Nghiên cứu gen DREB5 mã hóa protein liên quan đến quá trình phiên mã của nhóm gen chịu hạn ở cây đậu tương [Glycine max (L.) Merrill]

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

-------

NGUYỄN HIỆP HÒA

NGHIÊN CỨU GEN DREB5 MÃ HÓA PROTEIN

LIÊN QUAN ĐẾN QUÁ TRÌNH PHIÊN MÃ CỦA NHÓM GEN CHỊU HẠN

Ở CÂY ĐẬU TƯƠNG [Glycine max (L.) Merrill]

LUẬN VĂN THẠC SĨ SINH HỌC

Thái Nguyên - 2010

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

-------

NGUYỄN HIỆP HÒA

NGHIÊN CỨU GEN DREB5 MÃ HÓA PROTEIN

LIÊN QUAN ĐẾN QUÁ TRÌNH PHIÊN MÃ CỦA NHÓM GEN CHỊU HẠN

Ở CÂY ĐẬU TƯƠNG [Glycine max (L.) Merrill]

Chuyên ngành: Di truyền học

Mã số: 62.42.70

LUẬN VĂN THẠC SĨ SINH HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS. CHU HOÀNG MẬU

Thái Nguyên - 2010

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

LỜI CẢM ƠN

Vớp tấm lòng biết ơn sâu sắc tôi xin chân thành cảm ơn PGS.TS Chu Hoàng

Mậu, người đã hết lòng giúp đỡ động viên tôi trong quá trình học tập và nghiên cứu

khoa học.

Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy, cô trong bộ môn Di truyền học – trường

Đại học Sư phạm – Đại học Thái Nguyên, các thầy cô và các bạn Viện khoa học sự

sống – Đại học Thái Nguyên đã tạo điều kiên cho tôi học tập, nghiên cứu để hoàn

thành luận văn này.

Tôi xin chân thành cảm ơn các bạn, đồng nghiệp và những người thân trong

gia đình đã giúp đỡ động viên tôi hoàn thành luận văn này.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi.

Các kết quả, số liệu nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được công

bố trong bất cứ công trình nào khác.

Tác giả

Nguyễn Hiệp Hòa

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

1

MỤC LỤC

trang

Lời cảm ơn..................................................................................................

Lời cam đoan..............................................................................................

Mục lục....................................................................................................... 1

Danh mục các chữ viết tắt.......................................................................... 4

Danh mục các bảng..................................................................................... 5

Danh mục các hình..................................................................................... 6

MỞ ĐẦU.................................................................................................... 7

1. Đặt vấn đề......................................................................................................... 7

2. Mục tiêu đề tài.................................................................................................. 8

3. Nội dung nghiên cứu.............................................................................. 9

4. Ý nghĩa khoa học..............................................................................................

Chƣơng 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU................................................................. 10

1.1.ĐẶC ĐIỂM THỰC VẬT HỌC VÀ HOÁ SINH HẠT ĐẬU TƢƠNG.... 10

1.1.1. Sơ lƣợc về cây đậu tƣơng......................................................................... 10

1.1.2. Thành phần hoá sinh hạt đậu tƣơng.......................................................... 12

1.1.2.1. Protein dự trữ và thành phần axit amin................................................. 12

1.1.2.2. Lipit, vitamin và một số chất khác......................................................... 13

1.2. ĐẶC TÍNH CHỊUHẠN CỦA THỰC VẬT VÀ CÂY ĐẬU TƢƠNG ... 13

1.2.1. Cơ sở liên quan đến tính chịu hạn ở thực vật .......................................... 14

1.2.2. Cơ chế sinh lý học và di truyền học đối với hiện tƣợng chống chịu hạn

ở thực vật............................................................................................................... 16

1.2.3. Nghiên cứu khả năng phản ứng của cây đậu tƣơng đối với hạn............. 17

1.2.3.1. Sự phản ứng của cây đậu tƣơng đối với hạn ở giai đoạn hạt nảy

mầm....................................................................................................................... 19

1.2.3.2. Sự phản ứng của cây đậu tƣơng đối với hạn ở giai đoạn cây non........ 22

1.3. NGHIÊN CỨU NHÂN TỐ PHIÊN MÃ DREB...................................... 23

1.3.1. Gen DREB........................................................................................ 23

1.3.2. Nghiên cứu về DREB5 bằng phƣơng pháp RT-PCR ............................. 26

Chƣơng 2.VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP............................................. 28

2.1.VẬT LIỆU NGHIÊN CỨU.................................................................. 28

2.1.1. Vật liệu thực vật................................................................................ 28

2.1.2. Các hoá chất và thiết bị..................................................................... 28

2.2. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU....................................................... 29

2.2.1. Phƣơng pháp sinh lý......................................................................... 29

2.2.1.1. Đánh giá khả năng chịu hạn ở giai đoạn cây non bằng phƣơng

pháp gây hạn nhân tạo................................................................................ 29

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

2

2.2.2. Phƣơng pháp sinh học phân tử ................................................................. 31

2.2.2.1. Phƣơng pháp tách chiết RNA tổng số.................................................... 30

2.2.2.2. Kỹ thuật RT-PCR................................................................................... 32

2.2.2.3. Phƣơng pháp tinh sạch sản phẩm RT-PCR........................................... 34

2.2.2.4. Phƣơng pháp gắn gen vào vector tách dòng 35

2.2.2.5. Biến nạp vector tái tổ hợp vào tế bào khả biến E.coli DH5α............... 37

2.2.2.6. Phƣơng pháp PCR trực tiếp từ khuẩn lạc (clony-PCR)........................ 37

2.2.2.7. Tách chiết plasmid.................................................................................. 37

2.2.2.8. Phƣơng pháp xác định trình tự nucleotit................................................ 38

2.3.1. Phƣơng pháp xử lí số liệu ......................................................................... 38

2.3.1.1. Phƣơng pháp thống kê bằng chƣơng trình Excel.................................. 38

2.3.1.2. Phƣơng pháp xử lý trình tự gen.............................................................. 39

Chƣơng 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN.................................................. 40

3.1. KẾT QUẢ PHÂN ĐẶC ĐIỂM HÌNH THÁI, KÍCH THƢỚC,

KHỐI LƢỢNG........................................................................................... 40

3.1.1. Đặc điểm hình thái, kích thƣớc, khối lƣợng của 6 giống đậu

tƣơng.......................................................................................................... 40

3.1.2. Tỷ lệ thiệt hại ............................................................................................. 42

3.1.3. Chỉ số chịu hạn tƣơng đối ......................................................................... 43

3.2. KẾT QUẢ PHÂN LẬP GEN DREB5 TỪ ĐẬU TƢƠNG................. 46

3.2.1. Tách chiết RNA từ lá mầm của các giống........................................ 46

3.2.2. Kết quả RT-PCR tạo DNA ....................................................................... 47

3.2.3. Kết quả dòng hóa sản phẩm gen DREB5 trong vector tách

dòng............................................................................................................ 48

3.2.4. Kết quả giải trình tự gen mã hóa DREB5......................................... 49

3.2.5. So sánh trình tự nucleotit giữa DREB5 của Xanh tiên đài Việt Nam và

DREB5 của EF 583447 trong ngân hành gen có nguồn gốc từ Trung Quốc

bằng phần mềm Bioedit.............................................................................. 53

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ............................................................................ 57

1. KẾT LUẬN...................................................................................................... 57

2. KIẾN NGHỊ............................................................................................ 67

DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH NGHIÊN CỨU KHOA HỌC 58

TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................... 59