Tóm tắt Luận văn tiến sĩ Nông nghiệp: Nghiên cứu sự biểu hiện của gen mã hóa methionine sulfoxide reductase trong điều kiện stress mặn, hạn ở cây Arabidopsis và đậu tương

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT
VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM
----------------------------------------

CHU ĐỨC HÀ

NGHIÊN CỨU SỰ BIỂU HIỆN CỦA GEN MÃ HÓA
METHIONINE SULFOXIDE REDUCTASE TRONG ĐIỀU KIỆN
STRESS MẶN, HẠN Ở CÂY ARABIDOPSIS VÀ ĐẬU TƯƠNG

Chuyên ngành
Mã số

:
:

Công nghệ Sinh học
9420201

TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ NÔNG NGHIỆP

HÀ NỘI – 2018


Công trình hoàn thành tại: Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam

Người hướng dẫn: 1. TS. Lê Tiến Dũng
2. TS. Phạm Thị Lý Thu

Phản biện 1:

Phản biện 2:

Phản biện 3:

Luận án được bảo vệ tại hội đồng chấm luận án cấp viện họp tại:
Viện khoa học Nông nghiệp Việt Nam
Vào ngày tháng năm 2018

Có thể tìm hiểu luận án tại thư viện:
- Thư viện Quốc gia Việt Nam
- Thư viện Viện khoa học Nông nghiệp Việt Nam


1
MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Đ
ây ra ữ
á ộng
ến
r
á r
a
ữ
ộ
do
a a ộ
d ng ch a ôx
y

ử ho t
ộng (ROS)
ế á ộ
a á yế
.T
á r
r
ế á
Tr
enzyme methionine sulfoxide reductase (MSR)
methionine-Sf x e re
a e (MS A)
methionine-R-sulfoxide reductase (MSRB),
ế ế
ch
ă
ử á
c methionine (Met) bị ôx a r l i Met.
Đế ay, enzyme MS
c
a ế
ế ch ng chị
á yế
r
ây r ng. N
v h
enzyme MSR
é a
tiếp c n v
ế ch ng chịu th c v t, t

ì ra ững gen
ô
á
n t o gi ng nhằ
â
a
ch ng chịu ây r .
Đ gi i quyế
á â ỏ ặ ra ú ô
ế
r
ây ô ì Arabidopsis thaliana
(Glycine max) v
á
“Nghiên cứu sự biểu hiện của gen mã hóa methionine sulfoxide reductase trong
điều kiện stress mặn, hạn ở cây Arabidopsis và đậu tương”
2. Mục tiêu của uận án
M
a lu á
ằ xe xé a rò a enzyme methionine
sulfox e re
ae
a ế
ă
á
u ki n b t l i
th c v
ng thờ ũ
ì
uv

ng cầ
c methionine sulfoxide
reductase sửa chữa trong tế
C th
a :
 Xe xé
ì
r e
e
e r
ây ô ì
Arabidopsis thaliana.
 Xá ị
â
r e
e
e r
 Xá ị
â
enzyme methionine sulfoxide reductase
u
 Đá
á
ộ bi u hi
a á e
a
enzyme methionine
sulfoxide reductase
á ng v
ặn.

3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án
Kết qu c a lu á
á ữ li u khoa h c mộ á
th ng
v a rò a r e
e
e A. thaliana
á
uv
ế á ộng c a yếu t b t l
ến th c v
ô
a á
rì ôx
a e
e S
xá ị
â
enzyme methionine sulfoxide reductase
ữ
u


2
biết quan tr ng v a rò a h enzyme sửa chữa trong ch ng chị
t l i.
Vi ì
ế
xá ị
e

a e zy e MS
cung c p ngu n v t li
á rị
á
u ch
ă
e Kết qu
xá ị
á e
a r e
ethionine
e zy e
methionine f x e re
a e á ng v
u ki
tl
ũ
m ra
u ng d
ằm c i thi
ă
ờ
ă
ng chịu c a ây r ng.
4. Những đóng góp mới của luận án
Kết qu c a lu á
ầ
th ng Vi Na
r
ế gi

r e
e onine
ây ô ì A. thaliana
u
Cá e
a r e
e onine
á
r
u ki
tl
xá ịnh trong lu á
y
cung c
á ẫn
li u quan tr ng v protein mẫn c m v i s ôx
a e onine th c v t.
Kế
ì
ế xá ị
â
e
a e zy e MS A
e
e
ũ
ầ
Vi Na
r
ế gi i.

Kết h p v
ộ
â
r
e zy e MS
ô
r
,
nội dung c a lu á
y
rõ
ă
a
e zy e MS
u
r
cv
V
ì ra ộ
e
ộ bi u
hi
á ng v
u ki
tl
ra
ô
á
n t o gi ng nhằ
â

a
ng chịu ây r ng.
. ố cục của uận án
á
rì
y r
106 ra ( ô
ầ T
a
P
): M ầ (3 ra ) C
:T
a
a
a
á (34 ra ) C
:V
ộ
á
(13 ra ) C
: Kế
(54 ra ) Kế
ị (1 ra ) T
a
ử
186 r
8
Tế V
178
Tế A

á
15
, 29 ì , 7
,4 ô
rì
ô
.
CHƯƠNG 1
T NG UAN TÀI LIỆU VÀ CƠ SỞ HOA HỌC CỦA ĐỀ TÀI
á
a
á
Tế V
Tế A
4 ộ
a a
:
a
ô r ờ
ế
ờ
; Va rò a e zy e methionine sulfoxide reductase
á
rì ôx
a methionine th c v t; Methionine
r e
e
e
th c v t; Ti
ă

ng d ng c a enzyme methionine sulfoxide reductase
trong ch n t o gi ng nhằ
â
a
ng chịu ây r ng.


