Luận văn Thạc sĩ Khoa học: Nghiên cứu chuyển gen mã hóa nhân tố phiên mã OsNAC6 vào giống lúa Pusa Basmati
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (3.62 MB, 92 trang )
Luân văn tốt nghiệp Nguyễn Thị Phương
Dung
MỞ ĐẦU
Tình hình biến đổi khí hậu toàn cầu (BĐKH) hiện nay đang là một vấn đề
hết sức thời sự, thu hút sự quan tâm, lo lắng của toàn nhân loại. BĐKH hiện đang
diễn ra thường xuyên trên diện rộng, vượt ra ngoài tầm kiểm soát của con người
và gây ra những tác động rất lớn đến đời sống và kinh tế toàn cầu, đặc biệt là
nông nghiệp. Vì vậy, việc nghiên cứu chọn tạo các giống cây trồng có khả năng
thích ứng cao với bất lợi thời tiết là hết sức cần thiết và cấp bách.
Việt Nam là một trong những quốc gia được dự đoán là bị ảnh hưởng
nhiều nhất do tác động bởi biến đổi khí hậu. Diễn biến thời tiết trong những
năm gần đây cho thấy hạn đã và đang là một trong những nguyên nhân chính làm
giảm năng suất cây trồng; thậm chí có nơi, có vụ hạn gây thất thu làm sản lượng
nông nghiệp không ổn định. Vì vậy, việc tạo ra các giống cây trồng có tính kháng
hạn cao có ý nghĩa đặc biệt quan trọng góp phần tăng năng suất, xóa đói giảm
nghèo, ổn định xã hội, tăng dân trí và vị thế quốc gia.
Từ hàng ngàn năm về trước, con người đã biết tạo ra giống cây trồng
mang các đặc tính mong muốn bằng phương pháp lai tạo giống (lai hữu tính giữa
hai dòng mang gen mong muốn). Tuy nhiên, phương pháp này cần nhiều thời
gian, công sức và trong nhiều trường hợp, cây lai thu được kèm cả tình trạng
không mong muốn. Ngày nay, các nghiên cứu hệ gen đã xác định đặc tính, chức
năng của các gen hữu ích và kỹ thuật di truyền đã chuyển trực tiếp các gen hữu
ích vào các đối tượng cây trồng khác nhau và tạo ra các cây trồng chuyển gen
mang các đặc tính quý như tăng tính chống chịu với các điều kiện ngoại cảnh
bất lợi, tăng năng suất và chất lượng, cải thiện môi trường nhờ giảm lượng
thuốc trừ sâu hóa học cần sử dụng…
Trong những năm vừa qua, hàng loạt các nghiên cứu chuyển các gen hữu
ích vào các đối tượng cây trồng đã được tiến hành ở nhiều phòng thí nghiệm và
Page 1
Luân văn tốt nghiệp Nguyễn Thị Phương
Dung
kết quả đã tạo được nhiều giống cây trồng chuyển gen mang các đặc tính quý
như chống sâu, kháng thuốc diệt cỏ, năng suất cao, chất lượng tốt.... Đặc biệt
một số giống chuyển gen đã được thương mại và diện tích gieo trồng ngày càng
tăng trong sản xuất, đáp ứng được kỳ vọng của thực tế sản xuất.
Tính trạng chịu hạn là tính trạng đa gen, vì vậy mặc dù rất nhiều nghiên
cứu tạo giống cây trồng chuyển gen chịu hạn đã được nghiên cứu trong những
năm qua nhưng kết quả là vẫn chưa có giống cây trồng chịu hạn thương mại hóa
[9, 54, 60]. Gần đây, xu hướng tạo giống cây trồng chuyển gen chịu hạn đang tập
trung vào các nhân tố phiên mã liên quan đến chịu hạn (gen điều khiển chịu hạn)
vì những lý do: (1) sự biểu hiện của các gen liên quan đến tính chịu hạn liên quan
chặt chẽ đến quá trình phiên mã, (2) các gen điều khiển tính chịu hạn mã hoá các
protein có khả năng hoạt hoá sự biểu hiện của hàng loạt các gen chức năng liên
quan đến chịu hạn thông qua quá trình phiên mã và kết quả là thực vật tăng
cường tính chịu hạn. Điều này giải thích vì sao tính trạng chịu hạn là tính trạng
đa gen nhưng chỉ cần chuyển một gen điều khiển tính chịu hạn có thể tăng sức
chống hạn của cây chuyển gen. Vì vậy, việc phân lập và nghiên cứu đặc tính của
các gen điều khiển đang trở thành vấn đề thời sự mang tính toàn cầu cả về
nghiên cứu cơ bản lẫn nghiên cứu áp dụng. Hiện đã có rất nhiều công bố chuyển
thành công các gen điều khiển chịu hạn vào cây mô hình Arabidopsis, lúa, cà chua,
đậu tương, ngô...
Dựa vào thực tế trên, chúng tôi tiến hành thực hiện đề tài “Nghiên cứu
chuyển gen mã hóa nhân tố phiên mã OsNAC6 vào giống lúa Pusa Basmati“
Với những mục tiêu chính như sau:
Phân lập gen mã hóa nhân tố phiên mã OsNAC6 điều khiển tính chịu hạn ở lúa.
Tập trung tối ưu hoá quy trình chuyển gen và thao tác di truyền trên cây lúa.
Tạo ra cây lúa chuyển gen OsNAC6 có khả năng chống chịu tốt với điều kiện hạn.
Page 2
Luân văn tốt nghiệp Nguyễn Thị Phương
Dung
Chương 1. TỔNG QUAN
1.1. NÔNG NGHIỆP TRONG ĐIỀU KIỆN BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU TOÀN
CẦU
1.1.1. TÌNH HÌNH BIẾN ĐỔI KHÍ HẦU TOÀN CẦU
Theo Bộ Tài nguyên Môi trường, biến đổi khí hậu đã và đang diễn ra trên
phạm vi toàn cầu, khu vực và ở Việt Nam. Biến đổi khí hậu đã và sẽ tác động
nghiêm trọng đến sản xuất, đời sống và môi trường trên phạm vi thế giới, trong
đó có Việt Nam.
