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 : : Cơng nghệ Sinh học 9420201 TĨM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ NƠNG NGHIỆP HÀ NỘI – 2018 Cơng trình hồn thành tại: Viện Khoa học Nơng nghiệp Việt Nam Người hướng dẫn: TS Lê Tiến Dũng TS Phạm Thị Lý Thu Phản biện 1: Phản biện 2: Phản biện 3: Luận án bảo vệ 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 thư viện: - Thư viện Quốc gia Việt Nam - Thư viện Viện khoa học Nông nghiệp Việt Nam MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Đ ây ữ ộng ến r r a ữ ộ a a ộ d ng ch a ôx y ho t ộng (ROS) ế ộ a yế T r r ế Tr enzyme methionine sulfoxide reductase (MSR) methionine-Sf x e re a e (MS A) methionine-R-sulfoxide reductase (MSRB), ế ế ch ă c methionine (Met) bị ôx a r l i Met Đế ay, enzyme MS c a ế ế ch ng chị 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 ững gen ô n t o gi ng nhằ â a ch ng chịu ây r Đ gi i quyế â ỏ ặ ú ô ế r ây ì Arabidopsis thaliana (Glycine max) v “Nghiên cứu biểu gen mã hóa methionine sulfoxide reductase điều kiện stress mặn, hạn Arabidopsis đậu tương” Mục tiêu uận án M a lu ằ xe xé a rò a enzyme methionine sulfox e re ae a ế ă u ki n b t l i th c v ng thờ ũ ì uv ng cầ c methionine sulfoxide reductase sửa chữa tế C th a :  Xe xé ì r e e e r ây ì Arabidopsis thaliana  Xá ị â r e e e r  Xá ị â enzyme methionine sulfoxide reductase u  Đá ộ bi u hi a e a enzyme methionine sulfoxide reductase ng v ặn Ý nghĩa khoa học thực tiễn luận án Kết qu c a lu á ữ li u khoa h c mộ th ng v a rò a r e e e A thaliana uv ế ộng c a yếu t b t l ến th c v a rì ơx a e e S xá ị â enzyme methionine sulfoxide reductase ữ u biết quan tr ng v a rò a h enzyme sửa chữa 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 rị u ch ă e Kết qu xá ị e a r e ethionine e zy e methionine f x e re a e ng v u ki tl ũ m u ng d ằm c i thi ă ă ng chịu c a ây r ng Những đóng góp luận án Kết qu c a lu 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 r u ki tl xá ịnh lu y cung c 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 y rõ ă a e zy e MS u r cv V ì ộ e ộ bi u hi ng v u ki tl ô n t o gi ng nhằ â a ng chịu ây r ng ố cục uận án rì y r 106 ( ầ T a P ): M ầ (3 ) C :T a a a (34 ) C :V ộ (13 ) C : Kế (54 ) Kế ị (1 ) T a 186 r Tế V 178 Tế A 15 , 29 ì , ,4 rì CHƯƠNG T NG UAN TÀI LIỆU VÀ CƠ SỞ HOA HỌC CỦA ĐỀ TÀI a Tế V Tế A ộ a a : a ô r ế ; Va rò a e zy e methionine sulfoxide reductase rì ơx 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 ch n t o gi ng nhằ â a ng chịu ây r ng ũy c a s d ng ch a ôx y ho ộng (ROS) ây ữ ay r rú a â r a r ế [127] Đ á â ôx a r r ế a a a r e e zy e y a OS r e r e ửa ữa â [77] Tr ửa ữa ôx a r e á a a r ú a â [47, 80, 83] C 68 â ị ôx a r ế r e , ây xe ị OS ộ [138] S ôx a methionine (Met) ộ amino acid quan tr ng a ị ị r y e e yế ế ò ú â ô ị ế r ộ a ôx a Mộ s â ỏ ặ a r e ẫ ôx a Me r ế Đặ a ữ r e y ì? Gen a r e y a r ? Tr ộ a 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 