(Luận văn) nghiên cứu đặc điểm gen zmbzip72 phân lập từ giống ngô địa phương việt nam và thiết kế cấu trúc mang gen phục vụ nghiên cứu chuyển gen vào cây trồng

VIỆN HÀN LÂM VÀ KHOA HỌC VIỆT NAM VIỆN SINH THÁI TÀI NGUYÊN VÀ SINH VẬT PHẠM THỊ HẰNG lu an n va PHƯƠNG VIỆT NAM VÀ THIẾT KẾ CẤU TRÚC MANG GEN PHỤC VỤ ie gh tn to NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM GEN ZmBZIP72 PHÂN LẬP TỪ GIỐNG NGÔ ĐỊA p NGHIÊN CỨU CHUYỂN GEN VÀO CÂY TRỒNG d oa nl w lu Mã số: 60 42 01 14 oi lm ul nf va an Chuyên ngành: Sinh học thực nghiệm z at nh LUẬN VĂN THẠC SỸ SINH HỌC z m co l gm @ GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN: TS HUỲNH THỊ THU HUỆ an Lu Hà Nội - 2017 n va ac th si LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa cơng bố cơng trình khác Hà Nội, Ngày tháng năm 2017 Tác giả luận văn lu an va n Phạm Thị Hằng p ie gh tn to d oa nl w oi lm ul nf va an lu z at nh z m co l gm @ an Lu n va ac th i si LỜI CẢM ƠN Trước hết, xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành sâu sắc tới TS Huỳnh Thị Thu Huệ - Phó trưởng phịng Đa dạng sinh học hệ gen – Viện Nghiên cứu hệ gen tận tình hướng dẫn dìu dắt tơi q trình hồn thành luận văn Luận văn thực phòng Đa dạng sinh học hệ gen – Viện Nghiên cứu hệ gen với hỗ trợ kinh phí Đề tài cấp nhà nước: “Phân lập thiết kế gen chịu hạn phục vụ công tác tạo giống ngô biến đổi gen” giai đoạn 2014-2018 Bộ Nông nghiệp Phát lu triển Nông thôn quản lý an Tài nguyên sinh vật ban lãnh đạo Viện Nghiên cứu hệ gen giảng dạy tạo điều kiện n va Tôi xin chân thành cảm ơn thầy cô giáo thuộc sở đào tạo Viện Sinh thái to gh tn cho học tập thực luận văn p ie Tôi xin bày tỏ lịng biết ơn tới tồn thể cán Phịng Đa dạng sinh học hệ gen, Viện Nghiên cứu hệ gen ln nhiệt tình giúp đỡ cho lời khuyên oa nl w góp ý q báu q trình tơi thực luận văn d Cuối cùng, xin chân thành cảm ơn gia đình bạn bè ln động viên, giúp đỡ lu va an tơi suốt q trình học tập nghiên cứu Hà Nội, Ngày tháng năm 2017 ul nf oi lm Tác giả luận văn z at nh z m co l gm @ Phạm Thị Hằng an Lu n va ac th ii si DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT lu an Abscisic acid ABF ABRE binding factor ABRE AB -responsive element AP2/EREBP APETALA2/ethylene responsive element binding protein AREB ABA responsive element binding protein AS Acetosyringone bZIP basic leucine zipper CaMV Cauliflower mosaic virus n va ABA tn to CRT binding factor Crop Biotech Update p CBU ie gh CBF w Complementary DNA oa nl cDNA Calcium-dependent protein kinase CDS Coding DNA sequence CRT C-Repeat CSP Cold shock protein CUC2 Cupshaped cotyledon CYP Cyclophilin DEPC Diethyl pyrocarbonate DNA Deoxyribonucleic acid DRE Dehydration responsive element DREB Dehydration responsive element binding d CDPK oi lm ul nf va an lu z at nh z m co l gm @ an Lu n va ac th iii si lu an Drought and Salt Tolerance EAR ERF-associated amphiphilic repression EDTA Ethylenediaminetetraacetic acid ERD1 Early responsive to dehydration ERF Ethylene responsive e blement EtBr Ethidium bromide FAO Food and Agriculture Organization FAS-USDA Foreign Agricultural Service-United States Department of Agriculture HSP Heat Shock Protein n va DST tn to Lysogeny broth Matrix-assisted laser desorption/ionization- time of flight oa nl MALDI-TOF Late embryogenesis abundant w LEA p ie gh LB Multiple cloning site mRNA Messenger RNA NAC NAM, ATAF1,2, CUC2 NACRS NAC recognition sequence NAM No apical meristem NF-Y Nuclear factor Y PCR Polymerase Chain Reaction PIS Phosphatidylinositol synthase PKC Protein kinase C PTMs Post translation modifications d MCS oi lm ul nf va an lu z at nh z m co l gm @ an Lu n va ac th iv si lu an Ribonucleic acid RT-PCR Reverse transcription-polymerase chain reaction sHSP Small heat shock protein