Biến đổi khí hậu chính là sự thay đổi của hệ thống khí hậu gồm khí quyển, thuỷ
quyển, sinh quyển, thạch quyển hiện tại và trong tương lai bởi các nguyên nhân
tự nhiên và nhân tạo trong một giai đoạn nhất định từ tính bằng thập kỷ hay hàng
triệu năm. Sự biển đổi có thể là thay đổi thời tiết bình quân hay thay đổi sự phân
bố các sự kiện thời tiết quanh một mức trung bình. Sự biến đổi khí hậu có thể
giới hạn trong một vùng nhất định hay trên toàn Địa Cầu. Trong những năm gần
đây, biến đổi khí hậu được gọi chung bằng hiện tượng nóng lên toàn cầu. Nguyên
nhân chính của hiện tượng biến đổi khí hậu toàn cầu là do sự gia tăng các hoạt
động tạo ra các chất thải khí gây hiệu ứng nhà kính (bao gồm hơi nước, CO2, CH4,
N2O, O3, các khí CFC), các hoạt động khai thác quá mức các bể hấp thụ và bể
chứa khí nhà kính như sinh khối, rừng, các hệ sinh thái biển, ven bờ và đất liền
khác.
Theo Trung tâm Nghiên cứu Khí tượng Khí hậu (Viện Khoa học Khí
tượng thủy văn và Môi trường), tình hình biến đổi khí hậu ở Việt Nam đang diễn
ra theo chiều hướng gia tăng tần suất và cường độ của các hiện tượng bão, mưa
Page 3
Luân văn tốt nghiệp Nguyễn Thị Phương
Dung
lớn, nhiệt độ cao và hạn hán. Thời tiết trong năm 2010 diễn biến phức tạp, bất
thường, dịch bệnh trên cây trồng, vật nuôi xảy ra ở nhiều huyện thị, hạn hán
nặng ở vụ hè thu, lũ lụt hồi tháng 10/2010 đã gây ảnh hưởng không nhỏ đến sản
xuất nông nghiệp của người dân. Theo Phó phòng Dự báo khí tượng hạn vừa và
dài (Trung tâm dự báo Khí tượngThủy văn Trung ương) Nguyễn Đức Hoà thì
trong những tháng tiếp theo của mùa khô 2010, ở Bắc bộ, đặc biệt là Bắc Trung
bộ hạn hán sẽ gay gắt hơn nhiều so với năm ngoái. Cùng với đó, vào đầu vụ từ
tháng 1 đến tháng 32011, mực nước trên các sông lớn sẽ ở mức thấp hơn
TBNN, trong khi đó độ mặn vùng cửa sông khả năng cao hơn TBNN, nước mặn
sẽ xâm nhập sâu vào các cửa sông và thẩm thấu ngầm, ảnh hưởng đến nhiều
diện tích canh tác của các địa phương ven biển. Do vậy khả năng vào vụ có thể
thiếu hụt lượng nước tưới tiêu tương đương với khoảng 200.000 ha. [80]
1.1.2. ẢNH HƯỞNG CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU TOÀN CẦU ĐẾN SẢN
XUẤT NÔNG NGHIỆP
Nông nghiệp thế giới hiện nay đang đối mặt với những khó khăn lớn do
tình trạng biến đổi khí hậu gây ra. Tại Trung Quốc, hạn hán nghiêm trọng
thường xuyên xảy ra ở các tỉnh miền Bắc. Tính trạng hạn hán kéo dài từ cuối
tháng 7 năm nay đã ảnh hưởng nghiêm trọng vùng trồng ngô lớn nhất Trung
Quốc và có nguy cơ thu hẹp 60% diện tích trồng trọt. Ấn Độ đang phải đối mặt
với đợt hạn hán nghiêm trọng nhất trong vòng 7 năm qua. Hiện nay đã có hơn 1/3
số quận của Ấn Độ rơi vào tình trạng hạn hán. Thiếu hụt lượng mưa cần thiết
có thể khiến tăng trưởng kinh tế của quốc gia này giảm sút 1% trong năm nay.
Đợt hạn hán tồi tệ nhất trong lịch sử gần 20 năm qua tại Thái Lan trong năm nay
đang đẩy quốc gia xuất khẩu gạo lớn nhất thế giới đối mặt với vụ mùa thất thu.
Thông báo mới nhất cho biết, sản lượng gạo của nước này trong vụ mùa tới, kết
thúc vào tháng 8, có thể chỉ đạt 2 triệu tấn so với mức dự báo 5 triệu tấn trước
đó.
Page 4
Luân văn tốt nghiệp Nguyễn Thị Phương
Dung
Chưa bao giờ vấn đề biến đổi khí hậu (BĐKH) lại được đề cập nhiều và
nóng bỏng như trong thời điểm này. Theo nghiên cứu mới nhất của Liên Hợp
Quốc [81], Việt Nam sẽ là quốc gia bị ảnh hưởng nhiều nhất ở khu vực Đông
Nam Á từ sự BĐKH này.
Việt Nam, một nước đang phát triển trong thời kỳ công nghiệp hóa, nằm
trong nhóm nước dễ bị tổn thương bởi các vấn đề môi trường do BĐKH gây ra
như lũ lụt, hạn hán, bão… Bên cạnh đó, với bờ biển dài, vấn đề mực nước biển
dâng cao có thể làm mất 12,2% diện tích đất của Việt Nam và đe dọa tới chỗ
sinh sống của 17 triệu người. Những biến động thời tiết bất thường gây thiệt
hại lớn cho đời sống dân nhân và đất nước mà chúng ta thường gọi là thiên tai
cần được nghiên cứu, xem xét theo hướng báo động toàn cầu về gia tăng nhiệt
độ bề mặt trái đất và mực nước biển ngày càng dâng cao. Theo nghiên cứu mới
nhất chuẩn bị công bố, đến cuối thế kỷ (2100), nhiệt độ của Việt Nam sẽ tăng
lên khoảng 2 đến 4,5oC và mực nước biển sẽ dâng lên khoảng 10 đến 68 cm. Và
nếu sự biến đổi khí hậu cứ diễn ra như với tốc độ hiện nay thì trong vòng
khoảng 100 năm nữa, nhiều diện tích đất liền trên trái đất, trong đó có vùng đồng
bằng châu thổ sông Cửu Long và sông Hồng, có thể sẽ ngập chìm trong nước
biển [81]. Theo ước tính của IPCC, nếu mực nước biển dâng cao 1 m thì làm cho
22 triệu người Việt Nam mất nhà cửa, đồng bằng Sông Hồng sẽ bị ngập 5.000
km2 và đồng bằng Sông Cửu Long bị ngập 15.000 20.000 km2; mà đây là hai vựa
lúa lớn nhất, tập trung đông dân cư nhất cả nước. Mất đất, sản lượng lương
thực của Việt Nam sẽ giảm 12% (xấp xỉ 5 triệu tấn). Trong khi miền Trung vẫn
chưa hết mùa mưa lũ, các tỉnh miền Bắc lại đang phải gồng mình chống hạn. Sự
thay đổi khắc nghiệt và bất thường của thời tiết đang khiến cả dải đồng bằng
sông Hồng "khát" nước. Mực nước các sông, hồ chứa đều xuống thấp, ba hồ
thuỷ lợi lớn của miền Bắc là Hoà Bình, Thác Bà, Tuyên Quang hiện mới chỉ tích
Page 5
Luân văn tốt nghiệp Nguyễn Thị Phương
Dung
được hơn 5,2 tỉ m3, còn thiếu hơn 4,5 tỉ m3 so với thiết kế, đe doạ ảnh hưởng
nghiêm trọng đến an ninh lương thực [82].
