Ngày 29 tháng 11 năm 2015 tại Viện Nông nghiệp - Trường Đại học Quảng Tây, thành phố Nam Ninh, tỉnh Quảng Tây, Trung Quốc, Nghiên cứu sinh (NCS) Cấn Văn Toàn đã bảo vệ thành công luận án Tiến sỹ với đề tài: “Cloning and functional analysis of MiHSP genes encoding small heat shock proteins in Mangifera indica L.”

Tên tiếng việt: Nhân bản và phân tích chức năng gen phiên mã tiểu phân tử protein sốc nhiệt của cây Xoài (Mangifera indica L.).

Luận án được thực hiện dưới sự hướng dẫn khoa học của GS.TS. Xinhua HE.

Đề tài tiến hành nghiên cứu một số nội dung

1. Phân tích sự biến đổi một số chỉ tiêu sinh lý sinh hóa trong điều kiện kích thích nhiệt của 2 giống Xoài ở giai đoạn cây ghép 1 năm tuổi;

2. Nhân bản 3 gen MiHSP17.6, MiHSP17.7 và MiHSP23.2 mẫu thu hái từ giống xoài Tứ quý 11 năm tuổi;

3. Phân tích biểu hiện 3 gen MiHSP17.6, MiHSP17.7 và MiHSP23.2 trong điều kiện bị kích thích bởi một số nhân tố bất lợi của môi trường;

4. Phân tích biểu hiện sinh vật tiền nhân của 2 gen MiHSP17.6 và MiHSP17.7 sau khi chuyển vào vi khuẩn E.coli;

5. Sau khi chuyển thành công 3 gen MiHSP17.6, MiHSP17.7, MiHSP23.2 vào cây Arabidopsis thaliana (cây có nguồn gốc từ Colombia), tiến hành quan sát, theo dõi cây chuyển gen thế hệ 1, 2 (T1, T2), tiến hành kiểm nghiệm chức năng gen ở cây chuyển gen thế hệ thứ 3 (T3)

Đề tài thu được một số kết quả

1. Sau khi xử lý kích thích nhiệt độ cao (44℃) với thời gian 0, 2, 4, 8, 12, 24, 48 và 72 h ở giai đoạn cây con của 2 giống Xoài (Tứ quý và Đài nông số 01), tiến hành thu mẫu, phân tích 9 chỉ tiêu sinh lý sinh hóa của 2 giống Xoài (Tứ quý và Đài nông số 01), bước đầu kết luận giống Đài nông số 1 có khả năng chịu nhiệt tốt hơn giống Tứ quý;

2. Trong quá trình giải mã gen chịu kích thích nhiệt đã phát hiện 3 đoạn gen phiên mã tiểu phân tử protein sốc nhiệt có trình tự gen chưa hoàn chỉnh, đề tài lấy đó làm cơ sở tiến hành nhân bản thành công 3 đoạn gen hoàn chỉnh với tên viết tắt MiHSP17.6, MiHSP17.7 và MiHSP23.2, đăng ký trên ngân hàng gen với mã số KJ459857, KJ459858 và KJ459859. Thông qua phân tích thông tin sinh vật xác định; MiHSP17.6, MiHSP17.7 thuộc gen tế bào chất nhóm I, MiHSP23.2 thuộc gen ty lạp thể, chiều dài 3 gen tương ứng 680 , 720 và 870 bp;

3. Lợi dụng kỹ thuật PCR định lượng huỳnh quang phân tích biểu hiện của 3 gen trong lá non, lá già, thân non, thân già, hoa và quả. Kết quả phát hiện 3 gen đều có biểu hiện cao nhất ở giai đoạn ra hoa. Dưới điều kiện bất lợi của một số nhân tố môi trường (nhiệt độ cao, nhiệt độ thấp, nồng độ muối cao và hạn hán) và trong điều kiện bị kích thích của các chất (ABA, H₂O₂ và SA) 3 gen trên đều có có biểu hiện ở các cấp độ khác nhau;

4. Sử dụng kỹ thuật điện di hai chiều (SDS-PAGE) và phương pháp Western blot phân tích biểu hiện sinh vật tiền nhân của 2 gen pET-MiHSP17.6 và pET-MiHSP17.7 trong điều kiện bất lợi môi trường. Kết quả cho thấy; sau khi chuyển 2 gen trên vào vi khuẩn E. Coli trong điều kiện nhiệt độ cao không biểu hiện; trong điều kiện nhiệt độ thấp nâng cao tính chịu lạnh; trong môi trường muối pET-MiHSP17.7 nâng cao tính chịu mặn, nhưng pET-MiHSP17.6 không biểu hiện; trong điều kiện hán hạn ở giai đoạn đầu biểu hiện tăng tính chịu hạn, ở giai đoạn giữa giảm dần và giai đoạn cuối thấp hơn đối chứng.

5. Sau khi chuyển 3 gen vào cây Arabidopsis thaliana dùng thuốc kháng sinh, phương pháp nhiễm sắc GUS và kỹ thuật PCR tiến hành chọn lọc cây chuyển gen. Kết quả MiHSP17.6, MiHSP17.7, MiHSP23.2 ở thế hệ cây chuyển gen T1 chọn được số cây tương ứng là 5, 35 và 5. Dùng cây chuyển gen T3 ở các giai đoạn sinh trưởng khác nhau (nảy mầm, cây con, cây trưởng thành) tiến hành các thí nghiệm xác định ảnh hưởng của nhân tố bất lợi môi trường (nhiệt độ cao, nhiệt độ thấp, môi trường mặn và hạn hán). Thông qua quan sát hình thái, kết hợp phân tích 11 chỉ tiêu sinh lý sinh hóa, kết quả cho thấy cây chuyển gen có khả năng chịu nhiệt, chịu lạnh, chịu mặn và chịu hạn cao hơn cây không chuyển gen.

Nội dung của Luận án đã được công bố trên các tạp chí khoa học Quốc tế có uy tín và một số tạp chí hàng đầu tại Trung Quốc. Hội đồng giám khảo đánh giá cao chất lượng công trình nghiên cứu và ý nghĩa thực tiễn của nội dung nghiên cứu. Luận án được 100% (5/5) thành viên Hội đồng thống nhất thông qua và đề nghị công nhận học vị Tiến sỹ đối với NCS Cấn Văn Toàn.

Kết thúc Lễ bảo vệ, tân Tiến sỹ Cấn Văn Toàn đã phát biểu và gửi lời cám ơn chân thành và sâu sắc đến các thành viên Hội đồng, giáo sư hướng dẫn, Ủy ban học bổng Chính phủ Trung Quốc, Bộ giáo dục & Đào tạo hai nước, lãnh đạo trường Đại học Nông - Lâm Bắc Giang, bạn bè đồng nghiệp và đặc biệt là gia đình, đã quan tâm, tạo điều kiện thuận lợi, cổ vũ, động viên để NCS hoàn thành xuất sắc luận án.

Dưới đây là một số hình ảnh trong buổi bảo vệ:

NCS Cấn Văn Toàn trình bày luận án và trả lời câu hỏi của Hội đồng

Thư ký Hội đồng (đứng trên bên trái) công bố kết quả

Hội đồng phản biện chụp ảnh lưu niệm cùng tân Tiến sỹ

Giáo sư hướng dẫn khoa học chụp ảnh lưu niệm với tân Tiến sỹ

Lưu học sinh Việt Nam tại ĐH Quảng Tây chúc mừng tân Tiến sỹ

Nguồn: Tân Tiến sĩ Cấn Văn Toàn