TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM HUẾ KHOA NÔNG HỌC BÀI TIỂU LUẬN Đề tài: Nghiên cứu đặc điểm di truyền Lạc nhằm tạo giống Lạc chịu hạn tốt Thầy hướng dẫn: Th.S Hoàng Văn Nam Họ tên sinh viên: Võ Tấn Nhân MSSV: 15L3021048 Lớp: BVTV49A Huế 04/2017 MỤC LỤC I Đặt vấn đề II Nội dung 1 Kết tạo mô sẹo chịu nước, tái sinh Đánh giá khả chịu hạn giống Lạc So sánh trình tự gen cystatin phân lập từ giống L27, giống gốc L18 giống L23 III Kết luận Tài liệu tham khảo I Đặt vấn đề Cây Lạc (Arachis hypogaea) loại thực vật thân thảo thuộc họ Đậu (Fabacaea) có nguồn gốc Trung Nam mĩ Là loại thân thảo có mọc đối, kép hình lông chim với chét, kích cỡ chét rộng 1-2cm chiều dài 17cm Hoa Lạc dạng hoa Đậu có màu vàng gân đỏ cuống hoa dài 2-4cm Sau thụ phấn, phát triển thành dạng Đậu dài 3-7cm chứa 4-6 hạt, quả(củ) thường giấu xuống đất để phát triển Cây Lạc giống ngắn ngày, có lịch sử canh tác lâu đời có giá trị kinh tế cao Lạc loại có khả cải tạo đất, chống xói mòn, Cây lạc trồng hầu hết từ Nam Bắc nhiên diện tích trồng phân tán, suất chất lượng chưa ổn định Một nguyên nhân ảnh hưởng đến suất chất lượng chất lượng hạt giống điều kiện thời tiết Điều kiện thời tiết ảnh hưởng nhiều đến sản lượng suất Lạc Vì vậy, việc nghiên cứuđặc điểm di truyền nhằm tạo giống Lạc chịu điều kiện thời tiết thật cần thiết II Nội dung Kết tạo mô sẹo chịu nước, tái sinh Các nhà nghiên cứu tiến hành tạo mô sẹo từ phôi hạt lạc nhằm tạo dòng mô sẹo có khẳ chịu nước Theo nghiên cứu, tế bào có khả chịu nước điều kiện khí hậu khô hạn tế bào có khả chống chịu hạn hán tốt, tái sinh từ dòng tế bào nguồn vật liệu có giá trị lai tạo chọn dòng Mô sẹo hạt Lạc sau hình thành có kích cỡ khối lượng khác nhau, mô sẹo cacst thành khối khác thổi khô gây nước để xác định ngưỡng chịu đựng tế bào mô Mô sẹo giống Lạc L27 sau khoảng 8-9 thổi khô mô từ 86% - 90% nước so với trọng lượng tươi Tỷ lệ mô sông sót sau tuần hồi phục đạt 40% đến 20%; tỷ lệ tái sinh đạt 68% đến 83%( sau tuần phục hổi) tế bào mô sẹo giống Lạc L27 có ngưỡng chịu đựng khô đến 9h Đánh giá khả chịu hạn giống Lạc Nghiên cứu đánh giá số tiêu dòng Lạc tạo công nghệ tế bào quần thể Lạc chịu khô liên tục chiếu xạ liều lượng krad kết hợp thổi khô liên tục giờ, nhận thấy dòng Lạc chuyển từ ống nghiệm đồng ruộng có biến dộng di truyền lớn nhiều so với giống gốc So với loại trồng khác, hạt Lạc khó bảo quản tỷ lệ nảy mầm thấp thời gian bảo quản dài Tiến hành đánh giá khả chịu hạn dòng Lạc, giai đoạn nảy mầm kỹ thuật gây hạn sinh lý, xử lý hạt sorbitol 7%, sau xác định khả chịu hạn thông qua hoạt động α-amylase hàm lượng đường Kết cho thấy, hoạt động α-amylase hàm lượng đường hạt nảy mầm có xu hướng tăng từ đến ngày tuổi sau giảm dần giai đoạn ngày tuổi Theo quan điểm tại, việc tích lũy chất hòa tan tế bào đồng với hái niệm điều chỉnh áp suất thẩm thấu Đó phương thức thích nghi thể thực vật điều kiện khí hậu khắc nghiệt môi trường Khi tế bào bị nước chất hòa tan tích lũy dần để chống lại nước đồng thời tăng