Luận án tiến sĩ về gen TCP trong điều kiện bất thuận cây đậu gà
"Nghiên cứu ảnh hưởng của gen mã hoá nhân tố phiên mã tcp đến sự phát triển của cây đậu cicer arietinum trong điều kiện bất thuận."
Công nghệ sinh học
Luan An
luận án tiến sĩ
Năm xuất bản
Số trang
159
Thời gian đọc
24 phút
Lượt xem
0
Lượt tải
0
Phí lưu trữ
50 Point
Mục lục chi tiết
Tóm tắt nội dung
I. Tổng quan về gen TCP và đậu gà Cicer arietinum
Nghiên cứu này tập trung vào yếu tố phiên mã TCP (TCP transcription factor) ở cây đậu gà (Cicer arietinum), hay còn gọi là đậu chickpea. Đậu gà là một cây trồng nông nghiệp quan trọng, cung cấp nguồn protein và dinh dưỡng thiết yếu cho hàng triệu người trên thế giới. Tuy nhiên, năng suất đậu gà thường bị ảnh hưởng nghiêm trọng bởi các điều kiện môi trường bất lợi, đặc biệt là stress phi sinh học như hạn hán. Việc tìm hiểu các cơ chế phân tử giúp cây chịu stress là rất cần thiết để phát triển các giống cây trồng mới. Yếu tố phiên mã TCP đóng vai trò quan trọng trong nhiều quá trình sinh học ở thực vật, bao gồm sự phát triển của cơ quan, chu kỳ tế bào và phản ứng với stress. Các protein liên kết DNA này điều hòa biểu hiện gen của nhiều gen khác nhau, ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng thích nghi của cây. Do đó, việc nghiên cứu họ gen mã hóa TCP ở Cicer arietinum có thể cung cấp những hiểu biết sâu sắc về cách cây đậu gà phản ứng và chống chịu với các điều kiện khắc nghiệt. Mục tiêu của nghiên cứu là xác định và phân tích đặc điểm của các gen CaTCP, từ đó làm rõ vai trò của chúng trong cơ chế chống chịu stress phi sinh học. Kiến thức này mở ra tiềm năng ứng dụng trong việc cải thiện cây trồng, tạo ra các giống đậu gà có khả năng chống chịu tốt hơn, góp phần đảm bảo an ninh lương thực.
1.1. Giới thiệu về yếu tố phiên mã TCP ở thực vật
Yếu tố phiên mã TCP (TCP transcription factor) là một họ protein điều hòa gen đặc trưng ở thực vật. Các protein này chứa một miền liên kết DNA bảo tồn cao, được gọi là miền TCP. Miền TCP cho phép các yếu tố phiên mã này liên kết trực tiếp với các trình tự DNA cụ thể trong vùng promoter của các gen mục tiêu. Từ đó, TCP transcription factor điều hòa phiên mã gen cây trồng, kiểm soát sự biểu hiện của chúng. Các yếu tố phiên mã TCP tham gia vào nhiều khía cạnh của sự phát triển thực vật, bao gồm hình thái lá, sự phát triển của hoa, phân chia tế bào và phản ứng với hormone. Gần đây, vai trò của TCP trong việc điều hòa phản ứng với stress phi sinh học cũng đã được ghi nhận. Việc hiểu rõ chức năng của họ gen mã hóa TCP là chìa khóa để khai thác tiềm năng của chúng trong công nghệ sinh học thực vật. Phân tích trình tự các yếu tố phiên mã này giúp định vị và dự đoán chức năng của protein liên kết DNA này trong hệ thống sinh học thực vật.
1.2. Tầm quan trọng của cây đậu gà Cicer arietinum
Cây đậu gà (Cicer arietinum), còn gọi là đậu chickpea hoặc đậu gà, là một loại cây họ đậu có giá trị dinh dưỡng cao. Nó là nguồn cung cấp protein thực vật, carbohydrate, chất xơ, vitamin và khoáng chất quan trọng. Đậu chickpea đóng góp đáng kể vào chế độ ăn uống của hàng tỷ người, đặc biệt ở các nước đang phát triển. Cicer arietinum còn có khả năng cố định đạm, giúp cải tạo đất và giảm nhu cầu phân bón hóa học. Tuy nhiên, sản xuất đậu gà bị hạn chế bởi các yếu tố stress phi sinh học, như hạn hán, mặn, nhiệt độ cao. Những điều kiện bất lợi này làm giảm đáng kể năng suất và chất lượng hạt. Vì vậy, việc phát triển các giống đậu gà (Cicer arietinum) có khả năng chống chịu stress cao là mục tiêu hàng đầu trong nông nghiệp. Nghiên cứu sâu về cơ sở di truyền của tính trạng chịu stress, đặc biệt là thông qua các yếu tố phiên mã như TCP, có ý nghĩa quan trọng trong việc cải thiện cây trồng và đảm bảo an ninh lương thực toàn cầu.
