Bài giảng Di truyền và công nghệ gen

 từ các đa bội thể:
+ Chủ động gây đột biến nhân tạo
+ Chọn lọc và củng cố giống qua nhiều thế hệ
+ Giống đủ điều kiện đưa vào sản xuất
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
6. Kỹ thuật gen và chọn tạo giống
a/ Một số thành tựu chủ yếu
- Kỹ thuật gen có thể chuyển các gen mong muốn vào tế 
bào sinh vật, tạo các sinh vật chuyên gen cho các tính 
trạng quí mong muốn. 
- Hiện nay, nhiều gen chống sâu bệnh, diệt cỏ, gen chịu 
mặn chịu hạn... đã được chuyển vào nhiều giống cây trồng 
khác nhau như ngô, lúa, đậu tương, cải dầu, bông... 
- Năm 2003 diện tích trồng cây biến đổi gen đạt 67,7 triệu
ha, tăng 40lần so với năm 1996 (1,7 triệu ha). Trong đó Mỹ
42,8 triệu ha (63%), Achentina 13,9 triệu ha (21%), Canada 
4,4 triệu ha (6%), Brazin 3 triệu ha, Trung Quốc 2,8 triệu ha 
(gần 4%), Nam Phi trồng 0,4 triệu ha.
- Số loại cây biến đổi gen ngày càng nhiều: đậu tương, 
bông, ngô, cải dầu (canola), cà chua...trong đó đậu tương
55%, bông 21%, cải dầu 16% diện tích đất trồng mỗi loại.
- Nhiều động vật biến đổi gen như bò lợn, cừu, dê, cá
cho thịt, sữa, lông  năng xuất cao chất lượng tốt
-Một số động vật biến đổi gen như lợn, cừu mang gen
người cho các sản phẩm chữa bệnh, hoặc nội tạng thay
cho người
-Động vật được nhân bản vô tính ngày càng nhiều cừu
Dolly, khỉ Rhesus (1997); bò (1998);1999- 2001 lợn, dê, 
mèo, ngựa, hổ năm 2005, chó được nhân bản vô tính
- 2002 – Nhân bản vô tính người ?
b/ Nguyên tắc chọn tạo giống nhờ kỹ thuật gen
+ Chọn mục đích
+ Tạo gen nguồn và chuyển gen
+ Kiểm tra gen được chuyển và hoạt động của gen
+ Kiểm tra các tính trạng, đặc điểm mới
+ Củng cố, ổn định và tăng hiệu quả và đưa vào
sản xuất
Nguyên tắc chung:
Các máy phân tích hiện đại cũng chỉ cho “số liệu
chết”, nhà khoa học phải biết khai thác để có “số
liệu sống”
1. Đảm bảo tính trung thực, khoa học trong̀ lṍy mõ̃u 
phân tích
2. Số lượng cỏc thể trong mỗi mẫu đủ lớn, mẫu chọn
đúng qui định đảm bảo tớnh ngẫu nhiờn
3. Lựa chọn phương pháp tính, công thức tính phù
hợp với tập dữ liệu di truyền để giảm bớt sai số
4. Lựa chọn nhiều phương pháp khác phõn tớch khỏc
nhau, chọn kết quả chung nhất để kết luận
B. Phương phỏp lấy mẫu và thu thập số liệu di truyền Quần thể (ngụ, lỳa, cừu, cỏ
Nhúm 1 N 
cỏ thể
Nhúm 3 N 
cỏ thể
Nhúm 2 N 
cỏ thể- Lấy mẫu lần1(vào thời gian x)
- Lấy mẫu lần
1(vào thời gian z)
- Lấy mẫu lần
1(vào thời gian y)
Nhúm 3 N 
cỏ thểNhúm 1 N cỏ thể
Nhúm 2 N 
cỏ thể
Nhúm 3 N 
cỏ thể
Nhúm 2 N 
cỏ thể
Nhúm 1 N 
cỏ thể
Vớ dụ: chọn mẫu
Lấy n1 
cỏ thể
Lấy n2 
cỏ thể
Lấy n3 
cỏ thể
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
C. Chọn lọc và giữ giống Vi sinh vật
I. Phõn lập và tuyển chọn
- Xỏc định mục đớch phõn lập (vi khuẩn (gõy
bệnh, vi khuẩn cú hoạt tớnh probiotic), xạ khuẩn
(sinh khỏng sinh, cú độc tố), nấm men, nấm mốc)
- Tạo mụi trường phõn lập thớch hợp
- Phõn lập tờn mụi trường đặc trưng (vớ dụ, 
phõn lập VSV sinh khỏng sinh phải thờm hàm lượng
khỏng sinh đủ lớn để diệt bớt cỏc nhúm VSV khỏc)
- Thử hoạt tớnh chủng VSVB đó phõn lập được
- Xỏ định cỏc đặc điểm sinh lớ, sinh húa, di
truyền của chủng giống, phõn loại theo Bergay
- Ổn định giống (Cấy truyền nhiều lần để kiểm
tra mức độ thuần chủng của chủng giống)
- Phõn loại phõn tử để xỏc định chớnh xỏc đến
loài
- Giữ giống
II. Một số phương phỏp giữ giống VSV
1. Giữ giống bằng kỹ thuật cấy truyền trờn thạch
- Chủng giống dẫ được tuyển chọn, kiểm tra về đặc
điểm phõn loại, cấy vào ống thạch nghiờng cú mụi
trường nghốo dinh dưỡng thớch hợp
- Cấy theo kiểu zigzag
- Bao kớn, trỏnh tạp nhiễm
- Ghi ngày thỏng, kớ hiệu chủng
Ưu nhược điểm: 
+ Dễ thực hiện, ớt tốn kộm, khụng
đũi hỏi cỏc thiết bị phức tạp
+ Hạn chế: khụng giữ được lõu, 
dễ bị thoỏi húa giống
2. Giữ giống bằng phương phỏp làm mất nước trong 
mụi trường bảo quản:
a. Giữ giống trờn đất, cỏt và silicagel: Bào tử nấm cú
thể sống 4-5 năm khi bị làm khụ trong đất mà khụng bị 
thay đổi cỏc đặc tớnh sinh học. Silicagel, cỏt là chất 
mang được dựng phổ biến và cú hiệu quả đối với bảo 
quản nấm men, nấm sợi.