khả chất nguyên sinh Quá trình thủy phân polysaccharid nguồn cung cấp chất tan cho trình điều chỉnh áp suất thẩm thấu tế bào nị nước đồng thời góp phần thúc đẩy trình phục hồi Lạc Như vậy, hoạt động α-amylase cao cho biết khả phân giải tinh bột thành đường xảy mạnh mẽ, đảm bảo cung cấp lượng chất dinh dưỡng cho quâ trình nảy mầm hạt Lạc điều chỉnh áp suất thẩm thấu tế bào điều kiện khô hạn Sự sai khác hoạt động αamylase đường dòng, giống Lạc thời điểm hạt nảy mầm khác có liên quan đến kahr chịu hạn chúng Các dòng chọn lọc có hoạt động α-amylase hàm lượng đường cao giống gốc minh chứng cho hiệu cải thiện khả chịu hạn kỹ thuật nuôi cấy mô tế bào thực vật So sánh trình tự gen cystatin phân lập từ giống L27, giống gốc L18 giống L23 Cystatin protein ức chế hoạt động cystein proteinese Cystatin gồm nhiều họ cystatin thực vật xếp vào họ thứ tư bên cạnh cấu trúc chung nhóm, cystatin thực vật có thêm trình tự amino acid bảo thủ vùng xoắn α đầu N: -[LVI] – [AGT] – [RKE] – [FY] – [AS] – [VI] -; vị trí dấu [ ] thay cho Nghiên cứu mối liên quan cystatin với đặc điểm chịu hạn cây, Bray (1993) đề cập sản phẩm gen tham gia trì chức tế bào suốt giai đoạn nước, nhóm ức chế hoạt động protease Khi gen hoạt động, sản phẩm tạo thành tham gia vào bảo vệ enzyme, hạn chế phân giải chất, bảo vệ cấu trúc tế bào.Các nhà nghiên cứu chọn dòng lạc L27 có khả chịu hạn tốt nhất, giống lạc L23 (chịu hạn tốt) giống lạc L18 (giống gốc, chịu hạn kém) để so sánh trình tự nucleotide gen cystatin Gen cystatin lạc khuếch đại từ DNA hệ gen có kích thước 461 nucleotide Kết phân tích cho thấy gen cystatin lạc có exon intron Đoạn exon thứ gồm 102 nucleotide vị trí đến 102; đoạn exon thứ hai có 195 nucleotide, từ vị trí 267 đến 461; vùng intron có 164 nucleotide, từ vị trí 103 đến 266 Hình So sánh trình tự amino acid protein cystatin dòng lạc L27, giống L18, L23 Kết so sánh trình tự nucleotide gen cystatin phân lập từ dòng lạc L27, L18, L23 cho thấy, trình tự gen cystatin dòng L27 (khả chịu hạn cao nhất) có 19 vị trí nucleotide sai khác so với giống L18 (giống gốc, chịu hạn kém), có 23 vị trí nucleotide sai khác so với giống L23 (giống chịu hạn tốt) Trình tự nucleotide gen cystatin giống lạc L18 có 14 vị trí sai khác so với giống L23 Kết so sánh vùng exon cho thấy, vùng exon 1, dòng L27 có 12 vị trí sai khác với giống L18 12 vị trí sai khác so với giống L23 Ở vùng exon 2, dòng L27 có vị trí sai khác với giống L18 có vị trí sai khác so với giống L23 Nghiên cứu chế ức chế cystatin với cystein proteinase, Rawlings et al (2008) [6] rằng, cystatin đóng vai trò chất để xâm nhập vào trung tâm hoạt động enzyme ngăn chặn việc vào chất protein khác III Kết luận Xử lý mô sẹo giống lạc L18 thổi khô kết hợp chiếu xạ với thổi khô ngưỡng chọn lọc thổi khô kết hợp với chiếu xạ tia gamma krad tạo 198 dòng lạc có nguồn gốc từ mô sẹo chịu nước mô sẹo chịu chiếu xạ tia gamma kết hợp với thổi khô gây nước Đánh giá khả chịu hạn dòng chọn lọc hệ thứ năm tuyển chọn dòng lạc L27 có khả chịu