II. Nhận dạng phân tích cấu trúc gen TCP đậu chickpea
Nghiên cứu đã tiến hành nhận dạng toàn diện và phân tích cấu trúc họ gen mã hóa nhân tố phiên mã TCP (TCP transcription factor) trong bộ gen của cây đậu gà (Cicer arietinum). Việc xác định chính xác các gen CaTCP là bước đầu tiên để hiểu rõ vai trò chức năng của chúng. Phương pháp phân tích trình tự tiên tiến và các công cụ tin sinh học đã được sử dụng để quét toàn bộ bộ gen đậu chickpea, tìm kiếm các trình tự gen mang miền TCP đặc trưng. Sau khi nhận dạng, các gen này được phân loại và định vị trên các nhiễm sắc thể. Một phần quan trọng của phân tích là làm rõ đặc điểm cấu trúc của các protein CaTCP, bao gồm các miền chức năng và trình tự axit amin bảo tồn. Điều này cung cấp cái nhìn sâu sắc về khả năng protein liên kết DNA và các tương tác protein-protein tiềm năng của chúng. Việc hiểu rõ cấu trúc gen và protein là nền tảng để dự đoán chức năng và các cơ chế điều hòa mà các yếu tố phiên mã TCP này tham gia vào quá trình sinh lý của Cicer arietinum, đặc biệt là trong điều kiện stress phi sinh học.
2.1. Xác định họ gen mã hoá TCP trong bộ gen đậu gà
Việc nhận dạng họ gen mã hóa TCP (gen mã hoá protein) trong bộ gen Cicer arietinum đã được thực hiện bằng cách sử dụng các phương pháp tin sinh học. Đầu tiên, các trình tự protein của TCP transcription factor từ các loài thực vật mẫu như Arabidopsis thaliana đã được sử dụng làm truy vấn để tìm kiếm trong bộ gen đậu gà (Cicer arietinum). Các thuật toán tìm kiếm trình tự đã giúp xác định hàng loạt các gen tiềm năng. Sau đó, một bước xác minh quan trọng là kiểm tra sự hiện diện của miền TCP bảo tồn trong mỗi protein được dự đoán. Các gen CaTCP đã được định vị chính xác trên các nhiễm sắc thể của đậu chickpea. Nghiên cứu cũng phân tích các trường hợp sao chép gen (gene duplication), một cơ chế tiến hóa quan trọng tạo ra sự đa dạng và chuyên biệt hóa chức năng cho các họ gen. Sự lặp gen này có thể giải thích sự mở rộng của họ gen TCP ở đậu gà và tiềm năng cho các chức năng mới, đặc biệt là trong phản ứng với stress phi sinh học.
2.2. Đặc tính cấu trúc và vùng điều hòa của gen CaTCP
Sau khi nhận dạng, các gen CaTCP đã được phân tích chi tiết về cấu trúc. Việc này bao gồm xác định số lượng exon và intron, cũng như cấu trúc miền của các protein CaTCP. Các protein CaTCP được dự đoán có miền TCP đặc trưng, chịu trách nhiệm cho khả năng protein liên kết DNA của chúng. Phân tích trình tự axit amin đã tiết lộ các đặc điểm bảo tồn và các motif chức năng khác, có thể liên quan đến sự ổn định protein hoặc tương tác với các yếu tố khác. Bên cạnh cấu trúc mã hóa, vùng promoter của các gen CaTCP cũng được dự đoán các yếu tố điều hòa Cis. Những yếu tố này là các trình tự DNA nhỏ, đặc hiệu, có thể liên kết với các yếu tố phiên mã khác, điều hòa phiên mã gen cây trồng và do đó ảnh hưởng đến mức độ biểu hiện gen của CaTCP. Việc xác định các yếu tố điều hòa Cis có thể cung cấp manh mối về cách các gen CaTCP được bật/tắt hoặc điều chỉnh dưới các điều kiện môi trường cụ thể, đặc biệt là stress bất thuận.