Theo tính toán của Tổng cục Thuỷ lợi, nếu kéo dài tình trạng ít mưa như
hiện nay thì sẽ có khoảng 650.000 ha lúa Đông Xuân 2010 2011 rơi vào cảnh
thiếu nước tưới. Trong khi đó, nhận định của Trung tâm Dự báo Khí tượng Thuỷ
văn Trung ương cho thấy, thời tiết từ nay đến cuối năm và đặc biệt đúng thời
điểm gieo cấy vụ Đông Xuân sẽ rất khắc nghiệt do khô hạn tiếp tục kéo dài.
Đến hết năm 2010, dòng chảy các sông Bắc Bộ từ thượng lưu đến hạ lưu giảm
nhanh và có khả năng nhỏ hơn mức trung bình nhiều năm (TBNN) từ 2040%.
Trong đó, 2 hệ thống sông chính là sông Hồng và sông Thái Bình sẽ thiếu hụt với
mức 3545%.
1.2. HẠN VÀ PHÂN LOẠI HẠN
1.2.1. KHÁI NIỆM HẠN
Tất cả các sinh vật trên Trái đất đềucần có nước để duy trì các hoạt động
sống của cơ thể, vì vậy nước có ý nghĩa sống còn đối với sinh vật, đặc biệt là
thực vật – những sinh vật không có khả năng di chuyển để tìm nguồn nước.
Lượng nước cần thiết cho cơ thể thực vật phụ thuộc vào từng loài và từng giai
đoạn phát triển của chúng. Hạn đối với thực vật là khái niệm chỉ sự thiếu nước
do môi trường gây ra trong suốt quá trình sống hay trong từng giai đọan phát
triển, làm ảnh hưởng đến quá trình sinh trưởng và phát triển.
Mức độ tổn thương của thực vật do khô hạn gây ra có nhiều mức độ
khác nhau: chết, chậm phát triển hay phát triển bình thường. Khả năng giảm
thiểu mức độ tổn thương do thiếu hụt nước gây ra gọi là “tính chịu hạn” của
thực vật và những cây trồng có khả năng phát triển bình thường trong điều kiện
Page 6
Luân văn tốt nghiệp Nguyễn Thị Phương
Dung
khô hạn gọi là “cây chịu hạn”. Khả năng có thể giảm thiểu mức độ tổn thương
do thiếu hụt nước gây ra gọi là “tính chịu hạn” của thực vật [3].
Tuy nhiên, rất khó để xác định được thế nào là trạng thái hạn đặc trưng vì
mức độ khô hạn do môi trường gây ra khác nhau theo từng mùa, từng năm, từng
vùng địa lý và không thể dự đoán trước được. Mức độ khô hạn do môi trường
gây nên ảnh hưởng trực tiếp đến sự phát triển của cây, làm giảm năng suất cây
trồng, thậm chí có thể dẫn đến mất mùa... [61]
Các yếu tố của môi trường như thành phần thổ nhưỡng, thời tiết, khí hậu,
nhiệt độ cao, gió nóng... gây nên hiện tượng mất cân bằng áp suất thẩm thấu
giữa cây và môi trường, dẫn đễn sự thiếu hụt nước trong tế bào, gây ra hiện
tượng hạn hán. Hạn được phân biệt thành 3 loại là hạn không khí, hạn đất và
hạn toàn diện [11].
1.2.2. PHÂN LOẠI HẠN
1.2.2.1. Hạn không khí
Hạn không khí thường có đặc trưng là nhiệt độ cao (39 42 0C) và độ ẩm
thấp (< 65%). Hiên tượng này thường gặp ở những tỉnh miền Trung nước ta vào
những đợt gió Lào và ở vùng Bắc bộ vào cuối thu, đầu đông. Hiện tượng này còn
xuất hiện ở một số nước trên thế giới như gió Chamsin ở Israel; gió Mistral ở
miền nam nước Pháp… đã làm ảnh hưởng nghiêm trọng đến một số loài cây
trồng như phong lan, cam, chanh, đậu tương…. [56].
Hạn không chỉ ảnh hưởng trực tiếp lên các bộ phận của cây như hoa, lá,
chồi non… nhất là ảnh hưởng đến quá trình tung phấn của cây. Đối với thực vật
Page 7
Luân văn tốt nghiệp Nguyễn Thị Phương
Dung
nói chung và cây lúa nói riêng thì hạn không khí thường gây ra hiện tượng héo
tạm thời vì nhiệt độ cao, độ ẩm thấp, làm cho mức độ thoát hơi nước nhanh
vượt qua mức độ bình thường, lúc đó rễ hút nước không đủ bù lại lượng nước
mất, cây lâm vào tình trạng mất cân bằng về nước. Nước cũng là sản phẩm khởi
đầu, trung gian và giai đoạn cuối cùng của quá trình chuyển hóa hóa sinh, là môi
trường để các phản ứng trao đổi chất xảy ra [63]. Vì vây, việc cung cấp đủ nước
cho cây chính là một biện pháp canh tác quan trọng. Hướng nghiên cứu tăng
cường tính chịu hạn của cây trồng là một trong những mục tiêu của các nhà tạo
chọn giống.
Mức độ thiếu hụt nước càng lớn thì ảnh hưởng càng xấu đến quá trình
sinh trưởng của cây. Thiếu nước nhẹ thì giảm tốc độ sinh trưởng, thiếu nước
trầm trọng sẽ dẫn đến biến đổi hệ keo nguyên sinh chất, làm tăng quá trình già
hóa tế bào. Khi bị khô kiệt nước, nguyên sinh chất bị đứt vỡ cơ học dẫn đến tế
bào mô bị tổn thương và chết.
