Luận văn : ĐÁNH GIÁ HÀM LƯỢNG AXIT PHYTIC Ở MỘT SỐ GIỐNG LÚA ĐỊA PHƯƠNG VÀ MỘT SỐ GIỐNG LÚA ĐỘT BIẾN BẰNG PHƯƠNG PHÁP SINH HÓA VÀ MICROSATELLITE part 2

Trong những thập niên qua, di truyền Menden đã và đang bước vào thời đại mới, được gọi là hệ gen (Genomics), nghiên cứu về cấu trúc và chức năng của các gen. Những thông tin về chuỗi mã DNA đã được giải mã trên một số loài điển hình như lúa và Arapidopsis, nhưng chức năng của các gen tìm thấy chưa được biết nhiều. Việc tạo ra đột biến trên cây trồng kết hợp với đánh dấu phân tử đang đóng một vai trò quan trọng để giải quyết vấn đề trên, khi tác nhân gây đột...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Luận văn : ĐÁNH GIÁ HÀM LƯỢNG AXIT PHYTIC Ở MỘT SỐ GIỐNG LÚA ĐỊA PHƯƠNG VÀ MỘT SỐ GIỐNG LÚA ĐỘT BIẾN BẰNG PHƯƠNG PHÁP SINH HÓA VÀ MICROSATELLITE part 2 11nhiễm sắc thể và có chiều dài tổng cộng 1389cM từ cặp lai IR34538 (Indica) vàBulu Dalam (Mc couch và ctv, 1998). Trong những thập niên qua, di truyền Menden đã và đang bước vào thời đạimới, được gọi là hệ gen (Genomics), nghiên cứu về cấu trúc và chức năng của cácgen. Những thông tin về chuỗi mã DNA đã được giải mã trên một số loài điểnhình như lúa và Arapidopsis, nhưng chức năng của các gen tìm thấy chưa đượcbiết nhiều. Việc tạo ra đột biến trên cây trồng kết hợp với đánh dấu phân tử đangđóng một vai trò quan trọng để giải quyết vấn đề trên, khi tác nhân gây đột biếnlàm thay đổi các tính trạng mang gen mục tiêu. Các đánh dấu ứng dụng hiện nayđược xem như có hiệu quả đáng tin cậy là đánh dấu “siêu vệ tinh” hay còn gọi làSSR (simple sequence repeats) và đang đưa vào ứng dụng rộng đánh dấu “các thểđa hình nucleotide đơn” hay SNP (Single nucleotid polymorphism) để xác địnhđột biến.2.4. Nghiên cứu di truyền gen axit phytic thấp Kiểu gen và môi trường là những nhân tố chính làm thay đổi tổng lượngphotpho trong hạt.Trong tự nhiên các kiểu gen điều khiển sự thay đổi lượngphotpho trong hạt chủ yếu là tăng hay giảm hàm lượng axit phytic mà các thànhphần chứa photpho khác không thay đổi. Người ta đã tạo được một số gen lặn(lpa) làm giảm hàm lượng axit phytic bằng phương pháp gây đột biến bằng hoáchất và phân lập gen này ở trên cây bắp và cây lúa mạch. Các gen này làm thayđổi rất lớn giữa các thành phần chứa photpho trong hạt như axit phytic, cácinositol photphate khác và photphate tự do.Trong đó gen đột biến lpa1 làm giảmhàm lượng axit phytic bằng cách tự cân bằng sinh học trong phân tử với photphattự do (tức là làm tăng hàm lượng photphat tự do). Gen này được xác định nằm trênchromosome 1S của cây bắp và trên chromosome 2H của cây lúa mạch. Tương tựđối với gen lpa2 thì axit phytic giảm cùng với các dạng inositol photphate khác vàlàm tăng lên photphate tự do. Gen đột biến lpa2 được xác định nằm trênchromosome 1S của cây bắp và chromosome 2H của cây lúa. Như vậy cho đến 12nay tất cả các gen đột biến cho hàm lượng axit phytic thấp đều làm tăng lượngphotphate tự do. Đây chính là chỉ thị trong việc chọn lọc các dòng lúa đột bi ến cóhàm lượng axit phytic thấp. Đột biến axit phytic thấp được tạo ra do các tác nhân đột biến trên các loài câytrồng như bắp, lúa gạo, lúa mạch và đậu nành ( Ras-mussen và Hatzack, 1998;Larson và ctv., 2000; Raboy và ctv., 2000; Wilcox và ctv., 2000) và được ứngdụng trong nghiên cứu chọn giống di truyền (Raboy và ctv., 2001). Có hai loại độtbiến ảnh hưởng đến axit phytic thấp trên bắp là đột biến lpa1 làm giảm lượng axitphytic nhưng không tích lũy inositol polyphotphate và đột biến lpa2 cũng làmgiảm lượng axit phytic nhưng hạt đột biến này tích lũy InsP 3, InsP4 và InsP5(Raboy và ctv., 2000). Dạng đột biến lpa2 ở ngô (Zea mays) xảy ra do sự đột biếnở gen inositol phosphate kinase. Gen inositol phosphate kinase ở ngô (ZmIpk)được xác định thông qua sự so sánh trình tự với gen Ins(1,3,4)P3 5/6-kinase ởngười và Arabidopsis. Dạng mRNA của gen ZmIpK biểu hiện ở trong phôi, nơimà hàm lượng axit phytic gia tăng ở hạt ngô. Phân tích Southern-blot, cloning, đọctrình tự gen ZmIpK từ dạng đột biến lpa2 cho thấy alen lpa2-1 được tạo ra do sựsắp xếp lại trình tự ở locus của gen ZmIpK và alen lpa2-2 được tạo ra do sự độtbiến nucleotide làm xuất hiện một codon stop ở đầu N của gen ZmI pK. Và điềunày cho thấy ZmIpK là một trong những enzym kinase tham gia vào quá trình sinhtổng hợp axit phytic trong giai đoạn phát triển của hạt. Sinh tổng hợp axit phyticthấp trong hạt và sự xác định gen thông qua con đường phân lập các nhân bảncDNA trên bắp. Các nhân bản này có chuỗi mã di truyền giống với nhiều inositolphotphat kinase từ động vật và nấm men. Ứng dụng kỹ thuật bất hoạt chèn đoạnmã đột biến (Mutator insertion knockout) để điều tra chức năng của gen. Sau khibất hoạt những gen này, hàm lượng axit phytic trong hạt sẽ giảm, hạt sẽ tích lũymyo-inositol, inositol photphat và photphat tự do. Trong sự phát triển của hạt, axit phytic được tổng hợp từ quá trình đường phân(Gluco-6-P). Enzym Ins(3) P1 synthase (MIPS) xúc tác quá trình Glucose-6-photphate để tạo ra Ins(3) P1. 13 Phân tích clone MIPS ở cây yến mạch (Avena sativa) cho thấy clone này chứa1936 bp (accession no. AB059557) mã hóa cho polypeptid có số lượng amino axitlà 510 và có tính tương đồng cao với nhiều loại cây trồng khác. Theo Yoshida vàctv. cho thấy độ tương đồng amino axit giữa protein MIPS ở cây yến mạch vớiprotein MIPS của các cây khác vào khoảng 77 đến 88% ...