III. Biểu hiện gen TCP ở Cicer arietinum dưới stress bất thuận
Nghiên cứu đã khảo sát chi tiết mức độ biểu hiện gen của các nhân tố phiên mã TCP (TCP transcription factor) ở cây đậu gà (Cicer arietinum) dưới các điều kiện stress phi sinh học khác nhau. Việc phân tích biểu hiện gen là rất quan trọng để hiểu rõ vai trò chức năng của từng gen CaTCP trong phản ứng của cây đối với môi trường khắc nghiệt. Các phương pháp như RT-qPCR đã được sử dụng để định lượng mức độ phiên mã gen cây trồng trong các mẫu mô khác nhau và tại các thời điểm khác nhau sau khi cây chịu stress. Kết quả cho thấy nhiều gen CaTCP có sự thay đổi đáng kể về mức độ biểu hiện dưới tác động của hạn hán, mặn hoặc các stress khác. Một số gen được biểu hiện tăng cường, cho thấy vai trò tích cực trong phản ứng chống chịu, trong khi một số khác lại bị giảm biểu hiện. Những thay đổi này cung cấp bằng chứng mạnh mẽ về sự tham gia của họ gen mã hóa protein TCP trong mạng lưới điều hòa stress của Cicer arietinum. Hiểu biết về mô hình biểu hiện gen này là cơ sở để chọn lọc các gen ứng cử viên tiềm năng để cải thiện khả năng chống chịu stress của đậu chickpea.
3.1. Phân tích mức độ biểu hiện gen CaTCP theo cơ quan
Mức độ biểu hiện gen của các thành viên trong họ CaTCP (gen mã hoá protein) đã được phân tích trên các cơ quan khác nhau của cây đậu gà (Cicer arietinum) như rễ, thân, lá và hoa. Kết quả cho thấy mỗi gen CaTCP có một mô hình biểu hiện gen đặc trưng, phản ánh vai trò chuyên biệt của nó trong các quá trình sinh lý khác nhau. Một số gen CaTCP có thể được biểu hiện ưu thế ở rễ, cho thấy vai trò trong việc hấp thụ nước và dinh dưỡng, hoặc trong phản ứng ban đầu với stress đất. Các gen khác lại biểu hiện mạnh ở lá, có thể liên quan đến quang hợp hoặc điều hòa khí khổng. Sự khác biệt trong phiên mã gen cây trồng giữa các cơ quan nhấn mạnh tính đa dạng chức năng của các yếu tố phiên mã TCP. Phân tích này là nền tảng để xác định các gen CaTCP có khả năng đóng vai trò quan trọng trong sự phát triển của cây và phản ứng cục bộ với stress phi sinh học, giúp định hướng cho các nghiên cứu chức năng chuyên sâu hơn.
3.2. Đáp ứng biểu hiện gen CaTCP với điều kiện stress
Nghiên cứu đã đánh giá sự thay đổi biểu hiện gen của các CaTCP (yếu tố phiên mã TCP) dưới tác động của các điều kiện stress phi sinh học, chẳng hạn như hạn hán và mặn. Các cây đậu gà (Cicer arietinum) được xử lý với các yếu tố stress và mức độ phiên mã gen của từng gen CaTCP được định lượng theo thời gian. Kết quả cho thấy một số gen CaTCP được biểu hiện tăng cường mạnh mẽ dưới điều kiện hạn hán, cho thấy vai trò tiềm năng của chúng trong việc thiết lập phản ứng chịu hạn. Tương tự, một số gen khác cho thấy sự thay đổi biểu hiện đáng kể dưới stress mặn. Mô hình đáp ứng biểu hiện gen này cung cấp bằng chứng trực tiếp về sự tham gia của các gen CaTCP trong con đường tín hiệu và cơ chế chống chịu stress của cây đậu chickpea. Việc xác định các gen CaTCP 'đáp ứng stress' là rất quan trọng để chọn lọc các mục tiêu cho việc phát triển các giống cây trồng (cải thiện cây trồng) có khả năng chống chịu tốt hơn trong tương lai.
