Nghiên cứu đặc tính protein và phân tích in silico mức độ biểu hiện của họ gen CaSWEET ở cây Đậu gà (Cicer arietinum)

Trong nghiên cứu này, đặc tính cơ bản của họ protein vận chuyển đường sucrose, SWEET (sugars will eventually be exported transporter), đã được phân tích trên cây đậu gà (Cicer arietinum). Kết quả đã cho thấy họ CaSWEET có kích thước trong khoảng 230 đến 296 axít amin, trọng lượng phân tử đạt 25,67 đến 33,47 kDa. Phân tích các đặc tính hóa sinh đã chỉ ra rằng họ CaSWEET có tính kỵ nước, phần lớn các phân tử có giá trị điểm đẳng điện lớn hơn 7 và có tính ổn định trong điều kiện in vitro.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghiên cứu đặc tính protein và phân tích in silico mức độ biểu hiện của họ gen CaSWEET ở cây Đậu gà (Cicer arietinum)ISSN: 1859-2171TNU Journal of Science and Technology197(04): 71 - 76NGHIÊN CỨU ĐẶC TÍNH PROTEIN VÀ PHÂN TÍCH IN SILICO MỨC ĐỘBIỂU HIỆN CỦA HỌ GEN CaSWEET Ở CÂY ĐẬU GÀ (Cicer arietinum)Chu Đức Hà1*, Phùng Thị Vượng2,3, Nguyễn Hà My1,2,Phạm Thị Lý Thu1, Phạm Phương Thu2, La Việt Hồng21Viện Di truyền Nông nghiệp (VAAS), 2Trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2,3Trường THPT Ngô Quyền - Ba Vì, Hà NộiTÓM TẮTTrong nghiên cứu này, đặc tính cơ bản của họ protein vận chuyển đường sucrose, SWEET (sugarswill eventually be exported transporter), đã được phân tích trên cây đậu gà (Cicer arietinum). Kếtquả đã cho thấy họ CaSWEET có kích thước trong khoảng 230 đến 296 axít amin, trọng lượngphân tử đạt 25,67 đến 33,47 kDa. Phân tích các đặc tính hóa sinh đã chỉ ra rằng họ CaSWEET cótính kỵ nước, phần lớn các phân tử có giá trị điểm đẳng điện lớn hơn 7 và có tính ổn định trongđiều kiện in vitro. Dự đoán bằng TargetP cho thấy đa số các CaSWEET phân bố ở hệ thống tiết.Các gen CaSWEET được khai thác thông tin trong điều kiện thường và stress phi sinh học dựa vàomột số cơ sở dữ liệu giải hệ phiên mã. Trong điều kiện thường, hầu hết các gen CaSWEET có biểuhiện mạnh ở ít nhất một cơ quan trên cây. Đặc biệt, CaSWEET19 được xác định là gen có biểuhiện đặc thù ở cả 11 vị trí trong điều kiện thường. Bốn gen CaSWEET đã được xác định có mức độphiên mã đáp ứng với stress mặn và hạn ở mô rễ. Trong đó, gen CaSWEET05 biểu hiện mạnh nhấttrong stress hạn, đạt 2,43 lần so với đối chứng và CaSWEET17 là gen có đáp ứng với stress mặn,tương ứng 2,17 lần so với đối chứng.Từ khóa: Đậu gà, SWEET, mức độ biểu hiện, đặc tính, tin sinh họcNgày nhận bài: 04/3/2019; Ngày hoàn thiện: 19/3/2019; Ngày duyệt đăng: 16/4/2019ANALYSIS OF PROTEIN FEATURES AND IN SILICO EXPRESSIONPROFILES OF CaSWEET GENE FAMILY IN CHICKPEA (Cicer arietinum)Chu Duc Ha1*, Phung Thi Vuong2,3, Nguyen Ha My1,2,Pham Thi Ly Thu1, Pham Phuong Thu2, La Viet Hong21Agricultural Genetics Institute (VAAS), 2Hanoi Pedagogical University 23Ngo Quyen Highschool - Ba Vi, Ha NoiABSTRACTIn this study, the general characteristics of the sucrose transporters, namely SWEET (sugars willeventually be exported transporter) have been analyzed in the chickpea (Cicer arietinum). Ourresults indicated that the lengths of CaSWEETs were