nhi r cv r A thaliana [145] 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 gen a enzyme MSRB r [99] T y ô e zy e MS A ế ay ẫ a V y â ỏ ặ a gen a enzyme MSRA r ặ a gen y ì ế â rộng h gen y ì 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 M P r Đ ì rõ M P ữ â r ế xe xé r M P A thaliana CHƯƠNG VẬT LIỆU VÀ HƯƠNG HÁ NGHIÊN CỨU 2.1 Vật iệu nghiên c u Tron a Ge e Col-0 [91] Ge e r e e a ây r e e a ô ì ầ ì A thaliana, ò 'Williams 82' [149] H A thaliana C Tr â IK N - N p H A thaliana y e Tr â y IK N - N H ô ì 'W a ' r y Nô 2.2 Thời gian địa điểm nghiên c u K a y ữ Cá ộ P ò C â a 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 hư ng pháp nghiên c u e At3G55240 [75] ữ t V ă ế ă 2017 -P ò D r y 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 Arabidopsis Pr e e a A thaliana [91] ộ M P ằ rì a a â r e a a Me > % b hương ph p t m i m gen mã hóa protein giàu methionine đậu tương Pr e e a [145] ộ M P ằ rì a a â r e a a Me > % c hương ph p phân oại chức n ng gen mã hóa protein giàu methionine Arabidopsis đậu tương Da ị a a gen a M P A thaliana r y ô MAPMAN [168] d hương ph p phân t ch đặc t nh protein giàu methionine Arabidopsis đậu tương T ầ a a aM P xá ị ằ ô DIT [68] K â MRP xá ị r NC I Vị r â ộ a M P r ế ằ C r P [49, 50], WoLF PSORT [73], CELLO [184] a 2GO Basic [35] e hương ph p c đ nh y u t điều h a cis- v ng promoter gen mã hóa Arabidopsis Trì e e a rì 1000 e e r r er â ằ BioEDIT [68] ì ế x a yế 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 gen mã hóa protein giàu methionine Arabidopsis Bi u hi n c a gen a M P A thaliana â r 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 gen mã hóa protein giàu methionine đậu tương M ộ i u hi n c a gen aM P a 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 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 ì ế i hương ph p phân t ch tư ng gen ặp h gen mã hóa en yme A 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 a (Ka) rị ay ế a (K ) xá ị ằ DNA [105] hương ph p phân t ch đặc t nh protein h A đậu tương K â xá ị r NCBI [149] Tr â rị ( I ee r ) r x a y [58] Vị r rú ộ a MS A ằ Tar e P [49-51] Că rì ế ằ C a X [169] Cây â xây e Ne rằ M GA [89] hương ph p dự đo n y u t điều h a cis- v ng promoter gen mã hóa đậu tương Cá C ì ế r rì 1000 bp r r er a a enzyme MS ằ PlantCARE [101] hương ph p phân t ch mức đ biểu gen mã hóa en yme đậu tương b ng thư viện d iệu trực n M ộ a gen a MS â r a r ữ 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 T-PC ( a a e rea e - PC ) ế ế ằ Pr er [147] M ặ xá ị ô a ă rì r e e a 'Williams 82' [149] Tr , gen a ế ế Fbox ô r r ây [97] gen a hương ph p đ nh gi h nh th i Arabidopsis chuyển gen H t gi ng A thaliana chuy n gen a gen At3G55240 [75] i ch ng Col-0 e r a er a r ½ MS (Murashige-S ) ặ y r y e [75], u ki n c a ò y ế a g chu k 16 /8 t i, -2 -1 ộ chiế μ s , nhi ộ ± oC [36] b hương ph p m u Arabidopsis điều iện b t i Cây A thaliana chuy n gen a gen At3G55240 xử ặ r a e r