Đang tải... (xem toàn văn)
Việt Nam là nước có truyền thống trồng lúa với nền văn minh lúa nước có trên 4.000 năm lịch sử.Việt Nam nằm trong vùng địa lý – được xem như là khởi nguyên của cây lúa, chạy dài từ chân núi Hi Mã Lạp Sơn cho đến bờ biển Đông. Lúa gạo là nguồn thức ăn căn bản của dân tộc Việt Nam. Cây lúa có thể sinh sống và thích nghi trong nhiều điều kiện khác nhau: lúa rẩy, lúa nước trời, lúa nước sâu, lúa nổi; với nhiều điều kiện đất đai khác nhau như phèn, mặn, phù sa, thành phần cơ giới từ sét nặng đến cát pha; chịu được nóng, lạnh, khô, hạn ở các vĩ độ, cao độ vô cùng thay đổi mà không phải loài cây lương thực nào cũng có thể có những tính trạng vô cùng đa dạng như vậy. Lúa gạo cung cấp nguồn lương thực cơ bản, tạo việc làm cho hàng triệu người, đóng vai trò quan trọng trong đời sống kinh tế, xã hội chính trị trong lịch sử phát triển đât nước Việt Nam.
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN KHOA SINH HỌC Nguyễn Thị Thu Tươi NGHIÊN CỨU TRÌNH TỰ GEN OsHKT2,1 MÃ HÓA CHO PROTEIN VẬN CHUYỂN ION Ở MỘT SỐ GIỐNG LÚA Khóa luận tốt nghiệp đại học hệ quy Ngành : Công nghệ Sinh học (Chương trình đào tạo : Chuẩn) LỜI CẢM ƠN Cán hướng dẫn: TS Đỗ Thị Phúc Trong suốt thời gian thực khóa luận cố gắng thân, nhận động viên giúp đỡ nhiệt tình thầy cô, gia đình bạn bè Hà Nộixin - 2014 Lời khóa luận gửi lời cảm ơn chân thành tới TS Đỗ Thị Phúc- người trực tiếp hướng dẫn tôi, dạy tận tình suốt trình thực nghiên cứu hoàn thành khóa luận Khóa luận tốt nghiệp- Nguyễn Thị Thu Tươi K55B Tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới PGS.TS Nguyễn Thị Hồng Vân, tập thể thầy cô môn Di truyền học- Khoa Sinh học- Trường Đại học Khoa học Tự Nhiên- Đại học Quốc Gia Hà Nội hết lòng giúp đỡ hỗ trợ thời gian học tập nghiên cứu Và xin gửi lời cảm ơn đến anh chị nghiên cứu viên, anh chị học viên cao học, sinh viên phòng thí nghiệm môn Di truyền học phòng thí nghiệm Sinh học thụ thể phát triển thuốc chia sẻ niềm vui, khó khăn trình thực nghiên cứu Cuối cùng, xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới gia đình, bạn bè thân thiết góp ý, động viên tạo điều kiện thuận lợi cho suốt năm tháng học tập phát triển Tôi xin chân thành cảm ơn! Hà Nội,ngày 25 tháng năm 2014 Sinh viên Nguyễn Thị Thu Tươi BẢNG KÝ HIỆU VÀ TỪ VIẾT TẮT Kí hiệu ADN Bp Tiếng Anh Deoxyribonucleic Base pair TiếngViệt AcidAcid deoxyribonucleic Cặp bazơ nitơ 22 Khóa luận tốt nghiệp- Nguyễn Thị Thu Tươi K55B CDS Coding sequence CTAB Cetyl trimethylamoni bromide dNTP Deoxyribonucleotide Triphosphate EDTA Ethylene Diamine Tetraacetic Kb Kilobase M Maker Thang chuẩn PCR Polymerase Chain Reaction Phản ứng chuỗi trùng hợp TAE Tris-acetate-EDTA TE Tris-EDTA IRRI Trình tự mã hóa cho protein AcidEthylen tetraacetic acid Viện nghiên cứu lúa Quốc tế 33 Khóa luận tốt nghiệp- Nguyễn Thị Thu Tươi K55B DANH MỤC BẢNG DANH MỤC HÌNH MỤC LỤC 44 Khóa luận tốt nghiệp- Nguyễn Thị Thu Tươi K55B 55 Khóa luận tốt nghiệp- Nguyễn Thị Thu Tươi K55B MỞ ĐẦU Việt Nam nước có truyền thống trồng lúa với văn minh lúa nước có 4.000 năm lịch sử.Việt Nam nằm vùng địa lý – xem khởi nguyên lúa, chạy dài từ chân núi Hi Mã Lạp Sơn bờ biển Đông Lúa gạo nguồn thức ăn dân tộc Việt Nam Cây lúa sinh sống thích nghi nhiều điều kiện khác nhau: lúa rẩy, lúa nước trời, lúa nước sâu, lúa