Công nghệ sinh học thực vật

Ứng dụng của chỉ thị phân tử trong nghiên cứu chọn tạo giống lúa... Cơ sở của Marker Assisted Selection1.2 Mục đích sử dụng chỉ thị phân tử - Nâng cao hiệu quả của công tác chọn giô

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÔN ĐỨC THẮNG

GVHD: TS TRẦN THỊ DUNG

Nội dung trình bày

• I Cơ sở của Marker Assisted Selection

• II Phân loại chỉ thị

• III Chỉ thị phân tử

• IV Ứng dụng của chỉ thị phân tử trong nghiên cứu chọn tạo giống lúa

I Cơ sở của Marker Assisted Selection

- Độ chính xác cao và xác định được trên một lượng lớn vật liệu nghiên cứu

I Cơ sở của Marker Assisted Selection

1.2 Mục đích sử dụng chỉ thị phân tử

- Nâng cao hiệu quả của công tác chọn giống tạo được các giống cây trồng mới với tính

trạng mong muốn

- Đơn giản hơn so với chọn lọc dựa trên kiểu hình tiết kiệm chi phí

- Có thể chọn lọc ở giai đoạn cây non tiết kiệm thời gian

- Tăng độ tin cậy

I Cơ sở của Marker Assisted Selection

1.2 Mục đích sử dụng chỉ thị phân tử

Chọn giống bằng phương pháp truyền thống

I Cơ sở của Marker Assisted Selection

1.2 Mục đích sử dụng chỉ thị phân tử

II Phân loại chỉ thị

2.1 Chỉ thị hình thái: kiểu hình.

2.2 Chỉ thị sinh hóa: protein.

2.3Chỉ thị phân tử: “Là tất cả các phân tử hữu cơ có thể di truyền theo định luật Mendel”

II Phân loại chỉ thị

2.1 Chỉ thị hình thái

- Ví dụ: màu sắc, kích thước, hàm lượng…

- Rẻ, dễ thực hiện nhưng chịu sự ảnh hưởng của môi trường

II Phân loại chỉ thị

II Phân loại chỉ thị

2.2 Chỉ thị sinh hóa

II Phân loại chỉ thị

2.2 Chỉ thị sinh hóa

 Hạn chế của chỉ thị sinh hóa

- Hạn chế về số lượng: các enzym có thể phát hiện được trên gel

- Các enzym đa cấu tử ⇒ kết quả phức tạp

- Kết quả phụ thuộc vào môi trường và mô nghiên cứu

II Phân loại chỉ thị

III Chỉ thị phân tử

 Chỉ thị phân tử được chia làm 3 loại

chính:

• Chỉ thị dựa trên cơ sở lai DNA

• Chỉ thị dựa trên nguyên tắc nhân bội DNA bằng PCR

• Chỉ thị dựa trên cơ sở những chuỗi có trình

tự lặp lại: Nhóm chỉ thị này thực ra cũng

dựa trên cơ sở nhân bội DNA nhưng do

chúng có bản chất là chuỗi lặp lại nên có

thể xếp vào một nhóm riêng

III Chỉ thị phân tử

3.1 Chỉ thị RFLP (Restriction fragment length polymorphism)

Bản chất : so sánh kích thước của các sản phẩm cắt DNA thể gen bằng enzym hạn chế.

III Chỉ thị phân tử

 Các bước tiến hành:

III Chỉ thị phân tử

3.2 Chỉ thị dựa trên kỹ thuật PCR

• Không cần thiết DNA chất lượng tốt

III Chỉ thị phân tử

 Chỉ thị RAPD (Randomly Amplified Polymorphic DNAs – Đa hình các đoạn DNA khuyếch đại ngẫu nhiên)

Dùng một mồi (8-15 base) để nhân các sản phẩm PCR trong thể gen

III Chỉ thị phân tử

 Chỉ thị RAPD

• Ưu điểm: là tiến hành nhanh, dễ, khá rẻ

và các bộ mồi cho RAPD đã đươc thương mại hóa

• Nhược điểm:

- Không ổn định

- Khó lặp lại

III Chỉ thị phân tử

 Chỉ thị STS: Sequence Tagged Sites

• Là loại chỉ thị PCR sử dụng các đoạn mồi 8 – 25

bp

• Được phát triển lên từ xác định trình tự các đoạn DNA của các loại chỉ thị RFLP, RAPD, AFLP hoặc

là từ trình tự của các gen đã được xác định

• Nhân bản ổn định và dễ lặp lai được

• Dễ dàng tiến hành phân tích hàng loạt, tự động

• Tuy nhiên hiện nay số lượng chỉ chị STS cho đa hình đã được phát hiện còn chưa nhiều

III Chỉ thị phân tử

 Chỉ thị STS: Sequence Tagged Sites

Sequence microsatellite

Chiều Điện di

• Nối hai đầu các đoạn cắt với các adaptor

• PCR sơ cấp sử dụng mồi bắt cặp với adaptor +

1-2 base ở đầu 3’

• PCR thứ cấp sử dụng mồi bắt cặp với adaptor +

3-4 base ở đầu 3’

• Điện di trên gel acrylamit

• có thể được nhân bản ổn định và dễ dàng lặp lại

• Tuy nhiên kỹ thuật tiến hành khá phức tạp đòi hỏi phải có chuyên gia am hiểu

III Chỉ thị phân tử

 AFLP: Amplified Fragment Length Polymorphism

III Chỉ thị phân tử

• Chỉ thị SSR (Simple Sequence Repeates - Đoạn trình tự lặp lại đơn giản)

• Chỉ thị STS (Sequence Tagged Site – Xác định vị trí trình tự đã được đánh dấu)

• Chỉ thị CAPs (Cleaved Amplification

Polymorphisms - Đa hình độ dài mảnh cắt giới hạn)

• Chỉ thị RGA (Resistance Gene Analog –

Vùng tương đồng gen kháng)

IV Ứng dụng của chỉ thị phân tử trong nghiên cứu chọn tạo giống lúa

4.1 Chọn giống nhờ chỉ thị phân tử

- Trong những năm gần đây, một vài mô hình

MAS đã được các nhà khoa học đưa ra và phân

tích cặn kẽ.

- Quy trình MAS, thay vì đánh giá kiểu hình các cá

thể con lai để chọn ra cá thể mang gen mới du nhập, người ta xác định các cá thể mang gen mới du nhập

một cách gián tiếp, thông qua chỉ thị phân tử liên kết

chặt với gen đó.

IV Ứng dụng của chỉ thị phân tử trong nghiên cứu chọn tạo giống lúa

4.2 Rầy nâu và đặc tính kháng rầy nâu ở lúa

IV Ứng dụng của chỉ thị phân tử trong nghiên cứu chọn tạo giống lúa

• Chọn tạo các dòng lúa ưu tú từ quần thể phân

ly (F2 trở đi đến F6) mang tổ hợp gen mong muốn

• Đánh giá và chọn dòng cá thể từ thế hệ F2 trở đi đến F6 trên đồng ruộng thông qua đánh giá các đặc tính nông sinh học và các yếu tố cấu thành năng suất của các tổ hợp lai

• Chọn tạo các dòng lúa ưu việt trên cơ sở hồi giao các dòng lúa ưu tú sẵn có và được kết hợp thêm tính trạng kháng rầy nâu

Tài liệu tham khảo

• Dương Tấn Nhựt. Công nghệ sinh học thực vật – NXB 

Nông nghiệp, 2007.

• Dương Công Kiên. Nuôi cấy mô thực vật (tập 1,2,3) – NXB  ĐHQG TP.HCM, 2003.

• Tài liệu.vn

Câu hỏi trắc nghiệm

C Nối hai đầu các đoạn cắt với các adaptor

2.Ưu điểm của chỉ thị phân tử là gì?

A Không chịu ảnh hưởng của các điều kiện môi trường B.Được biểu hiện ở tất cả các loại tế bào của cơ thể sinh vật.

C Cả 2 đúng.

D Cả 2 sai.

Cảm ơn Cô và các bạn đã chú ý lắng nghe