hạn cao Kết hợp đánh giá khả chịu hạn so sánh trình tự gen cystatin chọn dòng lạc L27 có khả chịu hạn tốt so với giống gốc Dòng lạc L27 có nguồn gốc từ mô sẹo chịu nước xử lý kết hợp thổi khô với chiếu xạ tia gamma krad giới thiệu tham gia khảo nghiệm để tạo giống lạc chịu hạn Tài liệu tham khảo Abdelsamad A., EL-Sayed O E., Ibrahim H F., 2007 Development of drought tolerance double haploid wheat using biochemical genetic marker on in vitro culture J Appl Sci Res., 3(11): 15891599 Bray E A., 1993 Molecular responses to water deficit Plant Physiol., 103: 10351040 Lê Trần Bình, Lê Thị Muội, 1998 Phân lập gen chọn dòng chống chịu ngoại cảnh bất lợi lúa Nxb Đại học Quốc gia Hà Nội, 5-200 Martinez M., Diaz I., 2008 The origin and evolution of plant cystatins and their target cysteine proteinases indicate a complex functional relationship BMC Evol Biol., 8: 198 Nagata K., Kudo N., Abe K., Arai S., Tanokura M., 2000 Three dimensional solution structure of oryzacystatin-I, a cysteine proteinase inhibitor of rice (Oryza sativa L japonica) Biochemistry, 39: 14753-14760 Rawlings N D., Morton F R., Kok C Y., Kong J., Barrett A J., 2008 MEROPS: the peptidase database Nucleic Acids Res., 36: 320-325 Nguyễn Thị Tâm, Chu Hoàng Mậu, Ngô Thị Liêm, Bùi Thị Hoài Loan, 2006 Nghiên cứu môi trường nuôi cấy in vitro phôi lạc phục vụ nghiên cứu chọn dòng chịu hạn Tạp chí Khoa học Công nghệ, Đại học Thái Nguyên, 37(1): 87-92 Valdes R S., Guerrero R A., Melgoza V C., Chagolla L A., Delgado V F., Martinez G N., Sanchez H N., Delano F J., 2007 Cloning of a cDNA encoding a cystatin from grain amaranth (Amaranthus hypochondriacus) showing a tissuespecific expression that is modified by germination and abiotic stress Plant Physiol Biochem., 45: 790- 798 http://www.fcri.com.vn/article_d/c252-280/ giong-lac-l18;/article_d/c252-280 10 http://timtailieu.vn/tai-lieu/tieu-luan-trong-trot-chu-de-cay-lac-3662/ 11.https://www.google.com.vn/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=7 &cad=rja&uact=8&ved=0ahUKEwjF3dS67bDTAhWJLY8KHY7VAV4QFghJMA Y&url=http%3A%2F%2Fprc.org.vn%2FUserFiles%2FFile%2FBao%2520cao%25 20khoa%2520hoc%2FNghien%2520cuu%2520va%2520phat%2520trien%2520ng uon%2520gen%2520cay%2520lac%2520chiu%2520han%2520cho%2520vung%2 520trung%2520du%2520va%2520mien%2520nui%2520phia%2520bac%2520.pdf &usg=AFQjCNFk4WDSssqNvYepcU8sCuEJvsVsQ&sig2=Sedwla4wtcW2jgrsNqt1FQ ... phẩm tạo thành tham gia vào bảo vệ enzyme, hạn chế phân giải chất, bảo vệ cấu trúc tế bào.Các nhà nghiên cứu chọn dòng lạc L27 có khả chịu hạn tốt nhất, giống lạc L23 (chịu hạn tốt) giống lạc. .. sẹo giống Lạc L27 có ngưỡng chịu đựng khô đến 9h Đánh giá khả chịu hạn giống Lạc Nghiên cứu đánh giá số tiêu dòng Lạc tạo công nghệ tế bào quần thể Lạc chịu khô liên tục chiếu xạ liều lượng krad... Kết tạo mô sẹo chịu nước, tái sinh Các nhà nghiên cứu tiến hành tạo mô sẹo từ phôi hạt lạc nhằm tạo dòng mô sẹo có khẳ chịu nước Theo nghiên cứu, tế bào có khả chịu nước điều kiện khí hậu khô hạn