Đang tải... (xem toàn văn)
Nghiên cứu đặc điểm và chuyển gen GmDREB2 nhằm cải thiện tính chịu hạn của cây đậu tương (Glycine max (L.) Merrill) (LA tiến sĩ) (LA tiến sĩ)Nghiên cứu đặc điểm và chuyển gen GmDREB2 nhằm cải thiện tính chịu hạn của cây đậu tương (Glycine max (L.) Merrill) (LA tiến sĩ) (LA tiến sĩ)Nghiên cứu đặc điểm và chuyển gen GmDREB2 nhằm cải thiện tính chịu hạn của cây đậu tương (Glycine max (L.) Merrill) (LA tiến sĩ) (LA tiến sĩ)Nghiên cứu đặc điểm và chuyển gen GmDREB2 nhằm cải thiện tính chịu hạn của cây đậu tương (Glycine max (L.) Merrill) (LA tiến sĩ) (LA tiến sĩ)Nghiên cứu đặc điểm và chuyển gen GmDREB2 nhằm cải thiện tính chịu hạn của cây đậu tương (Glycine max (L.) Merrill) (LA tiến sĩ) (LA tiến sĩ)Nghiên cứu đặc điểm và chuyển gen GmDREB2 nhằm cải thiện tính chịu hạn của cây đậu tương (Glycine max (L.) Merrill) (LA tiến sĩ) (LA tiến sĩ)Nghiên cứu đặc điểm và chuyển gen GmDREB2 nhằm cải thiện tính chịu hạn của cây đậu tương (Glycine max (L.) Merrill) (LA tiến sĩ) (LA tiến sĩ)Nghiên cứu đặc điểm và chuyển gen GmDREB2 nhằm cải thiện tính chịu hạn của cây đậu tương (Glycine max (L.) Merrill) (LA tiến sĩ) (LA tiến sĩ)Nghiên cứu đặc điểm và chuyển gen GmDREB2 nhằm cải thiện tính chịu hạn của cây đậu tương (Glycine max (L.) Merrill) (LA tiến sĩ) (LA tiến sĩ)Nghiên cứu đặc điểm và chuyển gen GmDREB2 nhằm cải thiện tính chịu hạn của cây đậu tương (Glycine max (L.) Merrill) (LA tiến sĩ) (LA tiến sĩ)Nghiên cứu đặc điểm và chuyển gen GmDREB2 nhằm cải thiện tính chịu hạn của cây đậu tương (Glycine max (L.) Merrill) (LA tiến sĩ) (LA tiến sĩ)Nghiên cứu đặc điểm và chuyển gen GmDREB2 nhằm cải thiện tính chịu hạn của cây đậu tương (Glycine max (L.) Merrill) (LA tiến sĩ) (LA tiến sĩ)Nghiên cứu đặc điểm và chuyển gen GmDREB2 nhằm cải thiện tính chịu hạn của cây đậu tương (Glycine max (L.) Merrill) (LA tiến sĩ) (LA tiến sĩ)
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM ĐÀO XUÂN TÂN NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM VÀ CHUYỂN GEN GmDREB2 NHẰM CẢI THIỆN TÍNH CHỊU HẠN CỦA CÂY ĐẬU TƯƠNG (Glycine max (L.) Merrill) LUẬN ÁN TIẾN SĨ SINH HỌC THÁI NGUYÊN - 2017 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM ĐÀO XUÂN TÂN NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM VÀ CHUYỂN GEN GmDREB2 NHẰM CẢI THIỆN TÍNH CHỊU HẠN CỦA CÂY ĐẬU TƯƠNG (Glycine max (L.) Merrill) Chuyên ngành: Di truyền học Mã số: 62 42 01 21 LUẬN ÁN TIẾN SĨ SINH HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: GS.TS Chu Hoàng Mậu PGS.TS Lê Văn Sơn THÁI NGUYÊN - 2017 i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan công trình nghiên cứu hướng dẫn GS.TS Chu Hoàng Mậu (Trường Đại học Sư phạm - Đại học Thái Nguyên) PGS.TS Lê Văn Sơn (Viện Công nghệ Sinh học - Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam) Các kết trình bày luận án trung thực, phần công bố Tạp chí Khoa học Công nghệ trong, nước, phần lại chưa công bố công trình khác Tất nội dung trích dẫn luận án ghi rõ nguồn gốc Thái Nguyên, tháng 02 năm 2017 TÁC GIẢ Đào Xuân Tân ii LỜI CẢM ƠN Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến GS.TS Chu Hoàng Mậu, PGS.TS Lê Văn Sơn tận tình hướng dẫn suốt trình nghiên cứu, thực đề tài luận án Tôi xin chân thành cảm ơn thầy cô giáo, cán Bộ môn Sinh học đại Giáo dục Sinh học thuộc Khoa Sinh học, Trường Đại học Sư phạm, Đại học Thái Nguyên giúp đỡ trình học tập, nghiên cứu hoàn thành đề tài luận án Tôi xin chân thành cảm ơn tập thể cán Phòng Công nghệ ADN ứng dụng Phòng Công nghệ Tế bào thực vật thuộc Viện Công nghệ Sinh học, Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam giúp đỡ trình nghiên cứu hoàn thành đề tài luận án Tôi xin cảm ơn thầy cô giáo, cán Khoa Sinh học cán Phòng Đào tạo thuộc Trường Đại học Sư phạm, Đại học Thái Nguyên giúp đỡ tạo điều kiện thuận lợi cho hoàn thành khoá học Tôi xin cảm ơn lãnh đạo Sở Giáo dục Đào tạo Thái Nguyên tạo điều kiện thuận lợi để hoàn thành khoá học công tác Tôi xin cảm ơn người thân gia đình, đồng chí, đồng nghiệp, bạn bè quan tâm, động viên trình học tập, nghiên cứu hoàn thành luận án./ Thái Nguyên, tháng 02 năm 2017 TÁC GIẢ Đào Xuân Tân iii MỤC LỤC Trang Lời cam đoan i ii iii Lời cảm ơn Mục lục Danh mục chữ viết tắt luận án iv Danh mục bảng luận án v Danh mục hình luận án vi MỞ ĐẦU 1 Đặt vấn đề Mục tiêu nghiên cứu 3 Nội dung nghiên cứu Những đóng góp luận án Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài luận án Chương TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 CƠ CHẾ PHÂN TỬ CỦA ĐẶC TÍNH CHỊU HẠN Ở THỰC VẬT 1.1.2 Họ nhân tố phiên mã AP2 1.1.1 Cơ chế chịu hạn thực vật 1.1.3 Cơ chế tác động số nhân tố phiên mã phản ứng stress phi sinh học thực vật 1.2 NHÂN TỐ PHIÊN MÃ VÀ TĂNG CƯỜNG KHẢ NĂNG CHỊU HẠN CỦA THỰC VẬT 1.2.1 Nâng cao khả chống chịu stress kỹ thuật biểu mạnh nhân tố phiên mã DREB thực vật 1.2.2 Hiệu đa hiệu chuyển gen 1.2.3 Nghiên cứu điều khiển hoạt động nhân tố phiên mã cải tiến giống trồng 14 21 21 25 26 iii iv 1.3 ỨNG DỤNG KỸ THUẬT CHUYỂN GEN TRONG CẢI THIỆN KHẢ NĂNG CHỊU HẠN CỦA CÂY ĐẬU TƯƠNG 28 1.3.1 Cây đậu tương tác động hạn đậu tương 28 1.3.2 Nghiên cứu chuyển gen đậu tương 31 1.3.3 Tiềm ứng dụng kỹ thuật chuyển gen tạo giống đậu tương chịu hạn 34 Chương VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 37 2.1 VẬT LIỆU NGHIÊN CỨU 37 2.1.1 Vật liệu thực vật 37 2.1.2 Các chủng vi khuẩn loại vector 40 2.1.3 Các loại mồi sử dụng nghiên cứu 40 2.2 HOÁ CHẤT, THIẾT BỊ VÀ ĐỊA ĐIỂM NGHIÊN CỨU 41 2.2.1 Hóa chất, thiết bị nghiên cứu 41 2.2.2 Địa điểm nghiên cứu hoàn thiện luận án 41 2.3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 42 2.3.1 Phương pháp phân lập, tách dòng xác định trình tự gen GmDREB2 42 2.3.2 Phương pháp thiết kế vector chuyển gen thực vật mang gen GmDREB2 46 2.3.3 Phương pháp tạo chuyển gen thông qua vi khuẩn A.tumefaciens 51 2.3.4 Nhóm phương pháp phân tích chuyển gen 55 2.3.5 Các phương pháp phân tích, xử lý số liệu 57 Chương KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 58 3.1 ĐẶC ĐIỂM CỦA GEN GmDREB2 PHÂN LẬP TỪ CÂY ĐẬU TƯƠNG 58 58 3.1.1 Tách dòng, xác định trình tự gen GmDREB2 từ số giống đậu tương 3.1.2 Sự đa dạng gen GmDREB2 phân lập từ đậu tương 3.2 THIẾT KẾ VECTOR CHUYỂN GEN THỰC VẬT MANG GEN GmDREB2 66 70 3.2.1 Đặc điểm vector chuyển gen mang cấu trúc chứa gen GmDREB2 70 3.2.2 Tạo vi khuẩn A tumefacien tái tổ hợp 75 iii v 3.3 CHUYỂN GEN VÀ PHÂN TÍCH SỰ BIỂU HIỆN CỦA GEN GmDREB2 TRÊN CÂY THUỐC LÁ 3.3.1 Kết chuyển cấu trúc mang gen GmDREB2 vào thuốc thông qua A.tumefaciens 3.3.2 Phân tích biểu protein tái tổ hợp GmDREB2 thuốc chuyển gen hệ T0 3.3.3 Hàm lượng prolin thuốc chuyển gen 3.4 KẾT QUẢ CHUYỂN GEN GmDREB2 VÀ TẠO CÂY ĐẬU TƯƠNG CHUYỂN GEN TỪ GIỐNG DT84 3.4.1 Tái sinh in vitro chuyển cấu trúc chứa gen chuyển GmDREB2 vào giống đậu tương DT84 qua A tumefaciens 3.4.2 Xác định có mặt gen chuyển GmDREB2 hệ gen đậu tương chuyển gen hệ T0 3.4.3 Phân tích biểu protein tái tổ hợp GmDREB2 đậu tương chuyển gen 76 76 79 80 82 83 86 89 Chương THẢO LUẬN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 92 4.1 Về kết phân lập gen GmDREB2 93 4.2 Về kết phân tích biểu chức gen GmDREB2 96 4.3 Về kết chuyển gen phân tích đậu tương chuyển gen 98 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 101 CÁC CÔNG TRÌNH CÔNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN 102 TÀI LIỆU THAM KHẢO 104 iv vi DANH MỤC CÁC TỪ VÀ CHỮ VIẾT TẮT TRONG LUẬN ÁN ABA Abscisic acid Axit Abxixic ABF ABRE-binding factor Nhân tố ràng buộc ABA ABRE ABA-responsive element Yếu tố cảm ứng ABA AP2 APETALA Tên phân họ họ AP2/ERF AREB ABA-responsive element binding protein Tên loại protein ràng buộc với yếu tố cảm ứng ABA bp base pairs Cặp bazơ nitơ CBF CRT binding factor Nhân tố ràng buộc với CRT CCM Cocultivation medium Môi trường đồng nuôi cấy CE Coupling element Yếu tố khớp nối cs Cộng CRT C-repeat responsive element Yếu tố đáp ứng C-repeat Ct Threshold cycle Ngưỡng chu kỳ DRE Dehydration responsive element Yếu tố có liên quan tới nước DREB Dehydration responsive element binding protein Một phân họ protein có liên quan tới nước DREB factor Dehydration responsive element binding - factor Nhân tố có liên quan tới nước Dehydration responsive element Protein DREB2 - Một loại binding protein protein phân họ DREB DRIP DREB2A-interacting protein Một loại protein tương tác với DREB2A ELISA Enzyme-Linked ImmunoSorbent Assay Xét nghiệm ELISA EST Expressed Sequence Tag Trình tự đánh dấu biểu ERF Ethylene-responsive element binding Nhân tố ràng buộc Ethylene factor GFP Green Fluorescene Protein DREB2 Protein huỳnh quang xanh ivvii GM Germination Medium Môi trường nảy mầm GmDREB2 Glycine max Dehydration Responsive Element Binding gene Gen DREB2 - Gen thuộc phân họ DREB đậu tương GUS β-Glucuronidase gene LB Luria Bertami MS Murashige Skoog, 1962 Tên loại môi trường dinh dưỡng nuôi cấy mô OD Optical Density Mật độ quang PCR Polymerase Chain Reaction Phản ứng chuỗi trùng hợp QTL Quantitative trait locus RAV Related to ABI3/VP1 Một phân họ họ AP2/ERF liên quan đến ABI3/VP1 RM Rooting Medium Môi trường tạo rễ rpm Revolution Per