Chống lại côn trùng hại nông sản phẩm

Bài tiểu luận môn Công nghệ sinh học thực phẩm với đề tài Chống lại côn trùng hại nông sản phẩm, được thực hiện bởi nhóm sinh viên khoa CNTP tại Học viện Nông nghiệp Việt Nam. Bài tiểu luận với mục đích tham khảo, mong các bạn bỏ qua những thiếu sót của chúng tớ.

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

= = = =  = = = =

TIỂU LUẬN

Môn học: Công nghệ sinh học thực phẩm

Chủ đề: Chống lại côn trùng hại nông sản phẩm

GVHD: Nguyễn Thị Lâm Đoàn

Nhóm: 2_ Thứ 2_Tiết 6-8

Hà Nội, 2/2019

CÁC THÀNH VIÊN TRONG NHÓM

1 636675 Phạm Quang Vinh ( nhóm trưởng) K63CNTPF

MỤC LỤC

PHẦN 1: MỞ ĐẦU 4

1.1 Đặt vấn đề 4

1.2 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 6

1.3 Mục đích nghiên cứu 6

PHẦN 2: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 7

2.1 Tổng quan về vấn đề nghiên cứu 7

2.1.1 Khái niệm 7

2.2 Các phương pháp chuyển gene ở thực vật 9

2.2.1 Phương pháp chuyển gene trực tiếp 9

2.2.2 Phương pháp chuyển gene gián tiếp 15

2.3 Quy trình chuyển gene 16

2.4 Thành tựu 19

2.5 Đánh giá 21

2.5.1 Lợi ích 21

2.5.2 Nguy cơ và hạn chế 25

2.6 Thực trạng 28

2.6.1 Trên thế giới 28

2.6.2 Việt Nam 29

PHẦN 3: PHẦN KẾT LUẬN 34

PHẦN 1: MỞ ĐẦU

Cây trồng biến đổi gene (Genetically Modified Crop - GMC) là loại cây trồng được lai tạo ra bằng cách sử dụng các kỹ thuật của công nghệ sinh học hiện đại, hay còn gọi là kỹ thuật di truyền, công nghệ gene hay công nghệ DNA tái tổ hợp, để chuyển một hoặc một số gene chọn lọc để tạo ra cây trồng mang tính trạng mong muốn

Về mặt bản chất, các giống lai từ trước đến nay (hay còn gọi là giống truyền thống) đều là kết quả của quá trình cải biến di truyền Điểm khác biệt duy nhất giữa giống lai truyền thống và giống chuyển gene là gene (DNA) được chọn lọc một cách chính xác dựa trên khoa học công nghệ hiện đại và chuyển vào giống cây trồng để đem lại một tính trạng mong muốn một cách có kiểm soát

1.1 Đặt vấn đề

Các cây trồng và nông nghiệp đã đóng vai trò quan trọng trong phát triển và thúc đẩy sự văn minh Các cây trồng cung cấp những thức ăn bền vững cho con người, cho động vật, sợi cho xây dựng và quần áo, thuốc men, dược phẩm, nước hoa, các hóa chất cho các quá trình sản xuất công nghiệp, năng lượng để nấu nướng và sưởi ấm và gần đây nhất, sinh khối để đáp ứng nhu cầu ngày một tăng về nhiên liệu phục vụ vận tải

Bên cạnh đó, các cây trồng còn đóng vai trò chủ yếu về mặt môi trường bằng việc ngăn ngừa xói mòn đất, tăng cường mức oxy trong khí quyển, giảm sự phát tán CO2 từ việc đốt than đá, và làm giàu đất bằng nito, mà chúng quay vòng theo chu kỳ giữa đất và khí quyển Nếu dân số tiếp tục tăng như dự đoán, thì trong

50 năm tới chúng ta cần phải sản xuất thêm thức ăn cho người, thức ăn cho động vật và sợi hơn so với thời gian của toàn bộ lịch sử loài người và sản xuất cây trồng giảm dần

Nhưng bên cạnh việc phát triển của cây trồng là sự phát triển của sâu bệnh hại cây trồng ngày càng phức tạp và khó kiểm soát Điều này đặt ra một số thách thức chủ yếu cho nông nghiệp ở thế kỷ XXI:

- Cần tạo ra các giống cây trông kháng lại sâu bệnh

- Cần nghiên cứu tạo ra các loại gene kháng được sâu bệnh ở những loại cây trồng chủ đạo

