Tải bản đầy đủ

Nghiên cứu cấu trúc và dự đoán chức năng của họ gene mã hóa tiểu phần Nuclear factorYB liên quan đến tính chống chịu ở sắn (Manihot esculenta Crantz)

Trường Đại học Nông - Lâm Bắc Giang
Khoa Nông học

LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đã trực tiếp thực hiện các nghiên cứu trong khóa
luận này. Mọi kết quả thu được nguyên bản, không chỉnh sửa hoặc sao chép
từ các nghiên cứu khác.
Tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm với những lời cam đoan trên!
Tác giả khóa luận

Lê Hoàng Thu Phương

Khóa luận tốt nghiệp

i

Lê Hoàng Thu Phương D – CNSH4A


Trường Đại học Nông - Lâm Bắc Giang
Khoa Nông học


LỜI CẢM ƠN
Trong suốt quá trình thực tập và nghiên cứu tại bộ môn Sinh học
phân tử, viện Di truyền Nông nghiệp tôi đã nhận được rất nhiều sự quan
tâm giúp đỡ, động viên của thầy cô, gia đình và bạn bè.
Trước hết, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới TS. Phạm Thị Lý
Thu - Viện Di truyền Nông nghiệp đã tận tình hướng dẫn và dìu dắt tôi
trong suốt thời gian thực tập.
Trong quá trình học tập và thực hiện đề tài, tôi nhận được sự chỉ bảo
nhiệt tình đầy trách nhiệm của tập thể cán bộ nghiên cứu trong bộ môn
Sinh học phân tử - Viện Di truyền Nông nghiệp, đặc biệt là sự hướng dẫn
nhiệt tình của ThS. Chu Đức Hà tôi xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ quý
báu đó.
Tôi cũng xin bày tỏ lòng biết ơn tới TS. Hoàng Thị Thao - Khoa
Nông học - Trường Đại học Nông - Lâm Bắc Giang đã động viên chỉ dẫn,
đóng góp ý kiến và tạo điều kiện để tôi hoàn thành khóa luận này.
Bằng tình cảm chân thành, tôi xin gửi lời cảm ơn đến gia đình và bạn
bè đã luôn ở bên, động viên giúp đỡ tôi trong suốt thời gian thực hiện khóa
luận này.
Bắc Giang, ngày ... tháng ... năm 2018
Sinh viên thực hiện

Lê Hoàng Thu Phương

Khóa luận tốt nghiệp

ii

Lê Hoàng Thu Phương D – CNSH4A


Trường Đại học Nông - Lâm Bắc Giang
Khoa Nông học

MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN.........................................................i
LỜI CẢM ƠN............................................................ii
MỤC LỤC................................................................iii
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ CÁI VIẾT TẮT.............v
DANH MỤC BẢNG..................................................vii


MỞ ĐẦU..................................................................9
1. Tính cấp thiết của đề tài.......................................9
2. Mục tiêu nghiên cứu...........................................10
3. Nội dung nghiên cứu..........................................10
4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn.............................11
4.1. Ý nghĩa khoa học...................................................................................11
4.2. Ý nghĩa thực tiễn....................................................................................11
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU...........................12
1.1. Tổng quan về yếu tố phiên mã NF-YB................12
1.1.1. Cấu trúc của NF-Y và tiểu phần NF-YB.............................................12
1.1.2. Vai trò của NF-YB đối với thực vật.....................................................12
1.2. Tình hình nghiên cứu về yếu tố phiên mã NF-YB
hiện nay...............................................................14
1.2.1. Tình hình nghiên cứu về yếu tố phiên mã NF-YB trên thế giới............14
1.2.2. Tình hình nghiên cứu về yếu tố phiên mã NF-YB ở Việt Nam..............16
1.3. Giới thiệu về cây sắn.......................................17
1.3.1. Nguồn gốc, phân loại của cây sắn......................................................17
1.3.2. Đặc điểm hình thái và di truyền của cây sắn.......................................18
1.3.3. Vai trò của cây sắn.............................................................................20
CHƯƠNG 2: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
............................................................................22
2.1. Vật liệu nghiên cứu.........................................22
2.2. Phương pháp nghiên cứu.................................23
2.2.1. Phương pháp phân tích đặc tính protein của tiểu phần NF-YB ở sắn. .23
2.2.2. Phương pháp dự đoán yếu tố điều hòa cis- trên vùng promoter của gene
mã hóa NF-YB ở sắn....................................................................................23
2.2.3. Phương pháp xây dựng cây phân loại của họ tiểu phần NF-YB ở sắn. 25
Khóa luận tốt nghiệp

iii

Lê Hoàng Thu Phương D – CNSH4A


Trường Đại học Nông - Lâm Bắc Giang
Khoa Nông học

2.2.4. Phương pháp phân tích dữ liệu biểu hiện của các gene mã hóa NF-YB ở
sắn...............................................................................................................25
CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN. .26
3.1. Kết quả phân tích đặc tính protein của tiểu phần
NF-YB ở sắn...........................................................26
3.2. Kết quả phân tích yếu tố điều hòa cis- trên vùng
promoter của các gene mã hóa tiểu phần NF-YB ở sắn
............................................................................29
3.3. Kết quả xây dựng cây phân loại của họ tiểu phần
NF-YB ở sắn...........................................................35
3.4. Kết quả phân tích dữ liệu biểu hiện của gene mã
hóa NF-YB ở sắn.....................................................37
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ...........................................42
1. Kết luận............................................................42
2. Đề nghị.............................................................42
TÀI LIỆU THAM KHẢO.............................................43

Khóa luận tốt nghiệp

iv

Lê Hoàng Thu Phương D – CNSH4A


Trường Đại học Nông - Lâm Bắc Giang
Khoa Nông học

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ CÁI VIẾT TẮT
Chữ viết tắt
Thuật ngữ Tiếng Anh
Thuật ngữ Tiếng Việt
ABA
Abscisic acid
Axit abscisic
ABRE
Abscisic acid responsive Yếu tố đáp ứng axit
AURE
CBF
CIAT

element
Auxin responsive element
CAAT-binding factor
International center for

abscisic
Yếu tố đáp ứng auxin
Yếu tố bám-CAAT
Trung tâm Nông nghiệp

CRE
DNA
FAOSTAT

tropical agriculture
Cis- regulatory element
Deoxyribonucleic acid
The food and agriculture

nhiệt đới quốc tế
Yếu tố điều hòa cisAxit deoxyribonucleic
Ngân hàng dữ liệu trực

organization
GEO

corporate tuyến của tổ chức Nông

statistical database
Gene expression omnibus

biểu hiện gen
of Độ ưa nước

GRAVY

Grand

HAP
HCN
HSE
IITA

hydropathicity
Histo-aspartic protease
Hydrocyanic acid
Heat stress element
International institute of

kDa
LTRE

tropical agriculture
đới quốc tế
Kilo dalton
Kilô Danton
Low
temperature Yếu tố đáp ứng lạnh