b. Giữ giống trờn giấy: Nấm men và nấm sợi được làm 
khụ trờn giấy và sau đú được bọc bằng giấy bạc và 
đựng trong hộp kớn, giữ được lượng mẫu lớn, thời gian 
tương đối lõu
c. Giữ giống trờn gelatin: Tạo dịch huyền phự chủng vi 
sinh vật cần giữ giống trong mụi trường cú gelatin. Sau 
đú cỏc giọt mẫu được làm khụ trong đĩa petri. Phương 
phỏp này cú thể bảo quản được vi khuẩn trong vài năm.
3. Giữ giống bằng phương phỏp đụng khụ
- Đụng khụ là quỏ trỡnh mà 
nước được lấy ra khỏi mẫu 
VSV. Chủng giống VSV 
được tạo huyền phự trong 
mụi trường thớch hợp và 
được làm lạnh trong mụi 
trường chõn khụng, để vào 
thiết bị đụng khụ mẫu được 
làm khụ đến mức nhất định, 
hàn kớn và giữ trong điều 
kiện chõn khụng
- Phương phỏp đụng khụ bảo quản nấm sợi, nấm 
men, vi khuẩn cú hiệu quả, ớt được sử dụng để giữ
giống tảo, động vật nguyờn sinh và tế bào động vật.
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
4. Giữ giống bằng phương phỏp lạnh sõu
Phương phỏp bảo quản lạnh 
sõu vi sinh vật là kỹ thuật bảo 
quản VSV trong mụi trường dịch 
thể, nhưng động sống của vi 
sinh vật bị bất hoạt ở nhiệt độ
lạnh sõu (-196°C -> -80 °C). Tế
bào cú thể bị vỡ trong quỏ trỡnh 
làm lạnh và làm tan mẫu. 
- Để khắc phục nhược điểm này người ta đó bổ
sung cỏc chất làm hạn chế tốc độ lạnh sõu và làm 
tan nhanh như glycerol, DMSO (dimethyl sulfoxide)..
- Phương phỏp lạnh sõu này được thực hiện ở cỏc 
thang nhiệt độ khỏc nhau như -20° C, -30° C, -40° C, -
70° C, -140°C và -196° C
C. Phõn loại vi sinh vật bằng kỹ thuật phõn tử
1. Cỏc phương phỏp phõn loại vi sinh vật truyền thống:
Trước đõy phõn loại vi sinh vật vẫn dựa căn bản trờn cỏc đặc tớnh hỡnh
thỏi, sinh lý và húa vi sinh vật: nhuộm, hỡnh dạng tế bào khuẩn lạc, 
khả năng di động, nhu cầu dinh dưỡng, khả năng sinh acid 
trong mụi trường, sắc tố tạo thành v.v.. 
+ Phõn loại dựa trờn cỏc phản ứng sinh húa: 
Từ những hạn chế của việc xỏc định cỏc đặc tớnh hỡnh thỏi dẫn
đến nhiều nghiờn cứu tập trung vào cỏc phản ứng sinh húa đặc
trưng cho cỏc vi sinh vật riờng biệt. Người ta tạo nờn cỏc bộ
kit khỏc nhau để phõn loại VSV: vớ dụ API20E KIT dựa vào 20 
phản ứng khỏc nhau. 
+ Phõn loại bằng thực khuẩn thể: 
Cỏc vi khuẩn cú độ mẫn cảm với thực khuẩn thể khỏc nhau. Cú
thực khuẩn thể xõm nhiễm làm tan tế bào ngay lập tức để sau
đú thực khuẩn thể nhõn lờn thành cỏc hạt trong tế bào chủ, 
Dựa vào sự khỏc biệt này mà người ta dựng cỏc thực khuẩn
thể khỏc nhau để phõn biệt cỏc đối tượng vi khuẩn nghiờn cứu.