nổi; với nhiều điều kiện đất đai khác phèn, mặn, phù sa, thành phần giới từ sét nặng đến cát pha; chịu nóng, lạnh, khô, hạn vĩ độ, cao độ vô thay đổi mà loài lương thực có tính trạng vô đa dạng Lúa gạo cung cấp nguồn lương thực bản, tạo việc làm cho hàng triệu người, đóng vai trò quan trọng đời sống kinh tế, xã hội trị lịch sử phát triển đât nước Việt Nam Trong tình trạng nguồn lương thực khan giá lương thực tăng nay, giới phải đối mặt với nguy thiếu lương thực Theo thống kê năm 2002: diện tích đất trồng trọt giới chiếm 10% tổng số 13 tỉ Sự khan nước tưới phục vụ cho nông nghiệp báo động nhiều hội nghị khoa học giới gần Do thay đổi khí với hiệu ứng nhà kính, nhiệt độ khí ấm dần lên, băng tan hai cực tạo ngập lụt vùng đất thấp (như đồng sông Cửu Long) Như vậy, lũ lụt xâm nhập mặn trở thành vấn đề lớn nhiều năm sau Với tầm quan trọng vậy, người ta hoạch định thứ tự ưu tiên đầu tư nghiên cứu tính chống chịu mặn chống chịu khô hạn toàn giới, lĩnh vực cải tiến giống trồng, sau tính chống chịu lạnh, chống chịu ngập úng, chống chịu đất có vấn đề (acid, thiếu lân, độ độc sắt, độ độc nhôm, thiếu kẽm, Mg, Mn số chất vi lượng khác Cu,…) Do đó, việc hạn chế mức độ gây hại nhiễm mặn đến suất lúa gạo vấn đề cần quan tâm nghiên cứu 66 Khóa luận tốt nghiệp- Nguyễn Thị Thu Tươi K55B Cây trồng đất nhiễm mặn bị ảnh hưởng đến sinh trưởng, phát triển suất Khả điều hòa cân hàm lượng ion Na + tế bào chế quan trọng giúp sinh trưởng, phát triển điều kiện đất nhiễm mặn Cơ chế điều hòa thực thông qua việc: Hạn chế lượng ion Na+ đưa vào tế bào; Khu trú ion Na + vào không bào; Thải loại ion Na+ môi trường Gen OsHKT2,1 mã hóa cho protein có vai trò vận chuyển Na + vào tế bào lúa Nghiên cứu cấu trúc, chức gen OsHKT2,1 giúp làm sáng tỏ chế chịu mặn lúa Do đó, tiến hành đề tài nghiên cứu “Nghiên cứu trình tự gen OsHKT 2,1 mã hóa cho protein vận chuyển ion số giống lúa” nhằm nghiên cứu tính đa hình gen OsHKT2,1 lúa 77 Khóa luận tốt nghiệp- Nguyễn Thị Thu Tươi K55B CHƯƠNG I TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1.Tổng quan tính chịu mặn lúa 1.1.1 Vài nét sơ lược lúa Cây lúa (Oryza sativa L.) lương thực nước ta nhiều nước giới.Sản xuất lúa gạo chủ yếu tập trung nước Châu Á với mức tiêu dùng hàng năm khoảng 180 - 200 kg/người, Châu Mỹ, Châu Âu khoảng 100 kg/người[2,9] Hình 1.Cây lúa (Oryza sativa L.) Cây lúa trồng thuộc họ Poaceae, trước gọi họ Hoà thảo (Gramineae), họ phụ Pryzoideae, tộc Oryzae, chi Oryza, loài Oryza sativa Oryza glaberrima Loài Oryza sativa lúa trồng Châu Á Oryza glaberrima lúa trồng Châu Phi Năm 1753, Lineaeus người mô tả xếp loài lúa sativa thuộc chi Oryza Dựa vào mày hạt dạng hạt tác giả phân chi Oryza thành bốn nhóm sativa, granulata, coarctala, rhynchoryza chi Oryza gồm tất 19 loài [85] Hội nghị di truyền lúa Quốc tế tổ chức họp Viện nghiên cứu lúa Quốc tế, Philippines năm 1967 khẳng định chi Oryza có 22 loài có 20 loài lúa dại hai loài lúa trồng 88 Khóa luận tốt nghiệp- Nguyễn Thị Thu Tươi K55B Sau này, Vaughan phát thêm loài lúa dại Papua New Ginea loài Oryza rhizomatis, đưa số loài chi Oryza lên 23 loài chia thành bốn nhóm genome [85] Danh sách loài, số lượng nhiễm sắc thể, gen loài ghi Bảng Bảng 1: Phân loại chi Oryza[85] Ngày nay, nhà phân loại học thống chi Oryza có 23 loài, 21 loài hoang dại hai loài lúa