Mb
MBS
MeJARE

responsive element
Megabyte
MYB binding site
Methyl jasmonate

mW
NF-Y
NST
pI
RNA
SARE

average

Lương thế giới
Cơ sở dữ liệu của dữ liệu

Megabyte
Vị trí bám MYB
acid Yếu tố đáp ứng đến axit

responsive elements
Molecular weight
Nuclear factor-Y

jasmonic
Trọng lượng phân tử
Nhân tố nhân-Y
Nhiễm sắc thể
Isoelectric point
Điểm đẳng điện
Ribonucleic acid
Axit ribonucleic
Salicylic acid responsive Yếu tố đáp ứng axit
element

TCTK
TF

Histo-aspartic proteaza
Axit xianhiđric
Yếu tố đáp ứng nóng
Viện Nông nghiệp nhiệt

Transcription factor

Khóa luận tốt nghiệp

v

salicylic
Tổng cục thống kê
Nhân tố phiên mã

Lê Hoàng Thu Phương D – CNSH4A


Trường Đại học Nông - Lâm Bắc Giang
Khoa Nông học

USD

United States dollar

Khóa luận tốt nghiệp

vi

Đô la Mỹ

Lê Hoàng Thu Phương D – CNSH4A


Trường Đại học Nông - Lâm Bắc Giang
Khoa Nông học

DANH MỤC BẢNG
Bảng 2.1. Thông tin về chú giải của họ gene mã hóa
tiểu phần NF-YB ở sắn (Chu Đức Hà và cs., 2017b).. 22
Bảng 2.2. Một số CRE cơ bản.................................24
Bảng 3.1. Đặc tính của protein NF-YB ở sắn............27
Bảng 3.2. Một số CRE liên quan đến mức độ biểu hiện
đặc thù ở mô được dự đoán trong vùng promoter của
họ gene mã hóa NF-YB ở sắn..................................31
Bảng 3.4. Một số CRE đáp ứng với điều kiện ngoại
cảnh bất lợi được dự đoán trong vùng promoter của
họ gene mã hóa NF-YB ở sắn..................................34

Khóa luận tốt nghiệp

vii

Lê Hoàng Thu Phương D – CNSH4A


Trường Đại học Nông - Lâm Bắc Giang
Khoa Nông học

DANH MỤC HÌNH
Hình 3.1. Dự đoán các protein MeNF-YB đáp ứng hạn
dựa trên phân tích cây phân loại............................36
Hình 3.2. Mức độ biểu hiện của họ gene mã hóa NFYB ở 7 mô trong điều kiện thường..........................40

Khóa luận tốt nghiệp

viii

Lê Hoàng Thu Phương D – CNSH4A


Trường Đại học Nông - Lâm Bắc Giang
Khoa Nông học

MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Sự gia tăng dân số một cách nhanh chóng làm cho an ninh lương
thực trở thành một vấn đề chính cho thế giới và ở Việt Nam. Hơn nữa, nền
sản xuất nông nghiệp cũng chịu tác động rất đáng kể từ điều kiện môi
trường bất thuận (như hạn hán, ngập úng, mặn, xói mòn đất) gây ra bởi
hiện tượng biến đổi khí hậu. Vì vậy, những hiểu biết cơ bản về cơ chế đáp
ứng điều kiện bất lợi của thực vật sẽ định hướng cho công tác chọn tạo
giống cây trồng nhằm nâng cao tính chống chịu.
Thực vật thích nghi với môi trường sống nhờ khả năng điều hòa biểu
hiện của các gene. Trong đó, quá trình điều hòa biểu hiện gene đóng vai trò
quan trọng trong thích ứng của thực vật với điều kiện bất lợi (Mickelbart et
al., 2015). Đến nay, rất nhiều cơ chế đáp ứng đã được xác định, bản chất là
sự biểu hiện và điều hòa của những gene trong tế bào. Đặc biệt, nhân tố
phiên mã (transcription factor, TF) đã được chứng minh là một trong những
nhóm protein điều hòa quan trọng tham gia vào quá trình điều khiển sự
biểu hiện của gene, từ đó liên quan trực tiếp đến cơ chế đáp ứng của thực
vật với điều kiện ngoại cảnh bất thuận (Priest et al., 2009).
Nuclear factor-Y (NF-Y), hay còn gọi là yếu tố bám CAAT (CAATbinding factor, CBF), là một TF quan trọng được tìm thấy ở tất cả các loài
thực vật (Mantovani, 1999; Laloum et al., 2013). Các nghiên cứu đã chứng
minh rằng, NF-Y không chỉ có chức năng quan trọng trong quá trình điều hòa
sự sinh trưởng và phát triển của cây trồng, mà còn tham gia vào cơ chế đáp
ứng lại các yếu tố bất lợi (Ma et al., 2015; Li et al., 2016). NF-Y bao gồm 3
tiểu phần, NF-YA, NF-YB và NF-YC, trong đó có chứa các vùng bảo thủ để
tạo ra sự liên kết giữa DNA và tương tác với các tiểu phần khác để hình thành
nên phức hợp NF-Y (Petroni et al., 2012; Laloum et al., 2013).
Với những thành tựu đạt được trong việc giải mã genome các loài
cây trồng, những nhóm TF, trong đó có NF-Y đã thu hút được sự quan tâm
của nhiều nhà khoa học trên thế giới. Cụ thể, NF-Y đã được xác định và
phân tích trên một số đối tượng cây trồng quan trọng như: cây mô hình 2 lá
Khóa luận tốt nghiệp