IV. Đánh giá chức năng CaTCP07 chịu hạn cho cây đậu gà
Để xác định vai trò chức năng của một gen CaTCP cụ thể, nghiên cứu đã tập trung vào CaTCP07, một gen được phát hiện có sự biểu hiện gen thay đổi đáng kể dưới điều kiện stress hạn hán ở cây đậu gà (Cicer arietinum). Việc đánh giá chức năng được thực hiện bằng cách tạo cây chuyển gen biểu hiện quá mức CaTCP07 trong cây mô hình Arabidopsis. Mục tiêu là kiểm tra xem liệu việc tăng cường biểu hiện của CaTCP07 có cải thiện khả năng chịu hạn của cây hay không. Các cây chuyển gen và cây đối chứng đã được so sánh dưới điều kiện hạn hán mô phỏng để đo lường các chỉ số sinh lý liên quan đến khả năng chịu stress, như tỷ lệ sống sót, lượng nước mất qua thoát hơi nước, và mức độ rò rỉ ion. Kết quả từ thí nghiệm này cung cấp bằng chứng trực tiếp về khả năng của CaTCP07, một yếu tố phiên mã TCP, trong việc điều hòa các con đường liên quan đến khả năng chịu hạn. Việc hiểu rõ cơ chế của protein liên kết DNA này là then chốt để khai thác nó trong chiến lược cải thiện cây trồng đậu chickpea.
4.1. Biểu hiện quá mức CaTCP07 cải thiện chịu hạn Arabidopsis
Trong nghiên cứu này, gen CaTCP07 (gen mã hoá protein) từ Cicer arietinum đã được đưa vào cây mô hình Arabidopsis thaliana để biểu hiện quá mức. Các cây Arabidopsis chuyển gen chứa 35S:CaTCP07 sau đó được kiểm tra khả năng chịu hạn. Dưới điều kiện hạn hán kéo dài, cây Arabidopsis biểu hiện quá mức CaTCP07 cho thấy khả năng sống sót cao hơn đáng kể so với cây đối chứng không chuyển gen. Các chỉ số sinh lý khác cũng được đo lường để đánh giá mức độ chịu hạn, bao gồm hàm lượng proline, mức độ rò rỉ ion qua màng tế bào, và nhiệt độ bề mặt lá. Kết quả cho thấy các cây chuyển gen có khả năng duy trì độ ẩm tốt hơn và ít bị tổn thương tế bào hơn. Điều này cung cấp bằng chứng mạnh mẽ rằng việc biểu hiện quá mức CaTCP07 có thể cải thiện khả năng chịu hạn của cây, chứng minh vai trò chức năng của yếu tố phiên mã TCP này trong phản ứng với stress phi sinh học.
4.2. Cơ chế phân tử của CaTCP07 trong điều hòa stress
Để hiểu cơ chế phân tử mà CaTCP07 (protein liên kết DNA) cải thiện khả năng chịu hạn, nghiên cứu đã phân tích mức độ biểu hiện gen của một số gen liên quan đến phản ứng stress và chống oxy hóa trong cây Arabidopsis chuyển gen 35S:CaTCP07. Kết quả cho thấy CaTCP07 điều hòa phiên mã gen cây trồng của nhiều gen mục tiêu. Một số gen mã hóa các enzyme chống oxy hóa (ví dụ: SOD, CAT) cho thấy mức độ biểu hiện tăng lên ở cây chuyển gen dưới điều kiện hạn hán. Điều này cho thấy CaTCP07 có thể tham gia vào việc kích hoạt hệ thống phòng thủ chống oxy hóa của cây, giúp giảm thiểu tổn thương do stress gây ra. Hơn nữa, CaTCP07, với vai trò là một TCP transcription factor, có thể tương tác với các yếu tố phiên mã khác hoặc liên kết trực tiếp với các yếu tố điều hòa Cis trong promoter của các gen liên quan đến chịu hạn, từ đó điều chỉnh biểu hiện của chúng. Sự hiểu biết về cơ chế này mở ra hướng đi mới để tăng cường khả năng chống chịu stress ở Cicer arietinum.
V. Ứng dụng nghiên cứu gen TCP cải thiện cây trồng đậu gà
Nghiên cứu về họ gen mã hóa nhân tố phiên mã TCP (TCP transcription factor) ở cây đậu gà (Cicer arietinum) đã mang lại những phát hiện quan trọng, mở ra tiềm năng ứng dụng to lớn trong nông nghiệp. Việc xác định và đặc trưng hóa các gen CaTCP cùng với việc hiểu rõ mô hình biểu hiện gen của chúng dưới điều kiện stress phi sinh học cung cấp cơ sở di truyền vững chắc cho các chương trình chọn tạo giống. Đặc biệt, việc chứng minh vai trò chức năng của CaTCP07 trong việc cải thiện khả năng chịu hạn ở cây mô hình Arabidopsis cho thấy rằng các yếu tố phiên mã TCP có thể là mục tiêu tiềm năng để phát triển các giống đậu chickpea (đậu gà) có khả năng chống chịu tốt hơn với hạn hán và các điều kiện môi trường khắc nghiệt khác. Các phương pháp công nghệ sinh học như chuyển gen hoặc chỉnh sửa gen có thể được sử dụng để điều chỉnh biểu hiện của các gen CaTCP nhằm tăng cường khả năng chống chịu stress. Điều này sẽ góp phần đáng kể vào việc ổn định và tăng năng suất cây trồng, đặc biệt ở những vùng bị ảnh hưởng bởi biến đổi khí hậu.
