Sự khác nhau về khả năng chịu hạn và trình tự gen LTP (Lipid Transfer Protein) của một số giống lúa cạn địa phương

Bài báo này trình bày kết quả nghiên cứu về khả năng chịu hạn của một số giống lúa cạn thông qua việc xác định chỉ số chịu hạn tương đối và tỷ lệ tăng hàm lượng prolin.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Sự khác nhau về khả năng chịu hạn và trình tự gen LTP (Lipid Transfer Protein) của một số giống lúa cạn địa phươngNguyễn Trà My và ĐtgTạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ85(09)/1: 119 - 125SỰ KHÁC NHAU VỀ KHẢ NĂNG CHỊU HẠN VÀ TRÌNH TỰ GEN LTP (Lipidtransfer protein) CỦA MỘT SỐ GIỐNG LÚA CẠN ĐỊA PHƢƠNGNguyễn Trà My2, Nguyễn Thị Ngọc Lan2,Nguyễn Vũ Thanh Thanh3, Chu Hoàng Mậu1*1Đại học Thái Nguyên, 2Trường ĐH Sư phạm - ĐH Thái Nguyên3Trường ĐH Khoa học - ĐH Thái NguyênTÓM TẮTHạn hán có tác động tiêu cực đối với cây lúa, nhất là trong giai đoạn cây mạ. Một trong số các genliên quan đến tính chịu hạn của cây lúa là LTP (Lipid transfer protein). Khi gặp hạn LTP có khảnăng tổng hợp protein thúc đẩy quá trình vận chuyển phospholipid tới màng, hỗ trợ việc tạo ra lớpsáp hoặc lớp biểu bì giúp bảo vệ thực vật trước stress hạn. Bài báo này trình bày kết quả nghiêncứu về khả năng chịu hạn của một số giống lúa cạn thông qua việc xác định chỉ số chịu hạn tươngđối và tỷ lệ tăng hàm lượng prolin. Khả năng chịu hạn của 9 giống lúa cạn ở giai đoạn cây mạ cóthể xếp thành 4 nhóm khác nhau về mức độ chịu hạn: Nhóm chịu hạn tốt nhất có hai giống: NA3và NA1; tiếp đến là 2 giống NA2 và CB1; xếp thứ ba là 3 giống NA5, CB2 và NA4; nhóm chịuhạn kém nhất gồm 2 giống LC và NA6. Đã khuếch đại, tách dòng thành công và xác định trình tựgen LTP của hai giống lúa cạn địa phương Tương Dương - Nghệ An (NA3 và NA6). Gen LTP củagiống NA3 có 417 nucleotide mã hóa cho 138 amino acid, gen LTP của giống NA6 có kích thước420 nucleotide mã hóa cho 139 amino acid. Gen LTP của hai giống lúa cạn NA3 và NA6 đều khôngcó intron. Đã xác định được sự sai khác ở 12 vị trí nucleotide của gen LTP của giống NA6 so vớigiống Yukihikari (GenBank-AY466108) và giống NA3. Trong số 139 amino acid được mã hóa từgen LTP của giống NA6 thì xác định có 7 vị trí sai khác so với giống Yukihikari và giống NA3.Từ khoá: Chịu hạn, lúa cạn địa phương, LTP gen, prolin, tách dòng.MỞ ĐẦU*Lúa là loại cây trồng rất mẫn cảm với cácđiều kiện ngoại cảnh và là cây chịu hạn kém[6]. Những yếu tố sinh thái bất lợi tác độnglên quá trình sinh trưởng và phát triển của câylúa như lượng mưa, nhiệt độ, ánh sáng…không thuận lợi. Trong đó khô hạn là yếu tốquan trọng nhất ảnh hưởng đến năng suất củalúa, nó có thể làm giảm tới 70% năng suất câytrồng. Trong những năm gần đây, nhiềunghiên cứu về lĩnh vực nâng cao năng suất,chất lượng và tính chống chịu của cây trồng.Trong đó, các nghiên cứu về tính chịu mấtnước ở mức độ phân tử đã được các nhà khoahọc đặc biệt quan tâm. Nghiên cứu tạo nguồnvật liệu khởi đầu cho chọn dòng chịu hạnbằng công nghệ tế bào thực vật của NguyễnThị Tâm (2006) [7]; đánh giá khả năng chịuhạn thông qua hàm lượng đường, protein,enzyme trong hạt của của các giống lúa chịuhạn khác nhau của Chu Hoàng Mậu (2005)[4]. Nhiều nhóm gen liên quan đến khả năngchịu mất nước của tế bào đã được xác địnhtrình tự và công bố bởi một số tác giả [2], [5].Gen mã hóa LTPs thuộc họ gen pathogenesis– relate, có khả năng tổng hợp protein thúcđẩy quá trình vận chuyển phospholipid tới*Tel: 0913383289; Email: mauchdhtn@gmail.comSố hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyênmàng. LTP còn hỗ trợ việc tạo ra lớp sáp hoặclớp biểu bì giúp thực vật bảo vệ, phản ứng vàđáp ứng lại những thay đổi của môi trường(Kader, 1996) [9]. Ở thực vật chúng khôngchỉ tham gia vào việc hình thành cutin – cóvai trò quan trọng trong việc bảo vệ mô thựcvật tránh khỏi sự mất nước và quá trình phátsinh phôi, chúng còn tham gia các phản ứngchống lại các tác nhân gây bệnh ở thực vật vàquá trình thích nghi của cây đối với các điềukiện khác nhau của môi trường sống (Kader,1996) [9]. Khi gặp các điều kiện bất lợi củamôi trường các nhân tố như hormone, các quátrình trao đổi ion, các con đường truyền tínhiệu... sẽ điều khiển gen LTP hoạt động tổnghợp protein và tăng cường vận chuyểnphospholipid tới màng, tăng tính bền vữngcủa thành tế bào và khả năng giữ nước củamàng nhằm giúp cho cây chống lại điều kiệnkhô hạn của môi trường.Với mục đích đánh giá một cách có hệ thốngvề khả năng chịu hạn của các giống lúa cạn,trong bài báo này, chúng tôi công bố kết quảđánh giá khả năng chịu hạn ở giai đoạn mạ balá và phân lập gen LTP ở hai giống lúa cạnđịa phương là Giáng và Nhan khác nhau vềkhả năng chịu mất nước với mục tiêu tìm hiểu119http://www.lrc-tnu.edu.vnNguyễn Trà My và ĐtgTạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆmối liên quan giữa những thay đổi trong trìnhtự gen và trình tự protein với đặc tính chịumất nước của cây lúa cạn.NGUYÊN LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁPSử dụng 9 giống lúa cạn địa phương làm vậtliệu nghiên cứu. Tên địa phương và nguồngốc được trình bày ở bảng l.Đánh giá nhanh khả năng chịu hạn ở giaiđoạn mạ 3 lá theo phương pháp gây hạn nhântạo của Lê Trần Bình và cs (1998) [1]. Hàmlượng prolin của thân, lá, rễ xác định theophương pháp của Bates (1973) [8]. Các bộ kitdùng cho phân lập và đọc trình tự gen đượcmua từ hã ...