LỜi cảM Ơn trước hết, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu sắc tới pgs. Ts. Nông Văn Hải – Phó Viện trưởng, Giám đốc Phòng thí nghiệm trọng điểm Công nghệ gen, Trưởng phòng Công nghệ adn ứng dụng


Nấm mốc và ứng dụng của công nghệ chuyển gen vào nấm mốc thông qua A. tumefaciens



tải về 4.32 Mb.
trang2/16
Chuyển đổi dữ liệu19.11.2017
Kích4.32 Mb.
#34421
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   16

1.2. Nấm mốc và ứng dụng của công nghệ chuyển gen vào nấm mốc thông qua A. tumefaciens

1.2.1. Giới thiệu về nấm mốc


Nấm mốc hay còn gọi là nấm sợi là vi sinh vật đa dạng nhất trong tự nhiên. Ước tính có khoảng 1,5 triệu loài nấm, trong đó chiếm số lượng lớn là các loài thuộc chi Aspergillus. Chúng là các vi sinh vật nhân chuẩn bậc thấp, sinh bào tử và sống hoại sinh nhờ khả năng sinh enzyme để phân hủy các hợp chất hữu cơ [8, 22]. Aspergillus là một chi thuộc ngành Eumycota và gồm rất nhiều loài phổ biến, ví dụ: A. niger, A. oryzae... Giống như các loài khác trong chi Aspergillus, A. niger sinh bảo tử có màu đen, vì thế chúng còn được gọi là mốc đen [33]. A. niger gây ảnh hưởng đến các sản phẩm nông sản sau khi thu hoạch nhưng chúng ít gây bệnh cho con người so với một số loài thuộc chi Aspergillus chẳng hạn như A. flavus, A. fumigatus. A. niger cũng đã được sử dụng từ rất lâu trong sản xuất thực phẩm, sản xuất citric acid, gluconic acid gluconic [33].

Nhờ khả năng tiết enzyme với hàm lượng cao, A. niger được sử dụng phổ biến trong sản xuất thực phẩm và được coi là loài một vi sinh vật quan trọng trong sản xuất công nghiệp [10, 13]. Ngoài ra, chúng còn được sử dụng trong sản xuất bánh, rượu, bia. Dựa trên lịch sử ứng dụng lâu đời trong sản xuất thực phẩm lên men, A. niger đã được coi là vi sinh vật an toàn và thân thiện với con người, mặc dù một số chủng (chiếm khoảng 3 – 10%) có thể sản xuất ra một số chất chuyển hóa thứ cấp gây độc trong điều kiện lên men như mycotoxin nhưng với hàm lượng rất thấp.

Kỹ thuật chuyển gen đã được áp dụng để chuyển các gen mong muốn vào thực vật, nấm (nấm men) nhằm nâng cao năng suất, kháng sâu bệnh và nâng cao chất lượng sản phẩm [22]. Chuyển gen vào A. niger đã được khai phá từ những năm cuối thập kỉ 80 và đầu thập kỉ 90, trong gen mã hóa enzyme là một trong những mục tiêu được quan tâm nhất. Hiện nay, nhiều loại enzyme được sử dụng trong các ngành sản xuất công nghiệp, đặc biệt là các enzyme có nguồn gốc từ vi sinh vật tái tổ hợp bằng kỹ thuật di truyền bởi đặc tính của chúng đã được cải thiện [31]. A. niger là loài có khả năng sinh enzyme với hàm lượng cao và ổn định, do đó chúng trở thành vật chủ để biểu hiện các loại enzyme mong muốn [9, 10, 31].

Chuyển gen vào nấm thường được tiến hành theo hai cách: trực tiếp và gián tiếp. Kỹ thuật chuyển gen trực tiếp được thực hiện bằng xung điện, polyethylene glycol (PEG), và bom vi tiêu để chuyển gen vào thể nguyên sinh, bào tử, hay thể sợi nấm. Ngoài các kỹ thuật trên, một số các kỹ thuật chuyển gen khác được áp dụng ví dụ: chuyển gen nhờ các transposon hay nhờ các enzyme giới hạn. Tuy nhiên, các kỹ thuật này bộc lộ nhiều nhược điểm, chẳng hạn như tần suất tái tổ hợp tương đồng thấp; có thể chuyển nhiều loại gen, kể cả những gen không mong muốn [11, 16]; có thể tạo ra những vùng gen không mã hóa hoặc sau khi chuyển gen thường xảy ra hiện tượng sắp xếp lại genome hoặc tồn tại những trình tự có tốc độ sao mã cao [12]. Ngoài các kỹ thuật chuyển gen trực tiếp, chuyển gen có thể được thực hiện một cách gián tiếp thông qua vi khuẩn A. tumefaciens. Phương pháp này đã và đang được nghiên cứu và ứng dụng để chuyển gen vào nấm mốc [1, 9, 12].