5.1. Tiềm năng sử dụng gen TCP trong chọn tạo giống chịu stress
Các gen CaTCP (gen mã hoá protein) được xác định trong nghiên cứu này, đặc biệt là những gen có sự thay đổi biểu hiện gen đáng kể dưới điều kiện stress, đóng vai trò là các ứng cử viên tiềm năng trong các chương trình chọn tạo giống. Thông tin về các yếu tố phiên mã TCP có thể được sử dụng để phát triển các dấu hiệu phân tử (molecular markers) liên kết với tính trạng chịu stress ở Cicer arietinum. Các dấu hiệu này hỗ trợ chọn lọc các cá thể mang gen mong muốn trong quá trình lai tạo truyền thống hoặc thông qua chọn giống có sự hỗ trợ của marker (MAS). Ngoài ra, các gen CaTCP có thể được sử dụng trực tiếp trong công nghệ chuyển gen để cải thiện cây trồng. Việc đưa các gen CaTCP 'chịu stress' vào các giống đậu gà hiện có hoặc chỉnh sửa các gen CaTCP nội sinh có thể tăng cường khả năng chống chịu với hạn hán, mặn và các stress phi sinh học khác, từ đó nâng cao năng suất và chất lượng đậu chickpea.
5.2. Hướng nghiên cứu tiếp theo về yếu tố phiên mã TCP
Nghiên cứu này là một bước quan trọng, nhưng vẫn còn nhiều hướng phát triển trong tương lai. Cần thực hiện các nghiên cứu chức năng sâu hơn cho các gen CaTCP khác, đặc biệt là những gen có mô hình biểu hiện gen đặc trưng dưới các loại stress khác nhau. Việc xác định các gen mục tiêu mà TCP transcription factor điều hòa trực tiếp sẽ làm rõ hơn mạng lưới điều hòa gen trong phản ứng stress. Phân tích trình tự các vùng promoter của các gen mục tiêu để tìm kiếm các vị trí liên kết của protein liên kết DNA TCP là cần thiết. Ngoài ra, việc nghiên cứu tương tác protein-protein giữa các yếu tố phiên mã TCP và các protein khác cũng sẽ cung cấp cái nhìn toàn diện hơn về cơ chế điều hòa. Cuối cùng, việc kiểm tra hiệu quả của các gen CaTCP trong việc cải thiện khả năng chịu stress trực tiếp trên cây đậu gà (Cicer arietinum) chuyển gen sẽ là bước quan trọng để chuyển kết quả nghiên cứu từ phòng thí nghiệm ra ứng dụng thực tiễn trong nông nghiệp, góp phần vào cải thiện cây trồng bền vững.
Tải xuống file đầy đủ để xem toàn bộ nội dung
Tải đầy đủ (159 trang)Trích đoạn nội dung luận án
Tải xuống để đọc toàn bộBỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM TRẦN DUY CƯỜNG NGHIÊN CỨU HỌ GEN MÃ HOÁ NHÂN TỐ PHIÊN MÃ TCP TRONG ĐIỀU KIỆN BẤT THUẬN PHI SINH HỌC Ở CÂY ĐẬU CICER ARIETINUM LUẬN ÁN TIẾN SỸ NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI - 2023 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM TRẦN DUY CƯỜNG NGHIÊN CỨU HỌ GEN MÃ HOÁ NHÂN TỐ PHIÊN MÃ TCP TRONG ĐIỀU KIỆN BẤT THUẬN PHI SINH HỌC Ở CÂY ĐẬU CICER ARIETINUM Chuyên ngành: Công nghệ sinh học Mã số: 9420201 LUẬN ÁN TIẾN SỸ NÔNG NGHIỆP Người hướng dẫn khoa học: 1. Trần Đăng Khánh 2. Trần Phan Lam Sơn HÀ NỘI - 2023 i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi dưới sự hướng dẫn của PGS. Trần Đăng Khánh và TS.
Trần Phan Lam Sơn. Trong luận án này, các kết quả được thực hiện trung thực, một phần nội dung đã được công bố trong các Tạp chí khoa học quốc tế uy tín và cũng đã nhận được sự đồng ý của tất cả các tác giả trong các bài báo. Các nội dung trong luận văn cũng chưa từng được sử dụng để công bố trong các công trình nghiên cứu để nhận học vị nào khác. Toàn bộ các trích dẫn đều được ghi rõ nguồn gốc.