trồng Oryza sativa Oryza glaberrima thuộc loại nhị bội 2n = 24 có gen AA [2, 4] Loài Oryza glaberrima phân bố chủ yếu Tây Trung Phi loài Oryza sativa gieo trồng khắp giới chia thành hai loài phụ Indica Japonica 99 Khóa luận tốt nghiệp- Nguyễn Thị Thu Tươi K55B Trong trình tiến hoá lúa, hai loài phụ Indica Japonica có nhiều loại hình trung gian Javanica v.v Nghiên cứu biến đổi trình tự ADN gen phương pháp địa lý thực vật để khảo sát trình hoá lúa trồng [2,7,8] Kết cho thấy, lúa trồng hóa hai lần từ quần thể khác loài Oryza rufipogon sản phẩm hai lần biến đổi tạo hai loài phụ Indica Japonica Và đặc trưng hình thái sinh lý tổng quát nhóm lúa trình bày bảng Bảng Đặc trưng hình thái sinh lý tổng quát nhóm giống lúa Đặc tính INDICA JAVANICA JAPONICA Thân -Thân cao -Thân cao trung bình Thân thấp Chồi -Nở bụi mạnh -Nở bụi thấp Nở bụi trung bình Lá -Lá rộng, xanh nhạt -Lá rộng, cứng, xanh nhạt Lá hẹp, xanh đậm -Hạt thon dài, dẹp Hạt -Hạt đuôi -Trấu lông lông ngắn -Hạt dễ rụng Sinh học -Tính quang cảm thay đổi -Hạt to, dầy -Hạt đuôi có đuôi dài -Trấu có lông dài -Ít rụng hạt -Tính quang cảm yếu -Hạt tròn, ngắn -Hạt không đuôi tới có đuôi dài -Trấu có lông dài dầy -Ít rụng hạt -Tính quang cảm thay đổi 1.1.2 Ảnh hưởng đất nhiễm mặn tới lúa Đất mặn xem vấn đề cần quan tâm giới, ảnh hưởng lớn đến diện tích suất trồng Tính chất vật lý hoá học đất mặn đa dạng, biến thiên tuỳ thuộc vào nguồn gốc 1010 30.Fukuda, A., Nakamura, A., Tagiri, A., Tanaka, H., Miyao, A., Hirochika, H & Tanaka, Y 2004 Function, intracellular localization and the importance in salt tolerance of a vacuolar Na+/H+ antiporter from rice Plant and cell physiology 45, 146-159 31.Fukuda, A., Yazaki, Y., Ishikawa, T., Koike, S & Tanaka, Y 1998 Na+/H+antiporter in tonoplast vesicles from rice roots Plant and cell physiology 39, 196-201 32.Gao, D., Knight, M.R., Trewavas, A.J., Sattelmacher, B & Plieth, C 2004 Selfreporting Arabidopsis expressing pH and [Ca2+] indicators unveil ion dynamics in the cytoplasm and in the apoplast under abiotic stress Plant physiology 134, 898-908 33.Gárbarino, J & Dupon, F.M 1988 NaCl Induces a Na+/H+Antiport in Tonoplast Vesicles from Barley Roots Plant physiology 86, 231-236 34.Garciadeblás, B., Senn, M.E., Banuelos, M.A & Rodriguez-Navarro, A 2003 Sodium transport and HKT transporters: the rice model The plant journal 34, 788–801 35.Gelli, A & Blumwald, E 1993 Calcium retrieval from vacuolar pools (characterisation of a vacuolar calcium channel) Plant physiology 102, 1139–1146 36.Gelli, A., Higgins, V.J & Blumwald, E 1997 Activation of plant plasma membrane Ca2+ permeable channels by race-specific fungal elicitors Plant physiology 113, 269–279 37.Gillaspy, G.E., Keddie, J.S., Oda, K & Gruissem, W 1995 Plant inositol monophospatase is a lithium-sensitive enzyme encoded by a multigene family The plant cell 7, 2175–2185 38.Gilroy, S & Trewavas, A 1994 A decade of plant signals BioEssays 16, 677-682 39.Glenn, E.P., Brown, J.J & Khan, M.J 1997 Mechanisms of salt tolerance in higher plants In: Mechanisms of Environmental Stress Resistance in Plants 49 40.Edn Basra, A.S & Basra, R.K Harwood academic publishers, the Netherlands 83-110 pp Golldack, D & Dietz, K.J 2001 Salt-induced expression of the vacuolar H+-ATPase in the common ice plant is