- Những cây trồng cần được phát triển để có thể sinh sôi nảy nở trong những điều kiện khắc nghiệt sao cho những đất ít màu mỡ có thể được sử dụng để trồng những cây quan trọng, mùa vụ trồng cần phải kéo dài và sản lượng không bị giảm bởi hạn hán, thời tiết nóng, lạnh và các tác động khác

- Những ảnh hưởng đến môi trường của nông nghiệp do việc sử dụng thuốc trừ sâu, thuốc diệt cỏ và phân bón cần phải giảm bớt

Ví dụ các cây trồng cần được biến đổi để chịu được bệnh dịch, để có thể hấp thu có hiệu quả các chất dinh dưỡng trong đất, và cạnh tranh với cỏ dại trong việc hút nước và hấp thụ ánh sáng mặt trời Những cây lương thực cần được tối ưu hóa

để phục vụ sức khỏe và dinh dưỡng của con người, cung cấp các vitamin thiết yếu, các acid amin và protein nhằm giúp xóa bỏ tình trạng suy dinh dưõng và bệnh tật Những thách thức này sẽ đòi hỏi phải áp dụng những kỹ thuật nhân giống và phân

tử tinh vi nhất mà hiện nay đang có, cũng như việc phát triển những kỹ thuật mới Tuy nhiên chưa bao giờ có một thời kỳ nào sôi động hơn cho ngành sinh học cây trồng và nông nghiệp, và cuộc cách mạng công nghệ tạo ra bởi kỷ nguyên các bộ gen cho cơ hội duy nhất để thực hiện những mục tiêu này trong thời gian hai thập

kỷ tới hoặc sớm hơn Chính vì vậy, việc ứng dụng những thành tựu của công nghệ sinh học vào sản xuất nông nghiệp đã, đang và sẽ là sự lựa chọn tất yếu nhằm đáp ứng được những nhu cầu lương thực, thực phẩm của con người trên toàn cầu

Trên cơ sở thực tiễn đó, chúng tôi đã chọn đề tài: “Chống lại côn trùng hại nông sản phẩm” làm đề tài tiểu luận môn Công nghệ Sinh học thực phẩm của mình

1.2 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

Đối tượng: các loại cây trồng biến đổi gene

Phạm vi: ở đây chúng tôi chỉ đề cập đến một số vai trò cơ bản của thực vật biến đổi gene chỉ trong lĩnh vực sản xuất nông nghiệp để chống lại côn trùng và sâu bệnh gây hại

1.3 Mục đích nghiên cứu

- Duy trì và mở rộng đa dạng sinh học (biodiversity)

- Tăng năng suất, tăng khả năng phòng chống các loại sâu bệnh

- Cải thiện khả năng cung cấp dinh dưỡng cũng như đáp ứng các đòi hỏi cao về chất lượng sản phẩm cây trồng

- Tạo ra các sản phẩm không gây hại cho môi trường

- Tăng cường tổng hợp các hợp chất có hoạt tính sinh học

 Công nghệ biến đổi gene đã được áp dụng trên nhiều loại cây trồng chủ đạo có giá trị kinh tế cao và đã thu được nhiều thành tựu mang tính đột phá Cây trồng chuyển gene (CTCG) đã mang lại nhiều lợi ích cho cả các nhà sản xuất và người tiêu dùng

PHẦN 2: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 2.1 Tổng quan về vấn đề nghiên cứu

Thực vật chuyển gene là thực vật có gene ngoại lai (gene chuyển) xen vào trong DNA genome của nó

Gene ngoại lai này phải được truyền lại cho tất cả mọi tế bào, kể cả các tế bào sinh sản mầm Nếu dòng tế bào mầm bị biến đổi, các tính trạng bị biến đổi này

sẽ được truyền cho các thế hệ kế tiếp thông qua quá trình sinh sản bình thường Nếu chỉ có dòng tế bào sinh dưỡng bị biến đổi, chỉ có cơ thể mang các tế bào sinh dưỡng đó bị ảnh hưởng và không di truyền lại cho thế hệ sau Việc chuyển gene ngoại lai vào động vật (thực vật) chỉ thành công khi các gene này di truyền lại cho thế hệ sau

Cây trồng chuyển gene là sự biến đổi vật chất di truyền, tiếp nhận thêm những gene mới, kết quả là xuất hiện những tính trạng mới dưới sự tác động của môi trường