3
ũy c a một s d ng ch a ôx
y ử ho ộng (ROS)
ây ra ữ
ay
r
rú
a
â ử r
a
ra r
ế
[127]. Đ á
á
â ôx
a
á r r
ế
a
a a á
r e
á
nhau

e zy e
y
a
OS r e
r e
ửa ữa
â ử [77]. Tr
ửa ữa
ôx
a
r e
á
á
a a r
ú
a â [47, 80,
83]. C
68
â ử ị ôx a r
ế
r e , ây
xe
ị OS á ộ [138] S ôx a á
methionine (Met) ộ
amino acid quan tr ng
a
ị
ị r
y e e
yế

ế ò
ú
â ử ô
ị ế
r
á ộ
a
ôx a. Mộ s â ỏ
ặ ra
a
r e
ẫ
ôx
a Me
r
ế
Đặ
a ữ
r e
y
ì? Gen
a á r e
y
á
ra a r
?
Tr
ộ
a
á

ôx
a Me
Me O
ửa
ữa
a rò a
e zy e methionine sulfoxide reductase (MSR)
MS A MS
[145]. Đế ay, h e
a MS
á
nhi r
cv
r A. thaliana [145] một s
ây r ng quan
tr ng, bao g
úa [65],
a [41, 41] ô [186]. Gầ ây
u
Trung Qu
ũ
xá ị
c h gen
a MS r
i
u d i [159]. Tr
Le
ộng s ũ
á á
5 gen

a enzyme MSRB r
[99] T y
ô
e zy e
MS A
ế ay ẫ
a
. V y â ỏ ặ ra
a
gen
a
enzyme MSRA r
ặ
a á gen
y
ì
ế â rộng h gen y
ì
ử MetO c a h enzyme
GmMSR (bao g m c MS A MS )
ế
N ữ
y
rì
y r
a ,
y
ầ
ế
a

e zy e MS
ửa ữa
a MS
á M P r
Đ ì rõ
M P
ữ
â
r
ế
xe xé r M P A. thaliana.
CHƯƠNG 2
VẬT LIỆU VÀ HƯƠNG HÁ NGHIÊN CỨU
2.1. Vật iệu nghiên c u
Tron

á

a

Ge
e
Col-0 [91].
Ge
e

r e

e

a ây

r e

e

a

ô ì

á

ầ
ô ì

A. thaliana, ò
'Williams 82' [149].

á


4

H

A. thaliana
á C Tr
â
IK N - N
p.

H A. thaliana
y
e
á
Tr
â
y
IK N - N
H
ô ì 'W a
8 '
r y Nô
.
2.2. Thời gian và địa điểm nghiên c u

K

a

y

ữ

Cá

ộ

P ò
C
â

a ô
ế
-V
Đ
T
H Nộ V Na .
ộ ô S
â ử-V D
T
H Nộ V Na .
P ò
P
ẫ
T
y
ữ
IK N, N
2. . hư ng pháp nghiên c u

e At3G55240
[75].
ữ t V

ă
ử

ế

ă

2017.

-P ò
D r y
ô

r y
r y
.

D

r
-P

ô

-P
- Tr

Vă

Vă Đ
â

K

a

a hương ph p t m i m gen mã hóa protein giàu methionine ở Arabidopsis

Pr e e a A. thaliana [91]
ử
ộ á M P
ằ
ô
rì
a a
â ử r e
a
a
Me > 6 %.
b hương ph p t m i m gen mã hóa protein giàu methionine ở đậu tương
Pr e e a
[145]
ử
ộ á M P
ằ
ô
rì
a a
â ử r e
a
a
Me > 6 %.
c hương ph p phân oại chức n ng của gen mã hóa protein giàu
methionine ở Arabidopsis và đậu tương
Da
á
ị
a

a á gen
a M P A. thaliana
ử
r y
ô
MAPMAN [168].
d hương ph p phân t ch đặc t nh của protein giàu methionine ở
Arabidopsis và đậu tương
T
ầ a
a
aM P
xá ị
ằ
ô
DIT
[68] K
â ử MRP
xá ị
r NC I. Vị r
â
ộ
a M P r
ế
á
ằ C r P [49, 50], WoLF
PSORT [73], CELLO [184]
a 2GO Basic [35].

5
e hương ph p c đ nh y u t điều h a cis- trên v ng promoter của gen
mã hóa
ở Arabidopsis
Trì
e
e a
rì
1000
e
e r
r
er
â
ằ BioEDIT [68]
ì
ế
x
a yế
á
ABA (Abscisic acid responsive element, ABRE) [84, 133], yế
ế M
(MYB recognition, MYBR)
yế
ế M C (MYC
recognition, MYCR) [173].
hương ph p phân t ch mức đ biểu hiện của gen mã hóa protein giàu
methionine ở Arabidopsis
Bi u hi n c a gen
a M P A. thaliana

â
r
ờ
a r
ữ
r array GDS416 [26]
ữ
NA- e
TraVA [86]
tr
a
ữ
r array
xử
n [123]
ặ [122].
g hương ph p phân t ch mức đ biểu hiện của gen mã hóa protein giàu
methionine ở đậu tương
M
ộ i u hi n c a gen
aM P
a á
a
r
ữ
aĐ
M
r [104]
ữ
r array xử

[96].
h hương ph p c đ nh gen mã hóa en yme
A ở đậu tương
A G
A MS A
A. thaliana [145]
c sử d
rì
tham chiế
ì
ế r
r e e a
[149]
P y z e [60].
Kế
ì
ế
r Pfam. M ị
a gen
ị
a
r e
ị
a
gen ị r
â
r genome
r y
r P y z e [60] NC I [149]
a á

ì
ế .
i hương ph p phân t ch hiện tư ng gen ặp ở h gen mã hóa en yme
A ở đậu tương
H
g gen ặ
xá ị
ằ P ant Genome Duplication Database
[100]. M
ộ
a ặ gen ặ
xá ị
ô
C a X [92]
Trị
ay ế á
a (Ka)
rị
ay ế
a (K )
xá ị
ằ DNA [105].
hương ph p phân t ch đặc t nh protein của h
A ở đậu tương
K
â ử
xá ị
r NCBI [149]. Tr
â ử
á rị

( I
ee r
)
á r
x a y [58]. Vị r
rú ộ
a MS A
á ằ Tar e P [49-51]. Că rì
ế
ằ C a X [169] Cây â
xây
e
á Ne
rằ M GA [89].
hương ph p dự đo n y u t điều h a cis- trên v ng promoter của gen
mã hóa
ở đậu tương
Cá C
ì
ế r
rì
1000 bp r
r
er a


