Nghiên cứu đặc điểm của gen DEFENSIN1 và thiết kế vector chuyển gen để tạo dòng ngô chuyển gen kháng mọt
Cây ngô (Zea mays L.) là một trong những cây ngũ cốc chính có giá trị kinh tế cao, góp phần nuôi sống 1/3 dân số thế giới.
Là ngũ cốc giàu tinh bột, hạt ngô là một trong những đối tượng dễ bị mọt xâm hại. Mọt ngô (Sitophilus zeamais Motsch) là loại đa thực vật, có thể ăn được hầu hết các loại ngũ cốc, các loại đậu, hạt có dầu và nhiều sản phẩm thực vật khác. Thức ăn thích hợp nhất đối với loài mọt là hạt ngô và gạo. Mọt trưởng thành dùng vòi khoét một lỗ sâu vào hạt, đẻ trứng ở đó và tiết ra một thứ dịch nhầy để bít kín lỗ đó lại. Sâu non nở ra trong hạt ngô, ăn phôi trước, sau đó mới đến nội nhũ và các bộ phận khác làm cho hạt chỉ còn lại một lớp vỏ mỏng. Khi đẩy sức, sâu non đục những lỗ nhỏ lộ rỏ trên hạt để vũ hóa hay bay ra và tiếp tục chu trình phá hoại.
Nhằm ứng dụng công nghệ tạo giống ngô kháng mọt, nhóm nghiên cứu của trường Đại học Tây Bắc, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam, Đại học Thái Nguyên đã thực hiện nghiên cứu “Đặc điểm của gen DEFENSIN1 và thiết kế vector chuyển gen để tạo dòng ngô chuyển gen kháng mọt”. Trong nghiên cứu này, gen defensin1 được phân lập từ mẫu ngô lai LVN99 và ngô địa phương Sơn La và thiết kế vector chuyển gen mang gen defensin1 phục vụ việc phát triển mẫu ngô chuyển gen có khả năng kháng mọt cao.
Nghiên cứu cho thấy, gen ZmDEF1 đã được phân lập từ mRNA của mẫu ngô địa phương Sơn La và giống ngô lai LVN99. Gen được phân lập có kích thước 243 nucleotide và mã hóa chuỗi polypeptide dài 80 amino acid. Trình tự nucleotide của gen ZmDEF1 phân lập từ DNA có chiều dài 345 bp gồm hai exon một intron dài 102 bp, các mẫu nghiên cứu có sự sai khác ở 6 vị trí nucleotide. Trình tự amino acid suy diễn của defensin1 mẫu ngô địa phương Sơn La chứa 8 cystein tạo nên 4 cầu nối disulfide, giống ngô lai LVN99 chỉ có 7 cystein. Cấu trúc chuyển gen pBetaPhaso-ZmDEF1 đã được thiết kế thành công và hoạt động trên cây thuốc lá, đây là cơ sở để chuyển cấu trúc vào cây ngô với mục đích tạo dòng ngô chuyển gen kháng mọt cao.