Nghiên cứu tăng cường khả năng chống chịu các điều kiện bất lợi của môi trường trên đối tượng cây xoan ta melia azedazach l bằng công nghệ gen thực vật
➤ Gửi thông báo lỗi ⚠️ Báo cáo tài liệu vi phạmNội dung chi tiết: Nghiên cứu tăng cường khả năng chống chịu các điều kiện bất lợi của môi trường trên đối tượng cây xoan ta melia azedazach l bằng công nghệ gen thực vật
Nghiên cứu tăng cường khả năng chống chịu các điều kiện bất lợi của môi trường trên đối tượng cây xoan ta melia azedazach l bằng công nghệ gen thực vật
VIỆN HÀN LÀM KHOA HỌC VÀ CÒNG NGHỆ VIỆT NAMVIÊN CÔNG NGHẸ SINH HỌC • • •BÙI VÀN THÁNGNGHIÊN ctrư TẢNG CƯỜNG KHA NÂNG CHÓNG CHỊV CÁC ĐIÈU KIÊN BÁT LỢI Nghiên cứu tăng cường khả năng chống chịu các điều kiện bất lợi của môi trường trên đối tượng cây xoan ta melia azedazach l bằng công nghệ gen thực vật CỦA MÔI TRƯỜNG TRÊN ĐÓI TƯỢNG CÂY XOAN TA (Melia azedarach L.) BẢNG CÔNG NGHẸ GEN THựC VẬTLVẬN ÁN TIÊN Sĩ SINH HỌCHà Nội, 2014VIỆN HÀN LÀM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM VIỆN CÔNG NGHẸ SINH HỌCBÙI VÃN THẮNGNGHIÊN cưu TĂNG CƯỜNG KHẢ NĂNG CHÓNG CHỊU CÁC ĐIỂU KIÊN BÁT LỢI CÙA MÒI TRƯỜNG TRÊN ĐÓI TƯỢNG Nghiên cứu tăng cường khả năng chống chịu các điều kiện bất lợi của môi trường trên đối tượng cây xoan ta melia azedazach l bằng công nghệ gen thực vật CÂY XOAN TA (Melia azedarach L.) BÀNG C ÒNG NGHẸ GEN THựC VẶTChuyên ngành: Di truyền họcMà số: 62 42 01 21LƯẶN ẤN TIÉN Sỉ SINH HỌCNgười hướng dẫn khoNghiên cứu tăng cường khả năng chống chịu các điều kiện bất lợi của môi trường trên đối tượng cây xoan ta melia azedazach l bằng công nghệ gen thực vật
a học: 1. PGS.TS. Chu Hoàng Hà2. TS. Lê Văn SonHà Nội, 20141MỞ ĐẦU1. Tính cấp thiết cúa dề tàiBiển dôi khi hậu ngày cảng diền ra mạnh mè là nguyên nhàVIỆN HÀN LÀM KHOA HỌC VÀ CÒNG NGHỆ VIỆT NAMVIÊN CÔNG NGHẸ SINH HỌC • • •BÙI VÀN THÁNGNGHIÊN ctrư TẢNG CƯỜNG KHA NÂNG CHÓNG CHỊV CÁC ĐIÈU KIÊN BÁT LỢI Nghiên cứu tăng cường khả năng chống chịu các điều kiện bất lợi của môi trường trên đối tượng cây xoan ta melia azedazach l bằng công nghệ gen thực vật kinh, nhiệt độ cua khí quyên ấm dần lên, bâng lan ờ hai cực SC lạo sự ngập lụt ờ các vùng dal thấp. Lù lụt, hạn hán và sự xâm nhập mặn sè irơ thành van đề lớn gây anh hường nghiêm trọng đen phái Iriến nông lãm nghiệp. Đe thích ứng vói nhùng biến đôi khí hậu và nhùng hệ qua của chúng, chiến lược chu Nghiên cứu tăng cường khả năng chống chịu các điều kiện bất lợi của môi trường trên đối tượng cây xoan ta melia azedazach l bằng công nghệ gen thực vật ng của ngành nông lâm nghiệp lã uu tiên tạo ra nhùng giống cây trồng chống chịu dược khò hạn, mặn. ngập úng, lạnh và chống chịu với dất cỏ vấn dề nhưNghiên cứu tăng cường khả năng chống chịu các điều kiện bất lợi của môi trường trên đối tượng cây xoan ta melia azedazach l bằng công nghệ gen thực vật