6
a enzyme MS
ằ PlantCARE [101].
hương ph p phân t ch mức đ biểu hiện của gen mã hóa en yme

ở
đậu tương b ng thư viện d iệu trực tuy n
M
ộ
a gen
a MS
â
r
ờ
a r
ữ
ra r
e
ô
[104] tr
a r
ữ
r array
xử
[96], ữ
RNA-seq
xử
ặ [24].
m hương ph p thi t m i cho ph n ứng
-PCR
Cá
ử
T-PC ( a a e rea
e - PC )
ế ế ằ Pr er 3 [147]. M

ặ
xá ị
ô
a ă
rì
r
e
e a
'Williams 82' [149]. Tr
,
gen a
ế
ử
ế
Fbox
ô
r
r
ây [97].
gen

a hương ph p đ nh gi h nh th i cây Arabidopsis chuyển gen
H t gi ng A. thaliana chuy n gen a
á
gen At3G55240
[75]
i ch ng Col-0
e r
a er
a ô r ờ ½ MS

(Murashige-S
) ặ
ô
á
y r y e [75], trong
u ki n c a ò
ô
y ô ế
a g chu k 16 giờ á /8 ờ t i,
-2 -1
ờ
ộ chiế á
μ
.s , nhi ộ
± oC [36].
b hương ph p
m u Arabidopsis trong điều iện b t i
Cây A. thaliana chuy n gen a
á
gen At3G55240
xử
ặ r
a e r ch a ô r ờ ½ MS
sung NaCl
n
ộ 175 mM. T
, ây
y
i ũ
y

a
ô
r ờ ½ MS
sung CdCl2 n
ộ 7 µM Tr
, cây A.
thaliana chuy n gen a
á
c gen At3G55240
xử
paraquat e
ô
r
r
ây [182].
c hương ph p
m u đậu tương trong điều iện b t i
P
á xử
ẫ
r
e
á
ô
r
r
ây [98]. Cây
y
ặt
r

y
r
ô
u ki
ò
r
ời gian 0 - 2 ờ Cây
r
r
y a
r
ờ
ờ
.
P
á xử
ẫ
r
ặ
ằ
á xử
ây
y
trong
ị NaC 250 mM t
u ki
ò
r
ời gian 0 - 2 ờ Cây
r

r
y a r
ờ
ờ
.
P
á xử
ẫ
r
A A


7
cây
y
trong
ị A A
μM
u
r
ời gian 0 - 2 ờ Cây
r
y a
r
ờ
ờ
.
d hương ph p t ch chi t NA t ng s và t ng h p c NA t m u đậu tương
Tá
ế NA

ế
e
á ử
T Iz
(T er
er S e f
H a K ). NA
xử
ộ
A
T r
DNA e I (T er
er S e f
H a K ). NA xử
DNA e I
ử
DNA ằ
ộ
e erTra A e
PC
T (T y
N
) Cá
a á ế
ô
r
r
ây [98].
e hương ph p đ nh ư ng
và phân t ch th ng ê s iệu

P
ị
T-PC
e
á ử
áy S ra a e MX
P (A e Te
e H aK )
ộ
T
er r S
PC M x (T y
N
)
ô
r
r
ây [98].
P
á
gen
xử
e
á ΔCT
ô
r
r
ây [98].
CHƯƠNG III
KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

.1. Xác định và phân tích protein giàu methionine ở Arabidopsis
ì k
,x
và
d
e
ã ó r e
à
e onine
ở Arabidopsis
T ng s
â ử MRP
xá ịnh. T t c M P ì
ô
gen
a
ô
â ử
y ịnh b i gen nằm trong
a
c s p xếp. Cá gen AtMRP
ân b r rá r
ms c
th c a Arabidopsis, chỉ
gen nằ r y
Đ ì
â
AtMRP,
ch
ă

a á gen y
xá ị r
tham chiếu TAIR10.
â
ại ch
ă
ủ r e
à
e onine ở Arabidopsis
P â
h dữ li
ầ
y á gen AtMRP Arabidopsis
a
a
á rì
n ra trong tế
Ha
gen AtMRP
c
xá ị
a ế
òa
Tr
, một s gen AtMRP
a
â
òa á rì
u hi n c a gen. Gen
At4G34590

a e
e z er
Pr e
y, ch a 6,33% Met, gầ ây
c xá ị
a ế
òa
r ng c a ộ r
ô
a nh
ng c a a x r A. thaliana [180]. Một AtMRP á
At3G23050
a
r
Indole-3-a e a
ă
ì
u hi n
c a á gen c m ng v i auxin. Tr
, gen At3G23050
c
a
a
á rì
a ế a x
ế
ng quang
[148]
ịa
át tri n bộ r [137]

á
.
ki
r

ằ
ò

á

xử


8
nh , một s gen
a M P Ara
ũ
â
i
theo
ch
ă
ỏ á
ế
r e (12 gen AtMRP - 11%),
dẫn truy
u (6 gen AtMRP - 5%), v n chuy n kim lo i (6 gen AtMRP 5%), xử
NA ( gen AtMRP - 4 )
rì
ế

( gen AtMRP - 3%),
ki
á
i (2 gen AtMRP - 2%), s
á r
á
u ki n
b tl
gen AtMRP ng 1%. Mặ
á , 56 gen AtMRP, chiếm
tỷ l 50%,
a
ô t ch
ă
th M ời b n trong
a
một s h r e
ặ
. Đây
xe
ột ngu
y
r t ti
ă
xá ịnh ch
ă
a ú
r
u tiếp theo.
â í

ặ í
ản củ r e
à
e ionine ở Arabidopsis
Lầ
yếu t A
M
M C
xá ị
r
r
er a á gen
a M P A. thaliana. T ng s 65 CRE
â
r
r
er a 121 gen AtMRP
i 0,54 CRE
r
gen
aM P S
ặt c a A
r
r
er a AtMRP
ch ng tỏ gen
a ế
ờ
u ph thuộ
A A

trong khi s xu t hi n c a M
M C
y gen
á ng
v
u ki n b t l
n, mặn [173]. S
â
á y ặc c a
C
y r
r
er a phần l
á gen
a M P
y
ú
á ng v
u ki n b t l
ô
a
ờng ph thuộc
(hoặ
ô
thuộ )
A A
Mộ ặ
m quan tr
á
a â