Hà Nội, ngày tháng năm 2023 Trần Duy Cường ii LỜI CẢM ƠN Đầu tiên, tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới chương trình đào tạo hợp tác quốc tế IPA (International Program Associate) liên kết giữa Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam (VAAS, Việt Nam) và viện nghiên cứu RIKEN Nhật Bản. Trong suốt quá trình học tập và làm việc, mọi người đã giúp đỡ và tạo mọi điều kiện tốt nhất để tôi có thể hoàn thành luận án này. Tiếp theo, tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới PGS.TS Trần Đăng Khánh – Trưởng bộ môn Kỹ Thuật Di truyền – Viện Di truyền Nông nghiệp và TS. Trần Phan Lam Sơn, nguyên trưởng Nhóm nghiên cứu về đáp ứng với yếu tố bất lợi – Trung tâm Khoa học về nguồn tài nguyên bền vững, Viện RIKEN, Nhật Bản.
Các thầy đã hướng dẫn tận tình chỉ bảo, giúp đỡ với những điều kiện tốt nhất để tôi có thể hoàn thành công trình nghiên cứu luận án. Bên cạnh đó, tôi cũng xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới các thành viên thuộc Nhóm nghiên cứu về đáp ứng với yếu tố bất lợi của TS Trần Phan Lam Sơn. Mọi người đã hướng dẫn chi tiết và tạo mọi điều kiện để tôi có thể hoàn thành được công trình nghiên cứu này. Hơn nữa, tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới Ban Đào tạo Sau đại học – Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam và lãnh đạo viện Di truyền Nông nghiệp đã tạo điều kiện tốt nhất cho tôi để có thể hoàn thành tốt khoá học và hoàn thiện luận án.
Cuối cùng, tôi xin gửi lời cảm ơn tới những người thân trong gia đình tôi, mọi người luôn luôn động viên tôi ngay từ những ngày đầu bắt đầu khoá học cho tới lúc tôi có thể hoàn thành được công trình nghiên cứu và luận án này. Bên cạnh đó, tôi cũng xin chân thành cảm ơn bạn bè, anh chị em và đồng nghiệp đã luôn ủng hộ tôi trong suốt quá trình học tập tại Nhật Bản cũng như thời gian hoàn thiện luận án tại Việt Nam. Hà Nội, ngày tháng năm 2023 Trần Duy Cường iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN. ii MỤC LỤC.
iii DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT. vii DANH MỤC BẢNG. x DANH MỤC HÌNH. xi MỞ ĐẦU.1 Chương I: TỔNG QUAN TÀI LIỆU.
Tổng quan về cây đậu gà. Nguồn gốc, và phân bố của cây đậu gà. Đặc điểm hình thái cây đậu gà. Phân loại đậu gà.
Đa dạng di truyền đậu gà. Giá trị dinh dưỡng của cây đậu gà. Các nghiên cứu về cây đậu gà. Chọn tạo các giống đậu gà mang đặc điểm mong muốn.
Tình hình sản xuất cây đậu gà. Họ nhân tố phiên mã TCP. Nghiên cứu về các nhân tố phiên mã ở thực vật. Họ nhân tố phiên mã TCP.
Vai trò và chức năng của nhóm phiên mã TCP. Chọn tạo các giống đậu gà chống chịu stress bất thuận dựa trên các nhân tố phiên mã. 32 iv Chương II. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU.
Vật liệu nghiên cứu. Hạt giống đậu gà và Arabidopsis. Hóa chất và các thiết bị nghiên cứu. Thời gian và địa điểm nghiên cứu nghiên cứu.
Phương pháp nghiên cứu. Nhận dạng, xác định vị trí nhiễm sắc thể và phân tích các trường hợp sao chép gen của các gen CaTCP trong bộ gen cây đậu gà. Xác định đặc tính của các Protein của CaTCPs. Phân tích cấu trúc của gen CaTCP.
Dự đoán các yếu tố điều hoà Cis. Phân tích hiện tượng lặp gen ở họ gen mã hoá TCP trên đậu gà. Mức độ biểu hiện của gen mã hoá CaTCP bằng RT-qPCR và phân tích thống kê. Tách chiết RNA và tổng hợp cDNA, thiết kế mồi sử dụng cho phân tích sự biểu hiện gen TCP ở cây đậu gà.