acid, thiếu lân, ngộ dộc sẳt. ngộ dộc nhôm.Nhùng lác động bấl lợi từ môi trường như khô hạn. đất nliiềm mặn, ngập úng. nhiệt độ cực đoan thường làm mấVIỆN HÀN LÀM KHOA HỌC VÀ CÒNG NGHỆ VIỆT NAMVIÊN CÔNG NGHẸ SINH HỌC • • •BÙI VÀN THÁNGNGHIÊN ctrư TẢNG CƯỜNG KHA NÂNG CHÓNG CHỊV CÁC ĐIÈU KIÊN BÁT LỢI Nghiên cứu tăng cường khả năng chống chịu các điều kiện bất lợi của môi trường trên đối tượng cây xoan ta melia azedazach l bằng công nghệ gen thực vật phân ứng thường gặp nhất khi cây gặp các điều kiện bất lợi về nước dó là tăng cường tống hợp và tích lũy các chất chuyền hóa như các loại đường tan, axil amin. v.v. đề tăng cường áp suất thấm thấu cho tể bào. Proline và glycine betaine được bicl đến là một trong nhùng chất đóng vài irò quan trọng t Nghiên cứu tăng cường khả năng chống chịu các điều kiện bất lợi của môi trường trên đối tượng cây xoan ta melia azedazach l bằng công nghệ gen thực vật rong quá trình điều chinh áp suất thâm thấu nội bão khi thực vật sống trong các diều kiện bắt lợi như khô hạn. mặn. lạnh (Sávio ct al., 2012). Trong tNghiên cứu tăng cường khả năng chống chịu các điều kiện bất lợi của môi trường trên đối tượng cây xoan ta melia azedazach l bằng công nghệ gen thực vật
ế bảo thực vật, glycine betaine (GB) dược tồng hợp từ choline thông qua hai phân ứng liên tiếp dược xúc tác bởi choline monooxygenase (CMO) và betain VIỆN HÀN LÀM KHOA HỌC VÀ CÒNG NGHỆ VIỆT NAMVIÊN CÔNG NGHẸ SINH HỌC • • •BÙI VÀN THÁNGNGHIÊN ctrư TẢNG CƯỜNG KHA NÂNG CHÓNG CHỊV CÁC ĐIÈU KIÊN BÁT LỢI Nghiên cứu tăng cường khả năng chống chịu các điều kiện bất lợi của môi trường trên đối tượng cây xoan ta melia azedazach l bằng công nghệ gen thực vật h lông họp GB cùng irai qua hai bước là khư choline thành betaine aldehyde và oxy hóa betaine aldehyde (hành GB (Takabe el al., 1998). Ngược lại, con đường sinh lồng hợp GB ớ vi khuẩn Arthrobacter globiformis và Arthrobacter panescens lại rai đon gian, lừ choline chuyên hóa thành san phàm trực liếp Nghiên cứu tăng cường khả năng chống chịu các điều kiện bất lợi của môi trường trên đối tượng cây xoan ta melia azedazach l bằng công nghệ gen thực vật là GB chi cần xúc lác bơi choline oxydase (COD) (ĩkuta Ct al., 1977). Sinh tòng họp proline ờ thực vật bậc cao có thể dược thực hiện qua hai con dườngNghiên cứu tăng cường khả năng chống chịu các điều kiện bất lợi của môi trường trên đối tượng cây xoan ta melia azedazach l bằng công nghệ gen thực vật