developmentally controlled and tissue specific Plant physiology 125, 1643–1654 41.Golldack, D., Quigley, F., Michalowski, C.B., Kamasani, U.R & Bohnert, H.J 2003 Salinity stress-tolerant and -sensitive rice (Oryza sativa L.) regulate AKT1-type potassium channel transcripts differently Plant molecular biology 51, 71-81 42.Golldack, D., Su, H., Quigley, F., Kamasani, U.R., Munoz-Garay, C., Balderas, E., Popova, O.V., Bennett, J., Bohnert, H.J & Pantoja, O 2002 Characterization of a HKT-type transporter in rice as a general alkali cation transporter The plant journal 31, 529-542 43.Greenway, H & Munns, R 1980 Mechanisms of salt tolerance in non halophytes.Annual review of plant physiology 31, 149–190 44.Greenway, H & Osmond, C.B 1972 Salt responses of enzymes from species differing in salt tolerance Plant physiology 49, 256–259 45.Gruwel, M.L.H., Rauw, V.L., Loewen, M & Abrams, S.R 2001 Effects of sodium chloride on plant cells; a 31P and 23Na NMR system to study salt tolerance Plant science 160, 785-794 46.Halfter, U., Ishitani, M & Zhu, J.K 2000 The ArabidopsisSOS2 protein kinase physically interacts with and is activated by the calcium-binding protein 36SOS3 Proceedings of the national academy of sciences, USA 97, 3730–3734 47.Halperin, S.J., Gilroy, S & Lynch, J.P 2003 Sodium chloride reduces growth and cytosolic calcium, but does not affect cytosolic pH, in root hairs of Arabidopsis thalianaL Journal of experimental botany 54, 12691280 48.Hamada, A., Shono, M., Xia, T., Ohta, M., Hayashi, Y., Tanaka, A & Hayakawa, T 2001 Isolation and characterization of a Na+/H+ antiporter gene from the halophyte Atriplex gmelini.Plant molecular biology 46, 35-42 50 49.Hamilton, C.A., Taylor, G.J & Good, A.G 2002 Vacuolar H+-ATPase, but not mitochondrial F1F0-ATPase, is required for NaCl tolerance in Saccharomyces cerevisiae FEMS microbiology letters 208, 227-232 50.Hamilton, D.W.A., Hills, A., Kohler, B & Blatt, M.R 2000 Ca2+channels at the plasma membrane of stomatal guard cells are activated by hyperpolarization and abscisic acid Proceedings of the national academy of sciences, USA 97, 4967–4972 51.Hasegawa, P.M., Bressan, R.A., Zhu, J.K & Bohnert,H.J 2000 Plant cellular and molecular responses to high salinity.Annual review of plant physiology and plant molecular biology 51, 463-499 52.Henriksson, E & Henriksson, K.N 2005 Salt-stress signalling and the role of calcium in the regulation of the ArabidopsisATHB7 gene Plant, cell and environment 28, 202-210 53.Hillel, D 2000 Salinity Management for Sustainable Irrigation.The World Bank Washington, D C 54.Horie, T., Yoshida, K., Nakayama, H., Yamada, K., Oiki, S & Shinmyo, A 2001 Two types of HKT transporters with different properties of Na+ and K+ transport in Oryza sativa The plant journal 27, 129-138 55.Jou, Y., Chiang, C.P., Jauh, G.Y & Yen, H.E 2006.Functional characterization of ice plant SKD1, an AAA-type ATPase associated with the endoplasmic reticulum-golgi network, and its role in adaptation to salt stress Plant physiology 141, 135-146 56.Karahara, I., Ikeda, A., Kondo, T & Uetake, Y 2004 Development of the Casparian strip in primary roots of maize under salt stress Planta 219, 41–47 57.Kluge, C., Lamkemeyer, P., Tavakoli, N., Golldack, D., Kandlbinder, A & Dietz, K.J 