Giáo trình Công nghệ gen trong nông nghiệp

MỤC LỤCLời nói đầu Chương 1. Sản xuất, xác nhận và độ bền vững của cây trồng chuyển gen11.1. Các phương pháp chuyển gen 11.1.1. Chuyển gen nhờ vi khuẩn Agrobacterium tumefaciens 21.1.2. Chuyển gen bằng phương pháp phi sinh học 101.1.3. Chuyển gen bằng tế bào trần 141.2. Hệ thống chọn lọc và chỉ thị 151.3. Tái sinh cây hoàn chỉnh 181.4. Xác nhận sự thay đổi gen 191.5. Biểu hiện của DNA ngoại lai 231.5.1. Biểu hiện gen ngoại lai ở nhiều vị trí 241.5.2. Biểu hiện gen ở tế bào hoặc mô đặc hiệu 241.5.3 Biểu hiện antisense 251.5.4. Sự bền vững của cây chuyển gen 271.5.5. Sự bất hoạt do methyl hoá 281.5.6. Đồng ức chế 28Chương 2. Những đặc tính mới của cây chuyển gen 302.1. Tăng tính kháng và thích nghi với môi trường 322.1.1. Kháng thuốc diệt cỏ 322.1.2. Kháng côn trùng gây hại 372.1.3. Kháng virus gây bệnh 402.1.4. Kháng vi khuẩn và nấm 432.1.5. Kháng các điều kiện ngoại cảnh bất lợi 452.2. Nâng cao chất lượng sản phẩm 472.2.1. Carbohydrate và acid béo 472.2.2. Hàm lượng protein và amino acid không thay thế 502.2.3. Vitamin, chất khoáng và các nguyên tố vi lượng 512.2.4. Tăng khả năng bảo quản và hương vị 542.2.5. Giảm các chất gây dị ứng 55 2.2.6. Vaccine thực phẩm 552.3. Những ứng dụng mới của cây trồng-nguồn nguyên liệu và cải tạo đất 562.3.1. Carbohydrate và acid béo là nguồn nguyên liệu 572.3.2. Chất tổng hợp 572.3.3. Protein thực vật 582.3.4. Cải tạo đất 582.4. Cây dược liệu 592.4.1. Alkaloid 592.4.2. Chất miễn dịch 612.5. Thực vật biến đổi gen 622.5.1. Thay đổi màu hoa 622.5.2. Thay đổi hình dạng hoa 662.6. Bất dục đực nhân tạo để sản xuất hạt lai 68Chương 3. Công nghệ chuyển gen ở động vật 713.1. Công nghệ gen trong tạo giống động vật mới 713.1.1. Tạo giống vật nuôi có tốc độ lớn nhanh, hiệu quả sử dụng thức ăn cao 743.1.2. Tạo giống vật nuôi chuyên sản xuất protein quí dùng trong y dược 753.1.3. Tạo giống vật nuôi kháng bệnh và sự thay đổi của điều kiện môi trường 793.1.4. Tạo giống vật nuôi có năng suất và chất lượng cao bằng cách thay đổi các con đường chuyển hóa trong cơ thể động vật 803.2. Công nghệ sinh sản 813.2.1. Siêu bài noãn 813.2.2. Thụ tinh nhân tạo 813.2.3. Cấy chuyển phôi và các công nghệ liên quan 853.2.4. Tạo dòng vô tính động vật 893.3. Sản xuất vaccine thú y 943.4. Sản xuất kháng thể đơn dòng 93.5. Sản xuất protein đơn bào 98 3.6. Sản xuất hormone sinh trưởng 100Chương 4. Những lợi ích và thách thức của cây trồng chuyển gen 1024.1. Sử dụng cây trồng chuyển gen 1044.2. Các nghiên cứu về sự an toàn của cây chuyển gen 1094.2.1. Xác nhận sự chuyển gen bằng hạt phấn 1094.2.2. Nghiên cứu sự bền vững của DNA trong đất 1154.2.3. Nghiên cứu sự chuyển gen từ thực vật vào vi sinh vật 1164.2.4. Phân tích sự tiếp nhận gen chuyển trong thực phẩm 1204.3. Nguy cơ đối với môi trường và hệ sinh thái 1244.3.1. Thực trạng môi trường hiện nay ra sao 1254.3.2. Những lợi ch của cây chuyển gen 1254.3.3. Đánh giá cây chuyển gen đối với an toàn môi trường 1264.3.4. Những rủi ro có thể của cây chuyển gen 1264.3.5. Ảnh hưởng của cây chuyển gen trực tiếp lên các sinh vật không phải là sinh vật cần diệt1274.4. Nguy cơ đối với con người 1284.4.1. Quản lý chặt sản phẩm biến đổi gen 1284.4.2. Nguy hiểm cho sức khỏe con người 128

