Tập 11 Số 6 (2013)

Interleukin-2 (IL-2) là một trong các cytokine đóng vai trò quan trọng trong hệ miễn dịch. IL-2 thúc đẩy sự hoạt hóa của các tế bào T, vì vậy thường được sử dụng trong điều trị ung thư bằng các liệu pháp miễn dịch như ung thư biểu mô thận ác tính và ung thư hắc tố. Gen mã hóa il-2 cải biến thay thế Cys125 bằng Ser đã được đưa vào vector biểu hiện pET22b(+) có gắn trình tự tiết pelB (pelB signal sequence) để biểu hiện trong E. coli BL21 (DE3). Để tăng hiệu quả biểu hiện protein đúng cấu trúc và tính tan của protein, IL-2 được biểu hiện cùng với chaperone GroESL và thioredoxin (Trx). Kết quả cho thấy các protein IL-2 biểu hiện cùng GroESL và Trx có kích thước khoảng 20 kDa vẫn tồn tại ở dạng không tan trong tế bào chất và gắn với tín hiệu tiết pelB.

Trong những năm gần đây, ô nhiễm asen cũng như tác động của các yếu tố ô nhiễm lên sức khỏe cộng đồng ngày càng trở thành vấn đề quan trọng và nghiêm trọng trên thế giới, đặc biệt đối với các nước đang phát triển. Cùng với các enzyme trong tế bào, glutathione S-transferase omega-1 (GSTO1) là enzyme khử độc giai đoạn II trong quá trình chuyển hóa các chất độc ngoại lai ở rất nhiều loài động vật và cả ở người, xúc tác quá trình methyl hóa asen. Hiệu xuất methyl hóa asen phụ thuộc vào đa hình di truyền ở mức độ cá thể. Để bước đầu đánh giá những biến đổi đa hình nucleotide đơn gen GSTO1, kỹ thuật PCR-RFLP (đa hình độ dài đoạn hạn chế) đã được sử dụng. Trong nghiên cứu này, cả hai SNP rs11509438 và SNP rs15032 ở 4 mẫu nghiên cứu đều có kiểu gen đồng hợp tử CC. Kết quả này là tiền đề cho nghiên cứu đa hình di truyền ở trẻ sơ sinh bị phơi nhiễm asen trước sinh.

Nano titan dioxide (nano TiO2) là một trong những loại nano đã và đang được sử dụng nhiều nhất trong các lĩnh vực của công nghệ sinh học nano. Nghiên cứu này được tiến hành với mục đích điều chế dung dịch nano TiO2 từ cơ chất Ti(OC4H9)4 (Tetrabutylorthotitanate) bằng phương pháp sol-gel và ứng dụng trong phòng trừ bệnh virus ở thực vật. Kết quả đã tạo ra được dung dịch nano TiO2 có màu trắng trong, khả năng phân tán tốt. Hình ảnh quan sát được trên kính hiển vi điện tử quét cho thấy kích thước của các hạt nano TiO2 dao động trong khoảng 15 đến 50nm. Kết quả thử nghiệm trên cây thuốc lá cho thấy, dung dịch nano TiO2 được điều chế có khả năng ức chế sự phát triển và biểu hiện triệu chứng bệnh của virus TMV.

Nghiên cứu được tiến hành nhằm kiểm tra khả năng diệt khuẩn của dịch chiết tỏi (Allium sativum L.) trong 7 dung môi khác nhau (nước cất, acid acetic 5%, ethanol 35%, ethanol 70%, methanol 70%, axeton 70%, axetonitrile 70%) đối với vi khuẩn E.coli  (1 chủng E.coli  O44 phân lập từ  phân gia cầm bị bệnh tiêu chảy; chủng E. coli Top 10 đã có plasmid kháng đơn thuốc: E.coli Top 10 pJET 1.2/blunt kháng ampicillin và E. coli Top 10 pPS1 kháng kanamycin). Kết quả cho thấy cả 7 loại dung môi đều có thể thu được dịch chiết tỏi có khả năng tiêu diệt các chủng E.coli trên. Trong đó có 3 dung môi dùng để thu dịch chiết cho kết quả diệt khuẩn đạt độ mẫn cảm cao (đường kính vòng vô khuẩn ≥ 20mm)  là: axetonitrile 70%, axit axetic 5%, axeton 70%.