2003 cDNA cloning of 12 subunits of the V-type ATPase from Mesembryanthemum crystallinum and their expression under stress 58.Molecular membrane biology 20, 171-183 Knight, H 2000 Calcium signaling during abiotic stress in plants International review of cytologya survey of cell biology 195, 269–324 51 59.Knight, H., Trewavas, A.J & Knight, M.R 1996 Cold calcium signalling in Arabidopsisinvolves two cellular pools and a change in calcium signature after acclimation The plant cell 8, 489–503 60.Knight, H., Trewavas, A.J & Knight, M.R 1997 Calcium signalling in Arabidopsis thalianaresponding to drought and salinity The plant journal 12, 1067–1078 61.Land and Plant Nutrition Management Service, FAO, AGL 2000 http://www.fao.org/ag/agl/agll/spush/topic2.htm(accessed 6-July-2006) 62.Landolt-Marticorena, C., Kahr, H.W., Zawarinski, P., Correa, J & Manolson, M.F 1999 Substrate- and inhibitor-induced conformational changes in the yeast V-ATPase provide evidence for the communication between the catalytic and proton-translocating sectors Journal of biological chemistry 275, 15449-15457 63.Liang, X., Shen, N.F & Theologis, A 1996 Li+-regulated 1aminocyclopropane-1-carboxylate synthase gene expression in Arabidopsis thaliana The plant journal 10, 1027–1036 64.Lynch, J & Läuchli, A 1988 Salinity affects intracellular calcium in corn root protoplasts Plant physiology 87, 351-356 65.Maathuis, F.J.M., Ichida, A.M., Sanders, D & Schroeder, J.I 1997 Roles of higher plant K+channels Plant physiology 114, 1141-1149 66.Mäser, P., Gierth, M & Schroeder, J.I 2002 Molecular mechanisms of potassium and sodium uptake in plants.Plant and soil 247, 43–54 67.Plant physiology 134, 1514-1526 Pardo, J.M., Cubero, B., Leidi, E.O & Quintero, F.J 2006 Alkali cation exchangers: roles in cellular homeostasis and stress tolerance Journal of experimental botany 57, 1181-1199 68.Peterson, C.A & Enstone, D.E 1996 Functions of passage cells in the endodermis and exodermis of roots.Physiologia plantarum 97, 592-598 69.Pilot, G., Gaymard, F., Mouline, K., Cherel, I & Sentenac, H 2003 Regulated expression of Arabidopsis shaker K+ channel genes involved 52 in K+ uptake and distribution in the plant Plant molecular biology 51, 773– 787 70.Ren, Z.H., Gao, J.P., Li, L.G., Cai, X.L., Huang, W., Chao, D.Y., Zhu, M.Z., Wang, Z.Y., Luan, S & Lin, H.X 2005 A rice quantitative trait locus for salt tolerance encodes a sodium transporter Nature genetics 37, 1141-1146 71.Rodríguez-Navarro, A & Rubio, F 2006 High-affinity potassium and sodium transport systems in plants Journal of experimental botany 57, 11491160 72.Rubio, F., Gassmann, W and Schroeder, J.I 1995 Sodium-driven potassium uptake by the plant potassium transporter HKT1 and mutations conferring salt tolerance Science 270, 1660-1663 73.Rus, A., Lee, B.H., Munoz-Mayor, A., Sharkhuu, A., Miura, K., Zhu, J.K., Bressan, R.A & Hasegawa, P.M 2004 AtHKT1 facilitates Na+ homeostasis and K+ nutrition in planta Plant physiology 136, 2500-2511 74.Schachtman, D.P., Schroeder, J.I., Lucas, W.J., Anderson, J.A & Gaber, R.F 1992 Expression of an inward rectifying potassium channel by the arabidopsis KAT1 cDNA Science 258, 1654-1658 75.Schachtman, D.P., Kumar, R., Schroeder, J.I & Marsh, E.L 1997 Molecular and functional characterization