1.2.2.2.
Hạn đất
Mức độ khô hạn của đất tùy thuộc vào sự bốc hơi nước trên bề măt và
khả năng giữ nước của đất. Hạn đất sẽ làm cho áp suất thẩm thấu của đất tăng
cao đến mức cây không thể lấy nước qua tế bào rễ, vì thế hạn đất có thể gây ra
cho cây héo lâu dài. Hạn đất tác động trực tiếp đến bộ phận rễ làm ảnh hưởng
rất lớn đến quá trình sinh trưởng và phát triển của cây. Đối với cây trồng cạn,
hạn đất cũng ảnh hưởng nghiêm trọng đến giai đoạn gieo hạt và nảy mầm.
Lượng nước trong đất không đủ làm co mầm và héo; nếu thiếu nước nặng sẽ
gây thui chột mầm và chết.
1.2.2.3.
Hạn toàn diện
Hạn toàn diện là hiện tượng khi có cả hạn đất và hạn không khí xảy ra
cùng một lúc. Trong trường hợp này, cùng với sự mất nước do không khí làm cho
Page 8
Luân văn tốt nghiệp Nguyễn Thị Phương
Dung
hàm lượng nước trong lá giảm nhanh dẫn đến nồng độ dịch bào tăng lên, mặc dù
sức hút nước từ rễ của cây cũng tăng nhưng lượng nước trong đất đã cạn kiệt
không đủ cung cấp cho cây. Hạn toàn diện thường dẫn đến hiện tượng héo vĩnh
viễn, cây không có khả năng phục hồi. Ở nước ta, hạn toàn diện thường xảy ra
ở các tỉnh miền Trung (Nghệ An, Hà Tĩnh…), gây nên thiệt hại đáng kể cây trồng
nói chung và cây lúa nói riêng.
1.3.
PHẢN ỨNG CỦA THỰC VẬT TRONG ĐIỀU KIỆN HẠN
Điều kiện bất lợi môi trường gây ra hàng loạt các thay đổi về hình thái,
sinh lí, sinh hoá và phân tử, ảnh hưởng bất lợi cho sinh trưởng và phát triển của
thực vật. Trong các điều kiện bất lợi môi trường, hạn là một trong những yếu tố
quan trọng nhất, đặc biệt trong bối cảnh thay đổi khí hậu toàn cầu. Điều kiện
hạn hán sẽ làm cho thực vật phải tạo ra hàng loạt các thay đổi về mặt sinh lý để
tồn tại và thích nghi với điều kiện hạn như: Cụ thể hạn hán sẽ dẫn đến việc
thực vật đóng các khí khổng, giảm hô hấp và quang hợp, giảm thể tích nước
trong các mô, chậm quá trình sinh trưởng. Ở mức độ phân tử, điều kiện hạn sẽ
làm cho thực vật gia tăng mức độ biểu hiện và tích luỹ của các gen/protein chống
chịu stress [15, 59, 74].
Ở Arabidopsis, các protein như kinase, nhân tố phiên mã (transcription factor),
phosphatase, protease, protein biểu hiện trong giai đoạn muộn của phôi (late
embryogenesis abundant(LEA), protein sinh tổng hợp Abscisic acid (ABA), các
protein sinh tổng hợp đường (proline, mannitol, sorbitol) và hàng loạt các protein
chức năng khác tham gia vào quá trình chịu hạn ở thực vật [59].
Các protein tham gia vào quá trình chống hạn của thực vật được phân thành
hai nhóm: (1) nhóm protein chức năng trực tiếp tham gia chống lại với điều kiện
hạn (ABA, LEA, proline, mannitol, sorbitol...); (2) nhóm protein điều khiển sự
biểu hiện của các gen chức năng liên quan đến tính chịu hạn (nhân tố phiên mã,
Page 9
Luân văn tốt nghiệp Nguyễn Thị Phương
Dung
kinase...). Các nhân tố phiên mã này bám vào trình tự ADN đặc hiệu trên vùng
khởi động gen của các gen chức năng tham gia vào tính chịu hạn và hoạt hóa sự
biểu hiện của các gen này, kết quả là tăng cường tính chịu hạn ở thực vật. Các
nghiên cứu về gen đã chứng minh vùng khởi động gen của nhiều gen chức năng
chứa một hoặc nhiều trình tự ADN đặc hiệu là điểm bám của một nhân tố phiên
mã. Điều này chứng tỏ một nhân tố phiên mã có thể hoạt hóa biểu hiện của
nhiều gen chức năng. Các nghiên cứu biểu hiện gen đã chứng minh nhiều nhân tố
phiên mã biểu hiện mạnh trong điều kiện hạn chứng tỏ nhóm protein này đóng vai
trò quan trọng trong cơ chế điều hòa và biểu hiện của các gen tăng cường tính
kháng hạn ở thực vât. [60, 74].
Điều kiện hạn
hán
Nhóm gen nhận, truyền tín hiệu
(G protein, Kinase…)
Các gen điều khiển
biểu hiện
Các nhân tố khởi đầu phiên mã
Các gen chức năng
(DREB, NAC, ZFHD, AREB, MYB, MYC,
…)
biểu hiện
Các gen chức năng
(late embryogenesis abundant (LEA), chaperones, proteases,
transporters, sugars, proline, mannitol, sorbitol...)
Thực vật tăng cường tính chịu hạn
Page 10
Luân văn tốt nghiệp Nguyễn Thị Phương
Dung
Hình 1. Cơ chế phân tử của quá trình tăng cường tính chịu hạn ở thực vật
1.3.1. CÁC GEN LIÊN QUAN ĐẾN CÁC QUÁ TRÌNH CHUYỂN HÓA
Sự thay đổi chuyển hóa sơ cấp trong cơ thể là một cách đáp ứng thông
thường với điều kiện stress ở thực vật. Ví dụ, một cADN mã hoá cho enzym
glyceraldehyde3phosphate dehydrogenase được phân lập từ cây C.
plantagineum (bảng 1) tăng cường biểu hiện khi bị xử lý trong điều kiện hạn và
xử lý ABA [68]. Tuy nhiên các mức độ tăng cường hoạt động của enzym có liên
quan với các yếu tố stress môi trường ở thực vật, phản ánh sự gia tăng nhu cầu
về năng lượng. Các protease có thể cũng là một đặc điểm quan trọng của các
quá trình chuyển hoá trong điều kiện stress. Chúng góp phần làm ngừng việc sử
dụng các protein thừa và phân hủy các chuỗi peptit trong các túi chứa, qua đó
giải phóng các axit amin tự do để sử dụng cho việc tổng hợp số lượng lớn các
protein mới (bảng 1 và 2, [24]).