9

Lê Hoàng Thu Phương D - CNSH4A


Trường Đại học Nông - Lâm Bắc Giang
Khoa Nông học

mầm Arabidopsis thaliana (Laloum et al., 2013), ngô (Zea mays) (Nelson
et al., 2007), lúa (Oryza sativa) (Miyoshi et al., 2003; Thirumurugan et al.,
2008; Yang et al., 2017), đậu tương (Glycine max) (Quach et al., 2015), các
gene mã hóa cho nhóm NF-Y cũng được ghi nhận ở cam ngọt (Citrus
sinensis) (Chu Đức Hà và cs., 2016; 2017a).
Gần đây, tiểu phần NF-YB (Chu Đức Hà và cs., 2017b) cũng đã
được công bố ở cây sắn (Manihot esculenta Crantz). Hiện nay, cây sắn
được đánh giá là cây lương thực, hàng hóa và nguyên liệu thiết yếu, là giải
pháp kinh tế cho hàng triệu nông dân sống ở những vùng nông thôn của
Đông Nam Á, bao gồm cả Việt Nam (Howeler, 2003). Vì thế, cây sắn đã
thu hút được rất nhiều sự quan tâm trong thời gian gần đây, nhất là khi
genome của loài vừa được giải mã thành công (Bredeson et al., 2016).
Trong đó, NF-YB đã được nghiên cứu ở cây sắn gồm 17 gene mã hóa
cho tiểu phần NF-YB, ký hiệu là MeNF-YB (Chu Đức Hà và cs., 2017b). Câu
hỏi đặt ra là họ gene mã hóa tiểu phần NF-YB có cấu trúc và chức năng như
thế nào? Trong đó, gene nào đóng vai trò quan trọng và tham gia vào quá trình
đáp ứng với điều kiện ngoại cảnh bất lợi của cây sắn.
Chính vì vậy, chúng tôi đã thực hiện đề tài: “Nghiên cứu cấu trúc
và dự đoán chức năng của họ gene mã hóa tiểu phần Nuclear factorYB liên quan đến tính chống chịu ở sắn (Manihot esculenta Crantz)”.
2. Mục tiêu nghiên cứu
Phân tích cấu trúc và dự đoán chức năng của các gene mã hóa tiểu
phần NF-YB liên quan đến sinh trưởng, phát triển và tính chống chịu ở sắn.
3. Nội dung nghiên cứu
- Phân tích đặc tính của protein NF-YB ở sắn.
- Phân tích yếu tố điều hòa cis- đáp ứng với điều kiện bất lợi ở vùng
promoter của gene mã hóa NF-YB ở sắn.
- Xây dựng cây phân loại của họ tiểu phần NF-YB ở sắn.
- Phân tích mức độ biểu hiện của gene mã hóa NF-YB trong dữ liệu
microarray xử lý hạn.
Khóa luận tốt nghiệp

10

Lê Hoàng Thu Phương D - CNSH4A


Trường Đại học Nông - Lâm Bắc Giang
Khoa Nông học

4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
4.1. Ý nghĩa khoa học
Kết quả của nghiên cứu này nhằm cung cấp những hiểu biết cơ bản
về cấu trúc và chức năng của họ gene mã hóa tiểu phần NF-YB ở sắn có
liên quan đến tính chống chịu điều kiện ngoại cảnh bất lợi.
4.2. Ý nghĩa thực tiễn
Kết quả của nghiên cứu này sẽ cung cấp những gene ứng viên mã
hóa NF-YB ở sắn có đáp ứng với điều kiện ngoại cảnh bất lợi nhằm phục
vụ công tác chọn tạo giống nhằm nâng cao tính chống chịu.

Khóa luận tốt nghiệp

11

Lê Hoàng Thu Phương D - CNSH4A


Trường Đại học Nông - Lâm Bắc Giang
Khoa Nông học

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Tổng quan về yếu tố phiên mã NF-YB
1.1.1. Cấu trúc của NF-Y và tiểu phần NF-YB
TF được đặc trưng bởi protein liên kết với chuỗi DNA ngắn trong
vùng promoter của các gene và do đó điều hòa sự biểu hiện của gene, TF
có thể làm tăng cường hoặc kìm hãm phiên mã. Các TF đóng vai trò quan
trọng trong nhiều quá trình sinh lý, sinh hóa diễn ra trong tế bào. Trong đó,
NF-Y còn được gọi là protein hoạt hóa heterotrimeric (Histo-aspartic
protease, HAP) hoặc yếu tố bám CAAT là một nhóm TF được tìm thấy
trong hầu hết các loài trong sinh giới, có thể kể đến như nấm men (Hahn et al.,
1988; McNabb et al., 1995), thực vật (Edwards et al., 1998; Siefers et al.,
2009) và một số loài động vật khác như Mus (chuột nhắt), Rattus (chuột cống)
và Homo sapiens (loài người). Trong đó, sự có mặt của nhóm NF-Y đã được
ghi nhận ở tất cả các loài thực vật (Laloum et al., 2013). Một số nghiên cứu đã
ghi nhận vai trò của NF-Y trong điều hòa các quá trình phát triển (Li et al.,
2016) và đáp ứng với yếu tố bất lợi ở thực vật (Quach et al., 2015).
Trong đó, tiểu phần NF-YB được mã hóa bởi 1 họ đa gene. Tiểu
phần NF-YB đặc trưng bởi vùng tương tác NF-YA và NF-YC bảo thủ và
một miền liên kết DNA. Trình tự của NF-YB có liên quan đến một vùng
bảo thủ có sự tương đồng về cấu trúc amino acid với vùng gấp histone của
histone H2B (Laloum et al., 2013). Mẫu này gồm ba liên kết α - helix được
phân tách bằng hai miền vòng kiềm β. Nó liên quan đến sự tương tác
protein - DNA và protein - protein và được tìm thấy trong các protein
chuyển hóa DNA khác nhau.
1.1.2. Vai trò của NF-YB đối với thực vật
Các TF tham gia trong mạng lưới điều hòa hoạt động gene đáp ứng
các điều kiện bất lợi đã biết cho tới nay được xác định thuộc hầu hết các
nhóm TF lớn ở thực vật, trong đó NF-Y là một trong những TF được
nghiên cứu nhiều nhất. Các báo cáo ban đầu về gene NF-Y trong thực vật
đã được công bố rất sớm, từ những năm 1990 (Li et al., 1992; Edwards et
Khóa luận tốt nghiệp