TF Transcription factor WFP World Food Programme WMO World Meteorological Organization ZAT Zinc transporter ZFP Zinc finger protein n va RNA p ie gh tn to d oa nl w oi lm ul nf va an lu z at nh z m co l gm @ an Lu n va ac th v si DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng Tên bảng Trang Bảng 1.1 Sản lượng ngô toàn giới qua niên vụ 2011/2012 – 14 2016/2017 Trình tự mồi sử dụng nghiên cứu Bảng 2.2 Thành phần môi trường sử dụng nuôi cấy mô thực vật 22 - 23 Bảng 3.1 Kết biến nạp gen ZmbZIP72 57 Bảng 3.2 Danh sách mẫu chuyển gen ZmbIP72 thu 58 lu Bảng 2.1 21 - 22 an n va p ie gh tn to d oa nl w oi lm ul nf va an lu z at nh z m co l gm @ an Lu n va ac th vi si DANH MỤC CÁC HÌNH Hình Tên hình Trang Hình 2.1 Sơ đồ vector biểu mang gen ZmbZIP72 29 Hình 3.1 Sản phẩm tách chiết RNA tổng số từ mẫu mô ngô xử lý hạn 38 nhân tạo lu an n va Sản phẩm PCR nhân gen Actin từ mẫu cDNA 39 Hình 3.3 Kết RT-PCR nhân gen ZmbZIP72 40 Hình 3.4 Tách chiết chọn lọc plasmid mang gen ZmbZIP72 41 Hình 3.5 Kiểm tra plasmid pJET 1.2 mang đoạn gen ZmbZIP72 42 So sánh trình tự nucleotide đoạn gen ZmbZIP72 từ giống Tẻ 43 to Hình 3.2 tn Hình 3.6 ie gh vàng chắt dạo (Lai Châu) với trình tự tham chiếu p Hình 3.7 So sánh trình tự acid amin suy diễn đoạn CDS đoạn gen 44 ZmbZIP72 giống Tẻ vàng chắt dạo (Lai Châu) với trình tự tham w oa nl chiếu Kiểm tra sản phẩm PCR sử dụng cặp mồi ZmbZIP72SacI F/R Hình 3.9 Kết cắt enzyme giới hạn BglII plasmid pJET 1.2 45 d Hình 3.8 an lu 46 Hình 3.11 Sản cắt plasmid pRTL2_ZmbZIP72 enzyme HindIII 47 Hình 3.12 Sản phẩm cắt plamsid pRTL2_ZmbZIP72 với enzyme BamHI HindIII Hình 3.13 Chọn lọc plasmid pCAMBIA1300 mang gen ZmbZIP72 48 Hình 3.14 Sản phẩm cắt plasmid pCAM1300_ZmbZIP72 enzyme HindIII Hình 3.15 Sản phẩm cắt plasmid tái tổ hợp 01 enzyme SacI, HindIII 51 nf 47 ul va Hình 3.10 Tách chiết chọn lọc plasmid pRTL2 mang gen ZmbZIP72 oi lm z at nh 50 z gm @ 51 l 53 Hình 3.17 Minh hoạ trình biến nạp tái sinh ngô chuyển gen 56 m co Hình 3.16 Sản phẩm PCR nhân đoạn gen ZmbZIP72 từ dịng plasmid an Lu Hình 3.18 DNA tổng số tách chiết từ mẫu chuyển gen ZmbZIP72 hệ T0 60 n va ac th vii si Hình 3.19 Sản phẩm PCR nhân gen thị hygromycin chuyển gen T0 Hình 3.20 Sản phẩm PCR nhân gen đích ZmbZIP72 chuyển gen T0 61 62 lu an n va p ie gh tn to d oa nl w oi lm ul nf va an lu z at nh z m co l gm @ an Lu n va ac th viii si MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT iii DANH MỤC CÁC BẢNG vi DANH MỤC CÁC HÌNH vii MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU lu 1.1.3.1 Các gen mã hoá protein chức 1.1.3.2 Các gen mã hoá protein truyền tín 1.1.3.3 Các gen mã hoá yếu tố điều khiển phiên mã to Tác động hạn hán đến sinh trưởng phát triển thực vật gh n va 1.1.1 tn an 1.1 Phản ứng thực vật điều kiện hạn hán , ie p 1.2 Họ bZIP yếu tố điều khiển phiên mã cảm ứng chống chịu hạn thực vật .10 w oa nl 1.3 Cấu trúc chức gen ZmbZIP72 12 d 1.4 Cây ngô vấn đề chịu hạn 14 an lu 1.5 Nghiên cứu tạo giống ngô biến đổi gen 17 va 1.6 Chuyển gen vào thực vật thông qua vi khuẩn Agrobacterium tumefaciens19 oi lm ul nf CHƯƠNG 2: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 21 2.1 Vật liệu hoá chất nghiên cứu 21 Mẫu thực vật 21 2.1.2 Các vật liệu khác 21 2.1.3 Hoá chất 21 2.1.4 Thiết bị nghiên cứu 23 z at nh 2.1.1 z gm @ 2.2 Phương pháp nghiên cứu 24 l Tách chiết DNA tổng số từ thực vật .24 2.2.2 Tách chiết RNA tổng số từ thực vật .25 2.2.3 Sinh tổng hợp cDNA sợi thứ 26 2.2.4 Phương pháp nhân gen kỹ thuật PCR 26 m co 2.2.1 an Lu n va ac th ix si lu an n va ie gh tn to Hình 3.20: Sản phẩm PCR nhân gen đích ZmbZIP72 chuyển gen T0 p M: maker 1kb, (+): sản phẩm PCR đối chứng dương với khuôn plasmid w pCAM1300_ZmbZIP72, (-): Sản phẩm PCR từ H2O, WT: sản phẩm PCR từ DNA oa nl tổng số