1.3.2. CÁC GEN THAM GIA QUÁ TRÌNH BIẾN ĐỔI TÍNH THẤM CỦA TẾ
BÀO
Thực vật có thể giữ được thế nước (giúp duy trì dòng chảy của nước
trong cây) trong điều kiện khô hạn nhẹ bằng cách biến đổi tính thấm của tế
bào, quá trình này bao gồm việc tận dụng các phân tử đường hay các giải pháp
tương thích khác [12]. Cả các kênh dẫn nước và ion đều có vai trò quan trọng
như nhau trong việc điều hòa dòng chảy của nước và sự liên hệ giữa các kênh
này với điều kiện stress hạn đã được khẳng định qua việc phân lập được các
gen mã hóa cho protein của các kênh này, biểu hiện trong việc đáp ứng sự khô
hạn.
Phân tử cADN 7a từ cây đậu Hà Lan (bảng 2, [24]) mã hóa một chuỗi peptit
với các điểm đặc trưng của các kênh dẫn ion, trong khi phân tử cADN RD28 từ cây A.
thaliana (bảng 1, [72]) và có thể là cả phân tử cADN H25 từ cây C. plantagineum
Page 11
Luân văn tốt nghiệp Nguyễn Thị Phương
Dung
đều mã hóa cho protein của các kênh dẫn nước [16].
1.3.3. CÁC GEN THAM GIA BIẾN ĐỔI CẤU TRÚC
Các nhà khoa học đã chứng minh điều kiện stress hạn là nguyên nhân gây ra sự
biến đổi trong thành phần hóa học, đặc điểm sinh lý của thành tế bào và những sự
thay đổi này có thể liên quan đến các gen mã hóa cho enzym sinh tổng hợp S
adenosylmethionine (bảng 1, [21]). Trong điều kiện binh thường, việc tăng cường
biểu hiện của các gen sinh tổng hợp Sadenosyl Lmethionine có liên quan đến
các vùng đang diễn ra sự hóa gỗ [47]. Do đó, việc tăng cường biểu hiện trong
các mô chịu điều kiện stress hạn có thể dẫn đến việc hóa gỗ của thành tế bào.
Quá trình kéo dài tế bào bị dừng lại dưới điều kiện stress hạn kéo dài liên tục và
ngay sau đó các quá trình hóa gỗ được khởi động [44].
Bảng 1. Các gen được tăng cường biểu hiện bởi stress hạn và mã hoá
cho chuỗi polypeptide của các protein có chức năng đã biết (J.Ingram và D.
Bartels)
Page 12
Luân văn tốt nghiệp Nguyễn Thị Phương
Dung
Page 13
Luân văn tốt nghiệp Nguyễn Thị Phương
Dung
Espartero và cộng sự đã chứng minh được ở nấm sự thiếu nước có thể
gây ra hiện tượng đồng cảm ứng phiên mã enzym sinh tổng hợp SadenosylL
methionine với các enzym khác như enzym thủy phân SadenosylLhomocystein
hay một enzym chuyển hóa methyl cần thiết cho việc tạo thành tế bào [21].
Bảng 2. Các cADN tăng cường biểu hiện trong điều kiện hạn nhưng
chức năng chưa xác định (J.Ingram và D. Bartels)
Page 14
Luân văn tốt nghiệp Nguyễn Thị Phương
Dung
1.3.4. CÁC GEN THAM GIA QUÁ TRÌNH PHÁ HỦY VÀ KHÔI PHỤC
Các gen cảm ứng với điều kiện hạn mã hóa cho các protein có trình tự
tương đồng với các enzym phân hủy protein đã được phân lập từ P. sativum
(bảng 2, [24]) vµ A. thaliana (bảng 1 và 2 [8, 35, 36, 70]). Một trong những chức
năng của các enzyme này là phá hủy các protein bị mất chức năng do tác động của
điều kiện hạn [24]. Trong giai đoạn đầu của quá trình bị hạn hán, A. Thaliana tăng
cường tổng hợp các phân tử ARN thông tin mã hóa cho các protein ubiquitin có hoạt
Page 15
Luân văn tốt nghiệp Nguyễn Thị Phương
Dung
tính mạnh [35]. Một protein dung hợp trong nhóm này có hoạt tính ubiquitin được
phát hiện ra trong quá trình dung giải protein và sự gia tăng này có thể tương đồng
với việc phân hủy protein đã xảy ra vì quá trình gắn ubiquitin có vai trò xác
định protein cho quá trình phân hủy
Sản phẩm của gen cảm ứng điều kiện hạn được phân lập bằng phương
pháp sàng lọc biệt hóa có trình tự tương đồng với các protein shock nhiệt (bảng
2; [35]). Các gen mã hóa cho các protein này có thể là các chaperonin, có liên quan
đến việc sửa chữa protein thông qua sự trợ giúp các các phân tử protein khác để
phục hồi cấu trúc tự nhiên của protein sau khi bị phá hủy hay gấp nếp sai trong
quá trình bị hạn. Các protein shock nhiệt có khối lượng phân tử nhỏ cũng có thể
là các chaperonin.
1.3.5. CÁC GEN LIÊN QUAN ĐẾN VIỆC LOẠI BỎ ĐỘC TỐ
Các enzym liên quan đến việc loại bỏ độc tố trung gian trong các quá trình
chuyển hóa hiếu khí như khử hóa glutathione, bẻ gẫy liên kết superoxide được
tăng cường trong quá trình đáp ứng lại stress hạn chứng tỏ chúng có vai trò quan
trọng trong các quá trình chống chịu [39]. Việc giảm lượng nước ở lá và đóng
khí khổng dẫn đến việc giảm lượng CO 2 [58]. Sự gia tăng hoạt động hô hấp
sáng trong quá trình hạn hán cũng đồng thời xảy ra do có sự tăng cường các hoạt
động oxi hóa glycolate, dẫn đến việc tạo ra các phân tử H2O2 [39]. Điều này có thể
giải thích tại sao các gen mã hóa cho các enzym có hoạt tính loại bỏ độc tố như
ascorbate peroxidase (bảng 1; [39]) và superoxide dismutase (bảng 1; [49, 69]) lại tăng
cường biểu hiện trong quá trình đáp ứng hạn hán.
