Tách dòng gen ZmNAC1 từ mẫu ngô địa phương Vị Xuyên – Hà Giang, Việt Nam

Trong nghiên cứu này chúng tôi đã thiết kế cặp mồi NACZm-F/NACZm-R, khuếch đại, tách dòng thành công và xác định trình tự nucleotide của gen ZmNAC1 từ DNA hệ gen mẫu ngô địa phương VX (Hà Giang). Gen ZmNAC1 có kích thước là 1035 bp, vùng mã hoá gồm 939 bp mã hoá 312 amino acid. Gen ZmNAC1 có 2 exon và 1 intron; exon 1 có kích thước 471 bp, exon 2 - 468 bp, intron có 96 bp. Gen ZmNAC1 của mẫu ngô VX xuất hiện 6 vị trí nucleotide thiếu hụt ở vùng intron (487, 556, 557, 558, 559, 560).
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tách dòng gen ZmNAC1 từ mẫu ngô địa phương Vị Xuyên – Hà Giang, Việt NamNguyễn Vũ Thanh Thanh và ĐtgTạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ107(07): 63 - 68TÁCH DÒNG GEN ZmNAC1 TỪ MẪU NGÔ ĐỊA PHƯƠNGVỊ XUYÊN –HÀ GIANG, VIỆT NAMNguyễn Vũ Thanh Thanh1*, Nguyễn Văn Tường1,Phạm Thanh Tùng2, Lê Văn Sơn2, Chu Hoàng Mậu31Trường Đại học Khoa học- ĐH Thái Nguyên; 2Viện Công nghệ sinh học3Trường Đại học Sư phạm - ĐH Thái NguyênTÓM TẮTNhân tố phiên mã NAC (bắt nguồn từ ba chữ NAM-no apical meristem, ATAF-Arabidopsistranscription activation factor, CUC-cup-shaped cotyledon) là một họ protein có chức năng rất đadạng, giữ vai trò quan trọng trong việc điều hòa sự sinh trưởng và phát triển của thực vật, điềuchỉnh nội tiết tố và phản ứng với những áp lực khác nhau, quá trình lão hóa, phát triển hình thái,con đường truyền tín hiệu và có thể đóng vai trò quan trọng trong con đường kháng các yếu tố sinhhọc và phi sinh học. Trong nghiên cứu này chúng tôi đã thiết kế cặp mồi NACZm-F/NACZm-R,khuếch đại, tách dòng thành công và xác định trình tự nucleotide của gen ZmNAC1 từ DNA hệ genmẫu ngô địa phương VX (Hà Giang). Gen ZmNAC1 có kích thước là 1035 bp, vùng mã hoá gồm939 bp mã hoá 312 amino acid. Gen ZmNAC1 có 2 exon và 1 intron; exon 1 có kích thước 471 bp,exon 2 - 468 bp, intron có 96 bp. Gen ZmNAC1 của mẫu ngô VX xuất hiện 6 vị trí nucleotide thiếuhụt ở vùng intron (487, 556, 557, 558, 559, 560) và protein suy diễn có vị trí amino acid 181 saikhác so với protein NAC1 trên GenBank (mã số ACF33136). Trình tự gen ZmNAC1 thu được là cơsở để tiếp tục nghiên cứu đặc điểm của gen ZmNAC1 và mối liên quan giữa sự thay đổi trong cấutrúc gen ZmNAC1 với đặc tính chịu hạn ở cây ngô.Từ khoá: chịu hạn, gen NAC1, ngô địa phương, nhân tố phiên mã, tách dòng.MỞ ĐẦU*Stress phi sinh học như hạn hán và độ mặncao ảnh hưởng xấu đến sự sinh trưởng, pháttriển và năng suất của thực vật. Trong nhữngnăm gần đây, nhiều tiến bộ đã được thực hiệntheo hướng xác định tiềm năng các gen liênquan đến khả năng tăng sức chịu đựng củathực vật đối với các stress phi sinh học từ môitrường. Nhân tố phiên mã NAC là một họprotein có chức năng rất đa dạng, giữ vai tròquan