ngô không chuyển gen, – 44: Sản phẩm PCR 44 mẫu DNA d chuyển gen an lu Qua ảnh điện di kiểm tra sản phẩm PCR (hình 3.20), thấy mẫu đối chứng va ul nf dương xuất băng đậm, rõ nét với kích thước xấp xỉ 1,1kb giống với kích thước oi lm lý thuyết Đối chứng âm không lên chứng tỏ phản ứng khơng bị tạp nhiễm Đối với mẫu thí nghiệm, hầu hết mẫu không xuất băng DNA nào, có đường chạy z at nh 11 33 xuất băng đậm rõ nét có kích thước với đối chứng dương Khi chuyển gen vào tế bào thực vật nhờ vi khuẩn Agrobacterium tumefaciens, đoạn T-DNA z gm @ chuyển vào nhờ máy phân tử vi khuẩn tế bào thực vật Đoạn T-DNA thiết kế bao gồm cấu trúc biểu RD29A::ZmbZIP72::35S gen thị thực vật l m co hygromycin Do đó, theo lý thuyết, cấu trúc biểu gen thị chuyển vào hệ gen Các số 127 195 cho thấy có mặt hai trình tự gen an Lu Hyg gen đích ZmbZIP72 đánh giá phương pháp PCR Tuy nhiên, PCR dương ac th 62 n va tính chưa chắn 100% với chuyển gen thành cơng có nhiều cách để giải thích có si mặt DNA mẫu phân tích: (i): nghiên cứu chuyển gen nhờ A tumefaciens, loài vi khuẩn thường tồn lâu dài mô tế bào thực vật trải qua trình loại bỏ vi khuẩn chọn lọc tế bào thực vật chuyển gen Và với nhiều loại đối tượng vi khuẩn A tumefaciens mang gen chuyển tồn khối mơ hay gian bào mẫu phân tích Nếu mẫu phân tích thực vật qua nhân giống hữu tính tức qua vài hệ tượng loại trừ (ii): gen chuyển tồn tự tế bào chất, biến qua sinh sản hữu tính, (iii): gen chuyển tồn không hoạt động, tức không biểu thành protein có chức sinh học Chính lý lu kết PCR có giá trị định hướng ban đầu Vì vậy, chúng tơi tiếp tục tiến hành an biểu gen ZmbZIP72 vào ngơ hệ sau n va thí nghiệm đánh giá tiếp sau để khẳng định thành công việc chuyển cấu trúc p ie gh tn to d oa nl w oi lm ul nf va an lu z at nh z m co l gm @ an Lu n va ac th 63 si KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Với kỹ thuật RT-PCR, đoạn gen mã hóa nhân tố phiên mã ZmbZIP72 phân - lập thành công từ RNA tổng số tách ngô giai đoạn ba xử lý hạn giống ngô Tẻ vàng chắt dạo (Lai Châu) Gen ZmbZIP72 phân lập có kích thước 894bp vùng CDS với hai điểm thay đổi so với trình tự tham chiếu: vị trí 486 A>C vị trí 493 C>T Đoạn gen ZmbZIP72 thiết kế thành công vào vector biểu - lu an pCAMBIA1300 điều khiển promoter cảm ứng RD29A tạo n va chủng vi khuẩn A tumefaciens mang vector tái tổ hợp làm nguyên liệu phục vụ - Đã tạo ngô chuyển gen T0 127 195 dương tính với PCR nhân gen đích gh tn to chuyển gen thực vật p ie ZmbZIP72 gen thị Hyg w Phân tích dịng ngơ chuyển gen qua hệ T1, T2,… nhằm chọn oa nl - Kiến nghị d dòng ổn định gen chuyển có khả chịu hạn oi lm ul nf va an lu z at nh z m co l gm @ an Lu n va ac th 64 si DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH CƠNG BỐ CĨ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN VĂN Phạm Thị Hằng, Hà Hồng Hạnh, Nguyễn Thùy Linh, Lê Thị Thu Hiền, Nông Văn - Hải, Huỳnh Thị Thu Huệ (2017) Thiết kế vector vào tạo chủng Agrobacteriums mang gen ZmbZIP72 phân lập từ ngơ Tạp chí cơng nghệ sinh học 15 (2): 333340 lu an n va p ie gh tn to d oa nl w oi lm ul nf va an lu z at nh z m co l gm @ an Lu n va ac th 65 si TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu Tiếng Việt Lê Trần Bình, Lê Thị Muội (1998) Phân lập gen chọn dòng chống chịu ngoại cảnh bất lợi lúa, NXB Đại Học Quốc Gia, Hà Nội Bùi Mạnh Cường (2007) Ứng dụng công nghệ sinh học chon tạo giống ngô NXB Nông nghiệp, Hà Nội Nguyễn Thị Phương Dung Phạm Xuân Hội (2010) Phân lập thiết kế vector biểu mang gen mã hóa nhân tố phiên mã điều khiển chịu hạn OsNAC6 Tạp lu chí Nơng nghiệp Phát triển Nông thôn 156 (10): 7-13 an Nguyễn Lam Điền (2003) Một số kết nghiên cứu giống cỏ D3 ST88 trồng Thái Nguyên Kỉ yếu hội nghị khoa học toàn quốc lần thứ Huế, n va Nguyễn Văn Đồng, Nguyễn Anh