2.1.2 Một số vấn đề sinh học ảnh hưởng đến quá trình chuyển gene

Không phải toàn bộ tế bào đều thể hiện tính toàn năng (totipotency)

Các cây khác nhau có phản ứng không giống nhau với sự xâm nhập của một gene ngoại lai

Cây biến nạp chỉ có thể tái sinh từ các tế bào có khả năng tái sinh và khả năng thu nhận gene biến nạp vào genome

Mô thực vật là hỗn hợp các quần thể tế bào có khả năng khác nhau Cần xem xét một số vấn đề như: chỉ có một số ít tế bào có khả năng biến nạp và tái sinh cây

Ở các tế bào khác, có hai trường hợp có thể xảy ra: một số tế bào nếu được tạo điều kiện phù hợp thì trở nên có khả năng, một số khác hoàn toàn không có khả năng biến nạp và tái sinh cây

Thành phần của các quần thể tế bào được xác định bởi loài, kiểu gene, từng

cơ quan, từng giai đoạn phát triển của mô và cơ quan

Thành tế bào ngăn cản sự xâm nhập của DNA ngoại lai Vì thế, cho đến nay chỉ có thể chuyển gene vào tế bào có thành cellulose thông qua Agrobacterium, virus và bắn gene hoặc phải phá bỏ thành tế bào để chuyển gene bằng phương pháp xung điện, siêu âm và vi tiêm

Khả năng xâm nhập ổn định của gene vào genome không tỷ lệ với sự biểu hiện tạm thời của gene

Các DNA (trừ virus) khi xâm nhập vào genome của tế bào vật chủ chưa đảm bảo là đã liên kết ổn định với genome

Các DNA (trừ virus) không chuyển từ tế bào này sang tế bào kia, nó chỉ ở nơi mà nó được đưa vào

Trong khi đó, DNA của virus khi xâm nhập vào genome cây chủ lại không liên kết với genome mà chuyển từ tế bào này sang tế bào khác ngoại trừ mô phân sinh (meristem)

2.1.3 Hướng nghiên cứu cây trồng kháng côn trùng gây bệnh

Có rất nhiều hướng nghiên cứu về các loại cây trồng chuyển gene nhưng chúng tôi sẽ đi sâu hơn vào hướng nghiên cứu kháng côn trùng, sâu bệnh hại cây trồng

Cây trồng chuyển gene kháng côn trùng phá hoại Sử dụng hóa chất để phòng trừ sâu bọ côn trùng vừa đắt tiền vừa tác động xấu đến môi trường Các cây trồng như bông, ngô và khoai tây chuyển gene đang được sản xuất thương mại biểu hiện độc tố của Bacillus thuringensis (Bt) để tạo ra tính kháng đối với các côn trùng loại nhai-nghiền (chewing insects) Vi khuẩn B thuringensis tổng hợp các protein δ- endotoxin tinh thể được mã hóa bởi các gene Cry Khi côn trùng ăn vào bụng, các prototoxins bị đứt gãy trong dạ dày kiềm của côn trùng để tạo thành độc

tố hoạt động Các liên kết này tạo ra các receptor đặc trưng trong các tế bào biểu

mô ruột làm thành các lỗ chân lông và cuối cùng là gây chết côn trùng

2.2 Các phương pháp chuyển gene ở thực vật

2.2.1 Phương pháp chuyển gene trực tiếp

Các phương pháp chuyển gene trực tiếp bao gồm:

- Chuyển gene trực tiếp bằng súng bắn gene

- Chuyển gene trực tiệp bằng xung điện

- Chuyển gene trực tiếp nhờ hóa chất

- Chuyển gene trực tiếp qua ống phấn

- Chuyển gen trực tiếp bằng vi tiêm

2.2.1.1 Chuyển gene trực tiếp bằng súng bắn gen

Khái niệm: Súng bắn gene (Gene gun) là một thiết bị sử dụng để đưa thông tin di truyền vào tế bào, được thiết kế đầu tiên cho biến nạp DNA ngoại lai vào tế bào thực vật

Nguyên tắc chung: Sử dụng các viên đạn có kích thước nhỏ nhưng tỷ trọng cao để đạt gia tốc cao, dưới tác dụng của 1 lực nén xuyên qua vỏ và màng tế bào đưa ra lớp AND bọc ngoài vào tế bào và tiếp cận với bộ gene của tế bào