Thiết kế cấu trúc vector biểu hiện gen CaTCP07 trong cây mô hình Arabidopsis. Đánh giá khả năng chịu hạn của cây chuyển gen Arabidopsis chứa gen 35S:CaTCP07. Thu mẫu tách RNA đánh giá mức độ biểu hiện của gen CaTCP07 trong cây chuyển gen. Đo mức độ rò rỉ ion.
Đo nhiệt độ bề mặt lá. Mức độ biểu hiện của một số gen liên quan đến mã hoá các enzyme chống oxy hoá. Phương pháp phân tích thống kê. 57 Chương III.
KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN. Xác định sự phân bố trên nhiễm sắc thể và sao chép gen của CaTCP 58 3. Phân tích cấu trúc của họ gen CaTCP ở cây đậu gà. Dự đoán các yếu tố điều hoà Cis.
Biểu hiện của các gen CaTCP trong các cơ quan khác nhau trong các giai đoạn phát triển. Mức độ biểu hiện của các gen CaTCP trong lá và rễ của cây đậu gà trong điều kiện khử nước và xử lý ABA. Mức độ biểu hiện của các gen mã hoá TCP giữa hai giống đậu gà ILC482 và Hashem. Mức độ biểu hiện của các gen CaTCP ở lá và rễ của giống ILC482 và Hashem trong điều kiện xử lý hạn.
Mức độ biểu hiện của các gen CaTCP ở lá và rễ của giống ILC482 và Hashem trong điều kiện xử lý ABA. Kết quả thiết kế vector biểu hiện gen CaTCP07 trong cây mô hình Arabidopsis. Sàng lọc sơ bộ và lựa chọn các dòng cây Arabidopsis chuyển gen CaTCP07. Mức độ biểu hiện của gen CaTCP07 của cây Arabidopsis chuyển gen.
Khả năng chịu hạn của cây Arabidopsis chuyển gen 35S:CaTCP07 so với cây đối chứng WT. Khả năng bảo toàn tế bào và tốc độ thoát hơi nước bề mặt lá của cây chuyển gen. Sự biểu hiện của gen CaTCP07 giúp cây Arabidopsis chuyển gen phản ứng lại quá trình oxy hoá trong điều kiện hạn hán. 96 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ.
99 CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN. 101 TÀI LIỆU THAM KHẢO. 129 vii DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT Chữ viết tắt Thuật ngữ tiếng anh Thuật ngữ tiếng việt ABA Abscisic acid Axit abscisic AFLP Amplified fragment length Đa hình chiều dài đoạn polymorphism khuếch đại AP2/ERF APETALA2/Ethylene response Các yếu tố liên kết đáp ứng element binding factors với ethylene APX Ascorbate peroxidase Ascorbate peroxidase bHLH basic Helix – Loop – Helix Vùng cơ bản Helix-Loop- Helix bZIP bZIP transcription factor Yếu tố phiên mã bZIP CAT Catalase Catalaza cDNA complementary DNA ADN bổ sung CDS Coding sequence Trình tự mã hóa CSD1 Copper/Zinc superoxide Copper/Zinc superoxide dismutase 1 dismutase 1 CTDB Chickpea transcriptome Cơ sở dữ liệu hệ phiên mã database cây đậu gà CYC Cycloidea Yếu tố điều hòa trong sự phát triển tính đối xứng của hoa. DNA Deoxinucleic acid Axit deoxinucleic DREB Dehydration responsive Protein liên kết với yếu tố element-binding protein đáp ứng mất nước ERF Ethylene Responsive Factor Yếu tố phản ứng với Ethylene FB Flower bud stages Giai đoạn nụ hoa FL Flower stages Giai đoạn hoa viii gDNA genomic DNA DNA nhiễm sắc thể GM Germination medium Môi trường nảy mầm GS germinating seedlings Hạt nảy mầm HSP90 heat shock protein 90 Protein sốc nhiệt 90 ITS Internal transcribed spacer Vùng mã hóa đoạn RNA không đóng vai trò chức năng trong vùng mã hóa các RNA ribosome nhân.