Vũ, Nguyễn Hữu Kiên, Dương Tuấn Bảo (2013) ie gh tn to NXB Khoa học Kĩ thuật Hà Nội 309 – 11 p Nghiên cứu biến nạp gen liên quan đến khả kháng hạn thuốc trừ cỏ vào Nguyễn Văn Đồng, Nguyễn Hữu Kiên (2013) Thiết kế vector biểu gen chịu oa nl w giống đậu tương ĐT22 Tạp chí Khoa học công nghệ 11: 3-9 d hạn NTCB-ZmNF-YB2 ngô Tạp chí Nơng nghiệp Phát triển nơng thơn 7: 31- va Nguyễn Văn Đồng, Phạm Thị Lý Thu, Lê Thị Mai Hương, Phạm Thị Hương, Lê nf an lu 37 oi lm ul Thị Lan, Nguyễn Chiến Hữu, Nguyễn Hữu Kiên, Trần Duy Hưng, Lê Huy Hàm (2015) Nghiên cứu chuyển gen chịu hạn NF-YB2 vào số dòng ngơ Việt Nam z at nh Tạp chí Nơng nghiệp Phát triển nông thôn 7: 3530 Phạm Thu Hằng Phạm Xuân Hội (2010) Phân lập thiết kế vector chuyển gen z gm @ mang gen điều khiển chịu hạn OsNAC1 lúa Tạp chí Cơng nghệ Sinh học 8(3):345352 l Phạm Thu Hằng, Nguyễn Duy Phương Phạm Xuân Hội (2014) Phân lập gen m co OsNAC10 liên quan tới tính chống chịu hạn từ giống lúa Indica Tạp chí cơng nghệ an Lu sinh học 12(2): 319-326 n va ac th 66 si 10 Phạm Thu Hằng, Nguyễn Duy Phương,Trần Lan Đài, Phan Tuấn Nghĩa Phạm Xuân Hội (2014) Thiết kế vector biểu gen OsNAC1 điều khiển promoter cảm ứng điều kiện bất lợi RD29A Tạp chí Khoa học – Đại học Quốc gia Hà Nội 30(4): 1-10 11 Trần Thị Cúc Hòa (2009) Tạo dòng đậu tương biến đổi gen kháng sâu chịu hạn Báo cáo khoa học Hội thảo khoa học đánh giá kết thực đề tài, dự án công nghệ sinh học nông nghiệp - thủy sản giai đoạn 20072008, Hà Nội 7/4/2009 Bộ Nông nghiệp Phát triển nông thôn 26-28 lu 12 Trần Thị Cúc Hòa, Phạm Trung Nghĩa, Trần Ngọc Thạch, Hồ Thị Huỳnh Như, Lã an va Cao Thắng, Trần Thanh Hải, Nguyễn Trần Hải Bằng, Trang, V.T.K (2015) Tạo n dòng đậu tương biến đổi gene kháng sâu chịu hạn Tạp chí Nơng nghiệp Phát gh tn to triển nông thôn 6: 19-25 ie 13 Huỳnh Thị Thu Huệ, Nguyễn Văn Trường, Bùi Mạnh Minh, Đồn Thị Bích THảo, p Nguyễn Xn Thắng, Nơng Văn Hải, Bùi Mạnh Cường (2014) Thiết kế vector biểu nl w mang gen modiCspB chuyển gen vào ngơ Tạp chí cơng nghệ sinh d oa học 12(1): 125 – 132 an lu 14 Đinh Thị Phòng (2001) Nghiên cứu khả chịu hạn chọn dòng chịu hạn lúa ul nf học va kỹ thuật nuôi cấy mô thực vật Luận án Tiến sĩ Sinh học, Viện Công nghệ Sinh oi lm 15 Cao Lệ Quyên, Trần Tuấn Tú, Phạm Thị Vân, Phạm Xuân Hội (2012) Thiết kế vector chuyển gen mang gen điều khiển OsDREB1A có tiềm tăng cường tính z at nh chống chịu với điều kiện bất lợi môi trường lúa Tạp chí Cơng nghệ Sinh học 10(2): 271-279 z gm @ 16 Cao Lệ Quyên, Trần Tuấn Tú, Phạm Xuân Hội (2009) Phân lập chuyển gien điều khiển chịu hạn MtOsDREB2A vào giống lúa Chành trụi thơng qua an Lu 17 Ngơ Hữu Tình (2009) Chọn lọc lai tạo giống ngô m co l Agrobacterium Tạp chí sinh học 3(2) n va ac th 67 si 18 Phan Đức Thịnh, Hoàng Thị Thùy, Phạm Quang Tuân, Vũ Thị Bích Hạnh, Nguyễn Thị Hân, Vũ Văn Liết (2013) Chọn lọc dịng ngơ có khả chịu hạn dựa kiểu hình vào maker phân tử Tạp chí khoa học Phát triển 11(2): 184-193 19 Nguyễn Đức Thuận, Luân Thị Đẹp, Nguyễn Thị Thuý Hường (2008) Kết đánh giá khả chịu hạn số giống ngô lai tỉnh Sơn La Tạp chí Nơng nghiệp Phát triển nơng thơn 6(6): 22-25 20 Lương Văn Vàng, Vũ Văn Dũng, Vũ Hoài Sơn (2013) Nghiên cứu tạo giống ngơ cho vùng khó khăn Hội thảo quốc gia Khoa học Cây trồng lần thứ 348 – lu an 356 va Tài liệu tiếng Anh n to gh tn 21 Abdullah, A Y., Obeidat, B S., Muwalla, M M., Matarneh, S K., Ishmais, M A A (2011) Growth performance, carcass and meat characteristics of black goat kids ie p fed sesame hulls and Prosopis juliflora pods Asian-Aust J Anim Sci 24 (9): 1217- nl w 1226 oa 22 Belkheiri O, Mulas M (2013) The effects of salt stress on growth, water relations d and ion accumulation in two halophyte Atriplex species Environmental and lu va an Experimental Botany 86, 17–28 