of a novel low-affinitycation transporter (LCT1) in higher plants Proceedings of the national academy of sciences, USA 94, 11079-11084 76.Sebastiani, L., Lindberg, S & Vitagliano, C 1999 Cytoplasmic free Ca2+ dynamics in single tomato (Lycopersicon esculentum) protoplasts subjected to chilling temperatures Physiologia Plantarum 105, 239–245 77.Senthilkumar, P., Jithesh, M.N., Parani, M., Rajalakshmi, S., Praseetha, K & Parida, A 2005 Salt stress effects on the accumulation of vacuolar H+-ATPase subunit c transcripts in wild rice, Porteresia coarctata (Roxb.) Tateoka.Current science 89, 1386-1394 78.Shi, H., Lee, B.H., Wu, S.J & Zhu, J.K 2003 Overexpression of a plasma membrane Na+/H+ antiporter gene improves salt tolerance in Arabidopsis thaliana Nature biotechnology 21, 81–85 53 79.Shi, H., Quintero, F.J., Pardo, J.M & Zhu, J.K 2002 The putative plasma membrane Na+/H+ antiporter SOS1 controls long-distance Na+ transport in plants The plant cell 14, 465–477 80.Sondergaard, T.E., Schulz, A & Palmgren, M.G 2004 Energization of transport processes in plants Roles of the plasma membrane H+ATPase Plant physiology 136, 2475-2482 81.Su, H., Golldack, D., Zhao, C & Bohnert, H.J 2002 The expression of HAK-type K(+) transporters is regulated in response to salinity stress in common ice plant Plant physiology 129, 1482–1493 Subbarao, G.V., Ito, O., Berry, W.L & Wheeler, R.M 2003 Sodium - A functional plant nutrient Critical reviews in plant sciences 22, 391-416 82.Sunarpi, Horie, T., Motoda, J., Kubo, M., Yang, H.,Yoda, K., Horie, R., Chan, W.Y., Leung, H.Y., Hattori, K., Konomi, M., Osumi, M., Yamagami, M., Schroeder, J.I & Uozumi, N 2005 Enhanced salt tolerance mediated by AtHKT1 transporter-induced Na+ unloading from xylem vessels to xylem parenchyma cells The plant journal 44, 928-938 83.Tester, M & Davenport, R 2003 Na+ tolerance and Na+transport in higher plants Annals of botany 91, 503-527 84.Uozumi, N., Kim, E.J., Rubio, F., Yamaguchi, T., Muto, S., Tsuboi, A., Bakker, E.P., Nakamura, T & Schroeder, J.I 2000 The Arabidopsis HKT1 gene homolog mediates inward Na+currents in Xenopus laevisoocytes and Na+ uptake in Saccharomyces cerevisiae Plant physiology122, 1249-1259 85.Vaughan,D.A 1994 Wild Relatives of Rice : Genetic Resources Handbook International Rice Research Insitute, Manila, The Philippines,137p 86.Véry, A.A & Davies, J.M 2000 Hyperpolarization-activated calcium channels at the tip of Arabidopsis root hairs Proceedings of the national academy of sciences, USA 97, 9801–9806 87.Véry, A.A & Sentenac, H 2002 Cation channels in the Arabidopsis plasma membrane Trends in plant science 7, 168–175 54 88.Véry, A.A & Sentenac, H 2003 Molecular mechanisms and regulation of K+ transport in higher plants Annual review of plant biology 54, 575– 603 89.Walker, N.A., Sanders, D., Maathuis, F.J.M 1996 High-affinity potassium uptake in plants Science 273, 977-978 90.Ward, J.M., Pei, Z.M & Schroeder, J.I 1995 Rolesof ion channels in initiation of signal transduction in higher plants The plant cell 7, 833-844 91.Yeo, A.R., Flowers, S.A., Rao, G., Welfare, K., Senanayake, N & Flowers, T.J 1999 Silicon reduces sodium uptake in rice (Oryza sativa L.) in saline conditions and this is accounted for by a reduction in the transpirational