ị r
rú a á
â
tử AtMRP trong tế
P â
cho th y, 21 AtMRP
cd
á
â
l c l p bằ
ô
W
PSO T / ặ C r P r
â ử
AtMRP
xá ịnh nằm ty th
ô
a W
PSO T / ặc
CELLO. K
ằ
ầ m m Blast2GO ũ
y 9 â ử
AtMRP r y .
4
â í
ộ bi u hi
e
ã ó MR r Ar d
r

ều ki
và ều ki n bất lợi
D a r
á
ịnh danh, m
ộ bi u hi n c a 49 gen AtMRP, chiếm
40,5 % t ng s gen
c ì
y xá ịnh
a - á â
a
c a Ara
r
u ki
ờng [26]. Trong s á gen ì
c, 6
AtMRP
xá ịnh bi u hi n m nh
ị r r ,
At3G05220
a
r e
a ế
á rì
n chuy n kim lo i, At4G35070
a e zy e
S-r
ea e
a ế
á rì

ế
r e
At2G46600
a
ế
ờng dẫn truy
2 gen
a rõ
ă
th ,
At1G67350, At5G39570
gen At4G32470
a e zy e y
r e
ubiquinol x a e ũ
ộ bi u hi n m nh á â
a a ây A.
thaliana r
u ki
ờng. Tr
ữ
TraVa, hầu hết AtMRP
bi u


9
hi n m nh
t 1 bộ ph
r
ây r

u ki
ờng, ặc bi
a a
a
r
ị r
á gen AtMRP
x
u hi
.
Kho ng 50 % gen
aM P
ộ
ay
a r
u ki n mặn [122] / ặ
u ki n h n [123] C
r
u ki xử
mặn, 11
7 gen
ộ bi u hi
ầ
ă
t2
lầ Tr
xử
gen lầ
ỉ ra
ộ bi u

hi
a
p. Sá gen
á
ă
gen
m bi u
hi
ần trong c
u ki Đá
ú , hầu hết gen
u hi
á
ng thời v i c
u ki n b t l
a
á r e ặc
chỉ
trong th c v Tr
á gen
ì
, At3G59900
ă
ờ
u
hi
10,7 lần r
u ki n h
m bi u hi n -2,6 lần r
u

ki n mặn (
3.4).
Bảng 3.4. Gen AtMRP có m c độ phiên mã đáp ng trong điều kiện
hạn và m n
#
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10

Tên gen

Met
(%)

At1G32560
At1G33860
At3G55240
At3G59900
At3G62090
At4G12334
At4G33467
At4G34590
At5G42325

At5G67390

6,02
8,55
6,12
6,20
6,38
6,25
8,91
6,33
6,03
7,43

M c độ thay
đ i trong
điều kiện hạn
135,3
2,4
-60,3
10,7
64,6
-9,8
337,5
8,3
2,7
-4,2

M c độ thay
đ i trong điều
kiện m n

3,3
2,2
-26,9
-2,6
2,3
-3,0
6,2
3,3
2,4
-4,1

Ch giải ch c
năng gen
AtLEA4-1
C a rõ
ă
C a rõ
ă
C a rõ
ă
bHLH
Cytochrome P450
C a rõ
ă
bZIP11
IIS
C a rõ
ă

hú th ch: àu đỏ thể hiện gen có đ p ứng t ng trong hi màu anh diễn t

gen có đ p ứng gi m
At4G33467 gen
u hi
ă
nh nh r
u ki n h
á
m
ộ ay i g
ầ (
3.4). Một gen á
At1G32560
a
ộ
r
Late embryogensis abundant
IV
ă
ờng bi u hi n g p kho ng 135 lầ r
u ki n h
Tr
á r e
y
ỉ ra
a ế
ế m ng v i r
á m
A. thaliana [37, 125]. Gen At3G62090
a
ộ

a H H ặc tr
i c
rú
n xo n- ò -xo
m
ộ bi u hi
ă
ờng g
lầ
r
xử
mặ N â
H H ầ ây ũ
a rò a r ng


10
trong ki
á á
ô r ờ
ặc bi
n ng v á
á
r
a
y ầ [132].
N
c l i, At3G55240 bị ì
u hi n m nh nh
ng

kho ng 60
ần r
u ki n h
ặ (
3.4) Mặ
gen y
ế ay ẫ
a rõ
ă
y
r
, Ichika a
ộ
(
)
s bi u hi
á
c c a gen y ây ra
ng
'
úa' r
ây A. thaliana [75].
ộ
ng củ â Ar d
e
bi u hi
e A
4 v
ề k
ấ ợ

D a r
á ết qu
â
, At3G55240, bị ì
u hi n m nh
nh r
u ki n h
ặ
a
gen
c hi n
nhữ
u tiếp theo. Tr
ờ , ây
y gen
á
At3G5524 (
C1)
á
xa
á
t so v
i ch ng
Col-0
r
r
[75].

Hình .8. Đánh giá khả năng đáp ng của ng cây chuyển gen và đối
ch ng khi

ým n
c cây chuyển gen biểu hiện u mức At
hiệu à
và cây
Arabidopsis o - đ i chứng
hiệu à
đư c
mặn trên m i trư ng
thạch
ư ng cây ch t tr ng đư c uan s t đ n ngày sau
.
Dò
y
e
C
xử r
ô r ờ
sung 175 mM NaCl.
Kết qu cho th y ây i ch
ò RBC
u hi
á ng nh y
c
r
u ki n xử NaCl cao. T
y
ế
y
8, s
ây

y gen chết tr
ă
a
i ch ng (Hì 3.8).


11

Hình . . Đánh giá khả năng đáp ng của ng cây chuyển gen
và đối ch ng khi
ýC C2
c cây chuyển gen biểu hiện u mức At
hiệu à
và cây
Arabidopsis o - đ i chứng
hiệu à
đư c
v i d
trên m i
trư ng thạch
ư ng cây ch t đư c uan s t đ n ngày sau
.
K xử
CdCl2 7 µM á a ò
y gen b ầ
ng
úa T
y
ộ ẫ
a ây

C
ộ
ây ế
, nhan
(Hì 3.9). Do v y, d
n
th y rằng vi c bi u hi
á
c At3G55240 r A. thaliana ũ
a
ă
ộ nh y c m c a tế
i CdCl2 n
ộ cao.