12

Lê Hoàng Thu Phương D - CNSH4A


Trường Đại học Nông - Lâm Bắc Giang
Khoa Nông học

al., 1998). Trong thập kỷ qua, nhiều nghiên cứu đã làm sáng tỏ các chức
năng sinh học của phức hợp NF-Y trong A. thaliana và các loài thực vật
khác, chứng tỏ rằng phức hợp này hoạt động trong quá trình sinh trưởng,
phát sinh phôi, phát triển hạt giống, thời gian ra hoa, sự kéo dài rễ, abscisic
acid (ABA), hạn hán, sự kéo dài của tiểu cầu (Mantovani, 1999; Petroni et
al., 2012). Tất cả những nghiên cứu này cho thấy họ gene NF-Y là một họ
gene lớn và rất quan trọng đối với nhiều khía cạnh của cuộc sống thực vật.
NF-Y cũng có một vai trò quan trọng trong việc đáp ứng với bất lợi
phi sinh học, chẳng hạn như hạn hán, mặn, lạnh, và nhiệt. Nhiều tiểu phần
của NF-YA, NF-YB và NF-YC đóng vai trò quan trọng trong đáp ứng với
hạn hán (Nelson et al., 2007; Li et al., 2008). Siêu biểu hiện của NF-YA5 đã
kìm hãm sự mất nước ở lá và tăng cường tính chịu hạn, trong khi NF-YA5
đột biến làm cây chuyển gene nhạy cảm hơn với hạn, điều này gợi ý rằng
NF-YA5 đóng vai trò quan trọng trong cơ chế đáp ứng hạn ở thực vật (Li et
al., 2008). Ngoài NF-YA, NF-YB cũng tham gia vào khả năng chống chịu
hạn của A. thaliana. Sự biểu hiện quá mức của NF-YB1 tăng cường hạn hán
của cây trồng (Nelson et al., 2007). Tuy nhiên, điều này không ảnh hưởng
đến sự biểu hiện của các gene liên quan đến tín hiệu ABA, NF-YB1 có thể
điều chỉnh đáp ứng hạn theo con đường tín hiệu không phụ thuộc ABA
(Nelson et al., 2007).
Trước đây, AtNF-YB9 mã hóa LEC1, đã được chứng minh là một
chất điều khiển sự phát triển phôi (Mu et al., 2013). Nhiều báo cáo đã cho
rằng gene mã hóa NF-Y ở A. thaliana đóng vai trò thiết yếu bổ sung trong
quá trình phát triển phôi (Mu et al., 2013). Các cây A. thaliana biểu hiện
quá mức AtNF-YB1 đã làm tăng khả năng chống chịu hạn so với đối chứng
(Mu et al., 2013). Khi các cây ngô chuyển gene có biểu hiện quá mức
ZmNF-YB2 dẫn đến sự gia tăng đáng kể năng suất hạt trong điều kiện thiếu
hụt nước (Nelson et al., 2007). Trong lúa mì (Triticum aestivum), sự biểu
hiện quá mức của TaNF-YB3, một gene được điều chỉnh bởi ánh sáng, dẫn
đến sự gia tăng đáng kể lượng chất diệp lục và quang hợp (Ma et al., 2015).
Khóa luận tốt nghiệp

13

Lê Hoàng Thu Phương D - CNSH4A


Trường Đại học Nông - Lâm Bắc Giang
Khoa Nông học

Các thí nghiệm cho thấy NF-YB2 và NF-YB3, từ A. thaliana và lúa mạch
(Hordeum vulgare) có vai trò tương đồng và bổ sung trong việc kích thích
sự ra hoa của A. thaliana.
Các gene mã hóa tiểu phần NF-YB đã được giải mã trên một số cây
trồng quan trọng. Trong số đó, 32 gene mã hóa NF-YB đã được xác định
trên genome của đậu tương (Quach et al., 2015). Nghiên cứu trên cây kê
(Foxtail millet) cũng đã tìm ra được 15 gene NF-YB, được đặt tên là SiNFYB (Feng et al., 2015). Có thể thấy rằng, các gene mã hóa NF-YB ở thực
vật nói chung là 1 họ đa gene, số lượng gene thành viên rất đa dạng giữa
loài này với loài khác. Sự khác nhau này, có lẽ được giải thích do sự sai
khác về số lượng NST của mỗi loài và liên quan đến chức năng của NF-YB
trong tế bào thực vật. Khả năng tham gia của các NF-YB trong phản ứng
với bất lợi sinh học đã được biết đến một cách gián tiếp qua các tín hiệu,
các phân tích chức năng.
1.2. Tình hình nghiên cứu về yếu tố phiên mã NF-YB
hiện nay
1.2.1. Tình hình nghiên cứu về yếu tố phiên mã NF-YB trên thế giới
Kết quả của một cách tiếp cận di truyền chức năng đã xác định được
một nhân tố phiên mã NF-Y, AtNF-YB1, hoạt động thông qua một cơ chế
chưa được mô tả trước đây để cải thiện hiệu suất trong A. thaliana trong
điều kiện hạn hán. Một yếu tố phiên mã ngô ZmNF-YB2, có hoạt tính tương
đương. Trong các điều kiện hạn chế về nước, cây ngô biến đổi gene có biểu
hiện ZmNF-YB2 tăng lên cho thấy khả năng chịu hạn dựa trên phản ứng của
một số thông số liên quan đến bất lợi, bao gồm hàm lượng chất diệp lục, độ
mở của khí khổng, nhiệt độ lá, giảm sự héo và duy trì quang hợp. Những sự
thích nghi bất lợi này góp phần vào lợi thế về năng suất hạt đối với ngô
trong các môi trường hạn chế nước (Nelson et al., 2007).
Sử dụng các lợi thế của dự thảo bộ gene đậu tương gần đây và thông
tin về các đặc trưng chức năng của TF NF-Y trong thực vật, đã xác định và
điều tra 68 gene NF-Y (21 GmNF-YA, 32 GmNF-YB, 15 GmNF-YC) và 13
Khóa luận tốt nghiệp

14

Lê Hoàng Thu Phương D - CNSH4A


Trường Đại học Nông - Lâm Bắc Giang
Khoa Nông học

gene NC2 cho mô hình biểu hiện của chúng trong các mô đậu tương và để
đáp ứng với hạn hán. Các phân tích phát sinh loài cho thấy protein của đậu
tương có tính tương đồng lớn đối với A. thaliana và rất nhiều trong số
chúng có liên quan mật thiết với chức năng NF-Y trong thực vật. Phân tích
biểu hiện ở các mô khác nhau của hoa, lá, rễ, hạt của các giai đoạn phát
triển khác nhau, cho thấy rằng một số nhóm đậu tương NF-Y có thể tham
gia vào các phản ứng phát triển và bất lợi cụ thể (Quach et al., 2015).
Tổng số 33 NF-Y bao gồm 8 tiểu phần NF-YA, 11 NF-YB và 14 NFYC đã được truy cập từ genome của cây lúa miến. Nghiên cứu này đã mô
tả đặc tính của họ gene NF-Y cây lúa miến về cấu trúc gene, vị trí NST,
motif protein, cây phân loại, sao chép gene và biểu hiện in silico trong các
bất lợi phi sinh học. Gene SbNF-Y được xác định phân bố trên tất cả 10
NST của lúa miến với sự thay đổi tần suất và 18 trong số 33 SbNF-Ys đã
được tìm thấy là không liên kết. Sự kiện sao chép phân đoạn được tìm thấy
là tính năng vượt trội dựa trên nghiên cứu mô hình gene sao chép. Một số
nhóm orthologs và paralogs đã được tiết lộ thông qua phân tích cây phân
loại của protein SbNF-Y cùng với 36 protein của A. thaliana và 28 protein
NF-Y của gạo. Phân tích biểu hiện in silico dưới áp suất abiotic bằng cách
sử dụng các dữ liệu trong bản sao của lúa cho thấy một vài gene lúa miến
NF-Y liên quan đến muối, hạn hán, lạnh và nhiệt (Malviya et al., 2016).
Trong Brassica napus, mỗi tiểu phần NF-YA, NF-YB, NF-YC tạo
thành một phân họ. Thực vật NF-Ys đã được báo cáo là có liên quan đến
một số bất lợi phi sinh học. Trong nghiên cứu này, tác giả đã chứng minh
rằng nhiều thành viên của 33 BnNF-Ys đáp ứng nhanh chóng với điều kiện
ngập, mặn, hạn hán hoặc ABA. BnNF-YAs, 7 BnNF-YBs và 2 BnNF-YCs đã
được điều chỉnh tăng lên do áp suất muối, trong khi biểu hiện của 13
BnNF-YAs, 10 BnNF-YB và 4 BnNF-YCs đã được tạo ra do hạn hán. Dưới
tác dụng NaCl, biểu hiện của 1 BnNF-YA10 và 4 NF-YBs (BnNF-YB3,
BnNF-YB7, BnNF-YB10, và NF-YB14) đã được tăng lên rất nhiều. Một số
thành viên của họ NF-Y thể hiện các hình thức biểu hiện tuyến cận giáp.
Khóa luận tốt nghiệp