+ Phõn loại dựa trờn cỏc Typ huyết thanh:
-Phương phỏp được dựng khỏ lõu nhưng rất hiệu quả và
hiện vẫn đang được sử dụng (vớ dụ để phõn loại nhúm vi 
khuẩn Bt). Nguyờn tắc là dựa vào nhúm quyết định khỏng
nguyờn trờn tế bào vi sinh vật (bề mặt tế bào tiờn mao hoặc
protein vỏ). 
- Ưu thế của phương phỏp này là cỏc khỏng huyết thanh
được dựng để biệt húa nhiều chi khỏc nhau, trong nhiều
trường hợp đặc trưng cho loài. 
- Hạn chế chủ yếu của phương phỏp này ở chỗ: yờu cầu kỹ
thuật sản xuất khỏng huyết thanh và tiờu chuẩn húa phản
ứng khỏng huyết thanh
+ Phõn loại bằng hoạt chất khỏng khuẩn (Bacteriocin): 
- Bacteriocin bản chất là peptid khỏng khuẩn sinh ra bởi vi 
khuẩn để chống lại vi khuẩn khỏc. Mỗi loài vi khuẩn tạo ra loại
bacteriocin riờng. Do đú, phõn loại VSV cú thể dựa vào kiểu
bacteriocin.
2. Phương phỏp phõn loại vi sinh vật bằng kỹ thuật
phõn tử
- Phương phỏp phõn loại bằng kỹ thuật phõn tử tập trung vào cỏc kỹ
thuật chủ yếu là:
+ Phõn tớch acid nucleic.
+ Phõn tớch protein.
+ Phõn tớch lipopolysaccharid.
a. Phõn loại dựa vào DNA plasmid:
Gồm tỏch plasmid, so sỏnh cỏc loại plasmid về kớch thước
sau đú tinh sạch plasmid và xử lý bằng enzym giới hạn, sau đú
điện di trờn gel agarose và so sỏnh sự đa hỡnh của cỏc mảnh cắt
để phõn biệt cỏc chủng vi sinh vật với nhau.
b. Phõn loại dựa vào DNA bộ gen
Gồm tỏch chiết DNA của nhiễm sắc thể và cắt bằng enzym
giới hạn để phõn biệt giữa cỏc vi sinh vật với nhau. Một chỳ ý khi
tỏch DNA nhiễm sắc thể phải thao tỏc nhẹ nhàng để trỏnh đứt góy
do nguyờn nhõn cơ học. Núi chung cỏc mảnh cắt nờn cú kớch
thước nhỏ hơn hoặc bằng 50 kb. 
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
c. Phõn loại dựa vào lai Protein- khỏng thể
Gồm tỏch chiết Protein khỏng nguyờn của tế bào vi 
sinh vật, cho lai với khỏng thể đỏnh dấu huỳnh quang
(hoặc phúng xạ). Dựa vào phản ứng huỳnh quang (hoặc
phúng xạ) để so sỏnh với mẫu chuẩn và xỏc định vị trớ
phõn loại.
d. Phõn loại dựa vào mẫu dũ đặc hiệu loài
Gồm tỏch chiết tinh sạch DNA, cắt nhỏ bởi enzym
giới hạn, biến tớnh tỏch mạch đơn rồi cho lờn màng lai
để lai với cỏc mẫu dũ đặc hiệu (mẫu dũ là đoạn IS, là
đoạn gen sinh khỏng sinh, đoạn gen sinh đọc tố.) 
Hiện hỡnh và xỏc định vị trớ phõn loại.
3. Xõy dựng cõy tiến húa và xỏc định vị trớ của chủng
giống trong hệ thống tiến húa
- Khi xây dựng cây phân loại (cây tiến hoá) người ta xây
dựng hai loại đồ thị hỡnh cây phân nhánh gọi là
cladogram và phylogram
- Clasdogram cho thấy dạng cây và kiểu phân cành
nhưng không cthấy được độ dài của các cành
Phylogram cho biết cả hỡnh dạng cây, kiểu phân cành
và độ dài của các cành (còn gọi là khoảng cách tiến hoá
- evolutionary distances)
Cladogram Phylogram
1. Các dạng cây phõn loại
- Từ các số liệu phân tích thực nghiệm có thể dựng cây tiến hoá (cây
phân loài), để xác định mức độ quan hệ họ hàng của các chủng, 
các loài nghiên cứu
- Cây phân loài được chia làm 2 nhóm : cây không gốc và cây có gốc.
- Cây không gốc: không xác định được khoảng cách di truyền các
gốc xuất phát (không xác định được khoảng cách i và j)
Các dạng cây không gốc: nút trong, nút ngoài (l )á
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
- Cây có gốc cho phép xác định khoảng cách di truyền của các
nhánh
Thank you
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com