MỤC LỤC

Lời nói đầu

Chương 1. Sản xuất, xác nhận và độ bền vững của cây trồng chuyển gen1

1.1. Các phương pháp chuyển gen 1

1.1.1. Chuyển gen nhờ vi khuẩn Agrobacterium tumefaciens 2

1.1.2. Chuyển gen bằng phương pháp phi sinh học 10

1.1.3. Chuyển gen bằng tế bào trần 14

1.2. Hệ thống chọn lọc và chỉ thị 15

1.3. Tái sinh cây hoàn chỉnh 18

1.4. Xác nhận sự thay đổi gen 19

1.5. Biểu hiện của DNA ngoại lai 23

1.5.1. Biểu hiện gen ngoại lai ở nhiều vị trí 24

1.5.2. Biểu hiện gen ở tế bào hoặc mô đặc hiệu 24

1.5.3 Biểu hiện antisense 25

1.5.4. Sự bền vững của cây chuyển gen 27

1.5.5. Sự bất hoạt do methyl hoá 28

1.5.6. Đồng ức chế 28

Chương 2. Những đặc tính mới của cây chuyển gen 30

2.1. Tăng tính kháng và thích nghi với môi trường 32

2.1.1. Kháng thuốc diệt cỏ 32

2.1.2. Kháng côn trùng gây hại 37

2.1.3. Kháng virus gây bệnh 40

2.1.4. Kháng vi khuẩn và nấm 43

2.1.5. Kháng các điều kiện ngoại cảnh bất lợi 45

2.2. Nâng cao chất lượng sản phẩm 47

2.2.1. Carbohydrate và acid béo 47

2.2.2. Hàm lượng protein và amino acid không thay thế 50

2.2.3. Vitamin, chất khoáng và các nguyên tố vi lượng 51

2.2.4. Tăng khả năng bảo quản và hương vị 54

2.2.5. Giảm các chất gây dị ứng 55

2.2.6. Vaccine thực phẩm 55

2.3. Những ứng dụng mới của cây trồng-nguồn nguyên liệu và cải tạo đất 56

2.3.1. Carbohydrate và acid béo là nguồn nguyên liệu 57

2.3.2. Chất tổng hợp 57

2.3.3. Protein thực vật 58

2.3.4. Cải tạo đất 58

2.4. Cây dược liệu 59

2.4.1. Alkaloid 59

2.4.2. Chất miễn dịch 61

2.5. Thực vật biến đổi gen 62

2.5.1. Thay đổi màu hoa 62

2.5.2. Thay đổi hình dạng hoa 66

2.6. Bất dục đực nhân tạo để sản xuất hạt lai 68

Chương 3. Công nghệ chuyển gen ở động vật 71

3.1. Công nghệ gen trong tạo giống động vật mới 71

3.1.1. Tạo giống vật nuôi có tốc độ lớn nhanh, hiệu quả sử dụng

thức ăn cao 74

3.1.2. Tạo giống vật nuôi chuyên sản xuất protein quí dùng trong y dược 75

3.1.3. Tạo giống vật nuôi kháng bệnh và sự thay đổi của điều kiện môi trường 79

3.1.4. Tạo giống vật nuôi có năng suất và chất lượng cao bằng cách

thay đổi các con đường chuyển hóa trong cơ thể động vật 80

3.2. Công nghệ sinh sản 81

3.2.1. Siêu bài noãn 81

3.2.2. Thụ tinh nhân tạo 81

3.2.3. Cấy chuyển phôi và các công nghệ liên quan 85

3.2.4. Tạo dòng vô tính động vật 89

3.3. Sản xuất vaccine thú y 94

3.4. Sản xuất kháng thể đơn dòng 9

3.5. Sản xuất protein đơn bào 98

3.6. Sản xuất hormone sinh trưởng 100

Chương 4. Những lợi ích và thách thức của cây trồng chuyển gen 102

4.1. Sử dụng cây trồng chuyển gen 104

4.2. Các nghiên cứu về sự an toàn của cây chuyển gen 109

4.2.1. Xác nhận sự chuyển gen bằng hạt phấn 109

4.2.2. Nghiên cứu sự bền vững của DNA trong đất 115

4.2.3. Nghiên cứu sự chuyển gen từ thực vật vào vi sinh vật 116

4.2.4. Phân tích sự tiếp nhận gen chuyển trong thực phẩm 120

4.3. Nguy cơ đối với môi trường và hệ sinh thái 124

4.3.1. Thực trạng môi trường hiện nay ra sao 125

4.3.2. Những lợi ch của cây chuyển gen 125

4.3.3. Đánh giá cây chuyển gen đối với an toàn môi trường 126

4.3.4. Những rủi ro có thể của cây chuyển gen 126

4.3.5. Ảnh hưởng của cây chuyển gen trực tiếp lên các sinh vật

không phải là sinh vật cần diệt127

4.4. Nguy cơ đối với con người 128

4.4.1. Quản lý chặt sản phẩm biến đổi gen 128

4.4.2. Nguy hiểm cho sức khỏe con người 128