15

Lê Hoàng Thu Phương D - CNSH4A


Trường Đại học Nông - Lâm Bắc Giang
Khoa Nông học

Các promoter của tất cả các BnNF-Y đáp ứng bất lợi có chứa ít nhất 2 loại
cis- liên quan đến bất lợi như ABRE, DRE, MYB, hoặc MYC. Các ciselement tổ chức BnNF-Ys là tương tự như của A. thaliana và các vùng
promoter biểu hiện mức độ cao hơn về chuỗi nucleotide với B. rapa hơn so
với B. oleracea (Liang et al., 2014).
1.2.2. Tình hình nghiên cứu về yếu tố phiên mã NF-YB ở Việt Nam
Gần đây, Chu Đức Hà và cộng sự (2017a) đã có nghiên cứu xác định
và phân tích cấu trúc gene mã hóa TF NF-YB ở cam ngọt (Citrus sinensis).
Kết quả đã xác định được 19 gene mã hóa cho tiểu phần NF-YB, được đặt
tên lần lượt từ CsNF-YB1 đến CsNF-YB19 tương ứng với 19 thành viên
trên genome cam ngọt. Hầu hết các gene này phân bố rải rác trên bộ NST
của cam ngọt, ngoại trừ 2 gene CsNF-YB18 và CsNF-YB19 chưa được chú
giải trên hệ tham chiếu hiện tại. Hầu hết các gene CsNF-YB đều được tăng
cường phiên mã tại ít nhất 1 mô hoặc cơ quan chính. Gene CsNF-YB6 được
tăng cường phiên mã ở lá, trong khi CsNF-YB3 và CsNF-YB7 có thể được
tích lũy nhiều ở callus. Một số gene như CsNF-YB5, CsNF-YB13, CsNFYB15 có mức độ biểu hiện rất mạnh ở cả 4 mô, cơ quan chính trên cây cam
ngọt, chứng tỏ các gene này có thể tham gia vào nhiều quá trình trong tế
bào, có lẽ cũng liên quan đến cơ chế đáp ứng điều kiện ngoại cảnh bất lợi ở
cây cam ngọt (Chu Đức Hà và cs., 2017a).
Tiếp theo, Chu Đức Hà và cộng sự (2017b) đã nghiên cứu xác định
các gene mã hóa NF-YB trên sắn (Manihot esculenta Crantz) bằng công cụ
tin sinh học. Trong nghiên cứu này, nhóm tác giả tiến hành xác định các
gene mã hóa NF-YB dựa trên genome của sắn đã được giải mã gần đây.
Thông tin về chú giải họ gene, vị trí phân bố trên NST và đặc tính của gene
đã được phân tích. Dữ liệu biểu hiện của các gene mã hóa NF-YB được tìm
hiểu dựa trên dữ liệu microarray trên cổng thông tin Gene Expression
Omnibus (GEO). Kết quả đã xác định được 17 gene mã hóa cho tiểu phần
NF-YB ở sắn. Các gene này phân bố rải rác trên genome của sắn. Cấu trúc
của họ gene MeNF-YB rất đa dạng về chiều dài và sự sắp xếp exon/intron.
Khóa luận tốt nghiệp

16

Lê Hoàng Thu Phương D - CNSH4A


Trường Đại học Nông - Lâm Bắc Giang
Khoa Nông học

Các gene cùng nằm trên một nhánh phân loại thường có cấu trúc
exon/intron tương đồng nhau. Phân tích dữ liệu microarray cho thấy, hầu
hết các gene NF-YB đều được tăng cường phiên mã tại ít nhất 1 mô chính.
Điều này chứng tỏ rằng các gene NF-YB ở sắn có thể liên quan đến các quá
trình sinh trưởng, phát triển của các mô phân sinh. Kết quả của nghiên cứu
này sẽ cung cấp những dẫn liệu quan trọng về đặc tính của NF-YB, từ đó
góp phần xác định họ TF NF-Y ở cây sắn (Chu Đức Hà và cs., 2017b).
1.3. Giới thiệu về cây sắn
1.3.1. Nguồn gốc, phân loại của cây sắn
Cây sắn (Manihot esculenta Crantz) hay còn có tên khác: khoai mì,
cassava, tapioca, yuca, mandioca, manioc, maniok, singkong, ubi kayu,
aipim, macaxeir, kappa, maracheeni. Là cây lương thực ăn củ hàng năm, có
thể sống lâu năm, thuộc chi Sắn (Manihot), họ Thầu dầu (Euphorbiaceae),
bộ Sơ ri (Malpighiales), lớp Hai lá mầm (Magnoliopsida) và thuộc ngành
Thực vật có hạt (Rosanae). Cây sắn có nguồn gốc ở vùng nhiệt đới của
châu Mỹ La tinh và được trồng cách đây khoảng 5000 năm. Trung tâm phát
sinh cây sắn được giả thiết tại vùng Đông Bắc của Brazil, nơi có nhiều
chủng loại sắn trồng và hoang dại. Về nguồn gốc tiến hóa, M. esculenta
Crantz được thuần hóa có quan hệ gần gũi với hai loài M. flabellifolia Pohl
và M. peruvuana Mueller được tìm thấy hoang dại ngoài tự nhiên. Trong
đó, phân loài flabellifolia được công nhận chính thức là gần gũi nhất của
cây sắn.
Người Bồ Đào Nha đã đưa cây sắn đến Congo (Châu Phi) vào thế kỷ
16. Ở châu Á, sắn xuất hiện ở Ấn Độ khoảng thế kỷ 17 và Sri Lanka vào
đầu thế kỷ 18. Sau đó, sắn được trồng ở Trung Quốc, Myanmar và các
nước châu Á khác ở cuối thế kỷ 18, đầu thế kỷ 19. Cây sắn được đưa vào
Việt Nam khoảng giữa thế kỷ 18 (Hoàng Kim và cs., 1996). Sắn được trồng
phổ biến ở hầu hết các tỉnh của Việt Nam từ Bắc đến Nam. Diện tích sắn
trồng nhiều nhất ở vùng Đông Nam Bộ, Tây Nguyên, trung du và miền núi
phía Bắc, duyên hải miền Trung và Bắc Trung Bộ.
Khóa luận tốt nghiệp