Hình .10. Th nghiệm paraquat trên ng cây đối ch ng và ng cây
chuyển gen RBC1
c cây chuyển gen biểu hiện u mức At
hiệu à
và cây
Arabidopsis o - đ i chứng
hiệu à
đư c
v i para uat ở c c
n ng đ h c nhau trên gi ng
c đ và h n ng m t màu của đư c uan
s t sau
gi
.

12
K xử
ara a ă
ờ
a At3G55240 ũ
ă
nh y c m v ara a (Hì
) á
y
e ị m t di p l
y a
r
a
ờ xử
ara a Kế
ũ
t tc á
ộ sử d
r
÷
µM (Hì
) N
cl
á i ch ng Col-0 bị m t di p l c m
ộ ch
ò
C1.
T
i, vi c bi u hi

á
c gen At3G55240 r
ây ô ì A.
thaliana cho th y s
a ă
ộ nh y c m c a tế
r
u ki
ặ
ộc CdCl2
c di t cỏ ara a T
á
ây
y
e
ế
a
C -0.
.2. Xác định và phân tích protein giàu Methionine ở đậu tư ng
ì k
,x
và
d
e
ã ó r e
à
e onine
ở
D a r
proteome c a

[149], t ng s
â ử MRP
xá ịnh. T t c M P ì
ô
gen
a ộ á
ầy
ô
â ử
a i gen nằ r
a
c s p xếp. Cá gen y â
r rá r
e
e a
, ô
gen
aM P
ì
y r
ế
.
â ạ
ă
ủ e ã ó r e
à e onine ở u
T
á gen
a M P Arabidopsis, GmMRP a
a

hầu hế
á rì
n ra trong tế
C
á
á rì
y a
á
xử
NA
ế
r e
òa
NA r y
ẫ
rì
ế
á r
y
r
e
y
a
gen
aM P
a rõ
ă
a
ộ
M P

Me
P â
y
ặ ra â ỏi rằng li
á gen y
a
ến kh ă
á ng v
u ki n ngo i c nh
ay ô
ộ ửa r
GmMRP
a rõ
ă
r
ế
. Đây
r
ă
ì
a rò a ú
a ế
ă
r
á r
ũ
á
.
â í
ộ

ủ e
ã ó r e
à
e onine
ở ut
T ữ
ra r
e a
a et al. (2010), 49 gen GmMRP
xá ị
ô
x
ẫ
ô
a r
ờ [104]. Cá gen GmMRP ò
x
1c
a
r
ây
r
ờ .
Tr
á gen y, Glyma13g03910
aM P
a rò
a

13
ế

ẫ r y
r
ế
ặ
ộ
r , ô â
ỉ
(SAM)
ỏ
(GP). Hai gen
a r e
y
ặ
ầ
Glyma10g29710
Glyma20g37600
x
ặ
SAM Gầ ây, 1 gen
a r e
â ử
G M P y r
Atriplex canescens
a rò r
á
á yế
á [158]. Gen

Glyma18g44300
a r e
y
ặ
ô
r
SAM
y rằ
y ộ
r
á rì
á r
a ô r
a
ầ a
e ũ
ầ
ế
ũy
ỉ
ô
a
a r e
y
Glyma18g44300. Tr
á gen
ặ
, Glyma15g05510
ặ
a r

r
, ộ r e
Gy a
A G 7
xá ị
á
á
á
r A. thaliana [120] Dữ
y
y gen Glyma15g05510
a ế
á rì
a
ô
a á rì
á
á
á .
Xe xé
a gen GmMRP r
ữ
r array xử
[96], 11 gen bị ì
ộ bi u hi n trong khi 12 gen
ă
ờng
bi u hi n
ô á V r f a Tr
ô á

a
2 cho th y,
gen
xá ị
ă
ờng bi u hi n trong khi chỉ
gen bị gi m
bi u hi n. Trong s
xá ị
c t ng s 13 gen
a M P á ng
v
u ki n h n á r
a
V (
3.7).
Trong s 13 gen
ô
B ng 3.7, gen Glyma04g37040
a r e
á a
ă
ờng bi u hi n m nh nh t
ô á
f
-fold lầ
t á
V N
c l i, gen Glyma02g10620
a

r e
c 98 amino acid bị ì
ầ
t 44- fold á V
(
3.7) Mộ r ờ
á
gen Glyma19g43580 ị
a
r
V
ă
ờ
a
r
T
Glyma19g43580 At5G28640 r A.
thaliana, gen y
a ế
á rì
â ằ
ờ
ì ế a
a
á rì
a ế
ô á [114, 115] G
yế
ặ ra Glyma19g43580
ă

ờ
r
ế
á
ũy ờ
a
ế ú
á rì
é
ò
ờ . Gen Glyma19g43580
á
a
ế
á rì
r
. Những kết qu
y ặt ra một s â ỏi v
ch
ă
a rò
á gen GmMRP a
a
ằ
á ng l i v i
u ki n h n
ô á r
á a
á
a

14
Bảng .7. Gen mã hóa GmMR có m c độ biểu hiện đáp ng
với điều kiện hạn ở á V6 và R2
#
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13

Mã gen
Glyma01g15910
Glyma01g15930
Glyma02g10620
Glyma03g32740
Glyma04g37040
Glyma06g39910
Glyma10g30380
Glyma15g05510
Glyma16g02510

Glyma19g43580
Glyma20g00780
Glyma20g22280
Glyma20g36730

Met

L

8,08
6,56
7,22
6,04
7,91
10,34
7,43
7,37
7,26
6,70
6,69
6,59
7,89

100
458
98
481
140
117
149

96
125
210
285
426
153

Định danh
C a rõ
ă
UNE10
C a rõ
ă
PIF1
Calmodulin 38
Calmodulin
Calmodulin 5
C a rõ
ă
Pr e
á a x
GIF, GIF1, AN3
Ch a homeodomain
PIF3
Calmodulin 5