Ưu điểm:

- Dễ dàng tiến hành

- Có thể chuyển gene vào nhiều loại tế bào và mô

- Bắn vào một lần được nhiều thiết bị

- Qúa trình chuyển gene nhanh, thao tác đơn giản

- Các vector mang gene tái tổ hợp đơn giản và chỉ cần 1 lượng vector nhỏ Nhược điểm:

- Đòi hỏi thiết bị đắt tiền (không phải phòng thí nghiệm nào cũng có thể đầu tư)

- Có thể gây ra sự xáo trộn trật tự của đối tượng chuyển gene

- Tần số biến nạp ổn định thấp

2.2.1.2 Chuyển gene bằng xung điện

Khái niệm: Chuyển gene bằng súng điện là phương pháp sử dụng xung điện trong thời gian ngắn để tạo ra các lỗ trên màng tế bào trần làm cho DNA bên ngoài môi trường có thể xâm nhập vào bên trong tế bào

Quy trình chuyển gene bằng súng điện:

- Tạo dung dịch tế bào huyền phù

- Tạo xung điện với hiệu điện thế cao trong thời gian ngắn

- Protoplast bị thủng một số chỗ

- DNA thâm nhập, gắn vào hệ gen thực vật

- Nuôi cấy protoplast trong môi trường chọn lọc

- Nuôi cấy invitro, tái sinh cây

- Chọn lọc cây chuyển gene

Ưu điểm:

- Phương pháp này có thể thực hiện với các mô invitro còn nguyên vẹn

- Đoạn DNA ngoại lai được biến nạp có kích thước lớn

Nhược điểm:

- Tỷ lệ các tế bào được chuyển gene còn thấp

- Sức sống của tế bào bị giảm đột ngột do bị sốc điện

- Việc tái sinh ở một số loài rất khó khan

2.2.1.3 Chuyển gene nhờ hóa chất

Khái niệm: Chuyển gene nhờ hóa chất là phương pháp chuyển gene vào protoplast (tế bào trần) nhờ các chất hóa học như polyethylene glycol (PEG) hoặc canxi phosphate

Nguyên tắc: Khi có sự tác động của hóa chất thì màng của protoplast bị thay đổi và protoplast có thể thu nhận DNA ngoại lai vào bên trong tế bào

Ở nồng độ cao, PEG làm ADN cần biến nạp không còn ở trạng thái hòa tan nữa mà kết dính lại trên màng sinh chất Sau đó, bằng cách loại bỏ PEG và xử lý

nồng độ cao của Ca2+ hoặc ở nồng độ pH cao, ADN biến nạp sẽ được chuyển nạp vào trong tế bào protoplast

Ưu điểm:

- Hiệu quả chuyển gene cao, ổn định nếu quá trình biến nạp thành công

- Không đòi hỏi thiết bị đắt tiền

- Tái sinh tế bào trần sau chuyển gene khó khăn

2.2.1.4 Chuyển gene qua ống phấn

Chuyển gene qua ống phấn được đề xuất lần đầu tiên năm 1988 trên cây lúa bởi nhóm Ray Wu đại học Cornell (Mỹ) dựa trên sự kế thừa công trình của Duan

và Chen (TQ,1985) với tỷ lệ hạt chuyển gene/hạt thí nghiệm là 20%

Ở Việt Nam, phương pháp này đang được viện Nghiên cứu cây bông và viện Công nghệ sinh học thử nghiệm ở quy mô lớn trên cây bông

Khái niệm: Chuyển gene qua ống phấn là phương pháp không qua nuôi cấy invitro, các DNA ngoại lai được chuyển trực tiếp bằng đường ống phấn

Nguyên tắc: DNA ngoại lai chuyển vào cây theo đường ống phấn, chui vào bầu nhụy cái Thời gian chuyển gene là vào lúc hạt phấn mọc qua vòi nhụy và lúc đưa tinh vào thụ tinh

Thời điểm chuyển gene tốt nhất là xảy ra đúng khi quá trình thụ tinh ở noãn

và cho tế bào hợp tử chưa phân chia Như vậy sự chuyển gene chỉ xảy ra ở một tế bào cái duy nhất

2.2.1.5 Chuyển gene bằng vi tiêm

Khái niệm: Chuyển gene bằng vi tiêm là chuyển gene trực tiếp vào tế bào protoplast hoặc tế bào đơn (chưa hình thành vỏ cứng) bằng cách sử dụng vi tiêm nhỏ, kính hiển vi và các thao tác