ul nf 23 Bhatnagar-Mathur P., Rao J S., Vadez V., Dumbala S R., Rathore A., Yamaguchi- oi lm Shinozaki K., (2014) Transgenic peanut overexpressing the DREB1A transcription factor has higher yields under drought stress Mol Breed 33 327–340 z at nh 10.1007/s11032-013-9952-7 24 Brookes and Barfoot (2017) Farm income and production impacts of using GM z gm @ crop technology 1996–2015 GM Crops & Food 8(3): 156 – 193 25 Cai X, Chen J, Xu H, Liu S, Jiang QX, Halfmann R, Chen ZJ (2014) Prion-like l polymerization underlies signal transduction in antiviral immune defense and m co inflammasome activation Cell 156(6): 1207-22 an Lu 26 Cattivelli L., Rizza F., Badeck F.W., Mazzucotelli E., Mastrangelo A.M., Francia E., Mare C., Tondelli A., Stanca A.M (2008) Drought tolerance improvement in n va ac th 68 si crop plants: An integrative view from breeding to genomics Field Crop Res 105: 1–14 27 Century K, Reuber TL, and Ratcliffe OJ (2008) Regulating the regulators: The future prospects for transcription-factor-based agricultural biotechnology products Plant Physiol 147: 20–29 28 Chan, M.-T., Chang, H.-H., Ho, S.-L., Tong, W.-F and Yu, S.-M (1993) Agrobacterium-mediated production of transgenic rice plants expressing a chimeric α-amylase promoter/β-glucuronidase gene Plant Mol Biol 22: 491-506 lu an 29 Chapman S C., Edmeades G O (1999) Selection improves tolerance to mid/late n va season drought in tropical maize populations II Direct and correlated responses to among secondary traits Crop Sci 39: 1315–1324 gh tn 30 de Paiva Rolla A A., de Fátima Corrêa Carvalho J., Fuganti-Pagliarini R., Engels p ie C., Rio A., Marin S R., (2014) Phenotyping soybean plants transformed with rd29A:AtDREB1A for drought tolerance in the greenhouse and field Transgenic nl w Res 23: 75–87 d oa 31 Dong Chun-lin, Zhang Ming-yi, Zhang Yan-qin, Yang Li-li, Liang Gai-mei, Sun an lu Jie, Lin Zhong-ping, Gou Jjian-fang (2011) Transformation of trehalose synthase va gene (TPS Gene) into corn inbred line and identification of drought tolerance ul nf Academic Journals 10(68): 15253-15258 oi lm 32 Edmeades G O., Bolaños J., Elings A., Ribaut J.-M., Bänziger M., Westgate M E (2000) The role and regulation of the anthesis-silking interval in maize, in z at nh Physiology and Modeling Kernel Set in Maize Madison, WI: CSSA Special Publication (29): 43–73 z gm @ 33 FAOSTAT, 2016 34 FAS/USDA, 2017 l m co 35 Fujita Y, Fujita M, Satoh R, Maruyama K, Parvez MM, Seki M, Hiratsu K, OhmeTakagi M, Shinozaki K, Yamaguchi-Shinozaki K (2005) AREB1 is a transcription an Lu activator of novel ABRE-dependent ABA signaling that enhances drought stress n ac th 69 va tolerance in Arabidopsis Plant cell 17:3470-3488 si 36 Grelet J, Benamar A, Teyssier E, Avelange-Macherel MH, Grunwald D, Macherel D (2005) Identification in pea seed mitochondria of a late-embryogenesis abundant protein able to protect enzymes from drying Plant Physiol 137: 157–167 37 Guo Z, Qian L, Liu R, Dai H, Zhou M, Zheng L, Shen B (2008) Nucleolar localization and dynamic roles of flap endonuclease in ribosomal DNA replication and damage repair Mol Cell Biol 28(13): 4310-9 38 Hu H, Dai M, Yao J, Xiao B, Li X, Zhang Q, Xiong L (2006) Overexpressing a NAM, ATAF, and CUC (NAC) transcription factor enhances drought resistance and lu an salt tolerance in rice Proc Natl Acad Sci USA 103:1 2987–12992 n va 39 Hu X, Li Y, Li C, Yang H, Wang W, Lu M (2010) Characterization of small heat J Plant Growth Regul 29 (4): 455–464 gh tn to shock proteins associated with maize tolerance to combined drought and heat stress ie 40 Huang XY, Chao DY, Gao JP, Zhu MZ, Shi M, Lin HX (2009) A previously p unknown zinc finger protein, DST, regulates drought and salt tolerance in rice via nl w