Điều kiện hạn
Lá V6
Lá R2
3,63

4,96
-20,34
-3,87
-44,63
-4,04
-2,19
-2,02
15,03
40,08
3,12
4,14
7,50
5,27
2,93
2,41
2,05
4,63
-2,01
2,42
-3,03
-2,36
2,25
2,99
3,06
2,29

1

ư ng et (%),2 ch thư c phân t protein (aa),3
iệu microarray theo

[96]. àu đỏ thể hiện mức đ phiên mã t ng trong hi màu anh minh h a cho
mức đ phiên mã gi m.
. . hân tích in silico họ gen mã hóa en yme MSR ở đậu tư ng
X
nh h e
ã ó e z e MSRA ở e
e â
Kế
xá ị
7 gen
a
e zy e MS A r
e
e
S á
MS A
r
ộ
á , 5 gen AtMSRA
xá ị
r A. thaliana [145] trong khi 4 gen
a MS A
ị
a
r úa [65] N ữ
ế
y
y
gen
a MS A

a
ộ
a gen.
â í
ợ
ặ e ủ
e
ã ó e z e MSRA ở u
D a r
â
rì
, 3 cặp gen lặp
c xá ị
trong h gen
a MS A
M
ộ
ng c
ộ
nucleotide c a á ặp gen lặp h gen GmMSRA á a
t t 73,76 %
(cặp gen ặ GmMSRA4/A7) ến 96,00 % (cặp gen GmMSRA2/A5) trong khi
cặp gen GmMSRA1/A6
ộ
r
Mặ
á
ặp gen lặ
y
â

r
á
m s c th
á
nhau trong genome c a
Cặp gen lặp GmMSRA1/A6
rú
r
m s c th s
GmMSRA2 r
m s c th s 2 lặp v i
GmMSRA5 r
m s c th s 14, trong khi GmMSRA4/A7 lầ
t nằm
r
m s c th s 8
8 Đ
y
y rằng t t c á gen lặp
trong h gen MSRA
u xu
á
hi
ng lặ
r
á


15
nhi m s c th

á
a (e e a
a
) Tr
Le
ộng s
(
) ũ
xá ị
c 2 cặp gen lặp trong h e
a e zy
MSRB nằ
r
á
m s c th
á
a
GmMSRB2/B5
GmMSRB3/B4 lầ
â
r
m s c th s
e
e u
[99]. Những kết qu
y
ị rằng hi
ng lặ
r
á

nhi m s c th
á
a
th
ế ch yếu gi
â rộng
c a h gen
a e zy e MS ( a
m c MS A MS )
H
ữa, tỷ l Ka/Ks c a 3 cặp gen lặ
u nhỏ
ng tỏ á rì
ch n l c t
b o th c a h gen MSRA
Đ u
a
r
á rì
ế
a a h gen GmMSRA, s a
á
giữa á
e
e
á gen GmMSRA
ây ra
ột biế
m
ô ị ì

á
c ch n l c [103].
â í
ộ
ặ í
ả ủ
e z e MSRA ở
K
â ử c a 7 G MS A
tt
(G MS A
a i
gen Glyma04g36480) ế
a
a
(
ng v G MS A
G MS A
a ầ
t b i Glyma02g46020
Glyma16g24130). Tr ng
â ửc a á
â ử GmMSRA biế
(G MS A ) ến
87 Da (G MS A ) r
I tt
ế 8 78 á rị r
ì
t
kho

77 N
ế
á rị
á
á ộ
tan, vị r
rú r
ế
a r e
[14]. Giá rị pI c a G MS A -A
-A -A
-A7 t kho
÷
a
a nhi u g a
a
a
ì y á e zy e y
á
â ử
x
â
trong tế
ch
G MS A
G MS A
á rị pI kho ng 8,7 g
rằ
r e
y

ă
ịnh vị r
a á
a (
3.10).
ảng .10. Một số đ c tính c ản của họ en yme MSRA ở đậu tư ng
Tên gen

Mã định anh gen1

GmMSRA1
GmMSRA2
GmMSRA3
GmMSRA4
GmMSRA5
GmMSRA6
GmMSRA7

Glyma02g05550
Glyma02g46020
Glyma04g36480
Glyma08g42790
Glyma14g02705
Glyma16g24130
Glyma18g11110

ích
thước
250
266

194
203
266
250
203

Trọng ượng
phân t
26,17
29,87
21,63
22,78
29,69
28,11
22,76

Điểm đẳng
điện
6,14
8,78
5,01
6,52
8,74
6,39
5,84

Vị trí
cư tr
S*
C*

−
−
C*
S*
M

hú th ch: : ào uan iên uan đ n vận chuyển n i bào; : Lục lạp; M: Ty
thể. -: hưa c đ nh; *: K t qu dự đo n đạt đ tin cậy.
D
á ằ Tar e P
y G MS A
G MS A
ă
â
á
a
a ế
á rì
n chuy n trong tế
r


16
G MS A
G MS A ịnh vị l c l p. L
ũy OS ì ế G MS A
G MS A5
MetO l c l p khi tế
ặp b t l i. Mặ
á G

â
r
á
a
a ế
á rì
ũ
y ộ
sửa chữa MetO t á

a
a
a
MS A
n chuy
ị r r

á rì
ử
G MS A
ì y ú
ế

Hình .1 . S đồ minh họa cây phân oại và cấu tr c vùng ảo thủ
cho enzyme MSRA ở đậu tư ng và A. thaliana
Tế
e
ây á
xây ng d a r
c sử d

rì
amino acid c a 7 G MS A
r e
a MS A A. thaliana [145]. Kết
qu cho th y, h enzyme MSRA
a
(Hì
) C
ộc n
a
G MS A -A -A -A
-A7, r
a G MS A
GmMSRA6. Hầu hế á
r
á
ờng chia sẻ một
ặ
a
G MS A
G MS A
chung chi
a
a
r
â ử
a (
~
87 Da)
nhau (7,84 ~7,87).