Nguyên tắc: Một lượng nhỏ DNA được tiêm trực tiếp vào nhân tế bào phôi trần hoặc tế bào nguyên vẹn một cách cơ học dưới kính hiển vi

Phương pháp này cho phép đưa gene vào đúng vị trí mong muốn ở từng tế bào với hiệu quả tương đối cao

Ưu điểm:

- Có thể tối ưu lượng DNA đưa vào tế bào

- Quyết định được đưa DNA vào loại tế bào nào

- Có thể đưa 1 cách chính xác thậm chí vào tận nhân và có thể quan sát được

- Các tế bào có cấu trúc nhỏ như hạt phấn và tế bào tiền phôi mặc dù hạn chế

và số lượng cũng có thể tiêm chính xác

- Có thể nuôi riêng lẻ các tế bào vi tiêm và biến nạp được vào mọi giống cây Nhược điểm:

- Mỗi lần tiêm chỉ được một phát tiêm và chỉ với một tế bào

- Cần dung các thiết bị có độ chính xác cao và cần kỹ năng phức tạp của người sử dụng

**Ngoài những phương pháp chuyển gene trên còn phương pháp chuyển gene bằng kỹ thuật siêu âm:

Khái niệm: Chuyển gene bằng kỹ thuật siêu âm là dùng sóng siêu âm để chuyển gene vào tế bào trần

Nguyên tắc: Sau tạo protoplast, ta tiến hành trộn protoplast với plasmid chứa gen mong muốn tạo dung dịch huyền phù

Tiến hành cắm máy siêu âm vào dung dịch huyền phù khoảng 3mm và cho máy phát vào tầm số 20kHz, thời gian 600-900ms

Sóng siêu âm làm cho lớp màng protoplast biến đổi tạo ra các lỗ giúp cho DNA ngoại lai xâm nhập vào tế bào

Các bước chuyển gene bằng kỹ thuật siêu âm:

- Tạo dung dịch tế bào huyền phù

- Tạo song siêu âm với tầm số cao

- Protoplast bị thủng một số chỗ

- ADN thâm nhập vào

- Nuôi cấy protoplast

- Tái sinh cây

- Chọn lọc cây chuyển gen

Ưu điểm:

- Chuyển được lượng protoplast nhiều

- Không độc hại đối với tế bào

Nhược điểm:

- Giá thành thiết bị tương đối cao

- Đòi hỏi kỹ thuật cao

2.2.2 Phương pháp chuyển gene gián tiếp

2.2.2.1 Phương pháp chuyển gene gián tiếp nhờ Agrobacterium

Agrobacterium có khả năng xâm nhiễm tế bào thực vật bằng cách chuyển một đoạn DNA của nó vào các tế bào thực vật Khi DNA vi khuẩn được hợp nhất với nhiễm sắc thể thực vật, nó sẽ tấn công vào hệ thống tổ chức của tế bào một cách có hiệu quả và sử dụng nó để đảm bảo cho sự sinh sôi của quần thể vi khuẩn Thật không may mắn cho các nhà trồng cây ân quả khi gặp phải loài vi khuẩn này bởi vì nó chính là thủ phạm gây ra bệnh khối u hình chóp và bệnh long rễ ở nhiều loài cây cảnh và cây ăn quả

Mặc dù hệ thống chuyển gene gián tiếp nhờ Agrobacterium là có hiệu quả đối với một số loài nhưng không phải tất cả thực vật có thể được biến nạp bằng con đường này Đặc biệt lớp một là mầm bao gồm các cây ngủ cốc chính trên thế giới như lúa, lúa mì và ngô là không được biến nạp dễ dàng nhờ A Tumefaciens

Để khai thác và sử dụng A Tumefaciens như là một vector chuyển gene các nhà khoa học đã loại bỏ các gene gây khổi u và gene mã hóa opine của T -DNA và thay thế vào đó là các marker chọn lọc, trong khi vẫn duy trì các vùng bờ phải và

bờ trái của T-DNA và các gene voer Gene chuyển được xen vào giữa các vùng bờ của T-DNA Nó sẽ được chuyển vào tế bào và trở nên hợp nhất với nhiễm sắc thể

tế bào thực vật

Phương pháp chuyển gene gián tiếp nhờ Agrobacterium đã được kiểm tra đối với sự xâm nhập bền vững, sự biểu hiện và sự di truyền của các gene chuyển đặc biệt Tuy nhiên, một vài yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả biến nạp là loại mô được biến nạp, giai đoạn phát triển của mô, mức độ khởi đầu của vi khuẩn A Tumefaciens sử dụng môi trường để nuôi cấy mô sau khi biến nạp, marker được sử dụng để chọn lọc thể biến nạp, loại vector sử dụng và kiểu gene của thực vật