stomatal aperture control Genes Dev 23:1805–1817 d oa 41 Huawen Zou, Xiaohan Wang, Conglin Huang, Jinsong Chen, Xiuhai Zhang, Chang an lu Luo, RongYu, Zhongyi Wu (2014) Stress - inducible expression of a gene encoding va C - repeat binding factor (CBF4) from Arabidopsis improved performance of ul nf transgenic maize under drought condition POJ 7(2): 94-101 oi lm 42 Iwaki T., Guo L., Ryals J A., Yasuda S., Shimazaki T., Kikuchi A., (2013) Metabolic profiling of transgenic potato tubers expressing Arabidopsis dehydration z at nh response element-binding protein 1A (DREB1A) J Agric Food Chem 61: 893– 900 z Arabidopsis Trends Plant Sci 7: 106–11 l gm @ 43 Jakoby, M, Weisshaar, B, Droge-Laser, W (2002) bZIP transcription factors in m co 44 Kang JY, Choi HI, Im MY, Kim SY (2002) Arabidopsis basic leucine zipper proteins that mediate stress-responsive abscisic acid signaling Plant Cell 14: 343-357 an Lu 45 Karaba A, Dixit S, Greco R, Aharoni A, Trijatmiko KR, Marsch-Martinez N, ac th 70 n va Krishnan A, Nataraja KN, Udayakumar M, Pereira A (2007) Improvement of water si use efficiency in rice by expression of HARDY, an Arabidopsis drought and salt tolerance gene Proc Natl Acad Sci 104: 15270–15275 46 Kasuga M, Liu Q, Miura S, Yamaguchi-Shinozaki K, Shinozaki K (1999) Improving plant drought, salt, and freezing tolerance by gene transfer of a single stress-inducible transcription factor Nat Biotechnol 17:287–291 47 Kasuga M., Miura S., Shinozaki K., Yamaguchi-Shinozaki K (2004) A combination of the Arabidopsis DREB1A gene and stress inducible Rd29A promoter improved drought- and low temperature stress tolerance in tobacco by lu an gene transfer Plant Cell Physiol 45: 346–350 n va 48 Kim S, Kang J, Cho D, Park JH, Kim SY (2004) ABF2, an ABRE binding bZIP multiple stress tolerance Plant J 40: 75–87 gh tn to factor, is an essential component of glucose signaling and its overexpression affects p ie 49 Kim SY (2006) The role of ABF family bZIP class transcription factors in stress response Physiol Plant 126: 519–527 nl w 50 Kovtun Y, Chiu WL, Tena G, Sheen J (2000) Functional analysis of oxidative d oa stress-activated mitogen-activated protein kinase cascade in plants Proc Natl Acad an lu Sci USA 97: 2940–2945 va 51 Lightfoot, Mungur, Ameziane, R., Nolte, S., Long, L., Bernhard, K., Colter, A., ul nf Jones, K., Iqbal, M J., Varsa, E., & Yong, B ( 2007 ) Improved drought tolerance oi lm of transgenic Zea mays plants that express the glutamate dehydrogenase gene (gdhA) of E coli Euphytica 156: 103–116 z at nh 52 Liu J, Huang X, Withers BR, Blalock E, Liu K, Dickson RC (2013) Reducing sphingolipid synthesis orchestrates global changes to extend yeast lifespan Aging z gm @ Cell 12(5):833-41 53 Lu G, Gao C, Zhong X, Han B (2009) Identification of OsbZIP72 as a positive l m co regulator of ABA response and drought tolerance in rice Planta 229: 605-615 54 Mundy J, Yamaguchi-Shinozaki K, Chua NH (1990) Nuclear proteins bind an Lu conserved elements in the abscisic acid-responsive promoter of a rice rab gene Proc ac th 71 n va Natl Acad Sci USA 87: 1406–1410 si 55 Nakashima K, Ishida H, Nakatomi A, Yazawa M (2012) Specific conformation and Ca(2+)-binding mode of yeast calmodulin: insight into evolutionary development J Biochem 152(1): 27-35 56 Nakashima K., Tran L.S., Van Nguyen D., Fujita M., Maruyama K., Todaka D., Ito Y (2007) Functional analysis of a NAC‐type transcription factor OsNAC6 involved in abiotic and biotic stress‐responsive gene expression in rice Plant J 51, 617–630 57 Nguyen Duy Phuong and Xuan Hoi Pham (2015) Isolation and characterization of lu an a OsRap2.4A transcription factor and its expression in Arabidopsis for enhancing n va high salt and drought tolerance