Sự khác nhau về khả năng chịu hạn và trình tự gen LTP (Lipid Transfer Protein) của một số giống lúa cạn địa phương

Nguyễn Trà My và Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 85(09)/1: 119 - 125

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 119 http://www.lrc-tnu.edu.vn

SỰ KHÁC NHAU VỀ KHẢ NĂNG CHỊU HẠN VÀ TRÌNH TỰ GEN LTP (Lipid

transfer protein) CỦA MỘT SỐ GIỐNG LÚA CẠN ĐỊA PHƢƠNG

Nguyễn Trà My2

, Nguyễn Thị Ngọc Lan2

,

Nguyễn Vũ Thanh Thanh3

, Chu Hoàng Mậu1*

1Đại học Thái Nguyên, 2

Trường ĐH Sư phạm - ĐH Thái Nguyên

3

Trường ĐH Khoa học - ĐH Thái Nguyên

TÓM TẮT

Hạn hán có tác động tiêu cực đối với cây lúa, nhất là trong giai đoạn cây mạ. Một trong số các gen

liên quan đến tính chịu hạn của cây lúa là LTP (Lipid transfer protein). Khi gặp hạn LTP có khả

năng tổng hợp protein thúc đẩy quá trình vận chuyển phospholipid tới màng, hỗ trợ việc tạo ra lớp

sáp hoặc lớp biểu bì giúp bảo vệ thực vật trƣớc stress hạn. Bài báo này trình bày kết quả nghiên

cứu về khả năng chịu hạn của một số giống lúa cạn thông qua việc xác định chỉ số chịu hạn tƣơng

đối và tỷ lệ tăng hàm lƣợng prolin. Khả năng chịu hạn của 9 giống lúa cạn ở giai đoạn cây mạ có

thể xếp thành 4 nhóm khác nhau về mức độ chịu hạn: Nhóm chịu hạn tốt nhất có hai giống: NA3

và NA1; tiếp đến là 2 giống NA2 và CB1; xếp thứ ba là 3 giống NA5, CB2 và NA4; nhóm chịu

hạn kém nhất gồm 2 giống LC và NA6. Đã khuếch đại, tách dòng thành công và xác định trình tự

gen LTP của hai giống lúa cạn địa phƣơng Tƣơng Dƣơng - Nghệ An (NA3 và NA6). Gen LTP của

giống NA3 có 417 nucleotide mã hóa cho 138 amino acid, gen LTP của giống NA6 có kích thƣớc

420 nucleotide mã hóa cho 139 amino acid. Gen LTP của hai giống lúa cạn NA3 và NA6 đều không

có intron. Đã xác định đƣợc sự sai khác ở 12 vị trí nucleotide của gen LTP của giống NA6 so với

giống Yukihikari (GenBank-AY466108) và giống NA3. Trong số 139 amino acid đƣợc mã hóa từ

gen LTP của giống NA6 thì xác định có 7 vị trí sai khác so với giống Yukihikari và giống NA3.

Từ khoá: Chịu hạn, lúa cạn địa phương, LTP gen, prolin, tách dòng.

MỞ ĐẦU*

Lúa là loại cây trồng rất mẫn cảm với các

điều kiện ngoại cảnh và là cây chịu hạn kém

[6]. Những yếu tố sinh thái bất lợi tác động

lên quá trình sinh trƣởng và phát triển của cây

lúa nhƣ lƣợng mƣa, nhiệt độ, ánh sáng…

không thuận lợi. Trong đó khô hạn là yếu tố

quan trọng nhất ảnh hƣởng đến năng suất của

lúa, nó có thể làm giảm tới 70% năng suất cây

trồng. Trong những năm gần đây, nhiều

nghiên cứu về lĩnh vực nâng cao năng suất,

chất lƣợng và tính chống chịu của cây trồng.

Trong đó, các nghiên cứu về tính chịu mất

nƣớc ở mức độ phân tử đã đƣợc các nhà khoa

học đặc biệt quan tâm. Nghiên cứu tạo nguồn

vật liệu khởi đầu cho chọn dòng chịu hạn

bằng công nghệ tế bào thực vật của Nguyễn

Thị Tâm (2006) [7]; đánh giá khả năng chịu

hạn thông qua hàm lƣợng đƣờng, protein,

enzyme trong hạt của của các giống lúa chịu

hạn khác nhau của Chu Hoàng Mậu (2005)

[4]. Nhiều nhóm gen liên quan đến khả năng

chịu mất nƣớc của tế bào đã đƣợc xác định

trình tự và công bố bởi một số tác giả [2], [5].

Gen mã hóa LTPs thuộc họ gen pathogenesis

– relate, có khả năng tổng hợp protein thúc

đẩy quá trình vận chuyển phospholipid tới

*

Tel: 0913383289; Email: [email protected]

màng. LTP còn hỗ trợ việc tạo ra lớp sáp hoặc

lớp biểu bì giúp thực vật bảo vệ, phản ứng và

đáp ứng lại những thay đổi của môi trƣờng

(Kader, 1996) [9]. Ở thực vật chúng không

chỉ tham gia vào việc hình thành cutin – có

vai trò quan trọng trong việc bảo vệ mô thực

vật tránh khỏi sự mất nƣớc và quá trình phát

sinh phôi, chúng còn tham gia các phản ứng

chống lại các tác nhân gây bệnh ở thực vật và

quá trình thích nghi của cây đối với các điều

kiện khác nhau của môi trƣờng sống (Kader,

1996) [9]. Khi gặp các điều kiện bất lợi của

môi trƣờng các nhân tố nhƣ hormone, các quá

trình trao đổi ion, các con đƣờng truyền tín

hiệu... sẽ điều khiển gen LTP hoạt động tổng

hợp protein và tăng cƣờng vận chuyển

phospholipid tới màng, tăng tính bền vững

của thành tế bào và khả năng giữ nƣớc của

màng nhằm giúp cho cây chống lại điều kiện

khô hạn của môi trƣờng.

Với mục đích đánh giá một cách có hệ thống

về khả năng chịu hạn của các giống lúa cạn,

trong bài báo này, chúng tôi công bố kết quả

đánh giá khả năng chịu hạn ở giai đoạn mạ ba

lá và phân lập gen LTP ở hai giống lúa cạn

địa phƣơng là Giáng và Nhan khác nhau về

khả năng chịu mất nƣớc với mục tiêu tìm hiểu