Nghiên cứu cơ chế nhân rộng trong tiến hóa của các gen mã hóa nhân tố phiên mã Nuclear factor-YB ở cam ngọt (Citrus sinensis)

Nhân tố phiên mã, trong đó có nhóm Nuclear factor-Y (NF-Y), gồm 3 tiểu đơn vị NF-YA, NF-YB và NF-YC, đóng vai trò quan trọng trong quá trình điều hòa biểu hiện gen liên quan đến sinh trưởng và phát triển ở thực vật. Trong nghiên cứu này, ba cặp gen lặp, CsNF-YB11/-YB13, CsNFYB3/-YB7 và CsNF-YB9/-YB17, đã được tìm thấy trong số 19 gen mã hóa NF-YB ở cam ngọt (Citrus sinensis).
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghiên cứu cơ chế nhân rộng trong tiến hóa của các gen mã hóa nhân tố phiên mã Nuclear factor-YB ở cam ngọt (Citrus sinensis)Chu Đức Hà và ĐtgTạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ180(04): 37 - 41NGHIÊN CỨU CƠ CHẾ NHÂN RỘNG TRONG TIẾN HÓACỦA CÁC GEN MÃ HÓA NHÂN TỐ PHIÊN MÃ NUCLEAR FACTOR-YBỞ CAM NGỌT (Citrus sinensis)Chu Đức Hà1*, Chu Thị Hiền Lương1,2, La Việt Hồng3,Thân Thị Hoa2, Phạm Thị Lý Thu1, Nguyễn Thị Thu Ngà41Viện Di truyền Nông nghiệp - Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam,2Trường Đại học Nông Lâm Bắc Giang,3Trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2, 4Trường Đại học Sư phạm - ĐH Thái NguyênTÓM TẮTNhân tố phiên mã, trong đó có nhóm Nuclear factor-Y (NF-Y), gồm 3 tiểu đơn vị NF-YA, NF-YBvà NF-YC, đóng vai trò quan trọng trong quá trình điều hòa biểu hiện gen liên quan đến sinhtrưởng và phát triển ở thực vật. Trong nghiên cứu này, ba cặp gen lặp, CsNF-YB11/-YB13, CsNFYB3/-YB7 và CsNF-YB9/-YB17, đã được tìm thấy trong số 19 gen mã hóa NF-YB ở cam ngọt(Citrus sinensis). Các sự kiện lặp đều xuất phát từ hiện tượng chuyển lặp vùng cận đầu tận cùngtrên các nhiễm sắc thể trong hệ gen cam ngọt. Trong quá trình tiến hóa, áp lực của chọn lọc tựnhiên đã kìm hãm đột biến điểm xảy ra trên các gen lặp. Trình tự bảo thủ của tiểu đơn vị NF-YB ởcam ngọt được cấu trúc từ vùng bám ADN, tương tác với NF-YA và NF-YC. Trong đó, một sốaxit amin đặc biệt đã được xác định trên trình tự này đã chỉ ra rằng các thành viên của họ NF-YBđóng vai trò cấu trúc NF-Y và có thể liên quan đến một số quá trình sinh lý ở cam ngọt.Từ khóa: Cam ngọt, Citrus sinensis, gen lặp, Nuclear factor-YB, tiến hóa, tin sinh họcMỞ ĐẦU*Dưới áp lực của chọn lọc tự nhiên, hệ gen củathực vật đã có những thay đổi trong việc phátsinh gen mới nhằm đáp ứng và chống chịuvới sự thay đổi của điều kiện tự nhiên. Trongđó, nhóm nhân tố phiên mã (transcriptionfactor, TF) đóng vai trò điều hòa sự biểu hiệncủa gen liên quan đến trao đổi chất và đápứng điều kiện bất lợi ở thực vật rất được chúý [11]. Nghiên cứu về các nhóm TF ở thựcvật luôn thu hút được nhiều sự quan tâm, bởilẽ những kết quả thu được có thể góp phầnlàm rõ về cơ chế đáp ứng với điều kiện bất lợiở thực vật.NF-Y (Nuclear factor-Y) được biết đến nhưmột trong số các nhóm TF phổ biến nhất ởthực vật [11]. Nhiều nghiên cứu đã cho thấy,NF-Y đóng vai trò quan trọng trong đời sốngcũng như liên quan mật thiết đến tính chốngchịu các điều kiện bất lợi ở thực vật [7], [9],[11]. Nhân tố phiên mã NF-Y, bao gồm 3 tiểuđơn vị NF-YA, NF-YB và NF-YC đã đượcghi nhận trên cam ngọt (Citrus sinensis) [10],*Tel: 0983 766070, Email: hachu_amser@yahoo.commột trong những loại cây ăn quả quan trọnghàng đầu ở Việt Nam hiện nay [1], [2]. Kếtquả thu được đã cung cấp những dẫn liệuquan trọng về khả năng chống chịu ở đốitượng cây ăn quả này.Với sự phát triển của các công cụ tin sinh học,tiểu đơn vị NF-YB ở C. sinensis đã được xácđịnh với 19 thành viên [1]. Số lượng gen nhưvậy, so với 6 gen mã hóa tiểu đơn vị NF-YAtìm thấy được ở C. sinensis gần đây [2], đãđặt ra câu hỏi về sự nhân rộng của họ đa genCsNF-YB diễn ra như thế nào trong quá trìnhtiến hóa? Trong nghiên cứu này, cơ chế tiếnhóa của họ gen mã hóa tiểu đơn vị NF-YB ởcam ngọt đã được xem xét. Kết quả củanghiên cứu này sẽ cung cấp dữ liệu quantrọng để phân tích chức năng của NF-Y liênquan đến sinh trưởng, phát triển và chốngchịu ở cam ngọt.VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨUDữ liệu nghiên cứuHệ gen và hệ protein của giống cam ngọt môhình Valencia [10] được cung cấp trênPhytozome (http://phytozome.jgi.doe.gov/) [5].37Chu Đức Hà và ĐtgTạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆTrình tự gen và protein của 19 thành viên tiểuđơn vị NF-YB ở cam ngọt được thu thập từnghiên cứu trước đây [1].180(04): 37 - 41YB11 (XM_006480533) và(XM_006485877) (Hình 1).CsNF-YB13Phương pháp nghiên cứuPhương pháp dự đoán hiện tượng lặp gen:Trình tự gen mã hóa NF-YB (định dạng.fasta) được sử dụng để căn trình tự tươngđồng bằng công cụ MEGA [6]. Sự kiện lặpgen được xác định khi độ tương đồng (ở cấpđộ nucleotide) giữa 2 gen lớn hơn 50% [9].Phương pháp xác định trị số thay thế đồngnghĩa, trái nghĩa và thời điểm lặp gen: Trị sốthay thế trái nghĩa Ka (nonsynonymoussubstitutions per non-synonymous site) và trịsố thay thế đồng nghĩa Ks (synonymoussubstitutions per synonymous site) được xácđịnh bằng cách phân tích trình tự nucleotidecủa 2 gen lặp trên phần mềm DNAsp [8].Thời điểm xảy ra hiện tượng lặp gen được ...