ch a r ½ MS sung NaCl n ộ 175 mM T , ây y i ũ y a r ½ MS sung CdCl2 n ộ µM Tr , A thaliana chuy n gen a c gen At3G55240 xử paraquat e ô r r ây [182] c hương ph p m u đậu tương điều iện b t i P xử ẫ r e ô r r ây [98] Cây y ặt r y r u ki ò r ời gian - Cây r r y a r ờ P xử ẫ r ặ ằ xử ây y ị NaC 250 mM t u ki ò r ời gian - Cây r r y a r ờ P xử ẫ r A A y ị A A μM u r ời gian - Cây r y a r ờ d hương ph p t ch chi t NA t ng s t ng h p c NA t m u đậu tương Tá ế NA ế e 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 DNA ằ ộ e erTra A e PC T (T y N ) Cá a ế ô r r ây [98] e hương ph p đ nh ng phân t ch th ng ê s iệu P ị T-PC e áy S 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 gen xử e ΔCT ô r r ây [98] CHƯƠNG III KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN Xác định phân tích protein giàu methionine Arabidopsis ì k ,x d e ã ó r e e onine Arabidopsis T ng s â MRP xá ịnh T t c M P ì gen a â y ịnh b i gen nằm a c s p xếp Cá gen AtMRP ân b r rá r ms c th c a Arabidopsis, gen nằ r y Đ ì â AtMRP, ch ă a gen y xá ị r tham chiếu TAIR10 â ại ch ă ủ r e e onine Arabidopsis P â h li ầ y gen AtMRP Arabidopsis a a rì n tế Ha gen AtMRP c xá ị a ế òa Tr , s gen AtMRP a â òa 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 At3G23050 a r Indole-3-a e a ă ì u hi n c a gen c m ng v i auxin Tr , gen At3G23050 c a a rì a ế a x ế ng quang [148] ịa át tri n r [137] ki r ằ ò xử nh , s gen a M P Ara ũ â i theo ch ă ỏ 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 - ) rì ế ( gen AtMRP - 3%), ki i (2 gen AtMRP - 2%), s r u ki n b tl gen AtMRP ng 1% Mặ , 56 gen AtMRP, chiếm tỷ l 50%, a ô t ch ă th M ời b n a s h r e ặ Đây xe ột ngu y r t ti ă xá ịnh ch ă a ú r u â í ặ í ản củ r e e ionine Arabidopsis Lầ yếu t A M M C xá ị r r er a 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 u ph thuộ A A s xu t hi n c a M M C y gen ng v u ki n b t l n, mặn [173] S â y ặc c a C y r r er a phần l gen a M P y ú ng v u ki n b t l ô a ờng ph thuộc (hoặ ô thuộ ) A A Mộ ặ m quan tr a â ị r rú a â tử AtMRP tế P â cho th y, 21 AtMRP cd â l c l p bằ ô W PSO T / ặ C r P r â AtMRP xá ịnh nằm ty th ô a W PSO T / ặc CELLO K ằ ầ m m Blast2GO ũ y â AtMRP r y â í ộ bi u hi e ã ó MR r Ar d r ều ki ều ki n bất lợi D a r 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 - â a c a Ara r u ki ờng [26] Trong s gen ì c, AtMRP xá ịnh bi u hi n m nh ị r r , At3G05220 a r e a ế rì n chuy n kim lo i, At4G35070 a e zy e S-r ea e a ế rì ế r e At2G46600 a ế ờng dẫn truy 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 â a a ây A thaliana r u ki ờng Tr ữ TraVa, hầu hết AtMRP bi u 11 Hình Đánh giá khả đáp ng ng chuyển gen đối ch ng ýC C2 c chuyển gen biểu u mức At hiệu Arabidopsis o - đ i chứng hiệu đư c v i d m i trư ng thạch ng ch t đư c uan s t đ n ngày sau K xử CdCl2 µM 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 vi c bi u hi 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 ng đối ch ng ng