Lilium brownii var. colchesteri (BRO) mang một tính trạng đặc trưng cho riêng loài: hoa chuyển màu từ vàng sang trắng chỉ sau một ngày nở. Để sử dụng tính trạng này trong tạo giống lily, phép lai giữa L. longiflorum và BRO đã được tiến hành, kết quả là các quả lai chỉ tạo hạt lép. Để khắc phục sự bất thụ này, các lát cắt bầu nhụy tại thời điểm từ 7 đến 28 ngày sau thụ phấn đã được nuôi cấy trên môi trường MS có bổ sung 40g·L-1 sucrose, 40g·L-1 D-mannitol và 2.5g·L-1 gellan gum trong điều kiện chiếu sáng liên tục. Cây lai nảy mầm từ nuôi cấy in vitro được xác nhận bằng phương pháp phân tích isozyme. Chỉ có tổ hợp lai duy nhất giữa L. longiflorum ‘LPI’ × BRO thành công trong việc tạo ra cây lai F1. Sau khi ra ngôi và trồng trong nhà lưới, 11 cây F1 đã ra hoa và đổi màu từ vàng sang trắng giống tính trạng của cây bố L. brownii var. colchesteri.

A better understanding of genomic region might provide a genetic basic for the improvement of nitrogen use efficiency (NUE). The objective of this study was to identify the genetic regions affecting NUE in rice through the study of contrast cultivars and recombinant inbred lines (RILs) for QTLs analysis. A total of 169 RILs and their parents IR64 and Azucena were cultivated in the same conditions under different nitrogen conditions in two separated experiments. The WinQTL Cartographer version 2.5 was used to analyze joint QTL for multiple traits of each experiment. The first mapping experiment showed a total of 44 QTLs for all 15 observed parameters including number  of  leaves (NL), number  of  tillers (NT), plant  height (PH), total fresh matter (FM), dry weight of roots (DWR), dry weight of leaf sheaths plus stems (DWS), dry weight of leaf blades (DWL), total dry matter (DM), chlorophyll content index (CCI), N concentration in roots (%NR), N concentration in leaf sheaths plus stems (%NS), N concentration in leaf blades (%NL), absorption NUE (aNUE), physiological NUE (pNUE) and agronomical NUE (agNUE) on chromosome 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 10 and 12. The second experiment detected 44 QTLs for NL, NT, PH, FM, DWR, DWS, DWL, DM, CCI, %NR, %NL, aNUE and agNUE on chromosome 1, 2, 3, 5, 6, 7, 8 and 12.

Quy trình nhân nhanh in vitro cây trầu bà cánh phượng (Philodendrom xanadu) được xây dựng dựa trên các thí nghiệm nuôi cấy khởi động, nhân nhanh và tạo rễ cho chồi in vitro. Trong giai đoạn nuôi cấy khởi động, nghiên cứu đã tiến hành nuôi cấy chồi đỉnh trên các môi trường MS có bổ sung benzyl adenine (BA) hay kinetin (KI). Kết quả cho thấy, môi trường MS bổ sung 4,0 mg/l BA là môi trường tối ưu, với 5,01 chồi/mẫu sau 4 tuần nuôi cấy. Nghiên cứu cũng đã tiến hành thí nghiệm sự ảnh hưởng phối hợp của cytokinin (BA) với auxin (IAA, IBA) để xác định môi trường nhân nhanh thích hợp. Trên môi trường nền MS có chứa 4,0 mg/l BA thì việc bổ sung thêm IAA hay IBA không làm tăng hệ số nhân nhanh. α-NAA hay than hoạt tính đều có ảnh hưởng tích cực đến sự hình thành rễ của chồi in vitro. Môi trường MS có bổ sung 1 g/L than hoạt tính là môi trường ra rễ thích hợp nhất sau 4 tuần nuôi cấy. Sau giai đoạn nhân in vitro, các cây con được chuyển sang điều kiện vườn ươm trên bốn loại giá thể. Tỉ lệ sống của cây con trên các giá thể khác nhau đạt 100% sau bốn tuần ra cây, trong đó, giá thể xơ dừa:trấu hun (tỉ lệ 1:1) cho chất lượng cây tốt nhất.  

