Bài thu hoạch cuối khoá tin sinh học

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT - CÔNG NGHỆ CẦN THƠ
KHOA CƠNG NGHỆ SINH HỐ - THỰC PHẨM
------------

BÁO CÁO TIN SINH HỌC

TÌM HIỂU VỀ BỘ GEN CỦA XYLELLA
FASRANTYOSA
Giảng viên hướng dẫn:

Sinh viên thực hiện :
Dương Ái Quyền Thy
Lại Thị Bé Nguyên
Lê Trung Tín
Nguyễn Thị Trang Đài
Phạm Phước Tài

Phạm Ngọc Anh Thi

Cần Thơ – 2021


MỤC LỤC


DANH MỤC HÌNH ẢNH

3


1 Giới thiệu vi sinh vật

Xylella fasrantyosa : bộ gen đại diện Xylella fasrantyosa Temecula 1.
NCBI reference sequence: NC_004554.1
Hình thái: Bacilli
Mơi trường: Oxy
Kiểu hình: bệnh hại thối đen và bệnh thối nhũn trên cây có múi.
2 Lý do chọn đối tượng
Có một số loại sâu bệnh tấn cơng cây trồng, nhưng một số ít đã trở nên nổi tiếng trong
một thời gian ngắn như Xylella fastidiosa. Loại vi khuẩn này, có nguồn gốc từ California,
ảnh hưởng đến một số lồi có lợi ích kinh tế quan trọng, chẳng hạn như cây ô liu hoặc
cây hạnh nhân và các loại cây có múi, vì vậy nhiều nơng dân đang làm mọi thứ có thể để
bảo vệ mùa màng của họ. Theo yêu cầu từ các mục làm bài với gen có kích thước từ 5002000bp, và gen được chọn vào bài làm là 1346bp phù hợp với mục tiêu đề ra.
3 Các thông tin
Xylella fasprisosa là một loại vi khuẩn thuộc nhóm vi khuẩn gammaproteobacteria và
là nguyên nhân gây ra các bệnh trên nho (bệnh Pierce), cây ô liu (dịch hại cây ơ lu) và
cây trúc đào. Nó là mối đe doạ lớn đối với nơng nghiệp và rất khó kiểm sốt.

Hình 3.1: Xylella fasprisosa

Xylella fasrantyosa. Sinh vật này lần đầu tiên được xác định vào năm 1993 là tác
nhân gây ra bệnh vàng lá có đốm trên cây có múi, một loại bệnh ảnh hưởng đến các
giống cam ngọt. Căn bệnh này lần đầu tiên được phát hiện ở Brazil vào năm 1987, và nó
ảnh hưởng lớn đến các vườn cây ăn trái thương mại dẫn đến tàn phá mùa màng trên toàn
thế giới. Các chủng khác của loài này gây ra một loạt bệnh ở dâu tằm, lê, hạnh nhân, cây
du, cây sung, cây sồi, cây phong, cây hồ đào và cà phê, dẫn đến sự tàn phá hàng triệu đơ
la đối với các lồi thực vật quan trọng về kinh tế. Vi khuẩn được truyền từ ruột của vật
trung gian côn trùng (rầy nâu) sang xylem thực vật (hệ thống dẫn nước) khi côn trùng ăn.
Xylella fasprisosa tương tự như Xanthomonas campestris pv. campestris ở chỗ nó tạo ra
nhiều loại yếu tố gây bệnh cho sự xâm chiếm theo cách thức cụ thể của vật chủ, bao gồm
4