C u rú
o th c a h e zy e G MS A ũ
ys á
t
â
e ây á
(Hì
13). T t c á
r
u ch a g Cy
a rò xú á
Cy
a rò á o. G c
Cy xú á ằ r
rì
b o th F[G/A]AGCW[G/S][V/A]E. Kết
qu
y ũ
r
r A MS A -A -A
-A
A.
thaliana [145] Tr
o th c a
a
m GmMSRA1, A
A MS A
ô
xu t hi n c a g Cy xú á
Cy á o.

. . Đánh giá đ c tính của họ gen mã hóa en yme MSR ở đậu tư ng
3.4.1. D
ut
ề ò
- ở vù
r
er ủa h e
ã ó
enzyme MSR ở
Trong
r
ây gen
a e zy e MS
ì
y
[99] N
y, h e zy e MS
a
m 7 gen
a MS A


17
gen
a MS
xá ị
Đ
ầ
â
ch c ă gen

a rò
òa a ú
x
aC
r
promoter c a h gen GmMSR
ì
ếm bằ
ô
PlantCARE [101].
Một s yếu t
ộp TATA (TATA-box), hộp CAAT (CAATx)
xá ị
r
r
er a h gen GmMSR ( a
GmMSRA
GmMSRB). N ì
C
r
r
er a á gen
GmMSR
â
i theo ch
ă
a
m
CRE
a ến ph n

á
á
u hi
ặ
ô
a
CRE á ng v i hormone hoặc
.
4
ộ u hi n củ e
ã ó MSR ở
r
ề
k
và ề k
ạ ả
ấ ợ
Tr
ờ [104], t ô
a hầu hế á gen GmMSR u
a á
c, ngo i tr gen GmMSRA5 ô
ô
Phần l
á gen
GmMSR u r
u hi
/ ặ ặ
u hi n
t mộ ô

a ộ
r
ây. Trong s
GmMSRB1
GmMSRB3 r
bi u hi n
á r
GmMSRA3 t p trung nhi u n t sần. S bi u hi n
m nh c a á gen GmMSR t t c mẫ
ô
a
r
ây
cho th y rằ MS
ô
c t ng h
ct á ị r
y
tham gia
á rì
ửa chữa sửa chữa â ử protein khi bị ôx
a H
ữa, s
t
ũy r t nhi u GmMSRA3, -B3 á
t sần, vị r
cd
á
OS ây ra
u ki n b t l (Hì 3.15).

Hình .1 . M c độ biểu hiện của họ gen GmMSR trong điều kiện thường
ở các mẫu mô c quan ở đậu tư ng.
84RH, 120RH: M u ng rễ thu sau
và
gi gieo hạt; A :
phân
sinh đỉnh ch i; F: Hoa; GP: Vỏ xanh; N: N t sần; L: L ; : ễ; : hóp rễ;
i tr
đư c minh h a b ng d i nhiệt đ màu nh m thể hiện c c u
hư ng biểu hiện của m t gen t có biểu hiện đ n biểu hiện đặc th .


18
Tr
ữ
r array xử
[96]
a
gen
a
e zy e MS
ay
C
, 5 gen
ă
ờ
,
trong khi 1 gen ị ì
á

a
V
/ ặ
K á
a
r
V6, GmMSRB3
, GmMSRA3 ị
r
Mặ
á
á
a
2,
GmMSRA4, -A7, -B2
-B5
, GmMSRA3 ị ì
(Hì 3.16A).

Hình .16. M c độ biểu hiện của họ gen GmMSR trong điều kiện A hạn
và
m n ở các mẫu mô c quan ở đậu tư ng
V6 và :
u ở giai đoạn V6 và
đư c x
hạn; R-Na1hr, R-Na6hr và
R-Na10hr: M u rễ thu ở th i điểm 1 gi , 6 gi và
gi sau khi x
mặn.
Tr

ữ
NA- e xử
ặ [24] á gen
a MS ũ
r GmMSRA5 ô
ô
(Hì
3.16B) Mộ
gen GmMSR
ay
a r r
ặ S á
ô xử
ặ , gen GmMSRA2
GmMSRB1
, trong khi 3 gen GmMSRA4, -B2
-B5
ă
ờ
r .
4
â í
ộ
ủ e
ã ó MSR ở
r
ề k
và ề k
ạ ả
ấ ợ

Tr
ờ , gen GmMSRB1
xá ị
r
5 gen
a
e zy e MS . GmMSRB1
r
ặ
ô á
á
a
(Hì
17). Gen GmMSRB1
ô
u hi rõ r
á
a ò
Tr
e zy e MS
cd
á
â
a
c l p [99]. Những kết qu
y
th y GmMSRB1 chỉ ặ r
á
gen y
a

a
á rì
ò
ch ng l
OS
a l cl r
ô á


19
Tr
GmMSRB5 bi u hi n th p nh t t t c á
a ộ ph n.
H
ữa, kết qu
â
c cho th y ô
u yếu t C
á
ng v
u ki n
â
r
er a gen GmMSRB5.
T ô
u hi n c a gen GmMSRB5
â
r
ữ li u
microarray [104] ũ

ô
a r
u ki
ờ (Hì
3.15). Kết qu
y
y GmMSRB5
a rò ô
á a
tr
r
u ki
ờng (so v
á gen GmMSRB á )

Hình .17.

ết quả phân tích m c độ iểu hiện của họ gen mã hóa MSR
ở đậu tư ng trong điều kiện thường.

h n m u m cơ uan b phận, bao g m và rễ cây non u
ở giai đoạn V6 và
hạt ở giai đoạn
và 7 rễ và chóp rễ ở giai đoạn
đư c hai th c để kiểm tra biểu
hiện của gen mã hóa
b ng qRT-PCR.

Khi xử
u hi

r
á
ay

r

á

c, chỉ
gen GmMSRB2
GmMSRB5
ă
mẫ á r
u hi n c a 3 gen ò
i
ô
á
(Hì
18A). mẫu r xử
ô
gen
ộ
ay
a (Hì
18B) Tr
á
á u hi n c a GmMSRB á V xử
n cho th y t t c á gen u
ă

ờ
y
ỉ
GmMSRB3
á ng một
á
a Tế
e
ì
rõ
a rò a á gen GmMSRB
r
a
n sinh th c, m
ộ
a á gen y ũ
xá
ịnh
á
r
a
r
u ki n h n. Gen GmMSRB2
GmMSRB5
ă
ờ
á
r
u ki n h (Hì
3.18D) r

ô
gen
á ng v
u ki n h n
ô r (Hì
3.18 ) N
â
r ũ
ị r
á gen
a
enzyme
MS
ô
x
ng bi u hi n m
r
u ki
ờ (Hì
15).
Kết qu
y
y h enzyme MSRB
ô
ũy
nhi u t i r r
u ki
ờ
n.