17

Lê Hoàng Thu Phương D - CNSH4A


Trường Đại học Nông - Lâm Bắc Giang
Khoa Nông học

1.3.2. Đặc điểm hình thái và di truyền của cây sắn
1.3.2.1. Đặc điểm hình thái của cây sắn
Nhìn chung, các giống sắn khác nhau có thể được phân biệt qua đặc
điểm hình thái trên một số cơ quan chính, bao gồm lá đỉnh, lá trưởng thành,
thân, rễ (Chu Đức Hà và cs., 2015). Một số đặc điểm hình thái được đánh
giá là ổn định và hầu như ít thay đổi do điều kiện ngoại cảnh (Trần Ngọc
Ngoạn, 2007) đặc trưng cho từng giống.
Lá cây sắn thuộc loại lá đơn, mọc xen kẽ trên thân, cành. Lá sắn có
những khía sâu tạo thành các thùy lá, số lượng thùy trên mỗi lá phụ thuộc
vào giống. Mặt trên của lá có màu xanh thẫm, mặt dưới lá xanh nhạt có gân
lá nổi rõ, ở giữa lá đối với một số giống có lớp sáp trắng, lớp sáp này giúp
cho cây chống hạn rất tốt. Cây sắn thường có lá kèm còn gọi là lá nguyên,
lá kèm có 1 - 2 thùy, mọc tại vị trí cuống lá chính và gắn vào thân cây
(Đinh Thế Lộc và cs., 1997).
Hoa sắn thuộc loại hoa chùm có cuống dài, thường mọc ở phía ngọn
thân, số lượng hoa cái ít hơn hoa đực và thường nở trước hoa đực nên cây
thường thụ phấn chéo nhờ gió và côn trùng. Quả sắn thuộc loại quả nang,
mở khi chín, có màu nâu nhạt đến đỏ tía, có hình lục giác, đường kính 1 1,5 cm chia thành ba ngăn, mỗi ngăn có một hạt. Quả có khi nhẵn nhưng
thường có 6 cánh, khúc khuỷu, hình thành từ những cánh của bầu hoa. Màu
sắc từ lục nhạt, hơi vàng đến lục hay đỏ tía khá đậm. Hạt sắn hình trứng,
tiết diện hơi giống hình tam giác, hạt có vân hoặc những vết nâu đỏ trên
nền màu kem hoặc xám nhạt (Đinh Thế Lộc và cs., 1997).
Sắn thường có một thân đơn, mọc thẳng, thuộc loại thân gỗ cao trung
bình từ 2 - 3 m, đường kính thân trung bình 2 - 6 cm, giữa thân có lõi trắng
và xốp nên rất yếu. Màu sắc thân tùy thuộc vào giống và từng giai đoạn
phát triển của cây. Thân non có màu xanh hoặc màu đỏ tía. Thân già màu
sắc thay đổi thành màu vàng, vàng tro, xám, trắng bạc hay xám lục. Thân
có nhiều mắt sắp xếp xen kẽ nhau theo vị trí của lá, nhìn bề ngoài thân
khúc khuỷu, xù xì (Đinh Thế Lộc và cs., 1997). Chiều cao cây của các
Khóa luận tốt nghiệp

18

Lê Hoàng Thu Phương D - CNSH4A


Trường Đại học Nông - Lâm Bắc Giang
Khoa Nông học

giống sắn chịu ảnh hưởng bởi đặc điểm di truyền và điều kiện ngoại cảnh.
Mỗi giai đoạn sinh trưởng khác nhau chiều cao cây khác nhau và chiều cao
tăng dần theo thời gian sinh trưởng.
Rễ con là rễ ở mô phân sinh. Rễ con lúc đầu mọc dài theo hướng
ngang sau đó phát triển theo hướng xuyên xuống sâu. Rễ cái đối với cây
mọc từ hạt mọc theo hướng thẳng đứng và từ rễ cái sẽ mọc ra nhiều rễ con.
Rễ con chủ yếu làm nhiệm vụ hút nước và dinh dưỡng để nuôi cây. Rễ con
nếu gặp điều kiện không thuận lợi sẽ mọc đâm sâu để hút nước và dinh
dưỡng. Rễ củ được hình thành do sự phình to và tích lũy tinh bột của rễ
con. Rễ con tập trung được nhiều dinh dưỡng, khi gặp điều kiện thuận lợi
tượng tầng sẽ phát triển mạnh tạo thành củ. Những rễ con phát triển ở
những mô phân sinh thường tập trung nhiều dinh dưỡng nên phần lớn
những rễ này dễ phát triển thành củ. Củ thường phát triển theo hướng nằm
ngang hoặc chếch xuyên sâu vào đất. (Đinh Thế Lộc và cs., 1997). Hai loại
rễ này không khác nhau về cấu tạo và đều có thể phát triển thành củ, nhưng
thực tế, đa số củ được hình thành là rễ của mô phân sinh.
1.3.2.2. Đặc điểm di truyền học của cây sắn
Sắn là cây đa bội thể phức tạp, có 36 nhiễm sắc thể (NST). Sắn có
phổ thích nghi rộng, có khả năng giữ được các đặc tính ưu tú thông qua
phương pháp chọn lọc và nhân giống vô tính, vì vậy rất thuận lợi cho công
tác cải tiến giống (Hoàng Kim và cs., 1996).
Các giống sắn trên thế giới được nghiên cứu chủ yếu ở trung tâm
Nông nghiệp nhiệt đới quốc tế (International center for tropical agriculture,
CIAT) tại Colombia và Thái Lan, viện Nông nghiệp nhiệt đới quốc tế
(International institute of tropical agriculture, IITA) tại Nigeria, cùng với
viện nghiên cứu quốc gia và các trường đại học ở những nước trồng, tiêu
thụ nhiều sắn. CIAT, IITA đã có những chương trình nghiên cứu rộng lớn
về thu thập, nhập nội, chọn tạo và cải tiến giống sắn, kết hợp với các
chương trình sắn quốc gia.
Khóa luận tốt nghiệp