varied from 230 to 296 amino acids, whiletheir molecular weights ranged from 25.67 to 33.47 kiloDalton. Next, our analyses of thebiochemical features revealed that CaSWEETs are hydrophobic, most of them are base (theisoelectric points > 7) and recognized to be stable in the test tube. Our TargetP prediction showedthat the majority of CaSWEETs could be distributed on the secretory pathway. Of our interest, theexpression profiles of CaSWEETs were checked in the normal and abiotic stress conditions basedon the available transcriptome atlas. In the normal condition, most of CaSWEETs were highlyexpressed in at least one tissue. Interestingly, CaSWEET19 was noted as the most exclusivelyexpressed gene in the whole 11 tissues in the normal condition. We also found that four CaSWEETgenes were responsive to drought and salt stresses in root tissues. Among them, CaSWEET05 wasthe most up-regulated gene in drought stress (2.43-fold) and CaSWEET17 was the most inducedgene in salt stress (2.17-fold).Keywords: Chickpea, SWEET, expression profile, characteristic, bioinformaticsReceived: 04/3/2019; Revised: 19/3/2019; Approved: 16/4/2019* Corresponding author: Tel: 0983 766070, Email: hachu_amser@yahoo.comhttp://jst.tnu.edu.vn; Email: jst@tnu.edu.vn71Chu Đức Hà và ĐtgTạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ ĐHTNMỞ ĐẦUProtein vận chuyển đường sucrose SWEET(sugars will eventually be exportedtransporter) được biết đến như một nhómprotein chức năng tham gia vào nhiều quátrình sinh học quan trọng diễn ra trong tế bàothực vật [1]. Các báo cáo đã chỉ ra rằngSWEET có thể liên quan đến vận chuyểnsucrose và được tăng cường tích lũy tại mộtsố bộ phận trên cây [2], từ đó tham gia vàođiều hòa quá trình trao đổi chất ở thực vật [3].Đáng chú ý, các gen mã hóa SWEET đã đượcchứng minh có đáp ứng với bất lợi môitrường, bao gồm các stress sinh học và phisinh học [4].Đến nay, vai trò của các gen mã hóa SWEETliên quan đến đáp ứng stress đã được ghi nhậntrên nhiều đối tượng cây trồng như khoai lang(Ipomoea batatas) [5], cà chua (Solanumlycopersicum) [6] và cải dầu (Brassica napus)[4]. Trong nghiên cứu trước đây, 21 thànhviên của họ gen mã hóa CaSWEET đã đượcxác định một cách có hệ thống trên hệ gen câyđậu gà (Cicer arietinum) [7]. Phân tích đặctính đã cho thấy họ gen CaSWEET có cấu trúcbền vững với hầu hết các gen (18 trên 21)chứa 6 exon [7]. Câu hỏi đặt ra là các genCaSWEET có mức độ biểu hiện đáp ứng rasao trong điều kiện thường và stress?Mục đích của nghiên cứu này nhằm tìm hiểumức độ biểu hiện của các gen CaSWEETtrong điều kiện thường và stress phi sinh họcdựa trên các cơ sở dữ liệu microarray vàRNA-Seq đã công bố. Đồng thời, một số đặctính cơ bản của protein CaSWEET ở đậu gàđược phân tích dựa trên các công cụ trực tuyến.Kết quả của nghiên cứu này sẽ cung cấp nhữnggiả thuyết đáng tin cậy cho đánh giá chức nănggen CaSWEET có đáp ứng stress.VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨUDữ liệu nghiên cứuDữ liệu phiên mã (transcriptome) của giốngđậu gà desi ICC 4958 trong điều kiện thường[8] trên Hệ thống thông tin họ Đậu (Le ...