TẠP CHÍ SINH HỌC, 2012, 34(3SE): 170-179 170 BƯỚC ẦU CHUYỂN GEN Bt VÀO CÂY MÍA (Saccharum officinarum L.) Phan Tường Lộc*, Hoàng Vn Dương, Mai Trường, Lê Tấn ức, Trần Thị Ngọc Hà, Vn ắc Thành, Phạm ức Trí, Nguyễn Thị Thanh, Nguyễn Hữu Hổ Viện Sinh học Nhiệt đới, Viện Khoa học và Công nghệ Việ t Nam, (*) locphan@itb.ac.vn TÓM TẮT: Nhóm sâu đục thân là một trong những loài sâu hại làm giảm nng suất đáng kể cho mía. Việc phun thuốc bảo vệ mía gặp một số trở ngại do mật độ mía ở ruộng rất dày, lá mía sắc và sâu đục thân lại sống bên trong thân mía. Chuyển gen kháng sâu (Bt- tổng hợp) cry1Ab và cry1B-cry1Ab (gen lai) vào hai giống mía VN 84 4137 và Suphanbury 7 nhằm mong muốn tạo ra các giống mía có khả nng kháng sâu hiệu quả, chủ yếu là sâu đục thân. Hai dòng vi khuẩn Agrobacterium tumefaciens đã được biến nạp các plasmid mang gen cry1Ab và gen cry1B-cry1Ab dùng để chuyển gen vào thực vật. Khảo sát các điều kiện nuôi cấy mô mía cho thấy, khi nuôi cấy tạo mô sẹo từ mảnh lá non ở lõi ngọn mía ex vitro, tỉ lệ tạo mô sẹo cao nhất của gi ống VN84 4137 trên môi trường có 2,4-D ở nồng độ 3 mg/l là 93,33%, trong khi của giống Suphanbury 7 ở nồng độ 2 mg/l là 96,67%. Tỉ lệ mô sẹo tái sinh chồi cao nhất trên môi trường có tổ hợp BAP 2 mg/l và NAA 1 mg/l là 100% ở cả hai giống. Bước đầu chuyển gen cry1Ab và cry1B- cry1Ab gián tiếp nhờ vi khuẩn Agrobacterium tumefaciens vào mía đã thu được các khối mô sẹo có biểu hiện GUS và kháng chất chọn lọc phosphinothricin ở nồng độ 3 mg/l, là nồng độ gây chết khi khảo sát khả nng chống chịu phosphinothricin ở mô sẹo không chuyển gen. Từ khóa: Agrobacterium tumefaciens, Bt, chuyển gen, sâu đục thân cây mía. MỞ ẦU Hơn một thập niên qua, ngành mía đường Việt Nam vẫn luôn gặp khó khn do nguồn nguyên liệu mía cung cấp không đủ để sản xuất. Với nhu cầu ngày càng tng, và theo dự kiến của ngành, đến nm 2020 cả nước sẽ đạt mức tiêu thụ đường 2 triệu tấn/nm [25], việc bảo đảm sản lượng mía đáp ứng đủ và ổn định cho sản xuất là vấn đề cần thiết. Một trong những nguyên nhân làm giảm sản lượng mía là do sâu hại, trong đó, nhóm sâu đục thân thuộc bộ Cánh vảy (Lepidoptera) có thể gây thiệt hại có thể lên đến 30% [14, 24]. Ứng dụng chuyển gen Bt là một giải pháp tiềm nng để tạo ra được các giống mía có khả nng kháng các loại sâu đục thân [3, 9, 18, 21], mà tập tính sống của chúng thường gây khó khn cho việc xử lý bằng hóa chất [14]. ộc tố kháng côn trùng từ Bacillus thuringiensis (Bt) là các độc tố crystal vi ế t tắt là Cry do các gen cry mã hóa [20]. ộc tố Cry được phân loại dựa trên cơ sở đồng dạng của trình tự amino acid của tiền độc tố. Các protein tiền độc tố với ít hơn 45% sự đồng nhất trình tự sẽ có hệ số khác nhau trong dãy phân hạng đầu tiên (ví dụ Cry1, Cry2) và ở mức dưới 78% và 95% đồng dạng sẽ thiết lập ranh giới cho các dãy phân hạng thứ hai và thứ ba (ví dụ Cry1Ab) [12]. Tính đặc hiệu và hoạt tính của độc tố Cry là kết quả của sự tương tác và ly giải của tiền độc tố bên trong hệ thống tiêu hóa của từng loài côn trùng cụ thể [12]. Do biến nạp vào thực vật dùng các gen cry đơn, nguyên bản cho biểu hiện độc tố không cao trong giai đoạn ban đầu, nghiên cứu chuyển gen Bt đã có những c ải tiến trong giai đoạn sau này. Các gen cry được tổng hợp có nhiều thay đổi trình t ự so với nguyên bản, như giảm các thành phần A, T, tng tỷ lệ C + G, để thích hợp biểu hiện cao ở thực vật [5, 9]; hoặc áp dụng mô hình hiệu quả quy tụ (pyramiding) để tạo hiệu quả kháng sâu cao khi lai các gen cry có tác động khác nhau lại và đồng chuyển vào thực vật [9]. Theo các công bố, gen cry1Ab có tính kháng chủ yếu với côn trùng thuộc bộ Lepidoptera [1, 2, 6, 12] và cry1B có tính kháng kép trên Lepidoptera và Coleoptera [5, 12]. Protein lai Cry1B-Cry1Ab có thể tạo hiệu ứng kháng hiệu quả hơn đối với Lepidoptera và cả Coleoptera [4]. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Vật liệu Giống mía: Hai giống mía được dùng để chuyển gen là Suphanbury 7 (Thái Lan) và VN84 4137 (Việt Nam), được cung cấp bởi