19

Lê Hoàng Thu Phương D - CNSH4A


Trường Đại học Nông - Lâm Bắc Giang
Khoa Nông học

Cơ sở dữ liệu về genome sắn khai thác từ giống AM560-2 được lấy
từ CIAT (Bredeson et al., 2016). Kích thước genome sắn ước tính đạt
khoảng ~ 772 Mb (Awoleye et al., 1994), tuy nhiên khoảng 582,25 Mb
trình tự của genome sắn trên 18 nhiễm sắc thể gần đây mới được nhóm
nghiên cứu của Bredeson công bố (Bredeson et al., 2016). Mặc dù chưa đầy
đủ nhưng kích thước genome này có thể đại diện cho gần như tất cả các
vùng di truyền của genome và phần còn thiếu chính là các chuỗi trình tự
lặp lại chưa được sắp xếp.
Trong nghiên cứu mới nhất về giải trình tự genome của cây sắn,
chiều dài của 18 NST của cây sắn đạt khoảng 582,25 Mb với 2001
scaffolds chưa được định danh trên các NST. Trong đó, khoảng 495,48 Mb
được sắp xếp trong 40044 contigs, trong khi tỷ lệ G≡C đạt 35,9%. Có tổng
cộng 30003 loci chứa bản sao mã protein, 85665 thẻ trình tự được biểu
hiện, chiếm 91,8% trình tự có sẵn đã được xác định nhằm cung cấp dữ liệu
để tiến hành lập bản đồ gene sắn. Kết quả này cho thấy sự xuất hiện gần
như toàn genome mã hóa protein trong quá trình sắp xếp (Bredeson et al.,
2016).
1.3.3. Vai trò của cây sắn
Sắn là cây trồng có nhiều công dụng trong chế biến công nghiệp,
thức ăn gia súc và lương thực thực phẩm. Thành phần dinh dưỡng của củ
sắn tươi có tỷ lệ chất khô 38 - 40%, tinh bột 16 - 32%, giàu vitamin B,
vitamin C, canxi và các chất khoáng, nghèo chất béo, muối khoáng và
nghèo đạm. Trong củ sắn, hàm lượng các amino acid không được cân đối,
thừa arginine nhưng lại thiếu các amino acid chứa lưu huỳnh (Hoàng Kim
và cs., 1996). Thành phần dinh dưỡng khác biệt tuỳ giống, thời vụ trồng, số
tháng thu hoạch sau khi trồng và kỹ thuật phân tích. Lá sắn có hàm lượng
đạm khá cao, nhiều chất bột, chất khoáng và vitamin. Chất đạm của lá sắn
có khá đầy đủ các amino acid cần thiết, giàu lysine nhưng thiếu
methionine. Trong lá sắn ngoài các chất dinh dưỡng, cũng chứa một lượng
độc tố HCN (hydrocyanic acid) đáng kể. Các giống sắn ngọt có 80 - 110
Khóa luận tốt nghiệp

20

Lê Hoàng Thu Phương D - CNSH4A


Trường Đại học Nông - Lâm Bắc Giang
Khoa Nông học

mg HCN/kg lá tươi. Các giống sắn đắng chứa 160 - 240 mg HCN/kg lá
tươi (Hoàng Kim và cs., 1996).
Củ sắn được dùng để chế biến tinh bột, sắn lát khô, bột sắn nghiền
hoặc dùng để ăn tươi. Từ củ sắn tươi hoặc từ các sản phẩm sắn sơ chế tạo
thành hàng loạt các sản phẩm công nghiệp như bột ngọt, rượu cồn, mì ăn
liền, glucose, siro, bánh kẹo, mạch nha, kỹ nghệ chất dính (hồ vải, dán gỗ),
bún, miến, mì ống, mì sợi, hạt trân châu, phụ gia thực phẩm, túi nilon sinh
học và chất giữ ẩm cho đất. Củ sắn cũng là nguồn nguyên liệu chính để làm
thức ăn gia súc. Thân sắn dùng để làm giống, nguyên liệu cho công nghiệp
xenlulose, làm nấm, làm củi đun. Lá sắn non dùng làm rau xanh giàu đạm.
Lá sắn dùng trực tiếp để nuôi tằm, nuôi cá. Bột lá sắn hoặc lá sắn ủ chua
dùng để nuôi lợn, gà, trâu bò, dê. Hiện tại, sản phẩm sắn ngày càng thông
dụng trong buôn bán, trao đổi thương mại quốc tế.

Khóa luận tốt nghiệp

21

Lê Hoàng Thu Phương D - CNSH4A


Trường Đại học Nông - Lâm Bắc Giang
Khoa Nông học

CHƯƠNG 2: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. Vật liệu nghiên cứu
Dữ liệu nghiên cứu bao gồm hệ gene và hệ protein của giống sắn mô
hình AM560-2 (Bredeson et al., 2016).
Trình tự gene và protein của 17 thành viên tiểu phần NF-YB ở sắn
được thu thập từ nghiên cứu trước đây (Chu Đức Hà và cs., 2017b).
Bảng 2.1. Thông tin về chú giải của họ gene mã hóa tiểu phần NF-YB
ở sắn (Chu Đức Hà và cs., 2017b).
STT
Tên gene
Tên locus
Mã định danh
1
MeNF-YB1
Manes.01G215700
cassava4.1_022353m
2

MeNF-YB2

Manes.01G022100

cassava4.1_018152m

3

MeNF-YB3

Manes.03G193600

cassava4.1_018746m

4

MeNF-YB4

Manes.03G141500

cassava4.1_025848m

5

MeNF-YB5

Manes.05G117400

cassava4.1_018195m

6

MeNF-YB6

Manes.05G065300

cassava4.1_029071m

7

MeNF-YB7

Manes.08G002900

cassava4.1_017350m

8

MeNF-YB8

Manes.08G068800

cassava4.1_032889m

9

MeNF-YB9

Manes.08G119800

cassava4.1_026425m

10

MeNF-YB10

Manes.09G168700

cassava4.1_032284m

11

MeNF-YB11

Manes.09G080600

cassava4.1_017418m

12

MeNF-YB12

Manes.10G041500

cassava4.1_017552m

13

MeNF-YB13

Manes.11G162100

cassava4.1_017996m

14

MeNF-YB14

Manes.12G066300

cassava4.1_016584m

15

MeNF-YB15

Manes.12G157600

cassava4.1_024313m

16

MeNF-YB16

Manes.13G077500

cassava4.1_026597m

17

MeNF-YB17

Manes.15G013700

cassava4.1_026290m

- Các công cụ và cơ sở dữ liệu:
+ Phytozome (https://phytozome.jgi.doe/) (Goodstein et al., 2012).
+ Expasy (https://www.expasy.org/) (Gasteiger et al., 2003).
+ PlantCARE (http://bioinformatics.psb.ugent/) (Lescot et al., 2002).
Khóa luận tốt nghiệp