hoặc từ glutamate hoặc từ ornithine. Con dường sinh tống họp proline từ glutamate dược chúng minh dầu tiên ờ vi khuẩn bôi ĩ.eisinger (ĩ.eisinger, 198VIỆN HÀN LÀM KHOA HỌC VÀ CÒNG NGHỆ VIỆT NAMVIÊN CÔNG NGHẸ SINH HỌC • • •BÙI VÀN THÁNGNGHIÊN ctrư TẢNG CƯỜNG KHA NÂNG CHÓNG CHỊV CÁC ĐIÈU KIÊN BÁT LỢI Nghiên cứu tăng cường khả năng chống chịu các điều kiện bất lợi của môi trường trên đối tượng cây xoan ta melia azedazach l bằng công nghệ gen thực vật ành công trong việc phân lập được đoạn cDNA cứa gen mà hóa cho enzyme pyrroline-5-carboxylate synthetase (P5CS) (Hu et al., 1992). P5CS là một enzyme giừ hai chức năng, thứ nhất enzyme hoạt hóa glutamate trơ thành dạng hoạt động là glutamic semialdehyde và sau đó xúc tác cho phán ứng đóng vòng để tạ Nghiên cứu tăng cường khả năng chống chịu các điều kiện bất lợi của môi trường trên đối tượng cây xoan ta melia azedazach l bằng công nghệ gen thực vật o ra pyrroline-5-carboxylate. Dần xuất này sau đó sè bị khử bằng phân ứng xúc tác bởi enzyme pyrroline-5-carboxylate reductase đê tạo proline.Từ nhữngNghiên cứu tăng cường khả năng chống chịu các điều kiện bất lợi của môi trường trên đối tượng cây xoan ta melia azedazach l bằng công nghệ gen thực vật
hiểu biết sâu sắc về con đường sinh tống họp glycine betaine và proline ớ sinh vật. cùng với sự phát triển mành mè cua lĩnh vực công nghệ gen. đặc biVIỆN HÀN LÀM KHOA HỌC VÀ CÒNG NGHỆ VIỆT NAMVIÊN CÔNG NGHẸ SINH HỌC • • •BÙI VÀN THÁNGNGHIÊN ctrư TẢNG CƯỜNG KHA NÂNG CHÓNG CHỊV CÁC ĐIÈU KIÊN BÁT LỢI Nghiên cứu tăng cường khả năng chống chịu các điều kiện bất lợi của môi trường trên đối tượng cây xoan ta melia azedazach l bằng công nghệ gen thực vật tứ nhiều nguồn khác nhau, mà hóa cho các enzyme tham gia vào quá trinh sinh tỏng hợp GB và proline. Các gen này đà được thiết kế với các promoter biểu hiện đặc hiệu, mạnh và chuyến thành công vào nhiều loài cây trổng, các loài cây trồng biến đôi gen tăng cường khã năng chống chịu điều kiện bất lợi Nghiên cứu tăng cường khả năng chống chịu các điều kiện bất lợi của môi trường trên đối tượng cây xoan ta melia azedazach l bằng công nghệ gen thực vật cùa môi trường (Amudha & Balasubramani. 2011). Các kết qua công bố cho thấy: Cây Arabidopsis thaỉiana chuyên gen codA.COX, GSMT/SDMTtăng cường khá nănNghiên cứu tăng cường khả năng chống chịu các điều kiện bất lợi của môi trường trên đối tượng cây xoan ta melia azedazach l bằng công nghệ gen thực vật
g chịu lạnh, nhiệt độ cao, chịu mặn và băng giá (All et al, 1998a, 1998b; Hayashi et al., 1997, 1998; Sakamoto et al.. 2000; Huang et al.» 2000), cây VIỆN HÀN LÀM KHOA HỌC VÀ CÒNG NGHỆ VIỆT NAMVIÊN CÔNG NGHẸ SINH HỌC • • •BÙI VÀN THÁNGNGHIÊN ctrư TẢNG CƯỜNG KHA NÂNG CHÓNG CHỊV CÁC ĐIÈU KIÊN BÁT LỢI Nghiên cứu tăng cường khả năng chống chịu các điều kiện bất lợi của môi trường trên đối tượng cây xoan ta melia azedazach l bằng công nghệ gen thực vật n codA. berA.COX. CMO. cây cà chua, cây hồng, cây bạch đàn chuyển gen codA cũng tâng cường kh ã năng chịu lạnh. hạn. mặn và oxy hóa (Sakamoto et al., 1998. Takabe et al., 1998; Su et al., 2006; Shirasawa et al.. 2006; Mohanty et al., 2002; Park et al.. 2004. 