Nghiên cứu này được tiến hành nhằm xây dựng quy trình nhân giống vô tính in vitro  dòng bố của giống VNĐĐ9 từ vật liệu đoạn thân mang chồi nách. Kết quả đã xác định được chế độ khử trùng thích hợp là khử trùng kép bằng HgCl2 0,1 % lần 1 trong thời gian 10 phút và lần 2 trong thời gian 5 phút. Chế độ khử trùng này cho 86,9 % mẫu sạch. Môi trường thích hợp nhất để cảm ứng tạo callus từ lát cắt đoạn thân là MS+ 1 mg/l α-NAA+ 0,5 mg/l BA, cho tỷ lệ hình thành callus đạt 90,74 % sau 4 tuần nuôi cấy. Tỷ lệ callus tái sinh chồi cao nhất (44,44 %) đạt được trên môi trường MS+ 1 mg/l BA+ 0,1 mg/l α- NAA.  Hệ số nhân chồi đạt cao nhất (3,17 lần) trên môi trường MS  bổ sung 1 mg/l BA và 0,25 mg/l α-NAA sau 4 tuần nuôi cấy. Môi trường thích hợp để cảm ứng tạo rễ cho chồi in vitro là  ½ MS bổ sung 1mg/l than hoạt tính và 1,5 mg/l IBA cho tỷ lệ chồi tạo rễ cao nhất đạt 50% sau 4 tuần nuôi cấy.

Biosensor được phát triển nhờ việc thiết kế và xây dựng một plasmid thông báo mang gen GFP được điều khiển bởi promoter RNR2. Plasmid thông báo được biến nạp vào tế bào nấm men, sau đó được xử lý với các nồng độ MMS và menadione khác nhau. Thông qua cơ chế cảm ứng hoạt động bởi hợp chất gây biến đổi gen MMS, mà promoter RNR2 điều khiển sự phiên mã và biểu hiện của GFP, dẫn đến tín hiệu huỳnh quang phát ra khi đo tại 485nm (sóng kích thích) và 535nm (sóng phát xạ). Cường độ huỳnh quang đo được tỷ lệ thuận với nồng độ MMS có trong môi trường phân tích và đạt cực đại tại 1mM, nhưng giảm dần khi xử lý với nồng độ MMS trên 1mM, hiệu ứng này là do hoạt động hô hấp tế bào và quá trình sinh tổng hợp ATP bị kìm hãm. Ngược lại, menadione không gây kích thích promoter RNR2 hoạt động, nên không có tín hiệu huỳnh quang được ghi nhận. Chính vì vậy, biosensor theo thiết kế này không những có tiềm năng trong việc xác định, phát hiện các hợp chất gây biến đổi gen, độc hại tới con người và môi trường, mà còn phát hiện các hợp chất mới có cùng tính chất hóa học với MMS và có thể ứng dụng trong phát hiện thuốc mới và sàng lọc dược phẩm.

b-Galactosidase từ Bacillus subtilis G1 (LacA), được mã hóa bởi gene lacA có mã số EU585783 trên Genbank, là enzyme tham gia xúc tác cho phản ứng thủy phân đường lactose trong sữa. Tuy nhiên, hoạt tính của LacA còn thấp. Vì vậy chúng tôi tiến hành tạo đột biến điểm suy biến tại môt số vị trí amino acid ttham gia liên kết trực tiếp với cơ chất trong quá trình thủy phân để đánh giá vai trò của một số amino acid tới hoạt tính enzyme, và mục đích xa hơn là tìm được dòng có hoạt tính cao để ứng dụng vào sản xuất. Trong bài báo này, chúng tôi đã sử dụng thông tin mô hình enzyme trên Swiss-Prot và xác định được 7 vị trí amino acid được dự đoán là liên kết trực tiếp với cơ chất của LacA là Arg120, Asn158, Trp331, Glu371, Lys372, Leu373, His374. Kết quả sàng lọc hoạt tính ban đầu của 7 thư viện đột biến cho thấy các vị trí này đều tác động đến hoạt tính enzyme với cơ chất ONPG. Phần lớn các sự thay thế amino acid đều làm giảm mạnh hoạt tính enzyme. Trong đó, vị trí Arg120 có đến 99,66% các dòng giảm và mất hoat tính, cho thấy Arg120 có thể đóng vai trò quan trọng trong vùng liên kết cơ chất. Các đột biến Arg120Phe, Arg120Thr và Arg120Val đã làm mất hoạt tính thủy phân của LacA.

