Sự đa dạng trong trình tự gen GmDreb5 của một số giống đậu tương địa phương Việt Nam

Trong nghiên cứu này, gen GmDREB5 được chúng tôi phân lập từ 7 giống đậu tương địa phương Việt Nam có kích thước 924 bp, mã hóa 307 amino acid, chứa vùng AP2 và DNA binding site, đem so sánh với trình tự của giống đậu tương Trung Quốc có mã số EF583447.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Sự đa dạng trong trình tự gen GmDreb5 của một số giống đậu tương địa phương Việt NamChu Hoàng Mậu và ĐtgTạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ97(09): 41 - 47SỰ ĐA DẠNG TRONG TRÌNH TỰ GEN GmDREB5 CỦA MỘT SỐ GIỐNG ĐẬUTƯƠNG ĐỊA PHƯƠNG VIỆT NAMChu Hoàng Mậu1*, Nguyễn Vũ Thanh Thanh1,Vì Thị Xuân Thủy2, Vũ Thị Hường31Đại học Thái Nguyên, 2 Trường Đại học Tây Bắc,3Sở Giáo dục và Đào tạo Hà GiangTÓM TẮTProtein DREB không trực tiếp tham gia vào quá trình kháng hạn, tuy nhiên, nó là nhân tố kích hoạtđồng thời sự biểu hiện của các gen liên quan đến tính chịu hạn, trong đó có gen liên quan đến sự kéodài rễ của cây đậu tương. Trong nghiên cứu này, gen GmDREB5 được chúng tôi phân lập từ 7 giốngđậu tương địa phương Việt Nam có kích thước 924 bp, mã hóa 307 amino acid, chứa vùng AP2 vàDNA binding site, đem so sánh với trình tự của giống đậu tương Trung Quốc có mã số EF583447.Dựa trên phân tích trình tự nucleotid và trình tự amino acid của gen GmDREB5 thì 8 giống đậu tươngnghiên cứu được phân bố trong 2 nhóm, nhóm I gồm 4 giống chịu hạn kém (LBG, HE598783,HE647690, FR822737) và nhóm II gồm 4 giống chịu hạn tốt (XLS, HE648568, HE648567,EF583447). Khoảng cách di truyền dựa trên trình tự nucleotid là 3,7% và dựa trên trình tự aminoacid là 6,1%. Những sai khác về trình tự nucleotid và trình tự amino acid của gen GmDREB5 giữanhóm đậu tương chịu hạn tốt và nhóm chịu hạn kém có liên quan như thế nào với hoạt động phiênmã của gen liên quan đến sự kéo dài của rễ đậu tương cần có những nghiên cứu tiếp theo.Từ khóa: Hạn, đậu tương địa phương, đa dạng, kéo dài rễ, GmDREB5, kích hoạt phiên mã.MỞ ĐẦU*Khô hạn là yếu tố chính làm giảm năng suấtđậu tương, có thể làm giảm 70%. Đặc tínhchịu hạn của cây đậu tương liên quan chặt chẽđến đặc tính hoá keo của nguyên sinh chất vàđặc điểm quá trình trao đổi chất. Tính chịuhạn của cây đậu tương là tính trạng đa gen,bao gồm các gen mà sản phẩm của chúng tácđộng trực tiếp tới quá trình chịu hạn và sảnphẩm của chúng kích hoạt quá trình phiên mãcủa nhóm gen chịu hạn. Protein DREB tuykhông trực tiếp tham gia vào quá trình khánghạn nhưng nó giữ vai trò là nhân tố kích hoạtđồng thời sự biểu hiện của các gen liên quanđến tính chịu hạn và không phụ thuộc vàoABA, trong đó có gen liên quan đến sự kéodài rễ của cây đậu tương.DREBs thuộc họ ERF của các nhân tố phiênmã, bao gồm hai nhóm là DREB1/CBF vàDREB2 được hình thành bởi tác động của yếutố lạnh và mất nước. Các DREBs tham giavào con đường tín hiệu stress sinh học. Yếu tốAP2/ERF đặc trưng bởi sự hiện diện của miền*Tel: 0913383289; E-mail: mauchdhtn@gmail.comAP2/ERF, đóng vai trò quan trọng trong việcđiều hòa biểu hiện gen, đáp ứng với các stresssinh học và phi sinh học [3]. AP2/ERF tạothành một siêu họ lớn, được chia thành banhóm có tên là AP2, ERF và RAV dựa trênsự tương đồng về trình tự [2]. Protein AP2có chứa hai vùng AP2/ERF [4], RAV chứamột miền AP2/ERF và miền B3 [4], họprotein ERF có chứa một miền AP2/ERFduy nhất, và đôi khi còn chia thành hai phânhọ lớn, phân họ CBF/ DREB và phân họERF. Gen trong phân họ CBF/ DREB giữ vaitrò rất quan trọng trong các phản ứng củathực vật với stress phi sinh học bằng cáchnhận diện được các yếu tố mất nước (DRE)với trình tự lõi A GCCGAC [4] và chỉ cómột vài thành viên của ERF và phân họCBF/DREB được đặc trưng ở cây đậu tương.GmDREB5 là một thành viên trong họ genDREB được chúng tôi phân lập từ 7 giống đậutương địa phương Việt Nam thuộc 2 nhómchịu hạn tốt và chịu hạn kém [1, 5] so sánh vớitrình tự gen có mã số EF583447 trên GenBank[6] để xác định sự đa dạng di tuyền. Sự saikhác của các trình tự gen GmDREB5 có liên41Chu Hoàng Mậu và ĐtgTạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆquan thế nào đến sự biểu hiện gen kéo dài rễcây đậu tương sẽ là cơ sở cho việc ứng dụngkỹ thuật tạo cây chuyển gen bằng cách điềukhiển sự biểu hiện của DREBs, tăng khả năngbiểu hiện của nhóm gen chịu hạn, trong đó cógen liên quan đến sự kéo dài rễ của cây đậutương. Điều này sẽ mở ra một cơ hội tuyệt vờiđể phát triển cây đậu tương chuyển gen có khảnăng chịu hạn cao.VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁPCác trình tự gen được phân lập từ một sốgiống đậu tương địa phương như: Xanh TiênĐài, Cúc lông Phú Bình, Xanh Ba Bể, VàngNgân Sơn, Bản Giốc, Xuân Lạng Sơn, Lơ4297(09): 41 - 47Bắc Giang và trình tự có mã số EF583447 ởGenBank được sử dụng làm vật liệu nghiêncứu. Sử dụng các phần mềm chuyên dụngphân tích các trình tự gen để xác định sự đadạng trong trình tự gen và trinh tự amino acid.KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬNSự đa dạng của trình tự gen GmDREB5Chúng tôi tiến hành so sánh trình tựnucleotide của gen GmDREB5 phân lập từmột số giống đậu tương địa phương Việt Namvới trình tự nucleotid của gen GmDREB5 đãcông bố trên Ngân hàng gen quốc tế (NCBI)có mã số EF583447, kết quả thu được thểhiện ở hình 1.Chu Hoàng Mậu và ĐtgTạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ97(09): 41 - 47Hình 1. Trình tự nucleotid của gen GmDREB5 phân lập từ một số giống đậu tương địa p ...