Minute Số vòng/phút RT-PCR Reverse Transcription Polymerase Chain Reaction Phản ứng chuỗi trùng hợp phiên mã ngược SEM Shoot Elongation Medium Môi trường kéo dài chồi SIM Shoot Induction Medium Môi trường tạo đa chồi T-DNA Transfer DNA Đoạn DNA chuyển vào thực vật TF Transcription factor Nhân tố phiên mã Gen mã hóa enzyme β-Glucuronidace Môi trường dinh dưỡng nuôi cấy vi khuẩn Locus quy định tính trạng số lượng Ti-plasmid Tumor inducing - plasmid Plasmid gây khối u WT Kiểu dại Wild Type v viii DANH MỤC BẢNG TRONG LUẬN ÁN Trang Bảng 1.1 Các gen mã hóa nhân tố phiên mã sử dụng kỹ thuật chuyển gen nhằm tăng cường khả chịu hạn thực vật 23 Bảng 2.1 Thống kê số giống đậu tương sử dụng làm vật liệu nghiên cứu 38 Bảng 2.2 Trình tự nucleotide cặp mồi PCR 41 Bảng 2.3 Thành phần phản ứng PCR với Master Mix 44 Bảng 2.4 Thành phần phản ứng gắn gen GmDREB2 vào vector tách dòng 45 Bảng 2.5 Thành phần môi trường nuôi cấy vi khuẩn 45 Bảng 2.6 Thành phần phản ứng cắt plasmid NotI, NcoI 47 Bảng 2.7 Thành phần phản ứng cắt plasmid HindIII 48 Bảng 2.8 Thành phần môi trường tái sinh thuốc 52 Bảng 2.9 Môi trường tái sinh giống đậu tương DT84 54 Bảng 3.1 Các vị trí sai khác trình tự nucleotide gen GmDREB2 giống đậu tương Bảng 3.2 Các vị trí sai khác trình tự amino acid suy diễn từ gen GmDREB2 giống đậu tương Bảng 3.3 Các vị trí amino acid sai khác miền AP2 protein DREB2 giống đậu tương nghiên cứu Bảng 3.4 Các trình tự gen GmDREB2 phân lập từ giống đậu tương Việt Nam trình tự gen mang mã số Ngân hàng Gen sử dụng phân tích Bảng 3.5 Hệ số tương đồng hệ số phân ly giống đậu tương dựa trình tự nucleotide gen GmDREB2 Bảng 3.6 Hệ số tương đồng hệ số phân ly giống đậu tương dựa trình tự amino acid suy diễn gen GmDREB2 Bảng 3.7 Kết biến nạp cấu trúc pBI121/35S-GmDREB2-cmyc vào thuốc 62 64 65 67 68 69 77 115 DRE/CRT-binding transcription factor DREB2C enhances thermotolerance, Biochem Biophys Res Commun., 362, pp 431-436 92 Lin R.C., Park H.J., Wang H.Y (2008), Role of Arabidopsis RAP2.4 in regulating light and ethylene-mediated developmental processes and drought stress tolerance, Mol Plant, 1, pp 42-57 93 Liu N., Zhong N.Q., Wang G.L., Li L.J., Liu X.L., He Y.K., Xia G.X (2007), Cloning and functional characterization of PpDBF1 gene encoding a DRE-binding transcription factor from Physcomitrella patens, Planta, 226, pp 827-838 94 Liu Q., Kasuga M., Sakuma Y., Abe H., Miura S., Yamaguchi-Shinozaki K., Shinozaki K (1998), Two transcription factors, DREB1 and DREB2, with an EREBP/AP2 DNA binding domain separate two cellular signal transduction pathways in drought- and low-temper-ature-responsive gene expression, respectively, in Arabidopsis, Plant Cell, 10, pp 1391-1406 95 Liu S.J., Wei Z.M and Huang J.Q (2008), The effect of cocultivation and selection parameters on Agrobacterium-mediated transformation of Chinese soybean varieties, Plant Cell Rep., 27, pp 489-498 96 Liu Y.W., Chen M., Xu Z.S., Zh G.Y., Li L.C., Ma Y.Z (2007), Glycine max dehydration-responsive element binding protein mRNA, complete cds., NCBI, Accession EF551166, http://www.ncbi.nlm.nih.gov 97 Lozovaya V.V., Lygin A.V., Zernova O.V., Li S., Hartman G.L., and Widholm J.M (2004), Isoflavonoid accumulation in soybean hairy roots upon treatment with Fusarium solani, Plant Physiol Biochem, 42, pp 671-679 98 Magnani E., Sjölander K., Hake S (2004), From endonucleases to transcription factors: evolution of the AP2 DNA binding domain in plants, Plant Cell, 16, pp 2265-2277 99 Mai V.Q., Pham C.T.B., Nguyen M.V., Le H.A.T (2010), Results of 116 research, creation, drought-tolerant soybean variety, DT2008, Journal of Vietnamese Agricultural Science and Technology, 6, pp 46-50 100 Manaa A., Ben A.H, Valot B., Bouchet J.P., Aschi-Smiti S., et al (2011), Salt and genotype impact on plant physiology and root proteome variations in tomato, J Exp Bot., 62, pp 2797-2813 101 Manavalan L.P., Guttikonda S.K., Tran L.S., Nguyen H.T (2009), "Physiological and molecular approaches to improve drought resistance in soybean", Plant Cell Physio., 50(7), pp 1260-1276 102 Mao X., Zhang H., Tian S., Chang X., Jing R (2009), TaSnRK2.4, an SNF1typeserine/threonine protein kinase of wheat (Triticum aestivum L.), confers enhancedmultistress tolerance in Arabidopsis, J Exp Bot., 61, pp 683-696 103 Mao X., Jia D., Li A., Zhang H., Tian S., et al (2011), Transgenic expression of TaMYB2A confers enhanced tolerance to multiple abiotic stresses in Arabidopsis, Functional & Integrative Genomics, 11(3), pp 445-65 104 Maruyama