một số lượng lớn các chất kết dính fimbrial và afimbrial để gắn vào. Nó khơng chứa hệ
thống bài tiết loại III, nhưng sở hữu các gen của hệ thống bài tiết loại II để xuất ra các
exoenzyme làm suy giảm thành tế bào thực vật và cho phép vi khuẩn xâm nhập vào
xylem thực vật. Tế bào tạo ra một exopolysaccharide tương tự như xanthan gum do
Xanthomonas campestris pv tạo ra campestris.
Bệnh của Pierce:
Bệnh Pierce là một bệnh trên cây được phát hiện vào năm 1892 bởi Newton B. Pierce.
Bệnh do vi khuẩn Xylella fasrantyosa gây ra. Bệnh này phổ biến nhất ở các giống nho và
phổ biến nhất ở California. Căn bệnh này xuất hiện ở California vào khoảng những năm
1880 và cũng có tốc độ lây lan mạnh mẽ vào những năm 1930. Hiện nay bệnh cũng có
thể được tìm thấy ở Texas và Florida. Cơ cũng đã được phát hiện bên ngoài Hoa Kỳ, khắp
Bắc và Nam Mỹ, và Đài Loan. Vi khuẩn Xylella fasrantyosa ban đầu được lan truyền bởi
ve sầu lùn Graphocephala atropunctata. Tuy nhiên, kể từ những năm 1990, căn bệnh này
đã trở thành một mối đe dọa lớn hơn nhiều với sự xuất hiện của Homalodisca vitripennis,
trước đây được gọi là H. coagulata, có phạm vi rộng hơn nhiều. Ve sầu truyền bệnh khi
nó ăn cây, làm ơ nhiễm nhựa cây. Lá sẽ chết dần và cuối cùng cây sẽ chết sau một vài
năm kể từ bệnh này. Do đó, căn bệnh này gây nguy hiểm lớn cho người trồng nho ở
California, đặc biệt là vì khơng có thuốc trừ sâu.
Sâu hại cây ô liu:
Ở Ý, cũng đã xảy ra một vấn đề tương tự kể từ tháng 9 năm 2013. Ở đó, xylella
fasrantyosa đe dọa những cây ơ liu. Cái gọi là bệnh dịch hạch trên cây ô liu chủ yếu lây
lan bởi lồi dế trên cây, nhưng có ít nhất một chục lồi cơn trùng khác cũng lây lan bệnh.
Căn bệnh này chủ yếu xảy ra ở miền nam nước Ý và vào năm 2015, 11 triệu cây ô liu bị
đe dọa và một triệu cây được cho là bị nhiễm bệnh, trong tổng số 10 triệu cây ở khu vực
phía nam Puglia. Kể từ năm 2015, cây ơ liu vi khuẩn dịch hạch cũng đã lan ra ngoài nước
Ý. Phát hiện: năm 2015 ở Pháp (đầu tiên ở Corsica, sau đó là đất liền), cuối năm 2016 ở
Đức và ở quần đảo Balearic. Vào cuối tháng 6 năm 2017, vi khuẩn gây bệnh dịch hạch
trên cây ô liu được tìm thấy trong một vườn hạnh nhân ở tỉnh Alicante của Tây Ban Nha.
Bộ Nông nghiệp Tây Ban Nha đã cảnh giác cao độ. Vào tháng 9 năm 2018, một trường

hợp nhiễm trùng duy nhất đã được báo cáo ở Tây Flanders, có thể là do nhập khẩu
nguyên liệu trồng bị ô nhiễm từ Tây Ban Nha. Tại Hà Lan, Cơ quan An toàn Sản phẩm
Tiêu dùng và Thực phẩm đã cảnh báo vào tháng 7 năm 2019 không nên mang các loại
cây như ô liu, trúc đào hoặc oải hương từ Ý. Pháp, Tây Ban Nha hoặc Bồ Đào Nha, để
ngăn chặn sự lây lan của dịch bệnh ở Hà Lan. Hình ảnh vệ tinh có thể được sử dụng để
phát hiện cây bị nhiễm bệnh trước khi chúng có dấu hiệu nhiễm bệnh.
Chiến đấu và tranh cãi:
Bản thân căn bệnh này khơng thể được kiểm sốt và trọng tâm chính là tiêu diệt những
kẻ lây lan bệnh. Vào tháng 1 năm 2014, Cơ quan Lương thực Châu Âu đã gióng lên hồi
chng cảnh báo và các biện pháp đã được thực hiện ngay lập tức. Những cây bị nhiễm
bệnh phải được dọn sạch và lắp đặt vùng đệm. Tuy nhiên, các biện pháp này dường như
khơng có nhiều tác dụng và nhiều nước, trong đó có Pháp, đã có lệnh cấm nhập khẩu vì
lo ngại dịch bệnh. Việc chặt hạ cây cổ thụ vấp phải nhiều phản đối của người dân địa
5