20

Hình .18.
A:
:
:
chứng
đủ nư

ết quả phân tích m c độ iểu hiện của họ gen mã hóa MSR
ở đậu tư ng trong điều kiện hạn

nh gi biểu hiện của gen m
trong m u thân hi
hạn sau - - gi
nh gi biểu hiện của gen m
trong m u rễ hi
hạn sau - gi
nh gi biểu hiện của gen m
trong m u V6 hi
hạn và đủ nư c đ i
: nh gi biểu hiện của gen m
ởm
trong điều iện
hạn và
c đ i chứng
: nh gi biểu hiện của gen m
ở chóp rễ hi
hạn.

Kết qu
â
T-PCR mẫ
ô
i cho th y á gen
a
MS
ă
u hi n sau 2 giờ xử
ặ
i gi m sau 10 giờ xử
mặ Tr
GmMSRB1
á ng gi m ch i sau 10 giờ xử
ặn
(Hình 3.19A). Một gen á
GmMSRB5
xá ị
á
ă
sau 2 giờ xử
á ng gi m sau 10 giờ xử
ặ K
á
á r
xử
y, hầu hế á gen GmMSRB, ngo i tr GmMSRB2, x
ng bi u
hi

ă
ần theo thời gian xử
ặn. Mặ
y, chỉ
GmMSRB5
á
ă
r sau 10 giờ xử
ặ (Hì
19B).


21

Hình .1 .

ết quả phân tích m c độ iểu hiện của họ gen mã hóa MSR
ở đậu tư ng trong điều kiện m n
nh gi biểu hiện của gen m
ở thân A và ở rễ
trong điều
iện
mặn sau - gi . M u thân đư c thu thập ở th i điểm 0 gi
(S0s), 2 gi
s và
gi (S10s) sau khi x
mặn. M u rễ đư c thu thập ở
th i điểm 0 gi (R0s), 2 gi
s và
gi (R10s) sau khi x

mặn.
Đ tr lờ
â ỏi, li u rằ
á gen GmMSRB á ng v
u ki n
ngo i c nh b t l
ô
a
ờ
u ph thuộ ay ô
thuộ
A A á
ẫu xử A A
c thu th
â
ộ bi u
hi n c a á gen y Kết qu minh h a Hì
20A cho th y, t t c gen
GmMSRB ũ
x
ă
â
xử
i ABA, mặ
ô
gen
á ng v A A X
ă
ũ
c ghi nh n mẫu r xử

A A
i tr GmMSRB4
u hi n gi m sau khi xử A A Tr
GmMSRB2
á
ă r t m nh v i ABA r (Hì
).

Hình .20. ết quả phân tích m c độ iểu hiện của họ gen mã
hóa MSR ở đậu tư ng trong điều kiện
ý với ABA
A : nh gi mức đ biểu hiện của c c gen m
ở thân trong điều iện
A A và h ng
A A đ i chứng
: nh gi mức đ biểu hiện của c c
gen m
ở rễ trong điều iện
A A và h ng
A A đ i chứng).
hân :
u thân cây đ i chứng; hân - ABA: M u thân cây
v i abscisic
acid; Rễ : u rễ cây đ i chứng; Rễ - ABA: M u rễ cây
v i abscisic acid.


22
Trong s á
a h MSRB

G MS
cd
â
l c l p [99] P â
ữ li u microarray [104] cho th y gen
u hi n m nh á
x
ng bi u hi n m nh vỏ qu . Ki m ch ng
m
ộ bi u hi n c a GmMSRB1 r
u ki
ờ
ũ xá
ns
ă
ờng t ng h p c a gen y
á
G MS
rú l c
l p [99]
ũy
u
á r
r
u ki
ờng. Th c
nghi
ng minh gen
a MS 3 ũ
u hi n m nh á

x
ng bi u hi n m nh qu . Mộ r ờng h
GmMSRB4
c
xá
x
ng bi u hi n m nh qu
á r
u ki
ờng
(B ng 3.11) Ha
ò
i c a h MSRB GmMSRB2
GmMSRB5
ô
u hi
ặ
ib tk
a
T
i, GmMSRB1, -B3
GmMSRB4 ô
u
á
a
á e zy e
a h MS
c t ng h p ra t 3 gen y ô ẵ
á
rì

ửa chữa MetO
ô á r
r ờng h p cần thiết. Hai gen, GmMSRB2
GmMSRB5
a rò
r
ờ .
Bảng .11. Tóm tắt kết quả phân tích iểu hiện của gen mã hóa MSR
ở đậu tư ng trong điều kiện thường
á
y

àu đỏ: iểu hiện t ng.
T
r
u ki
ờ
â
m tra
qRT-PC
a ra ững kết qu r
á rị
a
r
n
á
y T
c kết qu
c minh h a B ng 3.12. Gen GmMSRB3
cd

á
m ch
u hi
á
ă
nh nh t
áV
r
u ki n h (Hì
18C)
ô
á ng v A A (Hì
20).


23
Bảng .12. Tóm tắt kết quả phân tích iểu hiện của gen mã hóa MSRB ở
đậu tư ng trong điều kiện hạn

àu đỏ: iểu hiện t ng màu anh: iểu hiện gi m A
: u t đ p ứng
ABA. [TC] n: r nh tự ặp giàu .
Bảng .1 . Tóm tắt kết quả phân tích iểu hiện của gen mã hóa MSR ở
đậu tư ng trong điều kiện m n

àu đỏ: iểu hiện t ng màu anh: iểu hiện gi m A
ABA. [TC] n: r nh tự ặp giàu .

ặ
ờ

e
N

a GmMSRB4 ô
y
x
y, gen GmMSRB4

ay

:

u t đ p ứng

r

xử
á r

ô

á

ặ