Nghiên cứu được tiến hành nhằm xây dựng quy trình nhân giống in vitro cây đậu cô ve (Phaseolus vulgaris L.). Đốt lá mầm từ cây con in vitro 7 ngày tuổi được sử dụng làm vật liệu nuôi cấy khởi đầu. Môi trường thích hợp cho tái sinh chồi từ đốt lá mầm là môi trường khoáng MS và vitamin B5 (MSB5) bổ sung 11,1µM BAP and 0,5µM α-NAA cho tỷ lệ mẫu tái sinh chồi đạt 86,7% với hệ số nhân chồi đạt 3,0 chồi/mẫu cấy sau 4 tuần nuôi cấy. Chồi sinh trưởng phát triển tốt, có từ 3-6 lá được chuyển sang môi trường ra rễ MSB5 chứa 4.9µM IBA, tỷ lệ chồi ra rễ đạt 53,3%, số rễ trung bình đạt 3,5 rễ/chồi sau 4 tuần. Tỷ lệ cây sống khi chuyển ra thích nghi ngoài vườn ươm đạt 80%.

Để chọn tạo thành công giống cà chua chín chậm và kháng virus xoăn vàng lá thì việc sở hữu, đánh giá và tìm được nguồn gen kháng đóng vai trò quan trọng. Trong nghiên cứu này, 200 mẫu giống cà chua đã được khảo sát về các đặc điểm nông sinh học, năng suất, khả năng chín chậm, kháng virus xoăn vàng lá. Đặc biệt là khảo sát khả năng chứa các gen kháng Ty1, Ty2, Ty3 và gen chín chậm rin bằng chỉ thị phân tử DNA. Kết quả đã phát hiện được 7 mẫu giống có gen Ty1, 7 mẫu giống có gen Ty3, trong đó 2 mẫu giống chứa đồng thời gen Ty1 và Ty3, phát hiện 6 mẫu giống có gen rin. Các mẫu giống chứa gen Ty1 và Ty3 đều kháng tốt với 3 nguồn bệnh thu thập từ Hà Nội, Bắc Giang và Hưng Yên. Phát hiện thấy 15 mẫu giống có đặc tính chín chậm, thời gian tồn trữ quả dài, trong đó 6 mẫu giống có chứa gen rin.

PIT-1 là một yếu tố phiên mã của tuyến yên ở động vật và có vai trò kiểm soát sự phát triển bình thường của 3 loại tế bào thùy trước tuyến yên cũng như mức độ biểu hiện của các hormone do các tế bào này tiết ra. Nghiên cứu này tiến hành phân tích đa hình di truyền 2 đột biến điểm (SNPs) gen PIT-1 và đánh giá mối tương quan di truyền giữa các đa hình này với tính trạng sản lượng sữa của giống bò Holstein Friesian. Kỹ thuật PCR-RFLP sử dụng enzyme cắt TaqI và HinfI để phân tích hai SNPs thuộc exon E2 và E6. Kết quả phân tích trên 53 cá thể bò cái Holstein đang khai thác sữa cho thấy tần số xuất hiện kiểu gen AA/AB và BB của PIT-1E2 lần lượt là 45,3; 28,3 và 26,4%, trong khi đó, tần số xuất hiện kiểu gen TT, TG và GG của PIT-1E6 lần lượt là 7,5; 18,9 và 73,6%. Phần mềm Minitab được sử dụng trong phân tích tương quan di truyền kiểu gen – kiểu hình. Kết quả bộc lộ tương quan giữa các kiểu gen PIT-1E2 với tính trạng năng suất sữa (P=0,037 và ρ=0,28), với tính trạng số ngày vắt sữa (P=0,015 và r=0,306) và x sự khác biệt về tính trạng năng suất sữa giữa các kiểu gen của PIT-1E6 là không có ý nghĩa thống kê (P>0,05). Bò mang kiểu gen AA cho năng suất sữa cao hơn so với bò mang kiểu gen AB và BB. Kết quả nghiên cứu cho thấy tiềm năng sử dụng đa hình PIT-1E2 trong hỗ trợ chọn giống bò sữa năng suất sữa cao.