phương. Nhưng ngay cả các nhà khoa học cũng nghi ngờ liệu sự hủy diệt chung này có
cần thiết hay không. Lệnh truy quét châu Âu, lẽ ra được ban hành trên cơ sở thơng tin
khơng chính xác - hoặc thậm chí là sai sự thật, cuối cùng đã bị tịa án Ý đình chỉ. Mặt
khác, một số nhà khoa học cũng nhận thấy mối liên hệ với biến đổi khí hậu, bởi vì ngay
cả những biến đổi nhỏ trong khí hậu cũng khiến cây cối dễ bị nhiễm bệnh hơn.
Trình tự bộ gen
Vào tháng 7 năm 2000, trình tự bộ gen hoàn chỉnh của Xylella fasrantyosa được biết
đến sau khi nghiên cứu được tài trợ bởi bang São Paulo của Brazil.
Trình tự khn mẫu được chọn:
Xylella fastidiosa Temecula1 plasmid pXFPD1.3, complete sequence
>NC_004554.1 Xylella fastidiosa Temecula1 plasmid pXFPD1.3, complete sequence
CTTATTCGGACTCGGTACCCGGGGTACCCCCCTGCGGAGAACGCTTTTACGCC
CTCTCGTTGCGTTCATG
TTCTGTCACCTGTTAGGTGACAACTACGAAGCCGTGATCTATTCCACGGAGAA

CCGTTTTACGCCCTCTG
TTTATTCTTGTGGCAACTCAGGTTGCCTTGTTCTCCAATTTGCGGACATTCAGT
CCTCACCCTGAGGATT
TAGTGTCAACTGATTGGTTGACAATCATCATTTGGGAATTGAAATCCCCCCCCC
GTTTTGTGGGCCGCAG
GAGCCAGCAAAACGGGGGGGGTTTTCATCCTCTCTTGATTAGTGGTTACATATT
GGGACGTTTTGTTAAA
TCAGGGGGGTTTTTCGTTTCTCCTGCATGCGTTAAAAAATAACCCCGCGGTGTT
ACCAGCACCCGGGGTC
GTGACCAGCTATCGGAGAGGCCGATGCCAGTTGTTACAGTTTACCGTCATGGG
GGAAAAGGTGGCGTTGC
TCCCATGAACTCGTCACATATCAGGACGCCACGGGGTGATGTTCAGGGGTGGT
CTCCTGGTGCTGTCCGT
CGCAATACTCAGTTCCTCATGTGTGTTCGTGAGGACAAGTTAACGGGTGCAGG
TTTCGCTTTGACCCTTA
CCGTTCGTGACTGTCCTGCTACTGCTCAGGAATGGCACAAGATGAGGCGTGCT
TGGGAAAAGCGCATGCT
ACGGGCTGGTATGATCCGGCTTCATTGGGTGACTGAGTGGCAGCGTAGAGGTG
TCCCGCATCTACATTGT
GCTATCTGGTTTTCTGGCACTGTTTACGATTTTTCCCTATGCATTGATGCATGGT
TGGCCGTTGCGTCTT
CCTGTGGCGCTGCTTTGCGTGGGCAGCATGGTCGGATCATTGATGGTGTTGTC
GGATGGTTTCAGTACGT
GAGCAAGCACGCCGCCCGAGGCGTGCGCCATTACCAGCGTTGTTCTGACAAC
CTTCCTGAGGCCTGGAAA
GCGCTTACTGGCCGTGTCTGGGGTAAGGTCGGTGATTGGCCTCTCTTTTCTGA
GCTTCGTATTGACCTCC
6

AGGACCATCGTCAGGATGGTGATGGGGGGTTCTTCGCTTATCGCCGTCTGGTG
CGCTCCTGGCGCGTCTC
AGACGCTCGTAGGGCTGGTGATCGTTATCGCCTCCGTAGTGCTCGTAGGATGCT
CACCTGTAGCGATACG
TCGCGTTCTCGTGCCATTGGGTTTATGGAGTGGGGTTCCCTATGAGGTCCAGAT
GGCCTTTTGCGCGCAT
CTAGCAGCTCGTGGGTTCTTCTCTACCCTGGTAAGGGGGGGGGGTGGCTTCCA
ATTCCGCTTACAACTTC
TTTTCTGTTTCTATCA
3.1 Thiết kế cặp mồi khuyến đại