2007a; Yu et al., 2009). Cây thuốc lá chu Nghiên cứu tăng cường khả năng chống chịu các điều kiện bất lợi của môi trường trên đối tượng cây xoan ta melia azedazach l bằng công nghệ gen thực vật yên gen cox. beĩA, C.XÍO. BADH (Lilius et al., 1996; Nuccio et al., 1998; Yang et al., 2008), cây cà rốt chuyên gen BADH (Kumar et al., 2004); cây bônNghiên cứu tăng cường khả năng chống chịu các điều kiện bất lợi của môi trường trên đối tượng cây xoan ta melia azedazach l bằng công nghệ gen thực vật
g và ngô chuyến gen betA (Lv et al., 2007; Quan et al., 2004a, 2004b) cũng đà được chứng minh là chống chịu tốt hơn với các điều kiện cực đoan của môiVIỆN HÀN LÀM KHOA HỌC VÀ CÒNG NGHỆ VIỆT NAMVIÊN CÔNG NGHẸ SINH HỌC • • •BÙI VÀN THÁNGNGHIÊN ctrư TẢNG CƯỜNG KHA NÂNG CHÓNG CHỊV CÁC ĐIÈU KIÊN BÁT LỢI Nghiên cứu tăng cường khả năng chống chịu các điều kiện bất lợi của môi trường trên đối tượng cây xoan ta melia azedazach l bằng công nghệ gen thực vật Arabidopsis cho thấy cây chuyến gen chống chịu tốt hơn với điều kiện môi trường sống bị mặn, hạn, oxy hóa. nhiệt cao và băng giá (Kavi Kishor et al., 1995; Zhu et al.» 1998; Hơng et al.,32000; Anoop et al., 2003; Su & Wu. 2004; Sawahel & Hassan, 2002; Han & Hwang, 2003; Hur et al., 2004; Molinari et Nghiên cứu tăng cường khả năng chống chịu các điều kiện bất lợi của môi trường trên đối tượng cây xoan ta melia azedazach l bằng công nghệ gen thực vật al., 2004; De Ronde et al., 2004).Việt Nam là một trong những quốc gia bị tác động mạnh mè của việc biến đôi khí hậu. do đó hạn hán và đất nhiễm mậnNghiên cứu tăng cường khả năng chống chịu các điều kiện bất lợi của môi trường trên đối tượng cây xoan ta melia azedazach l bằng công nghệ gen thực vật
hoang hóa đang ngày một gia tăng, đây sè là một trong những nguyên nhân chính làm giâm năng suất và chất lượng cây trồng nông lâm nghiệp và thu hẹp diVIỆN HÀN LÀM KHOA HỌC VÀ CÒNG NGHỆ VIỆT NAMVIÊN CÔNG NGHẸ SINH HỌC • • •BÙI VÀN THÁNGNGHIÊN ctrư TẢNG CƯỜNG KHA NÂNG CHÓNG CHỊV CÁC ĐIÈU KIÊN BÁT LỢI Nghiên cứu tăng cường khả năng chống chịu các điều kiện bất lợi của môi trường trên đối tượng cây xoan ta melia azedazach l bằng công nghệ gen thực vật kiện bất lợi của môi trường nhưng vần dam bao được năng suất và chất lượng tốt đang là vấn đề cấp bách và cần thiết nhất hiện nay. Trên thế giới, các nghiên cứu tạo cây trồng biến đối gen tăng cường chống chịu các điều kiện môi trường bất lợi chu yếu tập chung vào nhóm cây nông nghiệp. côn nhóm cây Nghiên cứu tăng cường khả năng chống chịu các điều kiện bất lợi của môi trường trên đối tượng cây xoan ta melia azedazach l bằng công nghệ gen thực vật lâm nghiệp (cây gỏ) mới chi có một vài công trình công bố (Yu et al., 2009. Yu et al., 2010). Trong lâm nghiệp, cây dương (Popuỉus sp.) được sử dụngNghiên cứu tăng cường khả năng chống chịu các điều kiện bất lợi của môi trường trên đối tượng cây xoan ta melia azedazach l bằng công nghệ gen thực vật