bypass flow Plant, cell and environment 22, 559-565 92.Zhang, J.Z., Creelman, R.A & Zhu, J.K 2004 From laboratory to field Using information from Arabidopsisto engineer salt, cold, and drought tolerance in crops.Plant physiology 135, 615-621 93.Zhu, J.K 2002 Salt and drought stress signal transduction in plants Annual review of plant biology 53, 247–273 94.Zhu, J.K 2003 Regulation of ion homeostasis undersalt stress Current opinion in plant biology 6, 441–445 PHỤ LỤC Phụ lục Kết giải trình tự gen OsHKT2;1 giống lúa 55 Hình 19 Đoạn đầu gen OsHKT2;1 giống lúa IR28 Hình 20 Đoạn sau gen OsHKT2;1 giống lúa IR28 56 Hình 21 Đoạn đầu gen OsHKT2;1 giống lúa Kasalath Hình 22 Đoạn sau gen OsHKT2;1 giống lúa Kasalath 57 Hình 23 Đoạn đầu gen OsHKT2;1 giống lúaNipponbare Hình 24 Đoạn sau gen OsHKT2;1 giống lúa Nipponbare 58 Hình 25 Đoạn đầu gen OsHKT2;1 giống lúa Chiêm rong Hình 26 Đoạn sau gen OsHKT2;1 giống lúa Chiêm rong 59 Hình 27 Đoạn đầu gen OsHKT2;1 giống lúa Nước mặn dạng Hình 28 Đoạn sau gen OsHKT2;1 giống lúa Nước mặn dạng 60 Hình 29 Đoạn đầu gen OsHKT2;1 giống lúa Chăm biển Hình 30 Đoạn sau gen OsHKT2;1 giống lúa Chăm biển 61 Hình 31 Đoạn đầu gen OsHKT2;1 giống lúa Hom râu Hình 32 Đoạn sau gen OsHKT2;1 giống lúa Hom râu Phụ lục 2.Chức vận chuyển protein HKT 62 Hình 33.Hình mô tả chức OsHKT1 & OsVHA cân nồng độ Na+/ K+ OsHKT1 (hình bầu dục màu đỏ) có chức hệ thống hấp thu Na [45];OsHKT2 (hình bầu dục màu xanh) có chức hệ thống đồng hấp thu Na+/K+ [37];OsHKT8 (hình bầu dục màu xanh cây) chức vận chuyển Na+, đóng vai trò quan trọng việc trì nồng độ K + ổn định cây[73]; OsVHA (hình bầu dục màu vàng) giống Na +/H+antiporterđể ng ăn Na+vào không bào[48]; + Chữ viết tắt: EC: tế bào biểu bì; CC: tế bào vỏ; ENC: tế bào nội bì; SC, tế bào hình sao; VAC: tế bào mạch dẫn; BSC:tế bào bó mạch; MC: tế bào mesophyll; CoC:tế bào kèm 63 [...]... trong trình tự nucleotide của gen OsHKT2,1 và trong trình tự acid amin suy diễn tương ứng của protein mã hóa bởi gen OsHKT2,1 ở một số giống lúa 1.5.2 Nội dung nghiên cứu Nhân bản gen OsHKT2,1 mã hóa cho protein vận chuyển ion ở một số giống lúa Xác định trình tự gen OsHKT 2, 1ở một số giống lúa So sánh trình tự nucleotide của gen OsHKT2,1 và trình tự acid amin suy diễn ở một số giống lúa 2525 Khóa... F61/ S và các biến thể D403/ E gen OsHKT2,1 trong tế bào trứng ếch [32] 1.5.Mục tiêu và các nội dung nghiên cứu của đề tài Dựa trên cơ sở những hiểu biết nêu trên , những tồn tại hiện có xung quanh khả năng chịu mặn của lúa chúng tôi đề xuất nghiên cứu “ Nghiên cứu trình tự gen OsHKT2,1 mã hóa cho protein vận chuyển ion ở một số giống lúa với các mục tiêu và nội dung nghiên cứu chính sau: 1.5.1.Mục tiêu... OsHKT2;1) mã hóa cho protein vận chuyển một Na+ và OsHKT2 (hay OsHKT2;2) mã hóa cho protein đồng vận chuyển một Na + / K+ Garciadeblás et al (2003) cũng cho thấy OsHKT1 có ái lực cao với vận chuyển Na+ và OsHKT4 (hay OsHKT1;1) có ái lực thấp với vận chuyển Na + OsHKT8(hay OsHKT1;5) gần đây đã được biết đến là một gen mã hóa cho protein có vai trò vận chuyển Na+ , góp phần vào khả năng chịu mặn ở thực vật... cho thấy sựtương đồng với gen HKT khác Đoạn này nằm ngoài cấu trúc mô hình, và chiều dài được ghi nhận 1.4.Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước liên quan đến gen OsHKT2,1 Trên thế giới có rất nhiều công trình nghiên cứu về vai trò của gen mã hóa cho protein vận chuyển ion Na + ở lúa. Biểu hiện của OsHKT1, OsHKT2 và OsVHA đãđược nghiên cứu nhờ kỹ thuật RT-PCR và trong situ PCR [41] Gần đây, một gen. .. bằng cách duy trì cân bằng nồng độ K + [70] Do đó, họ gen HKT ở lúa có vai trò quan trọng đối với cân bằng nồng độ ion ở thực vật nhờ việc loại bỏ ion Na+ trong điều kiện đất nhiễm mặn [13]mặc dù một số gen khác trong họ gen HKT có vai trò mã hóa cho protein vận chuyển Na+ Bảng 4: Danh sách thuộc họ gen HKT ở lúa Protein Species Common name 2222 Khóa luận tốt nghiệp- Nguyễn Thị Thu Tươi K55B OsHKT1;1... được tiến hành như sau: Tìm trình tự gen và trình tự CDS của gen OsHKT2,1 từ ngân hàng gen lúa 33 So sánh trình tự tương đồng của gen với trình tự CDS Xác định được vị trí của các exon trong trình tự Thiết kế mồi sao cho các đoạn overlap nhau khoảng 100bp để kết quả giải trình tự không bị gián đoạn Và đây là vị trí bắt cặp mồi tương ứng: Hình 9 Vị Trí bắt cặp mồi trên gen OsHKT2,1 M1.M2.M3.M4.M5... năng vận chuyển của protein trong việc bảo vệ thực vật từ những stress do mặn HKT vận chuyển và ngăn ngừa Na+ tích tụ trong lá, do đó bảo vệ thực vật khỏi tác động của mặn Như chúng ta đã biết ion Na+ là một ion có hại đối với tế bào, Na + ở nồng độ cao sẽ ức chế sự tăng trưởng của cây Vì vậy protein HKT có 2 chức năng quan trọng là: Chức năng vận chuyển ion qua màng tế bào: Protein HKT được mã hóa bởi... Họ protein HKT ở lúa Ở lúa có chín gen thuộc họ gen HKT ( OsHKT1 -9) (Bảng 4) đã được xác định, chỉ có OsHKT5 được coi là một gen không có chức năng , do sự tồn tại của ba stop codons trong mRNA của nó [33,34].Tất cả các gen khác có chức năng mã hóa các protein có vai trò vận chuyển riêng biệt thể hiện trong các mô và / hoặc cơ quan khác nhau Horie et al (2001 ) cho rằng OsHKT1 (hay OsHKT2;1) mã hóa. .. Bảng 3) 1717 Khóa luận tốt nghiệp- Nguyễn Thị Thu Tươi K55B Bảng 3 Danh sách các protein thuộc họ protein HKT a: Từ dự án bộ gen cây dương, athttp :/ / genome.jgi-psf.org b: Dịch từ trình tự nucleotide c: Bởi vì OsHKT1; 2 là một gen giả (gen giống với các gen khác nhưng trình tự bazơ của chúng có những sai sót làm cho chúng không có khả năng chứa những thông tin sinh học hữu ích) trong giống lúa Nipponbare,... AtHKT1 ; 1 và gen lúa cho thấy sự thay thế đặc biệt này có thể đóng một vai trò quan trọng trong việc xác định phương thức vận chuyển Na+ [ 7,9,10 ] Điều này có liên quan đến việc nghiên cứu khả năng chịu mặn ở thực vật Hình 4.Cấu trúc hai nhóm gen vận chuyển HKT ở thực vật Mặc dù Protein vận chuyển HKT là rất quan trọng tuy nhiên không có cấu trúc ba chiều (3D) của các protein này trong các Protein Data ... Nhân gen OsHKT2,1 mã hóa cho protein vận chuyển ion số giống lúa Xác định trình tự gen OsHKT 2, 1ở số giống lúa So sánh trình tự nucleotide gen OsHKT2,1 trình tự acid amin suy diễn số giống lúa. .. chịu mặn lúa Do đó, tiến hành đề tài nghiên cứu Nghiên cứu trình tự gen OsHKT 2,1 mã hóa cho protein vận chuyển ion số giống lúa nhằm nghiên cứu tính đa hình gen OsHKT2,1 lúa 77 Khóa luận tốt... dung nghiên cứu đề tài Dựa sở hiểu biết nêu , tồn có xung quanh khả chịu mặn lúa đề xuất nghiên cứu “ Nghiên cứu trình tự gen OsHKT2,1 mã hóa cho protein vận chuyển ion số giống lúa với mục