trọng trong việc điều hòa sự sinh trưởngvà phát triển của thực vật, quá trình lão hóa,phát triển hình thái, con đường truyền tínhiệu, điều chỉnh nội tiết tố và phản ứng vớinhững tác động khác nhau từ ngoại cảnh [2],[4], [5]. Nhân tố phiên mã NAC có một loạtcác chức năng quan trọng không chỉ trong sựphát triển thực vật mà còn trong phản ứng vớicác stress phi sinh học. Gen NAC đã đượcchứng minh có liên quan đến tính chống chịustress phi sinh học [6]. Kết quả nghiên cứucủa Liu và đtg (2009) cũng chi ra rằng gen*NAC1 có vai trò quan trọng trong phản ứngvới các stress từ ngoại cảnh, tăng cường khảnăng chống chịu các yếu tố bất lợi sinh học vàphi sinh học [4]. Nghiên cứu của Lu và đtg(2012) cho kết quả gen ZmNAC được cảmứng mạnh mẽ bởi nhiệt độ thấp, độ mặn cao,khô hạn, và axit abscisic (ABA) [5]. Cácnghiên cứu vai trò của gen NAC còn xem xétở khía cạnh nhận và truyền tín hiệu các yếu tốmôi trường để thực hiện chức năng hoạt hóaquá trình phiên mã [1]. Những kết quả nghiêncứu của các tác giả cũng đã chỉ ra rằngprotein NAC1 có chức năng hoạt hoá quátrình phiên mã của nhóm gen chịu hạn trongmôi trường thiếu nước cực đoan và có thể ứngdụng nhằm cải thiện tính chịu hạn của thựcvật và cây ngô bằng kỹ thuật chuyển gen [5],[6]. Các thảo luận về vai trò và mục tiêu sửdụng các protein NAC trong chiến lược cảitiến giống cây trồng thông qua sự can thiệpcủa công nghệ sinh học đang là vấn đề mangtính thời sự [8], [10]. Có hai xu hướng tìmkiếm gen liên quan đến tính chống chịu củacây trồng đối với các yếu tố ngoại cảnh bất lợiTel: 091266412663Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyênhttp://www.lrc-tnu.edu.vnNguyễn Vũ Thanh Thanh và ĐtgTạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆphi sinh học (1) gen liên quan trực tiếp đếntính chịu hạn, chịu nhiệt, chịu mặn và (2) gentổng hợp sản phẩm protein có vai trò điềukhiển quá trình phiên mã. Gen NAC là họ gentrong nhóm gen điều hoà hoạt động phiên mãcủa nhóm gen chống chịu. Trong nghiên cứunày chúng tôi trình bày kết quả tách dòng vàphân tích trình tự gen ZmNAC1 phân lập từmẫu ngô địa phương Vị Xuyên - Hà Giang,Việt Nam.VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁPNGHIÊN CỨUVật liệuMẫu ngô địa phương Vị Xuyên, Hà Giang(VX) do nhóm nghiên cứu sưu tập tại VịXuyên - Hà Giang, có hạt trắng ngà, hạt dẹtvà dài, khối lượng 100 hạt là 29,56 ± 0,26 (g),hàm lượng protein 10,05 ± 0,045 (%), hàmlượng lipid là 4,39 ± 0,062 (%).Phương phápTách chiết DNA tổng số từ lá ngô trong đệm2% CTAB, 100mM Tris HCl, 1,4M NaCl,20mM EDTA, 2% PVP, 0,01% 2mercaptoethanol. Gen ZmNAC1 được khuếchđại bằng PCR với cặp mồi NACZmF/NACZm-R được thiết kế dựa trên trình tựgen được công bố trên GenBank có mã sốEU810024 [3]. Cặp mồi nhân gen ZmNAC1có trình từ nucleotide là:NACZm-F:NACZm-R:5’GAGCTCTCAG ...