Nông - Lâm - Ngư nghiệp [ Đăng ngày (09/04/2021) ]
Đặc điểm và sự phát sinh của phân họ gen DREB ở đậu tương [Glycine max (L.) Meril]
Nghiên cứu do các tác giả Nguyễn Thị Ngọc Lan, Nguyễn Thành Chung, Nguyễn Hữu Quân, Phạm Thị Thanh Nhàn, Vũ Thị Thu Thủy, Chu Hoàng Mậu - Khoa Sinh học, Trường Đại học Sư phạm Thái Nguyên, tác giả Phutthakone Vaciaxa - Bộ môn Sinh học, Trường Cao đẳng Sư phạm Khang Khay, Xiêng Khoảng, Lào thực hiện.

Đậu tương [Glycine max (L.) Merill] là cây trồng quan trọng không chỉ ở Việt Nam mà còn ở nhiều quốc gia trên thế giới. Hạt đậu tương là nguồn thức ăn giàu đạm cho con người và là nguyên liệu quan trọng sử dụng trong công nghiệp thực phẩm, đồng thời có tác dụng tốt trong cải tạo đất. Đậu tương được xem là cây trồng nhạy cảm với các yếu tốt bất lợi từ ngoại cảnh và được xếp vào nhóm cây chống chịu kém.

Đặc tính chống chịu các yếu tố phi sinh học của cây đậu tương do nhiều gen quy định và sản phẩm của mỗi gen có thể liên quan trực tiếp đến khả năng chống chịu (gen chức năng) hoặc điều hòa nhóm gen chức năng (gen điều hòa). Một số gen của đậu tương có phản ứng với các stress phi sinh học như hạn, mặn, lạnh, nóng... ở mức phiên mã, trong đó có nhóm gen mã hóa nhân tố phiên mã DREB, một phân họ thuộc họ AP2/ERF (APETALA2/Ethylene-Responsive) của thực vật. Các protein DREB chứa miền AP2 phổ biến có khoảng 58-59 amino acid và bao gồm một số amino acid liên quan đến yếu tố phản ứng khử nước DRE (dehydration responsive element) hoặc hộp GCC box. Trình tự cis và nhân tố trans giữ vai trò quan trọng trong sự biểu hiện gen đáp ứng các stress phi sinh học. Việc nghiên cứu nhân tố phiên mã DREB - yếu tố có tác động trans liên kết với trình tự cis để kích hoạt sự biểu hiện của các gen mục tiêu khi có tín hiệu stress ở thực vật sẽ mang lại ứng dụng hữu ích trong việc cải thiện tính kháng của thực vật thông qua kỹ thuật chuyển gen.

Đến nay, người ta đã xác định một số gen GmDREB (Glycine max DREB) như  GmDREB1, GmDREB2, GmDREB3, GmDREB5 có trong hệ gen đậu tương, các sản phẩm dịch mã của chúng có chức năng chịu hạn và chịu mặn [6-8]. Vấn đề đặt ra là trong hệ gen đậu tương có bao nhiêu thành viên của phân họ gen DREB và những gen GmDREB nào chưa được nghiên cứu làm rõ chức năng? Công tác nghiên cứu và minh chứng qua thực nghiệm nhằm phân tích dữ liệu gen GmDREB bằng công cụ tin sinh học là rất cần thiết để giải quyết vấn đề này. Dữ liệu gen và kết quả khai thác các gen GmDREB trên toàn bộ hệ gen đậu tương không những cung cấp cơ sở cho phân tích tiến hóa phân tử mà còn tạo cơ sở cho nghiên cứu tìm kiếm chức năng sinh học của một số gen GmDREB liên quan đến khả năng chống chịu các yếu tố bất lợi phi sinh học của cây đậu tương. Nghiên cứu này trình bày kết quả xác định và phân tích sự tiến hóa của các thành viên trong phân họ gen DREB ở đậu tương nhằm tạo cơ sở cho thực nghiệm chứng minh chức năng gen GmDREB và ứng dụng vào việc cải thiện tính chống chịu các stress phi sinh học.

Nhân tố phiên mã DREB (Dehydration responsive element binding protein) liên kết với yếu tố tác động cis của vùng kích hoạt (promoter) có vai trò điều chỉnh sự hiển thị các gen phản ứng với stress phi sinh học của thực vật. Trong nghiên cứu này, 69 trình tự gen DREB của cây đậu tương từ cơ sở dữ liệu NCBI đã được xác định thuộc về 18 gen GmDREB (Glycine max DREB). Các gen GmDREB có từ 1 đến 8 bản copy, phân bố trên 17 nhiễm sắc thể (NST), trong đó GmDREB3 có 8 copy, còn lại các gen GmDREB khác có 1-4 copy. Miền AP2 của protein DREB phổ biến là motif PTPEMAARAYDVAALALKGPSARLNFPEL, chứa 11 điểm liên kết với promoter của các gen chức năng, với 4 dạng và phổ biến là RGRRWKERRWT (có ở 13/18 protein DREB). Cây phát sinh dựa trên trình tự nucleotide của các gen GmDREB và trình tự amino acid của miền AP2 trong protein DREB thể hiện sự tiến hóa và mối quan hệ của phân họ DREB ở đậu tương. Kết quả nghiên cứu  cung cấp thông tin toàn diện về phân họ gen DREB, làm cơ sở cho các phân tích thực nghiệm nhằm làm rõ hơn chức năng của một số thành viên trong phân họ gen này.

Tạp chí Khoa học và Công nghệ Việt Nam - Tập 63 - Số 2 - Tháng 2/2021 (nthang)
In bài viết  
Bookmark
Ý kiến của bạn

Sáng kiến mới  
 
 

CASTI TiVi




© Copyright 2020 Trung tâm Thông tin Khoa học và Công nghệ - Sở Khoa học & Công nghệ TP. Cần Thơ
Địa chỉ: 118/3 Trần Phú - Phường Cái Khế - Quận Ninh Kiều - thành phố Cần Thơ
Giấy phép số: 05/ GP-TTĐT, do Sở Thông tin và Truyền Thông thành phố Cần Thơ cấp ngày 23/5/2017
Trưởng Ban biên tập: Ông Vũ Minh Hải - Giám Đốc Trung tâm Thông tin Khoa học và Công nghệ - Sở Khoa học & Công nghệ TP. Cần Thơ
Ghi rõ nguồn www.trithuckhoahoc.vn khi bạn sử dụng lại thông tin từ website này
-->