K., Sakuma Y., Kasuga M., Ito Y., Seki M., Goda H., Shimada Y, Yoshida S., Shinozaki K., Yamaguchi-Shinozaki K (2004), Iden-tification of cold inducible downstream genes of the Arabidopsis DREB1A/CBF3 transcriptional factor using two microarray systems, The Plant J., 38, pp 982-993 105 Maruyama K., Takeda M., Kidokoro S., Yamada K., Sakuma Y., Urano K., Fujita M., Yoshiwara K., Matsukura S., Morishita Y., Sasaki R., Suzuki H., Saito K., Shibata D., Shinozaki K., Yamaguchi-Shinozaki K (2009), Metabolic pathways involved in cold acclimation identified by integrated analysis of metabolites and transcripts regulated by DREB1A and DREB2A, Plant Physiol, 150, pp 1972-1980 106 Marcolino-Gomes J., Rodrigues F.A., Oliveira M.C.N., Farias J.R.B., Neumaier N., et al (2013), Expression Patterns of GmAP2/EREB-Like Transcription Factors Involved in Soybean Responses to Water Deficit, PLoS ONE, 8(5): e62294 doi: 10.1371/journal.pone.0062294 117 107 Matsukura S., Mizoi J., Yoshida T., Todaka D., Ito Y., Maruyama K., Shinozaki K., Yamaguchi-Shinozaki K (2010), Comprehensive analysis of rice DREB2-type genes that encode transcription factors involved in the expression of abiotic stress-responsive genes, Mol Genet Genomics, 283, pp 185-196 108 Mauro A.O.O., Pfeiffer T.W and Collins G.B (1995), Inheritance of soybean susceptibility to Agrobacterium tumefaciens and its relationship to transformation, Crop Sci., 35, pp 1152-1156 109 Mizoi J., Shinozaki K., Yamaguchi-Shinozaki K (2012), AP2/ERF family transcription factors in plant abiotic stress responses, Biochim Biophys Acta, 1819, pp 86-96 110 Mittler R (2006), Abiotic stress, the field environment and stress combination, Trends Plant Sci., 11, pp 15-19 111 Morino M., Natsui S., Ono T., Swartz T.H., Krulwich T.A., et al (2010), Single site mutations in the heterooligomeric MRP antiporter from alkaliphilic Bacillus pseudofirmus OF4 that affect Na+/H+ antiport activity, sodium exclusion, individual MRP protein levels, or MRP complex formation, Journal of Biological Chemistry, 285, pp 30942-30950 112 Moris P.C (2010) Integrating lipid signalling, mitogen-activated protein kinase cascades and salt tolerance, New Phytologist, 188, pp 640-643 113 Morran S., Eini O., Pyvovarenko T., Parent B., Singh R., Ismagul A., Eilby S., Shirley N., Langridge P., Lopato S (2010), Improvement of stress tolerance of wheat and barley by modulation of expression of DREB/CBF factors, Plant Biotechnol J., doi: 10.1111/ j.1467-7652.2010.00547.x 114 Murray M.G., Thompson W.F (1980), "Rapid isolation of high molecular weight plant DNA", Nucleic Acids Res., 8(19), pp 4321-4325 115 Nakano T., Suzuki K., Fujimura T., Shinshi H (2006), Genome-wide 118 analysis of the ERF gene family in Arabidopsis and rice, Plant Physiol., 140, pp 411-432 116 Nakashima K., Shinwari Z.K., Sakuma Y., Seki M., Miura S., Shinozaki K., Yamaguchi-Shinozaki K (2000), Organization and expression of two Arabidopsis DREB2 genes encoding DRE-binding proteins involved in dehydration and high-salinity-responsive gene expression, Plant Mol Biol., 42, pp 657-665 117 Narusaka Y., Nakashima K., Shinwari Z.K., Sakuma Y., Furihata T., Abe H., Narusaka M., Shinozaki K., Yamaguchi-Shinozaki K (2003), Interaction between two cis-acting elements, ABRE and DRE, in ABA-dependent expression of Arabidopsis rd29A gene in response to dehydration and highsalinity stresses, The Plant J., 34, pp 137-148 118 Nelson D.E., Repetti P.P., Adams T.R., Creelman R.A., Wu J., Warner D.C., Anstrom D.C., Bensen R.J., Castiglioni P.P., Donnarummo M.G., Hinchey B.S., Kumimoto R.W., Maszle D.R., Canales R.D., Krolikow-ski K.A., Dotson S.B., Gutterson N., Ratcliffe O.J., Heard J.E (2007), Plant nuclear factor Y (NF-Y) B subunits confer drought tolerance and lead to improved corn yields on water-limited acres, Proc Natl Acad Sci USA., 104, pp 16450-16455 119 Ni Z., Hu Z., Jiang Q., Zhang H (2013), GmNFYA3, a target gene of miR169, is a positive regulator of plant tolerance to drought stress, Plant Mol Biol., 82(1-2), pp 113 - 129 120 Niu X., Helentjaris T., Bate N.J (2002), Maize ABI4 binds coupling element in abscisic acid and sugar response genes, Plant Cell, 14, pp 2565-2575 121 Nishizawa A., Yabuta Y., Yoshida E., Maruta T., Yoshimura K., Shigeoka S (2006), Arabidopsis heat shock transcription factor A2 as a key regulator in response to several types of environmental stress, The Plant J., 48, pp 535-547 119 122 Nover L., Bharti K., Döring P., Mishra S.K., Ganguli A., Scharf K.D (2001), Arabidopsis and the heat stress transcription factor world: how many heat stress transcription factors we need?, Cell Stress Chaperones, 6, pp 177-189 123 Novillo F., Alonso J.M., Ecker J.R., Salinas J (2004), CBF2/DREB1C is a negative regulator of CBF1/DREB1B and CBF3/DREB1A expression and plays a central role in stress tolerance in Arabidopsis, Proc Natl Acad Sci USA., 101, pp 3985-3990 124 Ohme-Takagi M., Shinshi H (1995), Ethylene-inducible DNA binding proteins that interact with an ethylene-responsive element, Plant Cell, 7, pp 173-182 125 Oh S.J., Kwon C.W., Choi D.W., Song S.I.K., Kim J.K (2007), Expression of barley HvCBF4 enhances tolerance to abiotic stress in transgenic rice, J Plant Biotechnol, 5, pp 646-656 126 Oh S.J., Song S.I., Kim Y.S., Jang H.J., Kim M., Kim Y.K (2005), Arabidopsis CBF3/DREB1A and ABF3 in transgenic rice increased tolerance to abiotic stress without stunting growth, Plant Physiol, 138, pp 341-351 127 Olhoft P.M., Bernal L.M., Grist L.B and Ozias-Akins P (2007), A novel Agrobacterium rhizogenes-mediated transformation method of soybean [Glycine max (L.) Merrill] using primary-node explants from seedlings, In Vitro Cell Dev Biol Plant, 43, pp 536-549 128 Olhoft P.M., Donovan C.M., Somers D.A (2006), Soybean (Glycine max) transformation using mature cotyledonary node explants, Methods Mol Biol., 343, pp 385-396 129 Olhoft P.M., Flagel L.E., Donovan C.M and Somers D.A (2003), Efficient soybean transformation using hygromycin B selection in the cotyledonarynode method, Planta, 216, pp 723-735 120 130 Paz M.M., Martinez J.C., Kalvig A.B., Fonger T.M and Wang K (2006), Improved cotyledonary node method using an alternative explant derived from mature seed for efficient Agrobacterium-mediated soybean transformation, Plant Cell Rep., 25, pp 206-213 131 Pellegrineschi A., Reynolds M., Pacheco M., Brito R.M., Almeraya R., Yamaguchi-Shinozaki K., Hoisington D (2004), Stress induced expression in wheat of the Arabidopsis thaliana DREB1A gene delays water stress symptoms under greenhouse conditions, Genom, 47, pp 493-500 132 Pitzschke A and Hirt H (2010), New insights into an old story: Agrobacterium-induced tumour formation in plants by plant transformation, EMBO J., 29 pp 1021-1032 133 Polizel A.M., Medri M.E., Nakashima K., Yamanaka N., Farias J.R.B., Oliveira M.C.N., Marin S.R.R., Abdelnoor R.V., Marcelino-Guimaraes FC, Fuganti R, et al (2011), Molecular, anatomical and physiological properties of a genetically modified soybean line transformed with rd29A: AtDREB1A for the improvement of drought tolerance, Genet Mol Res., 10, pp 3641-3656 134 Qin F., Kakimoto M., Sakuma Y., Maruyama K., Osakabe Y., Tran L.S.P., Shinozaki K., Yamaguchi-Shinozaki K (2007), Regulation and functional analysis of ZmDREB2A in response to drought and heat stresses in Zea mays L., The Plant J., 50, pp 54-69 135 Qin F., Sakuma Y., Li J., Liu Q., Li Y.Q., Shinozaki K., YamaguchiShinozaki K (2004), Cloning and functional analysis of a novel DREB1/CBF transcription factor involved in cold-responsive gene expression in Zea mays L., Plant Cell Physiol, 45, pp 1042-1052 136 Qin F., Sakuma Y., Tran L.S.P., Maruyama K., Kidokoro S., Fujita Y., Fujita M., Umezawa T., Sawano Y., Miyazono K., Tanokura M., Shinozaki K., Yamaguchi-Shinozaki K (2008), Arabidopsis DREB2A-interacting proteins function as RING E3 ligases and negatively regulate plant drought 121 stress-responsive gene expression, Plant Cell, 20, pp 1693-1707 137 Qin X., Zeevaart J.A.D., (1999), The 9-cisepoxycarotenoid cleavage reaction is thekey regulatory step of abscisic acid biosynthesis in water-stressed bean, Proc Natl Acad Sci USA., 96, pp 15354-15361 138 Qiu Y.P., Yu D.Q (2009), Over-expression of the stress-induced OsWRKY45 enhances disease resistance and drought tolerance in Arabidopsis, Environ Exp Bot., 65, pp 35-47 139 Rao S.S., Mamadou L., McConnell M., Polisetty R., Kwanyuen P and Hildebrand D (2009) Non-antibiotic selection systems for soybean somatic embryos: The lysine analog aminoethyl-cysteine as a selection agent, BMC Biotechnology, Nov 18;9:94 doi: 10.1186/1472-6750-9-94 140 Ratcliffe O.J., Riechmann J.L (2002), Arabidopsis transcription factors and the regulation of flowering time: a genomic perspective, Curr Issues Mol Biol., 4, pp 77-91 141 Riechmann J.L., Heard J., Martin G., Reuber L., Jiang C.Z., Keddie J., Adam L., Pineda O., Ratcliffe O.J., Samaha R.R., Crelman R., Pilgrim M., Broun P., Zhang J.Z., Ghandehari D., Sherman B.K, Yu G.L (2000), Arabidopsis transcription factors: Genome-wide comparative analysis among eukaryotes, Science, 290, pp 2105-2110 142 Rechsteiner M., Rogers S.W (1996), PEST sequences and regulation by proteolysis, Trends Biochem Sci., 21, pp 267-271 143 Rizhsky L., Liang H., Mittler R (2002), The combined effect of drought stress and heat shock on gene expression in tobacco, Plant Physiol, 130, pp 1143-1151 144 Rizhsky L., Liang H., Shuman J., Shulaev V., Davletova S., Mittler R (2004), When defense pathways collide The response of Arabidopsis to a combination of drought and heat stress, Plant Physiol, 134, pp 1683-1696 122 145 Rogers S., Wells R., Rechsteiner M (1986), Amino acid sequences common to rapidly degraded proteins: the PEST hypothesis, Science, 234, pp 364-368 146 Sakuma Y., Maruyama K., Osakabe Y., Qin F., Seki M., Shinozaki K., Yamaguchi-Shinozaki K (2006a), Functional analysis of an Arabidopsis transcription factor, DREB2A, involved in drought-responsive gene expression, Plant Cell, 18, pp 1292-1309 147 Sakuma Y., Maryyama K., Qin F., Osakabe Y., Shinozaki K., YamaguchiShinozaki K (2006b), Dual function of an Arabidopsis transcription factor DREB2A in water-stress-responsive and heat-stress-responsive gene expression, Proc Natl Acad Sci USA., 103, pp 18822-18827 148 Sakuma Y., Liu Q., Dubouzet J.G., Abe H., Shinozaki K., YamaguchiShinozaki K (2002), DNA-binding specificity of the ERF/AP2 domain of Arabidopsis DREBs, transcription factors involved in dehydration-and cold-inducible gene expression, Biochem Biophys Res Commun., 290, pp 998-1009 149 Sambrook J., Russell D.W (2001), Molecular cloning a Laboratory Manual, Vol 150 Schramm F., Larkindale J., Kiehlmann E., Ganguli A., Englich G., Vierling E., Von Koskull-Doring P (2008), A cascade of transcription factor DREB2A and heat stress transcription factor HsfA3 regulates the heat stress response of Arabidopsis, The Plant J., 53, pp 264-274 151 Schramm F., Ganguli A., Kiehlmann E., Englich G., Walch D., Von Koskull-Doring P (2006), The heat stress transcription factor HsfA2 serves as a regulatory amplifier of a subset of genes in the heat stress response in Arabidopsis, Plant Mol Biol., 60, pp 759-772 152 Sharoni A.M., Nuruzzaman M., Satoh K., Shimizu T., Kondoh H., Sasaya T., 123 Choi I.-R., Omura T., Kikuchi S (2011), Gene structures, classification, and expression models of the AP2/EREBP transcription factor family in rice, Plant Cell Physiol., 52(2), pp 344-360 153 Shen Y.G., Zhang W.K., He S.J., Liu Q., Chen S.Y (2003), An EREBP/AP2-type protein in Triticum aestivum was a DRE-binding transcription factor inducedby cold, dehydration and ABA stress, Theor Appl Genet.,106, pp 923-930 154 Shinwari Z.K., Nakashima K., Miura S., Kasuga M., Seki M., Yamaguchi Shinozaki K., Shinozaki K (1998), An Arabidopsis gene family encoding DRE/CRT binding proteins involved in low-temperature-responsive gene expression, Biochem Biophys Res Commun, 250, pp 161-170 155 Seki M., Umezawa T., Urano K., Shinozaki K (2007), Regulatory metabolic networks in drought stress responses, Curr Opin Plant Biol., 10, pp 296-302 156 Shinozaki K., Yamaguchi-Shinozaki K (2000), Molecular responses to dehydration and low temperature: differences and cross-talk between two stress signaling pathways, Curr Opin Plant Biol., 3, pp 217-223 157 Shigyo M., Hasebe M., Ito M (2006), Molecular evolution of the AP2 subfamily, Gene, 366, pp 256-265 158 Shigyo M., Ito M (2004), Analysis of gymnosperm two-AP2-domaincontaining genes, Dev Genes Evol 214, pp 105-114 159 Shukla R.K., Raha S., Tripathi V., Chattopadhyay D of CAP2, an (2006), Expression APETALA2-family transcription factor from chickpea, enhances growth and tolerance to dehydration and salt stress in transgenic tobacco, Plant Physiol, 142, pp 113-123 160 Somers D.A., Samac D.A., and Olhoft P.M (2003), Recent advances in legume transformation, Plant Physiol, 131, pp 892-899 161 Subramanian S., Graham M.Y., Yu O., and Graham T.L (2005), RNA 124 interference of soybean isoflavone synthase genes leads to silencing in tissues distal to the transformation site and to enhanced susceptibility to Phytophthora sojae, Plant Physiol, 137, pp 1-9 162 Sulieman S., Ha C.V., Nasr Esfahani M., Watanabe Y., Nishiyama R., Pham B.C.T., et al (2015), DT2008: A Promising New Genetic Resource for Improved Drought Tolerance in soybean When Solely Dependent on Symbiotic N2 Fixation, Biomed Res Int., doi:10.1155/2015/687213 163 Sun S., Yu J.P., Chen F., Zhao T.J., Fang X.H., Li