7


Hình 3.2 : phần gen chạy trên phần mềm Primer-blast (NCBI)

Primer pair 1
Mồi xuôi: GTCGTGACCAGCTATCGGAG
Bắt đầu ở nu 418 và dừng lại ở nu 437
Mồi ngược: GCCACTCAGTCACCCAATGA
Bắt đầu ở nu 741 và dừng lại ở nu 722
Thiết kế cặp mồi khuếch đại như trên và thu được kết quả như trên hình 3.1, chạy trên
phần mềm online Primer-blast của NCBI. Cho thấy, được các đoạn mồi xuôi và ngược,
nu bắt đầu và nu dừng lại,…
3.2 ORF

Hình 3.3 : phần gen chạy trên phần mềm ORFfinder-NCBI

ORF1 là sợi dương (+), khung đọc mở số 1, bắt đầu ở nu 817 và dừng lại ở nu 912,
chiều dài 96nt và 31aa.

8


ORF2 là sợi dương(+), khung đọc mở số 1, bắt đầu ở nu 1066 và dừng lại ở nu >1344,
chiều dài 279 nt và 92 aa.
ORF3 là sợi dương (+), khung đọc mở số 2, bắt đầu ở nu 68 và dừng lại ở nu 205,
chiều dài 138nt và 45aa.
ORF4 là sợi dương(+), khung đọc mở số 3, bắt đầu ở nu 444 và dừng lại ở nu 1235,
chiều dài 792nt và 263aa.
ORF5 là sợi âm(-), khung đọc mở số 1, bắt đầu ở nu 1058 và dừng lại ở nu 807, chiều
dài 252nt và 83aa.
ORF6 là sợi âm (-), khung đọc mở số 1, bắt đầu ở nu 308 và dừng lại ở nu 216, chiều
dài 93nt và 30aa.
ORF7 là sợi âm (-), khung đọc mở số 2, bắt đầu ở nu 880 và dừng lại ở nu 794, chiều
dài 87nt và 28aa.
3.3 Giản đồ phả hệ (trình tự DNA)
Dựa trên NCBI đã tìm thấy được 5 nhóm mẫu, dùng để phân tích và xây dưng giản đồ
phả hệ (trình tự DNA):
1.Xylella fastidiosa: AE009443.1
2.Xanthomonas cucurbitae: CP033327.1
3.Xanthomonas citri subsp: CP008996
4.Xanthomonas fragariae: LT853884.1
5.Xanthomonas euvesicatoria: CP072269.1
- 4 loại: Xanthomonas cucurbitae: CP033327.1, Xanthomonas citri subsp: CP008996,
Xanthomonas fragariae: LT853884.1, Xanthomonas euvesicatoria: CP072269.1, là họ
của chi (Xylella Diseases : AE009442.1).

Hình 3.4 : Giản đồ phả hệ chạy trên chương trình ClustalX

Nhận xét:

Theo sơ đồ (hình 5.1) thấy được giản đồ phả hệ chia thành 2 nhánh lớn. Nhánh 1
biết được 3 mẫu AE009443.1, CP033327.1 và CP008996 có sự tương đồng với nhau đến
9


42% ( trong nhánh 1 có 2 nhánh nhỏ , có 1 nhánh nhỏ gắn với 2 mẫu AE009443.1 và
CP033327 có sự tương đồng với nhau là 4%). Nhánh 2 biết được 2 mẫu LT853884.1 và
CP072269.1 với sự tương đồng với nhau đạt đến 80%.

10


TÀI LIỆU THAM KHẢO
Xylella fasrantyosa, một loài gây hại đang tấn công ở quần đảo Balearic, Portillo of
Đức, Môi trường. ( />Trên nền online NCBI.

11


Dựa vào 100% làm bài của nhóm, cơng việc của mỗi thành viên :
- Quyền Thy : 21% tìm tài liệu , đọc nhận sửa lỗi bài .
- Bé Nguyên : 20% tìm tài liệu, đọc sửa lỗi bài.
- Trung Tín: 11% tìm tài liệu.
- Trang Đài: 23% làm bìa, fortmat bài, tìm tài liệu.
- Phước Tài: 25% tìm tài liệu, chạy các chương trình primer, ORF, giản đồ phả hệ.

12