Page 16
Luân văn tốt nghiệp Nguyễn Thị Phương
Dung
Hình 2. Phân loại các gen biểu hiện đáp ứng với điều kiện hạn ở thực vật
1.4.
CÁC NHÂN TỐ PHIÊN MÃ ĐIỀU KHIỂN CÁC GEN LIÊN
QUAN ĐẾN TÍNH CHỊU HẠN
Dòng chảy di truyền từ ADN đến protein trải qua quá trình rất quan trọng là
quá trình phiên mã. Các nhân tố phiên mã bám vào trình tự ADN đặc hiệu trên
vùng khởi động gen của các gen đích và điều hòa biểu hiện các gen này.
Page 17
Luân văn tốt nghiệp Nguyễn Thị Phương
Dung
Hình 3. Mô hình quá trình phiên mã
Nhóm gen mã hóa các nhân tố phiên mã chiếm khoảng 8 10 % trong mỗi
hệ gen và đóng vai trò quan trọng trong mọi hoạt động của sự sống như quá trình
sinh trưởng, phát triển và chống chịu với bất lợi môi trường... Ở lúa, hơn 2600
gen mã hóa nhân tố phiên mã đã được phân lập và phân chia thành các nhóm, họ
và siêu họ dựa theo trình tự nucleotide và chức năng. Rất nhiều gen mã hóa nhân
tố phiên mã liên quan đến chịu hạn đã được nghiên cứu chức năng ở mức độ
phân tử.
Đặc điểm đặc trưng của các protein điều khiển (nhân tố phiên mã) là có
hai vùng hoạt động (domain): (1) vùng hoạt hoá các protein chức năng (activation
domain) và (2) vùng liên kết (binding domain) với các trật tự ADN đặc hiệu (cis
acting element) trên vùng điều khiển của gen (promoter). Các nhân tố phiên mã
điều khiển các gen chịu hạn được phân loại dựa vào trật tự ADN đặc hiệu mà
chúng liên kết. Vùng khởi động (promoter) của hầu hết các gen liên quan đến
tính chịu hạn thường chứa một hoặc nhiều trật tự ADN đặc hiệu phổ biến là:
ABRE (ABA responsive element y ếu tố đáp ứng ABA) và DREB/CRT
(Dehydration responsive element/C repeat y ếu t ố/đoạn C lặp lại đáp ứng hạn),
NAC, MYB... với chức năng tương ứng là điểm bám của các protein điều khiển
Page 18
Luân văn tốt nghiệp Nguyễn Thị Phương
Dung
quá trình phiên mã biểu hiện phụ thuộc và không phụ thuộc vào nồng độ ABA
(hình
4)
Hình 4. Hệ thống điều khiển phiên mã của vùng ADN đặc hiệu và
nhân tố phiên mã điều khiển biểu hiện các gen chức năng tham gia phản
ứng chống chịu với điều kiện bất lợi ở Arabidopsis
1.4.1. CÁC NHÂN TỐ PHIÊN MÃ ĐIỀU KHIỂN GEN LIÊN QUAN ĐẾN
TÍNH CHỊU HẠN KHÔNG PHỤ THUỘC ABA
Page 19
Luân văn tốt nghiệp Nguyễn Thị Phương
Dung
a. Nhóm nhân tố NAC
Các nhân tố phiên mã họ NAC chứa trình tự đồng nhất (đầu tiên được
phát hiện từ petunia NAM, từ Arabidopsis ATAF1, ATAF2 và CUC) gọi là vùng
hoạt động NAC ở đầu Ntận cùng, là một họ gen đặc trưng của thực vật có vai
trò quan trọng trong việc xác định mô phân sinh đỉnh chồi [50]; biệt hóa các cơ
quan rễ, hoa trong sinh trưởng phát triển thực vật [7]; phản ứng với điều kiện bị
tổn thương và tác nhân gây hại tấn công [7; 14]. Có ít nhất 100 gen NAC trong
hệ gen Arabidopsis và 75 gen NAC trong hệ gen lúa đã được phân lập nhưng chỉ
một số ít gen NAC được nghiên cứu chức năng [46]. Phần lớn protein của gen
NAC chứa đựng vùng bám ADN ở tận cùng đầu N có độ bảo thủ cao, trình tự
tín hiệu định vị nhân và một vùng tận cùng đầu C biến đổi [29].
Dựa vào phân tích trình tự axit amin, các gen thuộc nhóm NAC ở thực vật
có thể được chia thành vài phân họ như NAM, ATAF và OsNAC3. Ở lúa,
OsNAC1 và OsNAC2 được xếp vào trong phân họ NAM. Trong phân họ này còn
bao gồm NAM và CUC. Trong khi đó, OsNAC5 và OsNAC6 thuộc hoàn toàn phân
họ ATAF. Ngoài những thành phần của các phân họ này thì trong bộ gen của lúa
còn có các gen OsNAC3, OsNAC4 (thuộc phân họ OsNAC3), OsNAC7 và
OsNAC8.
Trật tự ADN đặc hiệu NACR bao gồm 62 nucleotide lần đầu tiên được
phát hiện trên đoạn điều khiển gen ERD1 (early responsive to dehydration1) liên
quan đến tính kháng hạn ở thực vật. Sản phẩm protein của ba gen điều khiển
quá trình phiên mã thuộc nhóm gen NAC bám vào trật tự ADN đặc hiệu NACR
(14bp CACTAAATTGTCAC và trình tự lõi CATGTG giống MYC) trên đoạn
điều khiển các gen tăng cường tính kháng hạn làm cho các gen này biểu hiện
mạnh và kết quả là cây chuyển gen có tính kháng rất cao với điều kiện hạn. Các
phân tích ADN microarray về sự liên quan giữa biểu hiện của các gen điều
Page 20
Luân văn tốt nghiệp Nguyễn Thị Phương
Dung
khiển quá trình phiên mã thuộc nhóm NAC với biểu hiện của các gen liên quan
đến tính kháng hạn cũng đã đưa ra kết luận là khi các gen điều khiển quá trình
phiên mã biểu hiện trong cây chuyển gen đã hoạt hoá sự biểu hiện của một số
gen chức năng sinh ra trong điều kiện hạn [65]. Từ nghiên cứu về khả năng điều
khiển tính chịu hạn của nhóm gen NAC trên Arabidopsis, nhóm nghiên cứu của
Lizhong Xiong ( Trung tâm Quốc gia về nghiên cứu gen thực vật Trung Quốc) đã
phân lập gen OsNAC1 và chuyển vào lúa. Cây lúa chuyển gen tăng cường tính
chịu hạn, mặn và qua phân tích ADN microarray thì sự biểu hiện của gen ngoại
sinh OsNAC1 đã hoạt hóa hàng loạt gen chức năng liên quan đến tính chịu hạn.