chuyển gen RBC1 c chuyển gen biểu u mức At hiệu Arabidopsis o - đ i chứng hiệu đư c v i para uat c c n ng đ h c gi ng c đ h n ng m t màu đư c uan s t sau gi 12 K xử ara a ă a At3G55240 ũ ă nh y c m v ara a (Hì ) y e ị m t di p l y a r a xử ara a Kế ũ t tc ộ sử d r ÷ µM (Hì ) N cl i ch ng Col-0 bị m t di p l c m ộ ch ò C1 T i, vi c bi u hi c gen At3G55240 r ây 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 ây y e ế a C -0 .2 Xác định phân tích protein giàu Methionine đậu tư ng ì k ,x d e ã ó r e e onine D a r proteome c a [149], t ng s â MRP xá ịnh T t c M P ì gen a ộ ầy â a i gen nằ r a c s p xếp Cá gen y â r rá r e e a , gen aM P ì y r ế â ă ủ e ã ó r e e onine u T gen a M P Arabidopsis, GmMRP a a hầu hế rì n tế C á rì y a xử NA ế r e òa NA r y ẫ rì ế r y r e y a gen aM P a rõ ă a ộ M P Me P â y ặ â ỏi li gen y a ến kh ă 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 r ũ â í ộ ủ e ã ó r e e onine ut T ữ r e a a et al (2010), 49 gen GmMRP xá ị ô x ẫ ô a r [104] Cá gen GmMRP ò x 1c a r ây r Tr 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, gen a r e â G M P y r Atriplex canescens a rò r á yế [158] Gen Glyma18g44300 a r e y ặ ô r SAM y rằ y ộ r rì r a r a ầ a e ũ ầ ế ũy ỉ ô a a r e y Glyma18g44300 Tr gen ặ , Glyma15g05510 ặ a r r , ộ r e Gy a A G xá ị á r A thaliana [120] Dữ y y gen Glyma15g05510 a ế rì a a rì á Xe xé a gen GmMRP r ữ r array xử [96], 11 gen bị ì ộ bi u hi n 12 gen ă ờng bi u hi n ô V r f a Tr ô a cho th y, gen xá ị ă ờng bi u hi n gen bị gi m bi u hi n Trong s xá ị c t ng s 13 gen a M P ng v u ki n h n r a V ( 3.7) Trong s 13 gen ô B ng 3.7, gen Glyma04g37040 a r e a ă ờng bi u hi n m nh nh t ô f -fold lầ t V N c l i, gen Glyma02g10620 a r e c 98 amino acid bị ì ầ t 44- fold V ( 3.7) Mộ r gen Glyma19g43580 ị a r V ă a r T Glyma19g43580 At5G28640 r A thaliana, gen y a ế rì â ằ ì ế a a rì a ế [114, 115] G yế ặ Glyma19g43580 ă r ế ũy a ế ú rì é ò Gen Glyma19g43580 a ế rì r Những kết qu y ặt s â ỏi v ch ă a rò gen GmMRP a a ằ ng l i v i u ki n h n ô r a a 14 Bảng Gen mã hóa GmMR có m c độ biểu đáp ng với điều kiện hạn V6 R2 # 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 C a rõ ă Pr e a x GIF, GIF1, AN3 Ch a homeodomain PIF3 Calmodulin 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 ng et (%),2 ch thư c phân t protein (aa),3 iệu microarray theo [96] àu đỏ thể mức đ phiên mã t ng hi màu anh minh h a cho mức đ phiên mã gi m hân tích in silico họ gen mã hóa en yme MSR đậu tư ng X nh h e ã ó e z e MSRA e e â Kế xá ị gen a e zy e MS A r e e S MS A r ộ , gen AtMSRA xá ị r A thaliana [145] 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 u D a r â rì , cặp gen lặp c xá ị h gen a MS A M ộ ng c ộ nucleotide c a ặp gen lặp h gen GmMSRA a t t 73,76 % (cặp gen ặ GmMSRA4/A7) ến 96,00 % (cặp gen GmMSRA2/A5) cặp gen GmMSRA1/A6 ộ r Mặ ặp gen lặ y â r m s c th genome c a Cặp gen lặp GmMSRA1/A6 rú r m s c th s GmMSRA2 r m s c th s lặp v i GmMSRA5 