20:23 ICT Thứ sáu, 19/10/2018
Rss Feed

Tạo cây ngô chuyển gen giàu carotenoid

Đăng lúc: Thứ tư - 18/07/2018 10:00 - Người đăng bài viết: Cộng tác viên

 

Viện Công nghệ Sinh học vừa nghiên công thành công tạo cây ngô chuyển gen giàu carotenoid, nghiên cứu này do GS.TS Nguyễn Đức Thành làm chủ nhiệm.

Ảnh internet

Ảnh internet

Nghiên cứu tạo cây ngô chuyển gen giầu carotenoid được thực hiện từ tháng 1/2016 đến tháng 12/2017 và sau hai năm triển khai đã thu được những kết quả sau: thứ nhất là phân lập được gen Or từ giống khoai lang Hoàng Long ký hiệu là IbOr và đã đăng ký trên Ngân hàng Gen quốc tế với mã số: KX792094.1 và gen Or từ cây súp-lơ được đăng ký trên Ngân hàng Gen quốc tế với mã số: KX396544.1. Thứ hai là thiết kế được 02 cấu trúc chuyển gen mang gen IbOr tăng cường tích lũy Carotenoid là: pCambia2300/Ubi/IbOr/Nos và pCambia2300/Glo1/IbOr/Nos. Thứ ba là chuyển thành công cấu trúc pCambia2300/Glo1/IbOr/Nos vào một số dòng ngô và tạo được 18 dòng ngô chuyển gen có hàm lượng Carotenoid tổng tăng so với đối chứng tương ứng từ 1,756 đến 12,515 lần, và hàm lượng β-carotene tăng từ 2,022 đến 19,002 lần. Trong đó có 06 dòng có hàm lượng β-carotene tăng trên 10 lần (N618-IbOr.3, N618-IbOr.6, N618-IbOr.8, N618-IbOr.9; H145-IbOr.10, H145-IbOr.15). Thứ tư là xây dựng được 01 quy trình chuyển gen IbOr gia tăng tích lũy Carotenoid ở ngô sử dụng mô phân sinh đỉnh và A. tumefaciens cho hiệu suất chuyển gen từ 1,50 đến 2,63%.

GS.TS Nguyễn Đức Thành cho biết, do cơ thể người không tổng hợp được vitamin A, Carotenoid thực vật là nguồn tiền vitamin A chính cho con người. Thiếu vitamin A là vấn đề quan trọng trong dinh dưỡng ở nhiều nơi trên thế giới. Sự thiếu vitamin A ảnh hưởng tới 250 triệu người trên thế giới và dẫn đến mù lòa cho 500.000 trẻ em hàng năm (theo tổ chức Y tế thế giới). Ngoài ra Carotenoid còn có tác dụng giảm ung thư và các bệnh tim mạch. Chính vì vậy vấn đề cải tạo gia tăng hàm lượng Carotenoid trong một số cây trồng, đặc biệt là cây ngô có tính thời sự và cấp thiết cao.

Để cải tiến hàm lượng Carotenoid trong cây có thể can thiệp vào chu trình tổng hợp carotenoid bằng việc tăng cường thể hiện một số gen mã hóa cho các enzyme then chốt tham gia vào tổng hợp, hay ức chế một số gen mã hóa các chất phân giải và sử dụng các gen điều hòa quá trình tích lũy Carotenoid. Ứng dụng công nghệ gen để thể hiện các gen điều hòa tích lũy Carotenoid là một hướng quan trọng cho cải tiến hàm lượng Carotenoid. Gần đây, Berman et al (2017) chuyển gen Or của Arabidopsis (AtOr) và giống ngô trắng M37W chỉ chứa rất ít Carotenoid như zeaxanthin, lutein, violaxanthin và antheraxanthin và đã tạo được hai dòng ngô chuyển gen OR1và OR2 có hàm lượng carotenoid tổng tương ứng vào khoảng 9 và 17 μg/g khối lượng khô (KLK), GS Thành cho biết thêm.

Ngoài ra, theo GS Thành, Gen Orange (Or)  đóng vai trò quan trọng trong tích lũy Carotenoid và tham gia vào sự phân hóa plastid không sắc tố thành thể nhiễm sắc, nhưng không can thiệp vào các khâu tổng hợp Carotenoid, nhưng lại điều hòa quá trình tạo ra bể dự trữ để cô lập và lưu trữ carotenoid. Sự thể hiện gen Or đã làm tăng tích lũy carotenoid trong mô sẹo lúa và khoai lang. Lu và cộng sự (2006) đã chỉ ra rằng gen Or mã hóa cho protein có chứa miền DnaJ giầu cysteine có liên quan đến sự tích lũy Carotenoid cao. Đây là những cơ sở khoa học quan trọng cho việc ứng dụng công nghệ gen trong việc tạo cây ngô giàu Carotenoid để gia tăng giá trị dinh dưỡng của cây ngô góp phần tăng cường sức khỏe cho con người và hiệu quả trong chăn nuôi.
Được biết, ngô là cây ngũ cốc quan trọng trong nền kinh tế toàn cầu vì nó nuôi sống một phần ba dân số thế giới. Ở Việt Nam, ngô là cây lương thực đứng thứ hai sau cây lúa. Nhu cầu về lương thực, thức ăn chăn nuôi và nhiên liệu trên thế giới ngày một tăng và đã vượt so với khả năng sản xuất.

Theo dự báo, đến 2020 nhu cầu về ngũ cốc tăng 45%. Ở châu Á, đến 2020, nhu cầu về ngô sẽ tăng đến 87% so với 1995. Sản lượng ngô ở Việt Nam không đáp ứng do yêu cầu ngày càng tăng. Năm 2013, Việt Nam phải nhập khẩu 2,6 triệu tấn. Đến 2016, Việt Nam bỏ ra hơn 1,6 tỷ USD để nhập 8,3 triệu tấn ngô. Tuy nhiên, chất lượng dinh dưỡng của ngô lại rất thấp: thiếu lysine, triptophan và rất ít carotenoid, đặc biệt là các carotenoid tiền vitamin A. Trong ngô, các Carotenoid tiền vitamin A gồm α-carotene, β-carotene, và β-cryptoxanthin với giá trị tương ứng chỉ từ 0 đến 1,3; 0,13 đến 2,7; và  0,13 đến 1,9 nmol/g.

Nghiên cứu này là nghiên cứu đầu tiên trên thế giới và Việt Nam đã thể hiện thành công gen IbOr từ giống khoai lang Hoàng Long trong một số dòng ngô trồng và tạo được cây ngô chuyển gen có hàm lượng β-carotene tăng gấp trên 10 lần so với đối chứng không chuyển gen.

Tác giả bài viết: HT
Đánh giá bài viết
Tổng số điểm của bài viết là: 0 trong 0 đánh giá
Click để đánh giá bài viết
 

ddkhtt1

Bản tin PBKT số 170/2018 new (1)

Trang 1 CHUAN 27 9 small

Phổ biến kiến thức theo Chuyên đề new (1)

Trang 1 Chuyen de Pho bien kien thuc thang 9 2018 small