Kết quả thử nghiệm trên đồng ruộng cho thấy các cây lúa chuyển gen OsNAC1
cho năng suất cao hơn 2234% so v ới các cây đối chứng ở điều kiện hạn [29].
Tương tự nhóm nghiên cứu của Shinozaki đã phân lập và nghiên cứu đặc tính
gen OsNAC6 và cho kết quả là các cây lúa chuyển gen tăng cường tính chịu hạn,
mặn, lạnh. Đặc biệt, ngoài việc tăng cường tính chống chịu với bất lợi thời tiết,
cây lúa chuyển gen OsNAC6 còn tăng cường tính kháng bệnh bạc lá so với cây
đối chứng [42]. Gần đây, gen NAC ở lúa ONAC045 cũng được công bố liên
quan đến tính chống chịu với điều kiện bất lợi môi trường. Gen ONAC045 định
vị ở nhân và biểu hiện mạnh trong điều kiện hạn, mặn, lạnh và xử lý ABA. Cây
lúa chuyển gen ONAC045 tăng cường tính chịu hạn, mặn [77].
b. Nhóm nhân tố DREB2
Hai gen DREB2A và DREB2B chỉ biểu hiện trong điều kiện hạn và hoạt
hoá các gen chức năng tham gia vào tính kháng hạn của thực vật. Tuy nhiên biểu
hiện của các gen DREB2A và DREB2B không làm tăng tính kháng hạn ở các cây
Arabidopsis chuyển gen chứng tỏ nhóm gen này cần quá trình sửa đổi sau phiên
mã ví dụ như qua quá trình phosphoryl hóa để chuyển protein sang dạng hoạt
hoá [38]. Gen DREB2A được thay đổi cấu trúc để loại bỏ 30 axit amin tương
ứng với trật tự từ 136 đến 165 để tạo ra dạng DREB2ACA. Kết quả, sự biểu
Page 21
Luân văn tốt nghiệp Nguyễn Thị Phương
Dung
hiện của gen DREB2ACA giúp cây chuyển gen Arabidopsis tăng cường đáng kể
tính chịu hạn. Các phân tích sử dụng kỹ thuật ADN microarray và Northern blot
đã chứng minh là gen DREB2ACA điều khiển sự biểu hiện của rất nhiều gen
chức năng tham gia vào tính kháng hạn ở thực vật [56]. Gen ZmDREB2A cũng đã
được phân lập và nghiên cứu đặc tính chi tiết ở ngô. Không giống như ở
Arabidopsis (DREB2A), gen ZmDREB2A tạo ra hai dạng phiên mã và qua phân
tích RT PCR thì chỉ có dạng phiên mã có hoạt tính sinh ra đáng kể trong điều
kiện hạn. Ngoài ra, qua thí nghiệm phân tích hoạt hoá phiên mã (transactivation
assay) ở tế bào trần Arabidopsis thì ZmDREB2A có hoạt tính hoá quá trình phiên
mã (transactivation activity) mạnh hơn nhiều DREB2A. Vì vậy quá trình sửa đổi
sau dịch mã là không cần thiết trong việc tạo ra protein ho ạt tính trong trường
hợp gen ZmDREB2A. Sự biểu hiện liên tục gen ZmDREB2A làm tăng cường tính
chịu hạn rõ rệt trong các cây chuyển gen. Kết quả này cho thấy có sự khác nhau
về cơ chế điều khiển tính chịu hạn trong cùng nhóm gen giữa cây mô hình hai lá
mầm (Arabidopsis) và cây một lá mầm [52].
Gần đây, nhóm gen mới ở lúa OsRap2.4A/DBF1 biểu hiện mạnh trong điều
kiện hạn được phân lập bằng phương pháp one hybrid sử dụng mồi là 4 đoạn ADN
lặp lại, mỗi đoạn gồm 50 nucleotide chứa trật tự ADN đặc hiệu DRE định vị sau hộp
TATA trên promoter JRC2606 (Glutamate dehydrogenaselike proteins).
1.4.2. CÁC NHÂN TỐ PHIÊN MÃ ĐIỀU KHIỂN GEN LIÊN QUAN
ĐẾN TÍNH CHỊU HẠN PHỤ THUỘC ABA
a. Nhóm nhân tố ABRE/ABF
Trật tự ADN đặc hiệu ABRE có trình tự lõi là ACGTGGC lần đầu tiên
được phát hiện nằm trên đoạn điều khiển gen Em ở lúa mì [25], gen RAB16 ở
lúa [40]. Hai nhóm protein điều khiển quá trình phiên mã AREB/ABF bám vào
trật tự ADN đặc hiệu ABRE trên các đoạn ADN điều khiển và hoạt hoá sự biểu
Page 22
Luân văn tốt nghiệp Nguyễn Thị Phương
Dung
hiện các gen liên quan đến tính kháng hạn và kết quả là tăng cường tính kháng
hạn ở các cây chuyển gen [67]. Trên cây mô hình Arabidopsis, biểu hiện của gen
ABF3 hoặc AREB2/ABF4 dẫn đến cây chuyển gen tăng cường tính kháng hạn
[32], trong khi đó biểu hiện của gen ABF2 dẫn đến cây chuyển gen tăng cường
tính kháng hạn, mặn và nhiệt độ cao[34].
b. Nhóm nhân tố MYB và MYC
Hai gen điều khiển quá trình phiên mã ở Arabidopsis có tên gọi là AtMYC2
và AtMYB2 cũng được công bố bám vào trật tự ADN đặc hiệu MYC (CANNTG)
và MYB (C/TAACNA/G) trên đoạn điều khiển gen RD22. Gen RD22 mã hóa
protein đồng nhất với protein ở hạt và có vai trò quan trọng trong quá trình sinh
tổng hợp protein. Biểu hiện các gen AtMYC và AtMYB làm cho câyArabidopsis
chuyển gen có ngoại hình mẫn cảm với ABA và có tính kháng hạn cao [6].
c. Nhóm nhân tố DREB1/CBF
Trật tự ADN đặc hiệu DRE/CRT có trình tự lõi là A/GCCGAC lần đầu
tiên được phát hiện nằm trên đoạn điều khiển gen RD29 ở Arabidopsis[73] và
sau này được phát hiện trên rất nhiều đoạn điều khiển gen của các gen sinh ra
trong diều kiện hạn và lạnh [9; 64]. Các gen điều khiển quá trình phiên mã thuộc
nhóm AP2 (APETALA2)/ethyleneresponsive elementbinding factor (ERF) bám
vào trật tự ADN đặc hiệu DRE và được đặt tên là: DREB1/CBF và DREB2[74].
