Ngày cập nhật 19 Tháng Tư 2018
Nhiều dạng ngô được sử dụng làm lương thực, thực phẩm. Nhu cầu về lương thực, thức ăn chăn nuôi và nhiên liệu trên thế giới ngày một tăng và đã vượt so với khả năng sản xuất. Theo báo cáo của Hải quan Việt Nam, bình quân cả 4 tháng đầu năm 2018, lượng ngô nhập khẩu tăng 36% so với cùng kỳ, đạt 3,05 triệu tấn; trị giá tăng 28,8%, đạt 596,97 triệu USD.
Tuy nhiên, tỉ lệ dinh dưỡng của ngô thông thường rất thấp: thiếu lysine, triptophan và rất ít carotenoid, đặc biệt là các carotenoid tiền vitamin A. Trong ngô, các Carotenoid tiền vitamin A gồm α-carotene, β-carotene, và β-cryptoxanthin với giá trị tương ứng chỉ từ 0 đến 1,3; 0,13 đến 2,7; và 0,13 đến 1,9 nmol/g.
Do cơ thể người không tổng hợp được vitamin A, Carotenoid thực vật là nguồn tiền vitamin A chính cho con người. Thiếu vitamin A là vấn đề quan trọng trong dinh dưỡng ở nhiều nơi trên thế giới. Sự thiếu vitamin A ảnh hưởng tới 250 triệu người trên thế giới và dẫn đến mù lòa cho 500.000 trẻ em hàng năm (theo tổ chức Y tế thế giới). Ngoài ra Carotenoid còn có tác dụng giảm ung thư và các bệnh tim mạch. Chính vì vậy vấn đề cải tạo gia tăng hàm lượng Carotenoid trong một số cây trồng, đặc biệt là cây ngô có tính thời sự và cấp thiết cao.
Vì những lý do trên, Viện Hàn lâm KHCNVN đã phê duyệt đề tài “Nghiên cứu tạo cây ngô chuyển gen giầu Carotenoid” với Mã số VAST.02.03/16-17 cho Viện Công nghệ Sinh học do GS.TS. Nguyễn Đức Thành làm chủ nhiệm. Các mục tiêu cụ thể của đề tài là: (1) Xây dựng quy trình chuyển gen gia tăng tích lũy Carotenoid ở ngô hiệu suất trên 1%; (2) Tách dòng gen Or và thiết kế được cấu trúc mang gen Or tăng cường tích lũy Carotenoid phục vụ chuyển gen; (3) Tạo cây ngô chuyển gen tăng tích lũy Carotenoid cao hơn đối chứng không chuyển gen.
Đề tài thực hiện từ tháng 01 năm 2016 đến tháng 12 năm 2017 đã thu được những kết quả sau:
Phân lập được gen Or từ giống khoai lang Hoàng Long ký hiệu là IbOr và đã đăng ký trên Ngân hàng Gen quốc tế với mã số: KX792094.1 và gen Or từ cây súp-lơ được đăng ký trên Ngân hàng Gen quốc tế với mã số: KX396544.1.
Thiết kế được 02 cấu trúc chuyển gen mang gen IbOr tăng cường tích lũy Carotenoid là: pCambia2300/Ubi/IbOr/Nos và pCambia2300/Glo1/IbOr/Nos.
Chuyển thành công cấu trúc pCambia2300/Glo1/IbOr/Nos vào một số dòng ngô và tạo được 18 dòng ngô chuyển gen có hàm lượng Carotenoid tổng tăng so với đối chứng tương ứng từ 1,756 đến 12,515 lần, và hàm lượng β-carotene tăng từ 2,022 đến 19,002 lần. Trong đó có 06 dòng có hàm lượng β-carotene tăng trên 10 lần (N618-IbOr.3, N618-IbOr.6, N618-IbOr.8, N618-IbOr.9; H145-IbOr.10, H145-IbOr.15).
Xây dựng được 01 quy trình chuyển gen IbOr gia tăng tích lũy Carotenoid ở ngô sử dụng mô phân sinh đỉnh và A. tumefaciens cho hiệu suất chuyển gen từ 1,50 đến 2,63%.
Để cải tiến hàm lượng Carotenoid trong cây có thể can thiệp vào chu trình tổng hợp carotenoid bằng việc tăng cường thể hiện một số gen mã hóa cho các enzyme then chốt tham gia vào tổng hợp, hay ức chế một số gen mã hóa các chất phân giải và sử dụng các gen điều hòa quá trình tích lũy Carotenoid. Ứng dụng công nghệ gen để thể hiện các gen điều hòa tích lũy Carotenoid là một hướng quan trọng cho cải tiến hàm lượng Carotenoid.
Nguồn: vast.ac.vn