22

Lê Hoàng Thu Phương D - CNSH4A


Trường Đại học Nông - Lâm Bắc Giang
Khoa Nông học

+ Phần mềm MEGA 6.0 (Kumar et al., 2016).
+ Ngân hàng biểu hiện toàn bộ genome trên một số mẫu mô và cơ
quan quan trọng trên cây sắn (GEO accession: GSE82279).
2.2. Phương pháp nghiên cứu
2.2.1. Phương pháp phân tích đặc tính protein của tiểu phần NF-YB ở sắn
- Mã định danh họ gene NF-YB ở sắn được thu thập từ nghiên cứu
trước (Chu Đức Hà và cs., 2017b).
- Trình tự amino acid của các protein NF-YB ở sắn được thu thập
trên cơ sở dữ liệu Phytozome (Goodstein et al., 2012).
- Một số đặc tính, bao gồm số lượng amino acid, trọng lượng phân tử
(molecular weight, mW), điểm đẳng điện (isoelectric point, pI), chỉ số bất ổn
định (Instability index) và độ ưa nước (grand average of hydropathicity,
GRAVY) được xác định bằng cách đưa trình tự amino acid của các protein NFYB vào công cụ Expasy (Gasteiger et al., 2003).
- Phân tích số liệu Excel.
2.2.2. Phương pháp dự đoán yếu tố điều hòa cis- trên vùng promoter của
gene mã hóa NF-YB ở sắn
- Mã định danh họ gene NF-YB ở sắn được thu thập từ nghiên cứu
trước (Chu Đức Hà và cs., 2017b).
- Vùng trình tự 1000 bp trên vùng promoter của các gene mã hóa
NF-YB ở sắn được thu thập trên Phytozome (Goodstein et al., 2012).
- Yếu tố điều hòa cis- (cis- regulatory element, CRE) được dự đoán
bằng công cụ PlantCARE (Lescot et al., 2002).
- Các CRE được tìm kiếm và có thể phân loại theo chức năng thành 4
nhóm chính, bao gồm nhóm CRE liên quan đến phản ứng ánh sáng ở cây,
nhóm CRE có liên quan đến mức độ biểu hiện đặc thù ở các mô, nhóm CRE
đáp ứng với hormone và nhóm CRE đáp ứng với điều kiện ngoại cảnh bất lợi.
- Phân tích số liệu Excel để dự đoán các CRE đáp ứng hormone và điều
kiện ngoại cảnh bất lợi trên vùng promoter của gene mã hóa NF-YB ở sắn.
Khóa luận tốt nghiệp

23

Lê Hoàng Thu Phương D - CNSH4A


Trường Đại học Nông - Lâm Bắc Giang
Nông học

Khoa

Bảng 2.2. Một số CRE cơ bản
STT

Tên

Trình tự
bảo thủ

1

Hộp CAAT

CAAAT

2

Hộp TATA

TATAAT

3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13

Hộp I
Hộp G
ABRE
ERE
GARE
AURE
SARE
MeJARE
HSE
LTRE
Trình tự lặp giàu TC

14

MBS

AAGATAAGGCT
CACGTC
GAACCGTGGC
ATTTCAAA
AAACAGA
AACGAC
CCATCTTTTT
CGTCA
AGAAAATTCG
CCGAAA
ATTTTCTTCA
CAACTG

Chức năng
Cung cấp vị trí gắn cho RNA polymerase
Giúp cho quá trình gắn RNA polymerase chính xác
vào vị trí khởi đầu phiên mã
Một phần của yếu tố đáp ứng ánh sáng
Yếu tố liên quan đến phản ứng với ánh sáng
Yếu tố đáp ứng abscisic acid
Yếu tố đáp ứng ethylene
Yếu tố đáp ứng gibberellin
Yếu tố đáp ứng auxin
Yếu tố đáp ứng salicylic acid
Yếu tố đáp ứng methyl jasmonate acid
Yếu tố đáp ứng với điều kiện nóng
Yếu tố đáp ứng với điều kiện lạnh
Yếu tố liên quan đến trình tự lặp giàu TC
Yếu tố liên quan đến vị trí bám của MYB - đáp ứng
với điều kiện hạn

ABRE: Abscisic acid responsive element, ERE: Ethylene responsive element, GARE: Gibberellin responsive element, AURE: Auxin
responsive element, SARE: Salicylic acid responsive element, MeJARE: Methyl jasmonate acid responsive element, HSE: Heat stress
element, LTRE: Low temperature responsive element, MBS: MYB binding site.

Khóa luận tốt nghiệp
CNSH4A

24

Lê Hoàng Thu Phương D -


Trường Đại học Nông - Lâm Bắc Giang
Khoa Nông học

2.2.3. Phương pháp xây dựng cây phân loại của họ tiểu phần NF-YB ở sắn
- Dự đoán chức năng của tiểu phần NF-YB ở sắn được dựa trên sự
biểu hiện gene và sự tương đồng với các protein đã biết có khả năng chịu
hạn của đậu tương gồm GmNF-YB01, GmNF-YB02, GmNF-YB04,
GmNF-YB09, GmNF-YB15, GmNF-YB19, GmNF-YB24, GmNF-YB27,
GmNF-YB32 (Quach et al., 2015) và A. thaliana AtNF-YB01 (Nelson et
al., 2007).
- Bắt cặp trình tự của các protein MeNF-YB từ sắn, đậu tương và
cây A. thaliana được thực hiện với bẫy khoảng trống là 10 và trị số gia tăng
khoảng cách là 0,2. Cây phân loại được xây dựng bằng phần mềm MEGA
6.0 (Kumar et al., 2016), sử dụng phương pháp Neighbor-Joining.
- Mức độ tin cậy của các nhóm được ước tính bằng cách sử dụng
phân tích bootstrap là 1000 lần lặp lại. Giá trị bootstrap được hiển thị bên
cạnh các phân nhánh. Những thành viên của họ NF-YB ở sắn nếu được xác
định nằm cùng nhánh với NF-YB ở đậu tương và A. thaliana với giá trị
cut-off lớn hơn 50%.
2.2.4. Phương pháp phân tích dữ liệu biểu hiện của các gene mã hóa NFYB ở sắn
- Mã định danh của từng gene mã hóa NF-YB ở sắn được sử dụng để
truy cập vào dữ liệu microarray trong điều kiện thường (Wilson et al., 2017).
- Dữ liệu biểu hiện của các gene thành viên họ gene NF-YB được
khai thác dựa trên nghiên cứu đã được công bố gần đây về ngân hàng biểu
hiện toàn bộ genome trên một số mẫu mô và cơ quan quan trọng trên cây
sắn (GEO accession: GSE82279).
- Trong nghiên cứu này, thông tin biểu hiện của các gene được tập
trung phân tích trên 7 bộ phận, bao gồm mô củ, rễ sợi, thân, chồi bên, lá,
gân lá và cuống lá (Wilson et al., 2017).
- Mức độ biểu hiện của các gene được mô hình hóa bằng bản đồ nhiệt
trên công cụ Microsoft Excel.
Khóa luận tốt nghiệp

25

Lê Hoàng Thu Phương D - CNSH4A


Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay

×