r m s c th s 14, GmMSRA4/A7 lầ t nằm r m s c th s 8 Đ y y t t c gen lặp h gen MSRA u xu hi ng lặ r 15 nhi m s c th a (e e a a ) Tr Le ộng s ( ) ũ xá ị c cặp gen lặp h e a e zy MSRB nằ r m s c th a GmMSRB2/B5 GmMSRB3/B4 lầ â r m s c th s e e u [99] Những kết qu y ị hi ng lặ r nhi m s c th 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 cặp gen lặ u nhỏ ng tỏ rì ch n l c t b o th c a h gen MSRA Đ u a r rì ế a a h gen GmMSRA, s a e e gen GmMSRA ây ột biế m ô ị ì c ch n l c [103] â í ộ ặ í ả ủ e z e MSRA K â c a 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 â GmMSRA biế (G MS A ) ến 87 Da (G MS A ) r I tt ế 78 rị r ì t kho 77 N ế rị 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 e zy e y â x â tế ch G MS A G MS A rị pI kho ng 8,7 g rằ r e y ă ịnh vị r a a ( 3.10) ảng 10 Một số đ c tính c ản họ en yme MSRA 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: : 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 ằ Tar e P y G MS A G MS A ă â a a ế rì n chuy n 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 tế ặp b t l i Mặ G â r a a ế rì ũ y ộ sửa chữa MetO t a a a MS A n chuy ị r r rì G MS A ì y ú ế Hình S đồ minh họa phân oại cấu tr c vùng ảo thủ cho enzyme MSRA đậu tư ng A thaliana Tế e ây xây ng d a r c sử d rì amino acid c a 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 r ờng chia sẻ ặ a G MS A G MS A chung chi a a r â a ( ~ 87 Da) (7,84 ~7,87) C u rú o th c a h e zy e G MS A ũ ys t â e ây (Hì 13) T t c r u ch a g Cy a rò xú Cy a rò o G c Cy xú 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 Cy o Đánh giá đ c tính họ gen mã hóa en yme MSR đậu tư ng 3.4.1 D ut ề ò - vù r er h e ã ó enzyme MSR Trong r ây gen a e zy e MS ì y [99] N y, h e zy e MS a m 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 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 gen GmMSR â i theo ch ă a m CRE a ến ph n á u hi ặ ô a CRE ng v i hormone ộ u hi n củ e ã ó MSR r ề k ề k ả ấ ợ Tr [104], t ô a hầu hế gen GmMSR u a c, ngo i tr gen GmMSRA5 ô ô Phần l 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 r GmMSRA3 t p trung nhi u n t sần S bi u hi n m nh c a gen GmMSR t t c mẫ ô a r ây cho th y rằ MS ô c t ng h ct ị r y tham gia rì ửa chữa sửa chữa â protein bị ôx a H ữa, s t ũy r t nhi u GmMSRA3, -B3 t sần, vị r cd OS ây u ki n b t l (Hì 3.15) Hình M c độ biểu họ gen GmMSR điều kiện thường mẫu mô c quan đậu tư ng 84RH, 120RH: M u ng rễ thu sau 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 c c u hư ng biểu m t gen t có biểu đ n biểu đặc th 18 Tr ữ r array xử [96] a gen a e zy e MS ay C , gen ă , gen ị ì a V / ặ K a r V6, GmMSRB3 , GmMSRA3 ị r Mặ á a 2, GmMSRA4, -A7, -B2 -B5 , GmMSRA3 ị ì (Hì 3.16A) Hình 16 M c độ biểu họ gen GmMSR điều kiện A hạn m n mẫu mô c quan đậu tư ng V6 : u giai đoạn V6 đư c x hạn; R-Na1hr, R-Na6hr R-Na10hr: M u rễ thu th i điểm gi , gi gi sau x mặn Tr ữ NA- e xử ặ [24] gen a MS ũ r GmMSRA5 ô ô (Hì 3.16B) Mộ gen GmMSR ay