kDa Kilodalton Đơn vị khối lượng nguyên tử L1/L2 Line1/Line2 Dòng1/dòng2 MAS Marker-assisted selection Chọn giống nhờ chỉ thị phân từ liên kết với tính trạng mục tiêu. mRNA Messenger RNA RNA thông tin mW Molecule Weight Trọng lượng phân tử MYB MYB transcription factor Yếu tố phiên mã MYB NAC NAM (no apical meristem), Yếu tố phiên mã NAC ATAF1/2, CUC2 (cup-shaped cotyledon) NF-Y Nuclear transcription factor-Y Nhân tố phiên mã Y NGS Next-Generation Sequencing Giải trình tự gen thế hệ mới PCF1/2 Proliferating Cell Nuclear Nhân tố kháng nguyên nhân Antigen Factor1/2 tế bào tăng sinh 1/2 PCR Polymerase chain reaction Phản ứng chuỗi polymerase qRT-PCR Quantitative real-time PCR PCR định lượng QTL Quantitative trait locus Locus tính trạng số lượng RD29A Responsive to desiccation 29A Đáp ứng với sự mất nước 29A ix RNA Ribonucleic acid Axit ribonucleic RNA-seq RNA sequencing Phân tích giải trình tự RNA ROS Reactive oxygen species Các loại phản ứng oxi hóa SAM shoot apical meristem Mô phân sinh đỉnh chồi SNP single nucleotide Đa hình nucleotide đơn polymorphism SSR Simple Sequence Repeat Trình tự đơn lặp lại STMS Sequence-tagged trình tự vùng vi vệ tinh đích microsatellite sites TB1 Teosinte Branched1 Gen mục tiêu đặc hiệu chồi bên. TF Transcription factor Yếu tố phiên mã TF TCP Transcription Factor Teosinte Transcription Factor Teosinte Branched1/ Cycloidea/ Branched1/ Cycloidea/ Proliferating Cell Nuclear Proliferating Cell Nuclear Antigen Factor1/2 Antigen Factor1/2 WDS Water Deficit Stress stress thiếu hụt nước WRKY WRKY transcription factor Yếu tố phiên mã WRKY WT Wild-type Loài (cây) gốc, loài nguyên thủy, cây đối chứng không chuyển gen WW Well-watered Tưới nước đầy đủ YL Young leaf Lá non x DANH MỤC BẢNG TT Bảng Nội dung Trang 2.1 Đột biến điểm gây ra sự thay thế đồng nghĩa và không 48 đồng nghĩa 2.2 Các cặp mồi sử dụng trong thí nghiệm được thiết kế 51 bằng phần mềm Primer3 3.1 Thông tin chi tiết của các gen CaTCP đã được xác 60 định 3.2 Đặc điểm nhận dạng CaTCP 63 3.3 Mức độ biểu hiện của các gen CaTCP ở lá trong hai giống 76 đậu gà ILC482 và Hashem trong điều kiện xử lý mất nước 3.4 Mức độ biểu hiện của các gen CaTCP ở rễ trong hai 78 giống đậu gà ILC482 và Hashem trong điều kiện xử lý mất nước 3.5 Mức độ biểu hiện của các gen CaTCP ở lá trong hai 81 giống đậu gà ILC482 và Hashem trong điều kiện xử lý ABA 3.
Nội dung được bảo vệ bản quyền — Tải xuống đầy đủ
Câu hỏi thường gặp
Luận án "Nghiên cứu gen mã hoá TCP ở cây đậu Cicer arietinum" nghiên cứu về vấn đề gì?
"Nghiên cứu ảnh hưởng của gen mã hoá nhân tố phiên mã tcp đến sự phát triển của cây đậu cicer arietinum trong điều kiện bất thuận."
Luận án "Nghiên cứu gen mã hoá TCP ở cây đậu Cicer arietinum" được bảo vệ tại trường nào?
Luận án này được bảo vệ tại Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam. Năm bảo vệ: 2023.
Luận án "Nghiên cứu gen mã hoá TCP ở cây đậu Cicer arietinum" thuộc chuyên ngành gì?
Luận án "Nghiên cứu gen mã hoá TCP ở cây đậu Cicer arietinum" thuộc chuyên ngành Công nghệ sinh học. Danh mục: Bảo Vệ Thực Vật.
Luận án "Nghiên cứu gen mã hoá TCP ở cây đậu Cicer arietinum" có bao nhiêu trang?
Luận án "Nghiên cứu gen mã hoá TCP ở cây đậu Cicer arietinum" có 159 trang. Bạn có thể xem trước một phần tài liệu ngay trên trang web trước khi tải về.
Cách tải luận án "Nghiên cứu gen mã hoá TCP ở cây đậu Cicer arietinum" về máy như thế nào?
Để tải luận án về máy, bạn nhấn nút "Tải xuống ngay" trên trang này, sau đó hoàn tất thanh toán phí lưu trữ. File sẽ được tải xuống ngay sau khi thanh toán thành công. Hỗ trợ qua Zalo: 0559 297 239.