Y.Q., Sui S.F (2008), TINY, a dehydration-responsive element (DRE)-binding protein-like transcription factor connecting the DRE- and ethylene-responsive elementmediated signaling pathways in Arabidopsis, J Biol Chem, 283, pp 6261-6271 164 Stockinger E.J., Gilmour S.J., Thomashow M.F (1997), Arabidopsis thaliana CBF1 encodes an AP2 domain-containing transcriptional activator that binds to the C-repeat/DRE, a cis-acting DNA regulatory element that stimulates transcription in response to low temperature and water deficit, Proc Natl Acad Sci USA., 94, pp 1035-1040 165 Thao N.P., Thu N.B., Hoang X.L., Van Ha C., Tran L.S (2013), "Differential expression analysis of a subset of drought-responsive GmNAC genes in two soybean cultivars differing in drought tolerance", Int J Mol Sci., 14(12), pp 23828 - 23841 166 Thomashow M.F (1999), Plant cold acclimation: freezing tolerance genes and regulatory mechanisms, Ann Rev Plant Physiol Plant Mol Biol., 50, pp 571-599 167 Tomy S., Chang Y.M., Chen Y.H., Cao J.C., Wang T.P., et al (2009), Salinity effects on the expression of osmoregulatory genes in the euryhaline black porgy Acanthopagrus Endocrinology, 161, pp 123-132 schlegeli, General and Comparative 125 168 Tong S., Ni Z., Peng H., Dong G., Sun Q (2007), Ectopic overexpression of wheat TaSrg6 gene confers water stress tolerance in Arabidopsis, Plant Science, 172, pp 1079-1086 169 Topping J.F (1998), Tobacco transformation, Methods Mol Biol., 81, pp 365-372 170 Tran L.S., Nakashima K., Sakuma Y., Simpson S D., Fujita Y., Maruyama K., Fujita M., Seki M., Shinozaki K., Yamaguchi-Shinozaki K (2004), Isolation and functional analysis of Arabidopsis stress inducible NAC transcription factors that bind to a drought responsive cis-element in the early responsive to dehydration stress promoter, Plant Cell, 16, pp 2481-2498 171 Tran L.S., Mochida K (2010a), Functional genomics of soybean for improvement of productivity in adverse conditions, Funct Integr Genomics, 10, pp 447-462 172 Tran T.C.H (2007), Study on the response capacity of genetic transformation of soybean varieties grown in Vietnam, Science & Technology Journal of Agriculture and Rural Development, 18, pp 9-14 173 Tran T.C.H., Tran V.H and La C.T (2008), Transformation efficiencies of the soybean variety PC19 [Glycine max (L.) Merrill] using Agrobacterium tumefaciens and the cotyledonary node method, Omonrice, 16, pp 1-8 174 Trick H.N., Dinkins R.D., Santarem E.R., Di R., Samoylov V., Meurer C.A., Walker D.R., Parrott Trick H.N., and Finer J.J (1997b), SAAT: Aonication-assisted Agrobacterium-mediated trans-formation, Transgenic Res, 6, pp 329-336 175 Tripathi P., Rabara J.S., Subramanian S., Shen R.C., Reese Q.J., Morandi R.N., Miller D., Bücking M.A., Rohila H., Shulaev V., Rushton P.J (2016), A toolbox of genes, proteins, metabolites and promoters for improving drought tolerance in soybean includes the 126 metabolite coumestrol and stomatal development genes, BMC Genomics 17(1),102 doi: 10.1186/s12864-016-2420-0 176 Trujillo L., Menendez C., Ochogavia M.E., Hernandez I., Borras O., Rodriguez R., Coll Y., Arrieta J.G., Banguela A., Ramirez R., Hernandez L (2009), Engineering drought and salt tolerance in plants using SodERF3, a novel sugarcane ethylene responsive factor, Biotech-nologia Aplicada, 26, pp 168-171 177 Valliyodan B., Nguyen H (2006), Understanding regulatory networks and engineering for enhanced drought tolerance in plants, Curr Opin Plant Biol., 9, pp 1-7 178 Vágújfalvi A., Galiba G., Cattivelli L., Dubcovsky J (2003), The coldregulated transcriptional activator Cbf3 is linked to the frost-tolerance locus Fr-A2 on wheat chromosome 5A, Mol Genet Genomics, 269, pp 60-67 179 Wang G and Xu Y (2008), Hypocotyl-based Agrobacterium-medi-ated transformation of soybean (Glycine max) and application for RNA interference, Plant Cell Rep., 27, pp 1177-1184 180 Wang N., Liu M., Cheng X and Ma Y (2006), Glycine max DREB protein (DREB2) gene, complete cds GenBank: DQ054363.1 http://www.ncbi.nlm.nih.gov 181 Wang Y., Jiang J., Zhao X., Liu G , Yang C., et al (2006), A novel LEA gene from Tamarix androssowii confers drought tolerance in transgenic tobacco, Plant Science, 171, pp 655-662 182 Wang Q.Y., Guan Y.C., Wu Y.R., Chen H.L., Chen F., Chu C.C (2008), Overex-pression of a rice OsDREB1F gene increases salt, drought and low temperature tolerance in both Arabidopsis and rice, Plant Mol Biol., 67, pp 589-602 183 Wang S., Yang S., Yin Y., Guo X., Wang S., et al (2009), An in