1.2.2. Agrobacterium và ứng dụng trong công nghệ chuyển gen thực vật và nấm

1.1.2.1. Giới thiệu về vi khuẩn đất Agrobacterium tumefaciens


Trong tự nhiên, chúng ta thường gặp ở vùng cổ rễ các loài thực vật hai lá mầm một loại khối u gồm khối các tế bào không phân hóa và phát triển không có tổ chức. Những tế bào trong khối u này mất khả năng phân cực và phân chia liên tục giống như tế bào ung thư ác tính ở động vật.


Hình 1. 2: Khối u thực vật do Agrobacterium [18]

Theo cơ chế hình thành, người ta phân biệt hai loại khối u chính: khối u di truyền và khối u cảm ứng. Khối u di truyền thường xuất hiện ở một vài cặp lai có tính hòa hợp không cao ở một nhiễm sắc thể riêng rẽ nào đó, đặc biệt khi lai các loài khác của chi thuốc lá Nicotiana hoặc của chi rau cải Brassica. Loại khối u cảm ứng được biết đến nhiều nhất là mụn cây do loài vi khuẩn A. tumefaciens gây nên [1].



Agrobacterium là chi vi khuẩn Gram âm (–), bao gồm các loài gây bệnh kí sinh và vi sinh vật sống trong đất. A. tumefaciens là loài vi khuẩn đất có khả năng chèn gen của mình vào tế bào vật chủ và sau đó sử dụng bộ máy của sinh vật chủ để biểu hiện các gen này dưới dạng hợp chất dinh dưỡng cho chúng. A. tumefaciens sẽ tạo ra các khối u thực vật gần điểm tiếp nối giữa rễ và thân, gây ra những nốt sần ở cây (bệnh mụn cây–crown gall disease) [12, 18].

Cơ chế hình thành loại khối u cảm ứng này được nghiên cứu từ nhiều năm nay và mang lại nhiều thành tựu quan trọng trong chuyển gen thực vật [18]. A. tumefaciens được sử dụng như một hệ thống trung gian hữu hiệu để chuyển gen vào nhiều loài nấm, chẳng hạn như A. awamori, A. fumigatus, Penecillium digitatums [18, 19]. Không chỉ vậy, chuyển gen thông qua A. tumefaciens cũng đã được áp dụng để chuyển gen vào tế bào người [26].

Đến nay người ta đã khám phá được bản chất phân tử của quá trình cảm ứng phát sinh khối u do vi khuẩn A. tumefaciens gây ra ở thực vật. Trước hết là quá trình nhiễm khuẩn ở vùng tế bào của cây bị thương. Các tế bào bị thương tiết ra những hợp chất polyphenol thu hút các tế bào vi khuẩn A. tumefaciens. Tuy nhiên, vi khuẩn không thâm nhập vào tế bào thực vật mà chỉ chuyển gen vào chúng một đoạn DNA nhỏ (T – DNA: tranferred DNA) nằm trên một loại plasmid đặc biệt và gây nên trình trạng phát sinh khối u. Plasmid đặc biệt là Ti plasmid (tumor inducing) [12, 26]. T – DNA sẽ tạo ra khối u thực vật và sự phát triển của khối u sau đó sẽ không phụ thuộc vào sự có mặt của vi khuẩn Agrobacterium [19, 29].



tải về 4.32 Mb.

Chia sẻ với bạn bè của bạn:
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   16



Cơ sở dữ liệu được bảo vệ bởi bản quyền ©hocday.com 2024
được sử dụng cho việc quản lý
    Quê hương
BÁO CÁO
Tài liệu