Current Science 108(1): 51 – 62 (2014) Identification and characterization of a stress inducible gene OsNLI-IF gh tn to 58 Nguyen Duy Phuong, Tuteja Narendra, Tuan Nghia Phan and Xuan Hoi Pham p ie enhancing drought tolerance in transgenic tobacco Current Science 109(3): 541 – 551 nl w 59 Nijhawan A, Jain M, Tyagi AK, Khurana JP (2008) Genomic survey and gene d oa expression analysis of the basic leucine zipper transcription factor family in rice an lu Plant physiology 146: 333-350 va 60 Nikos and Bruinsma (2012) World agriculture towards 2030/2050: the 2012 oi lm Economics Division ul nf revision Global Perspective Studies Team FAO Agricultural Development 61 Oh SJ, Song SI, Kim YS, Jang HJ, Kim SY, Kim M, Kim YK, Nahm BH, Kim JK z at nh (2005) Arabidopsis CBF3/DREB1A and ABF3 in transgenic rice increased tolerance to abiotic stress without stunting growth Plant physiology 138: 341-351 z gm @ 62 Pellegrineschi A., Reynolds M., Pacheco M., Maria B R., Almeraya R., Yamaguchi-Shinozaki K., et al (2004) Stress-induced expression in wheat of the l greenhouse conditions Genome 47: 493–500 m co Arabidopsis thaliana DREB1A gene delays water stress symptoms under an Lu 63 Qin F, Sakuma Y, Li J, Liu Q, Li YQ, Shinozaki K, Yamaguchi-Shinozaki K (2004) ac th 72 n va Cloning and functional analysis of a novel DREB1/CBF transcription factor si involved in cold-responsive gene expression in Zea mays L Plant Cell Physiol 45 1042–1052 64 Quan R, Shang M, Zhang H, Zhao Y, Zhang J (2004) Improved chilling tolerance by transformation with betA gene for the enhancement of glycinebetaine synthesis in maize Plant Science 166: 141–149 65 Raineri DM, Bottino P, Gordon MP, Nester EW (1990) Agrobacterium mediated transformation of rice (Oryza sativaL.) BioTechnology 8: 33–38 66 Redillas M C., Jeong J S., Kim Y S., Jung H., Bang S W., Choi Y D., et al lu an (2012) The overexpression of OsNAC9 alters the root architecture of rice plants n va enhancing drought resistance and grain yield under field conditions Plant to Biotechnol J 10: 792–805 gh tn 67 Repellin A, Baga M, Jauhar PP, Chibbar RN (2001) Genetic enrichment of cereal p ie crops via alien gene transfer: new challenges Plant Cell, Tissue and Organ Culture 64: 159-183 nl w 68 Saibo NJM, Lourenco T, Oliveira MM (2009) Transcription factors and regulation d oa of photosynthetic and related metabolism under environmental stresses Annals of an lu Botany 103: 609 -623 va 69 Saint Pierre C., Crossa J L., Bonnett D., Yamaguchi-Shinozaki K., Reynolds M P oi lm 1808 ul nf (2012) Phenotyping transgenic wheat for drought resistance J Exp Bot 63: 1799– 70 Sakamoto H, Araki T, Meshi T, Iwabuchi M (2000) Expression of a subset of the z at nh Arabidopsis Cys(2)/His(2)-type zinc-finger protein gene family under water stress Gene 248: 23–32 z gm @ 71 Sakamoto, T., (2004) An overview of gibberellin metabolism enzyme genes and their related mutants in rice Plant Physiol 134: 1642–1653 l m co 72 Sheng Y, Zhang DF, Fu J, Shi YS, Song YC, Wang TY, Li Y (2012) Cloning and characterization of a maize bZIP transcription factor, ZmbZIP72, confers drought an Lu and salt tolerance in transgenic Arabidopsis Planta 235: 253-266 n va ac th 73 si 73 Shou, H., Eloyan, A., Nebel, M.B., Pekar, J.J., Mostofsky, S., Caffo, B., Lindquist, M.A., Crainiceanu (2014) Shrinkage prediction of seed voxel brain connectivity using resting-state fMRI NeuroImage 74 Tang N, Zhang H, Li X, Xiao J, Xiong L (2012) Constitutive activation of transcription factor OsbZIP46 improves drought tolerance in rice Plant Physiology 158(4): 1755-1768 75 Tran LS, Nakashima K, Sakuma Y, Simpson SD, Fujita Y, Maruyama K, Fujita M, Seki M, Shinozaki K, Yamaguchi-Shinozaki K (2004) Isolation and functional