a r r ặ S ô xử ặ , gen GmMSRA2 GmMSRB1 , gen GmMSRA4, -B2 -B5 ă r â í ộ ủ e ã ó MSR r ề k ề k ả ấ ợ Tr , gen GmMSRB1 xá ị r gen a e zy e MS GmMSRB1 r ặ á a (Hì 17) Gen GmMSRB1 ô u hi rõ r a ò Tr e zy e MS cd â a c l p [99] Những kết qu y th y GmMSRB1 ặ r gen y a a rì ò ch ng l OS a l cl r ô 19 Tr GmMSRB5 bi u hi n th p nh t t t c a ộ ph n H ữa, kết qu â c cho th y ô u yếu t C 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 a r u ki (Hì 3.15) Kết qu y y GmMSRB5 a rò a tr r u ki ờng (so v gen GmMSRB ) Hình 17 ết phân tích m c độ iểu họ gen mã hóa MSR đậu tư ng điều kiện thường h n m u m uan b phận, bao g m rễ non u giai đoạn V6 hạt giai đoạn rễ chóp rễ giai đoạn đư c hai th c để kiểm tra biểu gen mã hóa b ng qRT-PCR Khi xử u hi r ay r c, gen GmMSRB2 GmMSRB5 ă mẫ r u hi n c a gen ò i (Hì 18A) mẫu r xử gen ộ ay a (Hì 18B) Tr á u hi n c a GmMSRB V xử n cho th y t t c gen u ă y ỉ GmMSRB3 ng a Tế e ì rõ a rò a gen GmMSRB r a n sinh th c, m ộ a gen y ũ xá ịnh r a r u ki n h n Gen GmMSRB2 GmMSRB5 ă r u ki n h (Hì 3.18D) r gen ng v u ki n h n ô r (Hì 3.18 ) N â r ũ ị r gen a enzyme MS ô x ng bi u hi n m r u ki (Hì 15) Kết qu y y h enzyme MSRB ô ũy nhi u t i r r u ki n 20 Hình 18 A: : : chứng đủ nư ết phân tích m c độ iểu họ gen mã hóa MSR đậu tư ng điều kiện hạn nh gi biểu gen m m u thân hi hạn sau - - gi nh gi biểu gen m m u rễ hi hạn sau - gi nh gi biểu gen m m u V6 hi hạn đủ nư c đ i : nh gi biểu gen m ởm điều iện hạn c đ i chứng : nh gi biểu gen m chóp rễ hi hạn Kết qu â T-PCR mẫ i cho th y gen a MS ă u hi n sau xử ặ i gi m sau 10 xử mặ Tr GmMSRB1 ng gi m ch i sau 10 xử ặn (Hình 3.19A) Một gen GmMSRB5 xá ị ă sau xử ng gi m sau 10 xử ặ K á r xử y, hầu hế gen GmMSRB, ngo i tr GmMSRB2, x ng bi u hi ă ần theo thời gian xử ặn Mặ y, GmMSRB5 ă r sau 10 xử ặ (Hì 19B) 21 Hình ết phân tích m c độ iểu họ gen mã hóa MSR đậu tư ng điều kiện m n nh gi biểu gen m thân A rễ điều iện mặn sau - gi M u thân đư c thu thập th i điểm gi (S0s), gi s gi (S10s) sau x mặn M u rễ đư c thu thập th i điểm gi (R0s), gi s gi (R10s) sau x mặn Đ tr lờ â ỏi, li u rằ gen GmMSRB ng v u ki n ngo i c nh b t l ô a u ph thuộ ay ô thuộ A A ẫu xử A A c thu th â ộ bi u hi n c a 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 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 xử A A Tr GmMSRB2 ă r t m nh v i ABA r (Hì ) Hình 20 ết phân tích m c độ iểu họ gen mã hóa MSR đậu tư ng điều kiện ý với ABA A : nh gi mức đ biểu c c gen m thân điều iện A A h ng A A đ i chứng : nh gi mức đ biểu c c gen m rễ điều iện A A h ng A A đ i chứng) hân : u thân đ i chứng; hân - ABA: M u thân v i abscisic acid; Rễ : u rễ đ i chứng; Rễ - ABA: M u rễ v i abscisic acid 22 Trong s 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 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 ũ xá ns ă ờng t ng h p c a gen y G MS rú l c l p [99] ũy u r r u ki ờng Th c nghi ng minh gen a MS ũ u hi n m nh 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 