silico strategy identified the target gene candidates regulated by dehydration 127 responsive element binding proteins (DREBs) in Arabidopsis genome, Plant Mol Biol., 69, pp 167-178 doi: 10.1007/s11103-008-9414-5 184 Weigel D (1995), The APETALA2 domain is related to a novel type of DNA binding domain, Plant Cell , 7, pp 388-389 185 Whitman M., Downes C.P., Keeler M., Keller T., Cantley L (1988), Type Iphosphatidylinositol kinase makes a novel inositol phospholipid, phosphatidylinositol-3-phosphate, Nature, 332, pp 644-646 186 Wiebke-Strohm B., Pasquali G., Margis-Pinheiro M., Bencke M., BückerNeto M., Becker-Ritt A.B., Martinelli A.H.S., Polacco J.C., Stolf R., Marcelino F.C., et al (2012), Ubiquitous urease affects soybean susceptibility to fungi, Plant Mol Biol., 79, pp 75-87 187 Xue G.P., Loveridge C.W (2004), HvDRF1 is involved in abscisic acidmediated gene regulation in barley and produces two forms of AP2 transcriptional activators, interacting preferably with a CT-rich element, The Plant J., 37, pp 326-339 188 Yamaguchi-Shinozaki K., Shinozaki K (2006), Transcriptional regulatory networks in cellular responses and tolerance to dehydration and cold stresses, Annu Rev Plant Biol, 57, pp 781-803 189 Yoshida T., Sakuma Y., Todaka D., Maruyama K., Qin F., Mizoi J., Kidokoro S., Fujita Y., Shinozaki K., Yamaguchi-Shinozaki K (2008), Functional analysis of an Arabidopsis heat-shock transcription factor HsfA3 in the transcriptional cascade downstream of the DREB2A stress-regulatory system, Biochem Biophys Res Commun, 368, pp 515-521 190 Yorinori J.T., Paiva W.M., Frederick R.D., Costamilan L.M., Bertagnolli P.F., Hartman G.E., Godoy C.V., Nunes J.J.R (2005), Epidemics of soybean rust (Phakopsora pachyrhizi) in Brazil and Paraguay from 2001 to 2003, Plant Dis, 89, pp 675-677 128 191 Zeng P., Vadnais D.A., Zhang Z and Polacco J.C (2004), Refined glufosinate selection in Agrobacterium-mediated transformation of soybean [Glycine max (L.) Merrill], Plant Cell Rep, 22, pp 478-482 192 Zhang G., Chen M., Chen X., Xu Z., Guan S., et al (2008), Phylogeny, gene structures, and expression patterns of the ERF gene family in soybean (Glycine max L.), J Exp Bot., 59, pp 4095-4107 193 Zhang G., Chen M., Li L., Xu Z., Chen X., et al (2009), Overexpression of the soybean GmERF3 gene, an AP2/ERF type transcription factor for increasedtolerances to salt, drought, and diseases in transgenic tobacco, J Exp Bot., 60, pp 3781-3796 194 Zhang X., Wollenweber B., Jiang D., Liu F., Zhao J (2008), Water deficits and heat shock effects on photosynthesis of a transgenic Arabidopsis thaliana constitutively expressing ABP9, a bZIP transcription factor, J Exp Bot., 59, pp 839-848 195 Zhou Q.Y., Tian A.G., Zou H.F., Xie Z.M., Lei G., et al (2008), Soybean WRKY type transcription factor genes, GmWRKY13, GmWRKY21, and GmWRKY54, confer differential tolerance to abiotic stresses in transgenic Arabidopsis plants, Plant Biotechnology Journal, 6, pp 486-503 196 Zhou J., Xie J., Liao H., Wang X (2014), Overexpression of β-expansin gene GmEXPB2 improves phosphorus efficiency in soybean, Physiol Plant., 150(2), pp 194-204 197 Zhu J.K (2001), Plant salt tolerance, Trends Plant Sci., 6, pp 66-71 198 Zhu Q., Zhang J., Gao X., Tong J., Xiao L., Li W., Zhang H (2010), The Arabidopsis AP2/ERF transcription factor RAP2.6 participates in ABA, salt and osmotic stress responses, Gene, 457, pp 1-12 199 Zhuang J., Cai B., Peng R.H., Zhu B., Jin X.F., et al (2008), Genome-wide analysis of the AP2/ERF gene family in Populus trichocarpa, Biochem Biophys Res Commun., 371, pp 468-474 129 200 Zhuang J., Peng R.H., Cheng Z.M., Zhang J., Cai B., et al (2009), Genome-wide analysis of the putative AP2/ERF family genes in Vitis vinifera, Scientia Horticulturae, 123, pp 73-81 201 http://www.ncbi.nlm.nih.gov/gene?cmd=retrieve&list_uids=732579 202 http://www.thermofisher.com/order/catalog/product/K0651 ... trên, tiến hành đề tài luận án: "Nghiên cứu đặc điểm chuyển gen GmDREB2 nhằm cải thiện tính chịu hạn đậu tương (Glycine max (L.) Merrill)" 3 Mục tiêu nghiên cứu 2.1 Phân tích đặc điểm gen GmDREB2. .. ĐÀO XUÂN TÂN NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM VÀ CHUYỂN GEN GmDREB2 NHẰM CẢI THIỆN TÍNH CHỊU HẠN CỦA CÂY ĐẬU TƯƠNG (Glycine max (L.) Merrill) Chuyên ngành: Di truyền học Mã số: 62 42 01 21 LUẬN ÁN TIẾN SĨ SINH... 28 1.3.1 Cây đậu tương tác động hạn đậu tương 28 1.3.2 Nghiên cứu chuyển gen đậu tương 31 1.3.3 Tiềm ứng dụng kỹ thuật chuyển gen tạo giống đậu tương chịu hạn