lu an analysis of Arabidopsis stress-inducible NAC transcription factors that bind to a n va drought responsive cis-element in the early responsive to dehydration stress to promoter Plant Cell 16:2481–2498 gh tn 76 Trivedi DK, et al (2012) Genome wide analysis of Cyclophilin gene family from 66 p ie rice and Arabidopsis and its comparison with yeast Plant Signal Behav 7(12): 1653- nl w 77 Trivedi P., Anderson I C., Singh B K (2013) Microbial modulators of soil carbon d oa storage: integrating genomic and metabolic knowledge for global prediction Trends an lu Microbiol 21: 641–651 va 78 Ülker B, Somssich IE (2004) WRKY transcription factors: from DNA binding ul nf towards biological function Curr Opin Plant Biol 7: 491–498 oi lm 79 Umezawa T., Yoshida R., Maruyama K., Yamaguchi-Shinozaki K., Shinozaki K (2004) SRK2C, a SNF1 -related protein kinase 2, improves drought tolerance by z at nh controlling stress -responsive gene expression in Arabidopsis thaliana Proc Natl Acad Sci U.S.A 101: 17306–17311 z gm @ 80 Wardlaw I.F., Willenbrink J (2000) Mobilization of fructan reserves and changes in enzyme activities in wheat stems correlate with water stress during kernel filling l m co New Phytol 148: 413–422 81 WMO, (2016) WMO provisional Statement on the Status of the Global Climate in an Lu 2016 n va ac th 74 si 82 Xiang Y, Tang N, Du H, Ye H, Xiong L (2008) Characterization of OsbZIP23 as a key player of the basic leucine zipper transcription factor family for conferring abscisic acid sensitivity and salinity and drought tolerance in rice Plant Physiol 148: 1938–1952 83 Xiangzhu Kong, Shumei Zhou, Suhong Yin, Zhongxian Zhao, Yangyang Han, and Wei Wang (2016) Stress-Inducible Expression of an F-box Gene TaFBA1 from Wheat Enhanced the Drought Tolerance in Transgenic Tobacco Plants without Impacting Growth and Development Front Plant Sci 7: 1295 lu an 84 Xiao B, Huang Y, Tang N, Xiong L (2007) Over-expression of a LEA gene in rice va improves drought resistance under the Weld conditions Theoretical and Applied n Genetics 115: 35 – 46 to gh tn 85 Xiao BZ, Chen X, Xiang CB, Tang N, Zhang QF, Xiong LZ (2009) Evaluation of ie seven function-known candidate genes for their effects on improving drought p resistance of transgenic rice under field conditions Mol Plant 2: 73–83 nl w 86 Xiong X, Wang X, Ewanek R, Bhat P, Diantonio A, Collins CA (2010) Protein d oa turnover of the Wallenda/DLK kinase regulates a retrograde response to axonal an lu injury J Cell Biol 191: 211–223 va 87 Xu DQ, Huang J, Guo SQ, Yang X, Bao Y-M, Tang H-J, Zhang H-S (2008) ul nf Overexpression of a TFIIIA-type zinc finger protein gene ZFP252 enhances drought oi lm and salt tolerance in rice (Oryza sativa L.) FEBS Lett 582:1037–1043 88 Yamaguchi-Shinozaki K and Shinozaki K (2006) Transcriptional regulatory z at nh networks in cellular responses and tolerance to dehydration and cold stresses Annu Rev Plant Biol 57: 781–803 z gm @ 89 Yamaguchi-Shinozaki K., Shinozaki K (1993) Arabidopsis DNA encoding two desiccation responsive rd29 genes Plant Physiol 101: 1119–1120 l m co 90 Yamaguchi-Shinozaki K., Shinozaki K (1994) A novel cis-acting element in an Arabidopsis gene is involved in responsiveness to drought, low-temperature or high- an Lu salt stress Plant Cell 6: 251–264 n va ac th 75 si 91 Yang S, Vanderbeld B, Wan J, Huang Y (2010) Narrowing down the targets: towards successful genetic engineering of drought-tolerant crops Mol Plant 3(3): 469–490 92 Zou M, Guan Y, Ren H, Zhang F, Chen F (2008) A bZIP transcription factor, OsABI5, is involved in rice fertility and stress tolerance Plant Mol Biol 66: 675– 683 lu an n va p ie gh tn to d oa nl w oi lm ul nf va an lu z at nh z m co l gm @ an Lu n va ac th 76 si