Hiện tượng vô phối ở cây cam quýt thường cho quả không hạt, kích thước nhỏ và chất lượng kém. Nguyên nhân là do không có sự phát triển của phôi nên bầu nhụy không tổng hợp được auxin hoặc nồng độ auxin quá thấp không đủ kích thích được quả phát triển bình thường. Trong số các biện pháp tạo giống cam quýt không hạt như lai xa, tạo dòng tam bội, tạo đột biến, việc chuyển gene mẫn cảm auxin hoạt động đặc thù bầu nhụy đã mở ra hướng mới trong tạo giống cam quýt không hạt. Trong nghiên cứu này, vector pDU04.4522 mang gene mẫn cảm auxin (INO-rolB) chịu sự kiểm soát của promoter đặc thù bầu nhụy (INO) được chuyển vào trụ trên lá mầm các giống quýt Đường Canh và cam Vinh thông qua vi khuẩn Agrobacterium tumerfaciens chủng C58.  Nhằm xác định điều kiện tối ưu cho việc chuyển gene INO-rolB vào hai giống quýt Đường Canh và cam Vinh 4 thí nghiệm đã được tiến hành tập trung vào giai đoạn đồng nuôi cấy. Kết quả đã chuyển thành công gen mẫn cảm auxin (INO-rolB) vào giống quýt Đường Canh và cam Vinh thông qua vi khuẩn A. tumefaciens chủng C58. Hiệu quả chuyển gene đạt cao nhất ở giai đoạn đồng nuôi cấy, trong môi trường bổ sung 50 – 100mM acetosyringone và 2 mg/l NAA ở 22°C trong 3 ngày.

Bệnh bạc lá lúa do vi khuẩn Xanthomonas oryzae pv. oryzae là một bệnh nguy hiểm làm giảm năng suất ở Việt Nam. Các vùng địa phương nước ta sở hữu nguồn vật liệu di truyền đa dạng phong phú đóng vai trò quan trọng trong việc tạo ra các giống lúa chống chịu tốt. Nghiên cứu khảo sát đánh giá một số tính trạng nông sinh học cơ bản và đánh giá khả năng kháng/nhiễm bằng lây nhiễm nhân tạo,  ứng dụng chỉ thị phân tử DNA điều tra 120 mẫu giống lúa nếp địa phương về khả năng chứa các gen kháng Xa4, xa5 và Xa7. Kết quả thu được 95 mẫu có chứa gen kháng bệnh bạc lá, trong đó có 82 mẫu giống chứa gen Kháng Xa7, 19 mẫu giống chứa gen kháng Xa4, 4 mẫu giống chứa gen kháng xa5, 10 mẫu giống chứa cả gen Xa7 và Xa4. Các gen kháng khác nhau kháng được số chủng khác nhau, trong đó có 3 gen kháng được hầu hết các chủng vi khuẩn gây bệnh miền Bắc Việt Nam là  Xa4, xa5 và Xa7.  Hai chủng vi khuẩn 4 và 5 có độc tinh cao, gây nhiễm cho cả những giống có chứa gen kháng hữu hiệu (Xa4, xa5 hay Xa7).  Đồng thời đã tuyển chọn được 18 mẫu giống lúa nếp triển vọng, cho năng suất cao và kháng bệnh bạc lá tốt.