Đặc điểm của gen GmDREB5 phân lập từ một số giống đậu tương địa phương Việt Nam

Đậu tương (Glycine max (L.) Merrill) là cây tương đối mẫn cảm với điều kiện ngoại cảnh và thuộc vào nhóm cây chịu hạn kém. Trong những năm gần đây, diễn biến khí hậu ngày càng phức tạp, lượng mưa phân bố không đều giữa các vùng và giữa các thời kỳ trong năm nên hạn hán và nắng nóng kéo dài.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Đặc điểm của gen GmDREB5 phân lập từ một số giống đậu tương địa phương Việt Nam Nguyễn Vũ Thanh Thanh và Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 85(09)/1: 143 - 148 ĐẶC ĐIỂM CỦA GEN GmDREB5 PHÂN LẬP TỪ MỘT SỐ GIỐNG ĐẬU TƢƠNG ĐỊA PHƢƠNG VIỆT NAM Nguyễn Vũ Thanh Thanh1, Nguyễn Thùy Giang1, Hoàng Văn Mạnh2, Lê Đức Huấn2, Chu Hoàng Mậu3* 1 Trường ĐH Khoa học - ĐHTN, 2Viện Khoa học Sự sống - ĐHTN, 3Đại học Thái Nguyên TÓM TẮT Đậu tƣơng (Glycine max (L.) Merrill) là cây tƣơng đối mẫn cảm với điều kiện ngoại cảnh và thuộc vào nhóm cây chịu hạn kém. Trong những năm gần đây, diễn biến khí hậu ngày càng phức tạp, lƣợng mƣa phân bố không đều giữa các vùng và giữa các thời kỳ trong năm nên hạn hán và nắng nóng kéo dài. Tình trạng hạn hán ảnh hƣởng lớn đến năng suất đậu tƣơng, vì vậy nghiên cứu gen liên quan đến khả năng chịu hạn của cây đậu tƣơng làm cơ sở cho ứng dụng kỹ thuật chuyển gen nhằm nâng cao khả năng chịu hạn của cây đậu tƣơng đang đƣợc quan tâm của các nhà chọn giống. Protein GmDREB là nhân tố phiên mã kích hoạt nhóm gen liên quan đến tính chịu hạn của đậu tƣơng, không phụ thuộc vào ABA, sản phẩm của gen GmDREB đƣợc tìm thấy nhiều khi cây gặp hạn, mặn và lạnh. Trong nghiên cứu này, chúng tôi trình bày kết quả khuếch đại gen GmDREB5 từ DNA tổng số ở hai giống đậu tƣơng Cúc Lông Phú Bình (CPB) và Vàng Ngân Sơn (VNS) của Việt Nam bằng phản ứng PCR với cặp mồi đƣợc thiết kế và tổng hợp là DREB5soyF/DREB5soyR. Kết quả tách dòng và đọc trình tự gen GmDREB5 cho thấy trình tự gen GmDREB5 của cả 2 giống đậu tƣơng CPB, VNS đều dài 924 bp. Kết quả so sánh trình tự nucleotide của hai giống này cho thấy có độ tƣơng đồng cao (đạt 99,2%), trình tự amino acid của protein DREB5 do gen này mã hóa ở hai giống đậu tƣơng nghiên cứu cũng cho độ tƣơng đồng cao (đạt 98,7%). Khi đem so sánh với trình tự gen GmDREB5 của các giống đậu tƣơng khác đã công bố là EF583447, Xanh Tiên Đài (XTD) và Bản Giốc (BG) thì độ tƣơng đồng của năm giống này dao động từ 91,9% đến 99,2%. Trình tự amino acid của protein DREB5 của năm giống này có độ tƣơng đồng từ 88,4% đến 99,0%. Cần tiếp tục nghiên cứu về gen GmDREB5 làm cơ sở thiết kế vector mang cấu trúc gen GmDREB5, phục vụ chuyển gen tạo cây đậu tƣơng biến đổi gen chịu hạn. Từ khoá: Đậu tương địa phương, đậu tương chuyển