Trên cây mô hình, biểu hiện của gen DREB1A/CBF3, DREB1B/CBF1,
DREB1C/CBF2 dẫn đến cây chuyển gen tăng cường tính kháng hạn, mặn và
lạnh [26;33; 38]. Trong khi đó, biểu hiện của gen DREB1D/CBF4 dẫn đến cây
chuyển gen chỉ tăng cường tính kháng hạn [28]. Các gen DREB1/CBF cũng đã
Page 23
Luân văn tốt nghiệp Nguyễn Thị Phương
Dung
được phân lập ở các cây trồng khác nhau như như đậu tương, súp lơ, cà chua, cỏ
linh lăng, thuốc lá, anh đào, dâu tây, lúa mì, lúa, lúa mạch, lúa mạch đen, ngô[76].
Điều thú vị là khi chuyển các gen OsDREB1/CBF ở lúa, ZmDREB1/CBF ở
ngô vào cây mô hình Arabidopsis hoặc các gen DREB1/CBF ở Arabidopsis vào
lúa cho kết quả tương tự về chức năng của nhóm gen này trong việc tăng cường
tính chống chịu của cây chuyển gen với điều kiện thời tiết bất lợi [20;45; 30;
53]. Điều này chứng tỏ có sự tương đồng về chức năng của các gen điều khiển
quá trình phiên mã ở cây một lá mầm và cây hai lá mầm và mở ra triển vọng tốt
cho việc tăng cường tính kháng hạn ở thực vật thông qua việc chuyển gen điều
khiển từ các đối tượng cây trồng khác nhau. Hiện tại, các gen điều khiển
DREB1/CBF đã và đang được sử dụng có hiệu quả trong việc tăng cường tính
chống chịu với bất lợi của thời tiết trên nhiều đối tượng cây trồng trong điều
kiện nhà kính và sản xuất thử nghiệm trên đồng ruộng như lúa [45; 30], lúa mì
[48], khoai tây [13], cà chua [28].
1.4.3. NHÓM CÁC GEN ĐIỀU KHIỂN ĐÁP ỨNG HẠN KHÁC
Gần đây, các nhóm gen điều khiển khác như protein kinase và các gen tham
gia vào quá trình sinh tổng hợp ABA cũng đang được xem là vấn đề thời sự trong
các nghiên cứu nhằm tăng cường tính kháng hạn ở thực vật. Các protein kinase
xúc tác việc chuyển một nhóm phosphate từ các hợp chất giàu năng lượng như
ATP tới các protein trong tế bào thông qua phản ứng phosphoryl hóa và làm cho
các protein đó chuyển sang dạng hoạt động. Vì vậy, các protein kinase đóng vai
trò đặc biệt quan trọng trong việc tăng hoặc giảm hoạt tính protein và trong quá
trình truyền tín hiệu từ các tín hiệu bề mặt tế bào đến các protein điều khiển, các
Page 24
Luân văn tốt nghiệp Nguyễn Thị Phương
Dung
protein chức năng trong tế bào. Với khía cạnh chịu hạn, các protein kinase truyền
tín hiệu hạn từ môi trường đến nhóm gen điều khiển phiên mã và hoạt hóa các
gen này. Khi các gen điều khiển quá trình phiên mã hoạt động sẽ hoạt hoá các
gen chức năng tham gia vào tính kháng hạn. Ngoài ra, các protein kinase còn tham
gia trực tiếp vào quá trình hoạt hoá các gen chức năng sinh ra trong điều kiện
hạn.
Nhóm protein kinase SnRK2 bao gồm 10 thành viên được phát hiện ở
Arabidopsis và lúa. OST/SRK2E đóng vai trò trong vận chuyển tín hiệu ABA và
kiểm soát hoạt động đóng mở khí khổng, SRK2s hoạt hoá trong điều kiện hạn,
mặn và ABA [75; 41]. SRK2C hoạt hóa trong điều kiện hạn, mặn và xử lý ABA,
biểu hiện rất mạnh ở đầu rễ và tham gia vào phản ứng của rễ với điều kiện
hạn. SRK2C đóng vai trò đặc biệt quan trọng trong việc tăng cường tính kháng
hạn ở thực vật thông qua việc hoạt hóa các gen tham gia vào tính chịu hạn [66].
Gen OsMAPK5 cũng đã được phân lập và nghiên cứu đặc tính ở lúa. Biểu
hiện gen OsMAPK5 trong cây lúa chuyển gen tăng cường tính chịu hạn, mặn và
lạnh trong khi ức chế sự biểu hiện của gen OsMAPK5 trong cây chuyển gen tăng
cường tính kháng cao với các bệnh đạo ôn (Magnaporthe grisea), bệnh thối hạt
do vi khuẩn (Burkholderia glumae). Kết quả này mở ra tiềm năng áp dụng gen
OsMAPK5 trong các cây chuyển gen nhằm tăng cường tính chống chịu với cả
điều kiện sinh học và phi sinh học [71]. ABA là một hoormon thực vật đóng vai
trò quan trọng trong các phản ứng của thực vật với ngoại cảnh bất lợi thông qua
việc tham gia vào quá trình sinh tổng hợp protein trong giai đoạn phát triển phôi
hạt và các bộ phận già cỗi. Gen mã hoá 9cisepoxycarotenoid dioxygenase
(NCED) là enzym đóng vai trò đặc biệt quan trọng trong sinh tổng hợp ABA,
biểu hiện của NCED đã tăng cường tính kháng hạn trong các cây chuyển gen
[31]. Gần đây, gen mã hoá ABA 8hydroxylase là enzym tham gia vào việc phân
Page 25
