Khoa học nông nghiệp

Nghiên cứu tăng kích thước hạt ở cây lúa bằng kỹ thuật chỉnh sửa hệ gen CRISPR/Cas9 (02/12/2024)

Lúa gạo là sản phẩm xuất khuẩn chủ lực của Việt Nam. Việc chọn tạo giống lúa theo định hướng ở nước ta đã được chú trọng hơn trong thời gian gần đây. Giải pháp ứng dụng các kỹ thuật mới, hiện đại để nâng cao năng suất cho các giống lúa chất lượng cao là rất cần thiết. Kỹ thuật chuyển gen được cho là công cụ hữu hiệu trong việc tạo giống mới và đã được ứng dụng rộng rãi trên thế giới ở nhiều loại cây trồng trong đó có cây lúa. Tuy nhiên, ở Việt Nam kỹ thuật này bị giới hạn áp dụng trên cây lúa. Đây cũng một trong những nguyên nhân hạn chế về ứng dụng công nghệ này để tạo cây lúa chuyển gen ở nước ta.

Ở nước ta các giống lúa có chất lượng gạo ngon như BT7, J02, ST24, ST25, nếp địa phương,... được trồng phổ biến ở nhiều vùng sinh thái khác nhau và được xác định là các giống có thể sản xuất hàng hóa. Tuy nhiên năng suất của các giống lúa này còn ở mức hạn chế và cần được cải thiện hơn nữa. Dựa trên các cơ sở khoa học và thực tiễn nếu trên, với mục tiêu cải thiện tính trạng năng suất ở cây lúa chúng tôi tiến hành xây dựng, nhóm nghiên cứu của TS. Nguyễn Xuân Vũ tại Trường Đại học Nông Lâm thuộc Đại học Thái Nguyên và các nhà khoa học tại Đại học quốc gia Kyungpook, Hàn Quốc thực hiện đề tài: “Nghiên cứu tăng kích thước hạt ở cây lúa bằng kỹ thuật chỉnh sửa hệ gen CRISPR/Cas9” trong thời gian từ năm 2019 đến năm 2021.

Đề tài nhằm thực hiện mục tiêu làm chủ được kỹ thuật chỉnh sửa hệ gen CRISPR/Cas9 để tăng kích thước hạt ở cây lúa; tạo được dòng lúa mang gen tăng kích thước hạt đã được chỉnh sửa; và tăng cường năng lực nghiên cứu khoa học cho đối tác Việt Nam.

Nhóm nghiên cứu đã thu được một số kết quả nổi bật như sau:

Một là thiết kế thành công 02 cấu trúc vector CRISPR/Cas9 có chứa trình tự gRNA đặc hiệu chỉnh sửa gen GS3: pHAtC-AtU6-gRNA1 và pHAtC-AtU6-gRNA2. Tạo được các dòng lúa chuyển gen T0, phân tích bằng PCR, RT-PCR và giải trình tự gen xác định được các đột biến mất nucleotide trên trình tự mục tiêu exon 1. Xác định được 09 dòng chỉnh sửa gen BT7 T0 có kích thước hạt tăng hơn 10% so với đối chứng bao gồm các dòng: #1, #2, #13, #14, #15, #17, #23, #24 và #25. Các dòng chỉnh sửa gen J02 không có sự sai khác đáng kể so với cây đối chứng. Tuyển chọn, đánh giá đặc điểm nông sinh học của các dòng chỉnh sửa gen BT7 thế hệ T1 thu được. Trong đó thu được 46 cây có chiều dài hạt từ 0,91 đến 0,97 cm, tăng hơn so với đối chứng 12,35 đến 19,75%.

Hai là xây dựng được quy trình chỉnh sửa gen GS3 tăng kích thước hạt ở giống lúa BT7 thế hệ T0.

Kết quả của đề tài làm cơ sở để tiếp tục các nghiên cứu ứng dụng kỹ thuật chỉnh sửa hệ gen cho một số tính trạng khác trên cây lúa cũng như các cây trồng khác nhằm cải thiện các đặc tính nông sinh học của cây trồng. Ngoài ra giúp rút ngắn thời gian tạo nguồn vật liệu mới cho chọn tạo giống lúa có năng suất cao từ đó làm giảm chi phí trong công tác chọn tạo giống.

Có thể tìm đọc toàn văn Báo cáo kết quả nghiên cứu (mã số 20347/2021) tại Cục Thông tin khoa học và công nghệ quốc gia./.

N.P.D (NASATI)

Ngày cập nhật: 18/11/2024

https://vista.gov.vn/vi/news/ket-qua-nghien-cuu-trien-khai/nghien-cuu-tang-kich-thuoc-hat-o-cay-lua-bang-ky-thuat-chinh-sua-he-gen-crispr-cas9-10210.html