sinh trưng và phát trin cũng
như làm gim kh năng phát sinh cơ quan
ca t bào và mô, ngoài ra ôi khi cũng còn
gây ra nhng bin d soma làm gim tc
phát trin và sc sng ca mô.
c. ghiên cứu ảnh hưởng của nồng độ
vi khun và thời gian đồng nuôi cấy đến
hiệu quả biến nạp
Nhng nghiên cu ca Fillatti và cs.,
(1997) ã xác nh nng vi khuNn và
thi gian tin nuôi cy có nh hưng ln
n hiu qu bin np i vi cây cà
chua. Cơ ch ca quá trình này ưc thc
hin trên cơ s vi khuNn Agrobacterium
tumefaciens khi nhim vào các t bào
ang phân chia mnh trên môi trưng
nuôi cy, vi khuNn Agrobacterium
tumefaciens tit ra cht transzeatin giúp
cho quá trình bin np gen ưc thc
hin. Các tác gi như Sung. Park (2003);
Pravda et al., 2005; Gorinova et al., 2005
cho rng nng vi khuNn o bưc sóng
600 nm vi OD = 0,2 - 0,6 và thi gian x
lý trong vòng 36 - 60 ting cho hiu qu
chuyn gen vào cà chua là cao nht.
Thí nghim bin np gen vào ging cà
chua P375 ưc chúng tôi tin hành vi
nng vi khuNn dng huyn phù ưc
Bảng 2. Hiệu quả biến nạp gen với các nồng độ vi khun
và thời gian đồng nuôi cấy khác nhau ở cà chua P375
Mẫu thí nghiệm và công thức
Số lượng
mẫu thí
nghiệm
Số mẫu tái sinh
Tổng số
mẫu tái
sinh
Hiệu suất biến
nạp (%)
Bộ phận lấy
mẫu
Nồng độ vi
khuẩn
36 giờ 48 giờ 60 giờ
Cuống lá mầm
1: 10
300 1 1 - 2 chết
1: 15 266 1 5 1 7 2,63
1: 20 333 2 2 - 4 1,20
Lá mầm
1: 10
300 1 2 - 3 1,00
1: 15 301 3 9 1 13 4,32
1: 20 265 2 3 1 6 2,24
Cộng 1 765 35
cây có b r phát trin, cây kho mnh.
b. Kiểm tra kiểu gen
Tin hành phân tích v phân t i vi
s biu hin ca gen, PCR (Shen, 1998;
Bhat và Srinivasan, 2002), bng các
enzyme c trưng HindIII, Pstl xác nh
các vùng có trng lung phân t tương ng
vi gen Chitinase. Phn ng PCR ưc
hoàn thành trong 50 µl ca mi mt hn
hp phn ng chuNn vi enzym Taq ADN
polimeraza, các nucleotid và vi cp mi
c trưng ca gen Chitinase.
CHIF. 5’ATGGGGAAGAATAGGATGATG-3’
CHIR.5’GCCGACAGTGGTCCCAAAGAT-3’
Kt qu in di cho thy trong 12 cây
cà chua to ưc trên môi trưng chn lc
ch có 2 cây biu hin có mt gen
Chitinase, gen chuyn ưc khuych i
tương ng 788 bp. (hình 2).
M 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 (-)
Hình 1. Kt qu kim tra s có mt ca gen Chitinase
trong các cây ưc chuyn gen
788 bp
T¹p chÝ khoa häc vµ c«ng nghÖ n«ng nghiÖp ViÖt Nam
6
IV. KT LUN
1. Kết luận
Kt qu bưc u nghiên cu s dng vi khuNn Agrobacterium tumefaciens EHA