Nghiên cứu chuyển gen CBF1 và đánh giá biểu hiện trên cây đậu tương (Glycine Max (L.) Merrill)

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

--------------------------------------------

NGÔ THỊ BẢO OANH

NGHIÊN CỨU CHUYỂN GEN CBF1 VÀ ĐÁNH GIÁ BIỂU HIỆN

TRÊN CÂY ĐẬU TƯƠNG (GLYCINE MAX (L.) MERRILL)

LUẬN VĂN THẠC SĨ

CÔNG NGHỆ SINH HỌC

Thái Nguyên, năm 2020

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

--------------------------------------------

NGÔ THỊ BẢO OANH

NGHIÊN CỨU CHUYỂN GEN CBF1 VÀ ĐÁNH GIÁ BIỂU HIỆN

TRÊN CÂY ĐẬU TƯƠNG (GLYCINE MAX (L.) MERRILL)

Ngành: Công nghệ sinh học

Mã số ngành: 8.42.02.01

LUẬN VĂN THẠC SĨ CÔNG NGHỆ SINH HỌC

Người hướng dẫn khoa học: 1. TS. NGUYỄN TIẾN DŨNG

2. GS.TS. NGÔ XUÂN BÌNH

Thái Nguyên, năm 2020

i

LỜI CẢM ƠN

Trang đầu tiên em xin gửi lời cảm ơn tới Ban giám hiệu nhà trường, Ban

chủ nhiệm khoa Công nghệ Sinh học và Công nghệ Thực phẩm cùng các thầy

cô giáo trong Khoa đã tạo điều kiện thuận lợi cho em hoàn thành đề tài nghiên

cứu này.

Đặc biệt, em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc, gửi lời cảm ơn chân thành

tới GS.TS. Ngô Xuân Bình và thầy giáo TS. Nguyễn Tiến Dũng, giảng viên

khoa Công nghệ Sinh học và Công nghệ Thực phẩm đã tận tình chỉ bảo, giúp

đỡ và hướng dẫn em trong thời gian thực hiện luận văn.

Cuối cùng em xin gửi lời cảm ơn chân thành và sâu sắc nhất tới gia đình,

người thân và bạn bè đã động viên, giúp đỡ em trong suốt quá trình học tập và

thực hiện đề tài.

Em xin chân thành cảm ơn!

Thái Nguyên, ngày tháng năm 2020

Học viên

Ngô Thị Bảo Oanh

ii

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN ....................................................................................................i

MỤC LỤC.........................................................................................................ii

DANH MỤC BẢNG BIỂU .............................................................................iv

DANH MỤC HÌNH ẢNH ...............................................................................vi

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ...............................................................vii

MỞ ĐẦU .......................................................................................................... 1

1. Lý do chọn đề tài........................................................................................... 1

2. Mục tiêu nghiên cứu...................................................................................... 3

3. Những đóng góp mới của đề tài.................................................................... 3

4. Ý nghĩa Khoa học và thực tiễn của đè tài luận án. ....................................... 3

Chương 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU ............................................................ 4

1.1. Nguồn gốc và phân loại cây đậu tương...................................................... 4

1.2. Đặc tính chống chịu của cây đậu tương..................................................... 5

1.3. Tình hình sản xuất đậu tương trong nước và trên thế giới......................... 6

1.3.1. Trên thế giới............................................................................................ 6

1.3.2. Tại Việt Nam........................................................................................... 8

1.4. Đặc điểm của gen CBF1 .......................................................................... 10

1.4.1. Đặc điểm gen CBF1.............................................................................. 10

1.4.2. Các nghiên cứu về gene CBF1.............................................................. 10

1.5. Vi khuẩn Agrobacterium tumefaciens và quá trình chuyển gen vào cây

trồng ................................................................................................................ 12

1.5.1 Đặc điểm chung của vi khuẩn Agrobacterium tumefaciens .................. 12

