Thứ ba, 25/07/2017 00:02
Số 7 năm 201719 - 27Download

Nghiên cứu hoàn thiện quy trình tái sinh cây và thiết kế vector mang gen AGPopt tổng hợp nhân tạo để chuyển vào cây sắn (Manihot esculenta Crantz)

Đỗ Hải Lan1,2,  Lê Văn Sơn1, Lê Trần Bình1*

*Tác giả liên hệ: Email: le-tran.binh@usth.edu.vn

1Viện Công nghệ sinh học, Viện Hàn lâm KH&CN Việt Nam
2Trường Đại học Tây Bắc 
 

Ngày nhận bài: 05/04/2017; ngày chuyển phản biện: 07/04/2017; ngày nhận phản biện: 03/05/2017; ngày chấp nhận đăng: 12/05/2017

Tóm tắt:

Sắn (Manihot esculenta Crantz) là cây có giá trị trong an ninh lương thực và công nghiệp. Cải tạo giống sắn bằng công nghệ sinh học có ý nghĩa lớn đối với khoa học và thực tiễn. Quy trình chuyển gen nhằm vào AGPopt tổng hợp nhân tạo để gia tăng hàm lượng tinh bột là mục tiêu lâu dài của nghiên cứu này. Quy trình tái sinh cây sắn thông qua phôi soma từ đỉnh chồi và thùy lá non của 2 giống sắn KM140 và KM94 đã được tối ưu trên môi trường MS bổ sung picloram 12 mg/l và tái sinh trên môi trường BAP 0,3 mg/l. Phôi soma sơ cấp của sắn được lựa chọn để chuyển gen. Cấu trúc gen AGPopt được tổng hợp nhân tạo dựa trên protein glgC của vi khuẩn E. coli K12 (mã số AKD93525.1), thêm đột biến G336D, tối ưu hoá mã di truyền cho phù hợp với thực vật và gắn chuỗi peptide tín hiệu (gồm 57 amino acid), đuôi c-myc (11 amino acid) và trình tự KDEL (4 amino aicd). Gen AGPopt tổng hợp nhân tạo đã được thiết kế hoàn chỉnh vào vector pBI121 và đã được đánh giá trên cây thuốc lá mô hình. Kết quả tạo 32 dòng cây thuốc lá chuyển gen được kiểm tra dương tính bằng PCR, đều mang gen AGPopt bằng lai Southern, tạo được protein AGPase bằng Western blot, có hoạt tính AGPase trong lá tăng từ 121 (L6) đến 153% (L7) và có hàm lượng tinh bột tăng từ 140,05 (L2) đến 168,99% (L7) so với đối chứng. Cấu trúc gen AGPopt này đã được sử dụng chuyển vào cây sắn KM94 thông qua phôi soma nhờ A. tumefaciens, bước đầu thu được 6 dòng cây hoàn chỉnh, trong đó 5/6 dòng được xác định có mặt gen AGPopt. Các dòng sắn chuyển gen này đang được đánh giá tiếp tục.

Từ khóa:

 AGPopt tổng hợp nhân tạo, cây sắn (Manihot esculenta Crantz), chuyển gen, phôi soma, tăng sinh tinh bột. 

Chỉ số phân loại:
1.6

Study on completing a regeneration system and constructing a synthetic AGPopt vector for transformation into cassava (Manihot esculenta Crantz)

Hai Lan Do1, 2, Van Son Le1, Tran Binh Le1*

1Institute of Biotechnology, VAST

2Tay Bac University 

Received: 5 April 2017; accepted: 12 May 2017

Abstract:

Cassava is a high value crop for food security and industry. Improving cassava using biotechnology is providing important scientific and practical values. The longterm objective of this study is to create AGPopt transgenic cassava plants for enhancing the starch synthesis. A plant regeneration protocol of the KM140 and KM94 cassava varieties via somatic embryos from shoots and young leaf lobes was optimized on MS supplemented with 12 mg/l picloram for induction of somatic embryogenesis, and germinated on MS supplemented with 0.3 mg/l BAP. The AGPopt gene is synthetized using data from glgC protein of E. coli K12 (code AKD93525.1) with 1527 bps, added with the G336D mutation, their genetic codes optimized in compliance with plants, the 5’ head attached with the 171 bps fragment encoding for the signal peptide (57 amino acids), the 3’ end attached the c-myc (11 amino acids), and the KDEL (4 amino acids) sequence. The synthetic AGPopt has been constructed into the pBI121 vector for transformation. Using tobacco as the model plant, the transformation of AGPopt vector has created 32 transgenic tobacco lines which are proved to be positive by PCR; also positive by Southern blot; positive for AGPase protein expression by Western blot; increasing leaf AGPase activity (from 121 to 153%), and also starch content  (from 140.05 to 168.99%). This has successfully proved that the AGPopt vector has been used for transformation into KM94 cassava via somatic embryos and resulted in 6 plant lines, 5 of which have been proved to be positive for the AGPopt gene. Further analyses of the transgenic cassava lines have been implemented. 

Keywords:

Cassava (Manihot esculenta Crantz), enhancing starch synthesis, genetic transformation, somatic embryo, synthetic AGPopt. 

Classification number:
1.6
Lượt dowload: 379 Lượt xem: 834

Đánh giá

X
(Di chuột vào ngôi sao để chọn điểm)