1 Viện Công nghệ sinh học, Viện Hàn lâm KH & CN Việt Nam, *le_thu_ngoc@yahoo.com 2 Viện Nghiên cứu Khoa học Tây Nguyên, Viện Hàn lâm KH & CN Việt Nam TÓM TẮT: Nuôi cấy rễ tơ, loại rễ hình thành do sự xâm nhiễm của vi khuẩn Agrobacterium rhizogenes vào mô thực vật bị tổn thương từ lâu ñã ñược ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực nghiên cứu như phân tích chức năng của gen, biểu hiện protein ngoại lai, sản xuất các hợp chất thứ cấp hay biến ñổi thành phần các chất chuyển hóa ở thực vật. Nguyên nhân của sự hình thành rễ tơ ñược xác ñịnh có liên quan ñến vùng TL-DNA nằm trên plasmid Ri của các chủng A. rhizogenes, trong ñó giữ vai trò quan trọng là 4 locus gen rolA, B, C và D (root locus). Tuy nhiên, việc biểu hiện ñơn lẻ hay liên kết của các gen rol này có ảnh hưởng lớn ñến hiệu suất hình thành rễ tơ cũng như sự phát triển và hình thái của rễ. Trong nghiên cứu này, chúng tôi ñã thiết lập, ñánh giá và lựa chọn các cấu trúc chuyển gen rol ñem lại hiệu quả cao trong việc chuyển gen tạo rễ tơ ở thực vật. Các gen rolB, rolC riêng biệt và tổ hợp rolABC liên kết ñược khuếch ñại từ khuôn DNA là plasmid Ri tách chiết từ chủng A. rhizogenes ATCC 15834 nhờ phản ứng PCR với các cặp mồi ñặc hiệu ñược thiết kế thêm trình tự nhận biết của enzyme hạn chế. Hai gen rolB, rolC và ñoạn ña gen rolABC sau ñó ñược nối ghép vào vector pBI121 và pCB301, theo thứ tự tương ứng, tạo thành các vector tái tổ hợp và ñược biến nạp vào vi khuẩn A. tumefaciens C58/PGV 2260. Kết quả chuyển gen tạo rễ tơ ở lá thuốc lá thông qua các chủng Agrobacterium mang 3 cấu trúc gen rol cho thấy, sự biểu hiện và tương tác ñồng thời của các gen rolA, B, C cho hiệu suất cảm ứng tạo rễ tơ ở các mô chuyển gen cao nhất (hơn 60%), hình thái rễ mang ñầy ñủ các ñặc ñiểm ñiển hình cho rễ tơ. Ở các mô chuyển gen rolB ñơn lẻ, hiệu suất hình thành rễ tơ chỉ ñạt khoảng 20%, ñồng thời tốc ñộ phát triển và mức ñộ phân nhánh của loại rễ này cũng thấp hơn. Trong khi ñó, hoạt ñộng ñơn lẻ của gen rolC hầu như không gây ra hiện tượng biểu hiện kiểu hình rễ tơ.Từ khóa: Agrobacterium, rolA, rolB, rolC, rễ tơ, vector chuyển gen.
MỞ ĐẦUỞ ña số các họ thực vật, rễ là nơi tổng hợp và tích lũy các chất chuyển hóa thứ cấp chính bao gồm các alkaloid, polyacetylen, sesquiterpen và napthoquinon. Những hợp chất này có thể ñược tổng hợp theo cách tương tự trong rễ tơ [24]. Rễ tơ là một bệnh ở thực vật gây ra bởi quá trình tương tác giữa vi khuẩn Agrobacterium rhizogenes, một loại vi khuẩn ñất gram âm, với tế bào vật chủ. Giống như vi khuẩn A. tumefaciens mang plasmid Ti, A. rhizogenes mang plasmid Ri (root-inducing) ñược xác ñịnh là tác nhân gây bệnh rễ tơ ở các mô tế bào thực vật bị xâm nhiễm [11,34]. Khi bị tổn thương, tế bào thực vật tiết ra các polyphenol hấp dẫn các vi khuẩn, tại ñây chúng chuyển một ñoạn T-DNA (transfer DNA) từ plasmid Ri vào hệ gen của tế bào vật chủ. Nhìn chung, cơ chế quá trình xâm nhiễm và cơ chế phân tử của quá trình vận chuyển T-DNA vào tế bào vật chủ của hai vi khuẩn này ñược chứng minh là tương tự nhau [22]. Tuy nhiên, sự hình thành khối u ở vi khuẩn A. tumefacie...