như là cây mó hình cho các nghiên cứu chuyến gen. Tuy nhiên, hạn chế duy nhất cua loài cày này đó lã khó sinh trường trong điều kiện khí hậu của Việt VIỆN HÀN LÀM KHOA HỌC VÀ CÒNG NGHỆ VIỆT NAMVIÊN CÔNG NGHẸ SINH HỌC • • •BÙI VÀN THÁNGNGHIÊN ctrư TẢNG CƯỜNG KHA NÂNG CHÓNG CHỊV CÁC ĐIÈU KIÊN BÁT LỢI Nghiên cứu tăng cường khả năng chống chịu các điều kiện bất lợi của môi trường trên đối tượng cây xoan ta melia azedazach l bằng công nghệ gen thực vật ây làm nghiệp trờ nên rất cần thiết. Cây Xoan ta được đánh giá là một trong những cây trồng quan trọng trong chiến lược phát triền lãm nghiệp ớ nước ta. Nó có mặt ở 6/9 vùng sinh thái lâm nghiệp, trong đó 3 vùng: Vùng Trung tâm, vùng Đồng băng Sông Hồng và vùng Nam Trung bộ Xoan ta đứng đầu trong da Nghiên cứu tăng cường khả năng chống chịu các điều kiện bất lợi của môi trường trên đối tượng cây xoan ta melia azedazach l bằng công nghệ gen thực vật nh mục các cây trồng được ưu tiên phát triển theo quyết định số 16/2005/QĐ-BNN ngày 15/03/2005 của Bộ trưởng Bộ NN&PTNT. Hơn nữa, những kết quá nghiênNghiên cứu tăng cường khả năng chống chịu các điều kiện bất lợi của môi trường trên đối tượng cây xoan ta melia azedazach l bằng công nghệ gen thực vật
cứu bước đầu trong việc xây dựng phương pháp chuyến gen ờ đối tượng cây Xoan ta là rất có triển vọng (Bui Van Thang et al., 2007a; Nirsatmanto & GyokVIỆN HÀN LÀM KHOA HỌC VÀ CÒNG NGHỆ VIỆT NAMVIÊN CÔNG NGHẸ SINH HỌC • • •BÙI VÀN THÁNGNGHIÊN ctrư TẢNG CƯỜNG KHA NÂNG CHÓNG CHỊV CÁC ĐIÈU KIÊN BÁT LỢI Nghiên cứu tăng cường khả năng chống chịu các điều kiện bất lợi của môi trường trên đối tượng cây xoan ta melia azedazach l bằng công nghệ gen thực vật u cúa loài cây này và có thể sứ dụng như một loài cây mò hình cho các nghiên cứu chuyến gen vào cây lâm nghiệp ờ Việt Nam. Xuất phát từ những lý do nèu trên, chúng tòi dà tiến hành thực hiện dề tài “Nghiên cứu tảng cường khá năng chống chịu các điểu kiện hất lọi cua mỏi trường trên đối tượng cây Xoa Nghiên cứu tăng cường khả năng chống chịu các điều kiện bất lợi của môi trường trên đối tượng cây xoan ta melia azedazach l bằng công nghệ gen thực vật n ta (Melia azedarach L.) hằng công nghệ gen thực vật”.VIỆN HÀN LÀM KHOA HỌC VÀ CÒNG NGHỆ VIỆT NAMVIÊN CÔNG NGHẸ SINH HỌC • • •BÙI VÀN THÁNGNGHIÊN ctrư TẢNG CƯỜNG KHA NÂNG CHÓNG CHỊV CÁC ĐIÈU KIÊN BÁT LỢIGọi ngay
Chat zalo
Facebook