2.2.2.2 Chuyển gene nhờ virus

Bên cạnh vi khuẩn Agrobacterium còn có các hệ thống dùng virus làm vector chuyển gene vào thực vật Về nguyên tắc, bất kỳ loại virus nào cũng có thể được sử dụng làm vector để chuyển vật liệu di truyền vào trong tế bào Nhiều nhóm trong số đó, các papovavirus, adenovirus, retrovirus được sử dụng vào những mục đích chuyên biệt Ðể sử dụng làm vector, các phần khác nhau của genome virus được thay thế bằng gene cấu trúc quan tâm Virus có thể được sử dụng để lây nhiễm vào tế bào giai đoạn sớm của phôi trước khi được chuyển ghép vào cây mẹ Gene chuyển với vector retrovirus xâm nhập một cách hiệu quả vào hệ gen của vật chủ nhưng virus sử dụng phải là virus an toàn, không gây bệnh

Ưu điểm:

- Chúng dễ xâm nhập và lây lan nhanh trong cơ thể thực vật

- Có thể mang đoạn DNA lớn hơn so với khả năng của các plasmid

Nhược điểm:

- Các acid nucleic của virus không ghép nối với bộ gene của thực vật, bởi vậy AND tái tổ hợp không di truyền được cho các thế hệ sau thông qua hạt Do

đó nhân giống các gene phải qua con đường vô tính

- Sự lây nhiễm virus thường làm yếu tế bào thực vật ở các mức độ khác nhau

2.3 Quy trình chuyển gene

Từ khi người ta khám phá ra rằng các thí nghiệm chuyển gene có thể thực hiện nhờ một loại vi khuẩn đất Agrobacterium tumefaciens, thì các nhà khoa học tin rằng Agrobacterium có thể chuyển gene vào tất cả các cây trồng Nhưng sau đó kết quả thực tế cho thấy chuyển gene bằng Agrobacterium không thể thực hiện được trên cây ngũ cốc (một lá mầm) vì thế hàng loạt kỹ thuật chuyển gene khác đã

được phát triển đó là các kỹ thuật chuyển gene trực tiếp như bắn gene bằng vi đạn (bombardement/gene gun), vi tiêm (microinjection), xung điện (electroporation), silicon carbide, điện di (electrophoresis), siêu âm (ultrasonic), chuyển gene qua ống phấn (pollen tube) Đến nay, nhờ cải tiến các vector chuyển gene nên kỹ thuật chuyển bằng A tumefaciens đã thành công cả ở cây ngũ cốc đặc biệt là lúa

Kỹ thuật này trở nên một kỹ thuật đầy triển vọng đối với cây chuyển gene ở thực vật

Quá trình chuyển gene được thực hiện qua các bước sau:

- Xác định gene liên quan đến tính trạng cần quan tâm

- Phân lập gene (PCR hoặc sàng lọc từ thư viện cDNA hoặc từ thư viện genomic DNA)

- Gắn gene vào vector biểu hiện (expression vector) để biến nạp

- Biến nạp vào E coli

- Tách chiết DNA plasmid

- Biến nạp vào mô hoặc tế bào thực vật bằng một trong các phương pháp khác nhau đã kể trên

- Chọn lọc các thể biến nạp trên môi trường chọn lọc

- Tái sinh cây biến nạp

- Phân tích để xác nhận cá thể chuyển gene (PCR hoặc Southern blot) và đánh giá mức độ biểu hiện của chúng (Northern blot, Western blot, ELISA hoặc các thử nghiệm in vivo khác )

Nguyên liệu để thực hiện sự biến nạp là các tế bào thực vật riêng lẽ, các mô hoặc cây hoàn chỉnh

Cản trở lớn nhất của sự tiếp nhận DNA ở phần lớn sinh vật là thành tế bào Muốn làm mất thành tế bào thực vật người ta thường sử dụng enzyme và dưới