1.5.2 Cấu trúc và chức năng của Ti-Plasmid .................................................. 13

1.5.3. Cấu trúc và chức năng T-DNA ............................................................. 13

1.5.4 Cơ chế phân tử của việc chuyển gen thông qua Agrobacterium tumefaciens 14

iii

Chương 2. VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU..16

2.1. Vật liệu nghiên cứu .................................................................................. 16

2.1.1. Vật liệu thực vật.................................................................................... 16

2.1.2. Vật liệu di truyền................................................................................... 16

2.1.3. Hóa chất................................................................................................. 16

2.1.4. Thiết bị thí nghiệm................................................................................ 17

2.2. Địa điểm nghiên cứu ................................................................................ 18

2.3. Nội dung nghiên cứu................................................................................ 18

2.4. Phương pháp nghiên cứu.......................................................................... 18

2.5. Phân tích, đánh giá cây sau chuyển gen................................................... 21

2.6. Chọn lọc dòng chuyển gen bằng phun chất diệt cỏ Basta ....................... 24

2.7. Các chỉ tiêu đánh giá ................................................................................ 24

Chương 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ................................................... 25

3.1. Kết quả biến nạp gen CBF1 vào giống đậu tương DT22, cọc chùm, Cúc Hà

Bắc thông qua vi khuẩn A. tumefaciens. ......................................................... 25

3.1.1. Kết quả biến nạp gen CBF1 vào giống đậu tương DT22. .................... 25

3.1.2. Kết quả biến nạp gen CBF1 vào giống đậu tương cọc chùm ............... 31

3.1.3. Kết quả biến nạp gen CBF1 vào giống đậu tương Cúc Hà Bắc ........... 37

3.2. Đánh giá đậu tương chuyển gen dương tính bằng sử dụng phương pháp

PCR. ................................................................................................................ 44

Chương 4. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ........................................................ 47

4.1. Kết luận. ................................................................................................... 47

4.2. Đề nghị. .................................................................................................... 48

TÀI LIỆU THAM KHẢO

iv

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 1. 1 Tình hình sản xuất đậu tương trên thế giới những năm gần đây...... 8

Bảng 1. 2 Tình hình sản xuất đậu tương tại Việt Nam những năm gần đây..... 9

Bảng 3. 1 Kết quả tạo đa chồi của các thí nghiệm chuyển gen CBF1 vào

cây đậu tương DT22 thông qua vi khuẩn A.

Tumefaciens………………………27

Bảng 3. 2 Kết quả chọn lọc mẫu biến nạp của các thí nghiệm chuyển gen CBF1

vào cây đậu tương DT22 thông qua vi khuẩn A. Tumefaciens. ...................... 28

Bảng 3. 3 Kết quả chuyển cây đậu tương sau biến nạp ra bầu đất của các thí

nghiệm chuyển gen CBF1 vào cây đậu tương DT22 thông qua vi khuẩn A.

tumefaciens...................................................................................................... 29

Bảng 3. 4 Kết quả chuyển gen CBF1 vào cây đậu tương DT22 thông qua vi

khuẩn A. tumefaciens ...................................................................................... 30

Bảng 3. 5 Kết quả tạo đa chồi của các thí nghiệm chuyển gen CBF1 vào cây

đậu tương Cọc chùm thông qua vi khuẩn A. tumefaciens............................... 33

Bảng 3. 6 Kết quả chọn lọc mẫu biến nạp của các thí nghiệm chuyển gen CBF1

vào cây đậu tương cọc chùm thông qua vi khuẩn A. tumefaciens. ................. 34

Bảng 3. 7 Kết quả chuyển cây đậu tương sau biến nạp ra bầu đất của các thí

nghiệm chuyển gen CBF1 vào cây đậu tương cọc chùm thông qua vi khuẩn A.

tumefaciens...................................................................................................... 35

Bảng 3. 8 Kết quả chuyển gen CBF1 vào cây đậu tương cọc chùm thông qua vi

khuẩn A. tumefaciens ...................................................................................... 36

Bảng 3. 9 Kết quả tạo đa chồi của các thí nghiệm chuyển gen CBF1 vào cây

đậu tương Cúc Hà Bắc thông qua vi khuẩn A. tumefaciens............................ 38

Bảng 3. 10 Kết quả chọn lọc mẫu biến nạp của các thí nghiệm chuyển gen CBF1

vào cây đậu tương Cúc Hà Bắc thông qua vi khuẩn A. tumefaciens.............. 40