gen, chịu hạn, gen GmDREB5, Glycine max. MỞ ĐẦU* Đậu tƣơng (Glycine max (L.) Merrill ) có vị trí quan trọng trong cơ cấu cây trồng nông nghiệp của thế giới và của Việt Nam.Cây đậu tƣơng đƣợc coi là cây trồng chiến lƣợc của nhiều quốc gia trên thế giới. Hàm lƣợng protein trong hạt đậu tƣơng rất cao, chiếm khoảng 32%-56%, hàm lƣợng lipid chiếm 12%-25%, hàm lƣợng glucid chiếm 10-15% và chứa nhiều loại vitamin...[3], đây là nguồn dinh dƣỡng quan trọng cho con ngƣời và vật nuôi. Trồng cây đậu tƣơng còn có tác dụng cải tạo đất nhờ vi khuẩn cố định đạm chứa trong các nốt sần ở rễ. Với những giá trị to lớn đó, cây đậu tƣơng đƣợc trồng phổ biến ở nhiều nơi từ 55o vĩ Bắc đến 55o vĩ Nam, từ vùng thấp hơn mực nƣớc biển đến vùng cao trên 2000m so với mực nƣớc biển với diện tích đạt khoảng hơn 74,7 triệu ha. Những năm gần đây do biến đổi khí hậu đã có những tác động bất lợi đến sự sinh trƣởng và phát triển của cây trồng nói chung, trong đó * có cây đậu tƣơng. Đậu tƣơng là cây tƣơng đối mẫn cảm với điều kiện ngoại cảnh và thuộc vào nhóm cây chịu hạn kém. Hạn hán đã ảnh hƣởng lớn đến năng suất đậu tƣơng, vì vậy nghiên cứu gen liên quan đến khả năng chịu hạn của cây đậu tƣơng làm cơ sở cho ứng dụng kỹ thuật chuyển gen nhằm nâng cao khả năng chịu hạn của cây đậu tƣơng đang đƣợc quan tâm của các nhà chọn giống. Quá trình phiên mã của nhóm gen chịu hạn chịu tác động của các yếu tố điều khiển quá trình phiên mã, trong đó có nhân tố DREB. DREB là họ gen tổng hợp protein đƣợc tìm thấy nhiều trong tế bào sống khi thực vật gặp các điều kiện ngoại cảnh bất lợi nhƣ hạn hán, mặn và lạnh. Nhiều công trình nghiên cứu của các nhà khoa học trên thế giới cho rằng, DREB là nhân tố phiên mã tham gia tích cực vào quá trình này bằng cách kích hoạt nhanh sự hoạt động của các gen tham gia trực tiếp chống lại các điều kiên bất lợi của môi trƣờng nhƣ hạn hán, mặn và lạnh, nhƣng nhân tố phiên mã DREB hoạt động không Tel: 0913383289; Email: mauchdhtn@gmail.com Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 143 http://www.lrc-tnu.edu.vn Nguyễn Vũ Thanh Thanh và Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ cần thông qua sự tác động của ABA (Trần Thị Phƣơng Liên và đtg) [8]. Năm 2009, Mei Zhang và đtg đã nghiên cứu nhân tố phiên mã ở thực vật và vai trò của nó đối với thực vật chống lại các yếu tố bất lợi phi sinh học. Stress phi sinh học nhƣ hạn hán, lạnh và độ mặn cao đã ảnh hƣởng nghiêm trọng đến sự tăng trƣởng và năng suất của cây trồng. Nghiên cứu đã đề cập đến cấu trúc và chức năng cũng nhƣ ứng dụng của các nhân tố DREB trong cải thiện khả năng chống chịu của cây trồng [11]. Li và đtg (2005) phân lập gen GmDREB tƣơng đồng gồm 3 gen GmDREBa, GmDREBb, GmDREBc từ cây đậu đậu tƣơng. Kế ...