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 a e zy e a h MS c t ng h p t gen y ô ẵ rì ửa chữa MetO r r ờng h p cần thiết Hai gen, GmMSRB2 GmMSRB5 a rò r Bảng 11 Tóm tắt kết phân tích iểu gen mã hóa MSR đậu tư ng điều kiện thường y àu đỏ: iểu t ng T r u ki â m tra qRT-PC a ững kết qu r rị a r n y T c kết qu c minh h a B ng 3.12 Gen GmMSRB3 cd m ch u hi ă nh nh t áV r u ki n h (Hì 18C) ng v A A (Hì 20) 23 Bảng 12 Tóm tắt kết phân tích iểu gen mã hóa MSRB đậu tư ng điều kiện hạn àu đỏ: iểu t ng màu anh: iểu gi m A : u t đ p ứng ABA [TC] n: r nh tự ặp giàu Bảng Tóm tắt kết phân tích iểu gen mã hóa MSR đậu tư ng điều kiện m n àu đỏ: iểu t ng màu anh: iểu gi m A ABA [TC] n: r nh tự ặp giàu ặ e N a GmMSRB4 ô y x y, gen GmMSRB4 ay : u t đ p ứng r xử r ô ặ 24 Cá ữ â r array ế GmMSRB ô ă Gen GmMSRB5 ặ ô ây e r y Mặ GmMSRB1 y y e y ỉ T ú ú a a ữ ị a ây r r T-PC r rú rằ e xá ặ ị r ặ ế e ằ â a ẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGH ết uận Đ xá a ế ị A thaliana Cá e aM P Dữ y At3G55240 bị ì ng kho ng -26 lầ r u ki n h ặ At3G55240 ò y e Ara ẫ xử Đ xá ị M P Cá e aM P yế a ế òa NA ẫ r y P â ữ ỉ rằ e aM P x ẫ a r , r e aM P xá ị ng v u ki n h n V Đ xá ị e a MS A MS A MS A â a a ến v n chuy n tế MS A MS A ằ l cl S a a yế òa - r r er y e GmMSRA GmMSRB á ô a hormone P â ữ r array y e a MS A MS ộ ay a a r r T y e GmMSRB ô ă r r GmMSRB5 e r y Đề nghị Tế e AtMRP GmMRP a rõ ă ộ r er a C ng b t l i quan tr ng Tế a e a e zy e MS A r rì r nh nh M P ế 25 CÁC CƠNG TRÌNH HOA HỌC ĐÃ CƠNG Ố CĨ LIÊN UAN ĐẾN LUẬN ÁN Chu Đ c Hà T ị N , P T ị T N y a H y T ế Dũ P â e a r e e e r ây Arabidopsis thaliana r ạp ch inh h c, 37(4): 487-495 Chu Đ c Hà N y T ị K P T ị T Tế Dũ Xá ị e a e zy e Me e-S- f x e re aza (Glycine max) ạp ch hoa h c ng nghệ N ng nghiệp Việt Nam, 9(70): 27-31 Ha Duc Chu, Quynh Ngoc Le, Huy Quang Nguyen, Dung Tien Le, 2016 Genome-wide analysis of genes encoding methionine-rich proteins in Arabidopsis and soybean suggesting their roles in the adaptation of plants to abiotic stress International Journal of Genomics, 2016: 1-8 Ha Duc Chu, Kim-Lien Nguyen, Yasuko Watanabe, Dung Tien Le, Lam-Son Phan Tran, 2016 Expression analyses of soybean genes encoding methionine sulfoxide reductase under various condition suggest a possible role in the adaptation to stress Applied Biological Chemistry, 59(5): 681-687 ... họ gen mã hóa MSR đậu tư ng điều kiện hạn nh gi biểu gen m m u thân hi hạn sau - - gi nh gi biểu gen m m u rễ hi hạn sau - gi nh gi biểu gen m m u V6 hi hạn đủ nư c đ i : nh gi biểu gen m ởm điều. .. ững gen ô n t o gi ng nhằ â a ch ng chịu ây r Đ gi i quyế â ỏ ặ ú ô ế r ây ì Arabidopsis thaliana (Glycine max) v Nghiên cứu biểu gen mã hóa methionine sulfoxide reductase điều kiện stress mặn,. .. phân t ch mức đ biểu gen mã hóa protein giàu methionine đậu tương M ộ i u hi n c a gen aM P a 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 đậu tương A G A MS A