XÂY DỰNG QUY TRÌNH CHUYỂN GEN VÀO GIỐNG LÚA TBR225 THÔNG QUA VI KHUẨN Agrobaterium tumefaciens

Abstract

A major rice variety, namely TBR225 has already been cultivating popularly in the Northern of Vietnam. Unfortulately, it has some disadvantages what need to be improved such as sensitivity to pets and leaf blast disease, specially. Nowadays, CRISPR/Cas9 genome editing technology emerges as the most powerful tool for improving agro-traits of crops. The prerequisite of CRISPR/Cas9 technology is an establishment of an in vitro culture system for the target crops. In this investigation, we have already established successful the protocol for Agrobacterium-mediated transformation into the TBR225 rice variety. The efficiency of the optimized protocol for the TBR225 cultivar in callus induction, shoot regeneration and cluster shoot gatheres 84.25%, 92.0% and 5.2 shoot/shoot cluster, respectively. The successful applied transformed protocol into the target cultivar infected with A. tumefaciens at OD_600nm = 0.05 in the co-cultivation step; 30 mg/L Hygromycin is used for plant selection. The reporter GFP gene is used for testing and the efficiency of Agro-mediated transformation of the system gets a percentage of 21.7%. Our results are the premise for improving important agro-traits of TBR225 rice variety via gene technology in furture.

Tóm tắt

Lúa TBR225 là một trong những giống lúa chủ lực được trồng rất phổ biến ở các tỉnh miền Bắc Việt Nam. Tuy nhiên, giống lúa này vẫn có những nhược điểm nhất định, như mẫn cảm với bệnh bạc lá, cần được cải tiến. Ngày nay, có rất nhiều phương pháp để cải tiến tính trạng của cây trồng, trong đó có công nghệ chỉnh sửa gen CRISPR/Cas9. Yếu tố quan trọng nhất quyết định sự thành công trong ứng dụng công nghệ CRISPR/Cas9 là hoàn thiện quy trình nuôi cấy in vitro và chuyển gen cho đối tượng cây trồng quan tâm. Trong nghiên cứu này, đã xây dựng thành công quy trình chuyển gen vào giống lúa TBR225 thông qua vi khuẩn Agrobacterium tumefaciens. Quy trình nuôi cấy in vitro tối ưu cho giống lúa TBR225 có tỷ lệ tạo mô sẹo đạt 84,25%, tỷ lệ tái sinh chồi đạt 92% và 5,2 chồi/cụm chồi. Quy trình chuyển gen lúa TBR225 tối ưu sử dụng mật độ vi khuẩn A. tumefaciens có giá trị OD_600nm = 0,05 cho bước đồng nuôi cấy và chất kháng sinh Hygromycin 30 mg/L cho bước chọn lọc, môi trường tạo mô sẹo MS3 (môi trường MS bổ sung 2,5-D với nồng độ 2,5 mg/L), môi trường tái sinh TS1 (môi trường MS bổ sung NAA 1 mg/L + kinetin 2 mg/L +  BAP 0,5 mg/L), khi được thử nghiệm chuyển gen GFP tỉ lệ tạo mô sẹo và tái sinh chồi lần lượt là 84,25% và 92%, hiệu suất chuyển gen đạt 21,7%. Kết quả nghiên cứu này là tiền đề cho các nghiên cứu cải tiến tính trạng của giống lúa TBR225 bằng công nghệ gen trong tương lai.