Nghiên cứu phân lập gen liên quan đến khả năng kháng mọt của một số giống ngô

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC ĐẶNG THỊ HOA NGHIÊN CỨU PHÂN LẬP GEN LIÊN QUAN ĐẾN KHẢ NĂNG KHÁNG MỌT CỦA MỘT SỐ GIỐNG NGÔ LUẬN VĂN THẠC SĨ CÔNG NGHỆ SINH HỌC THÁI NGUYÊN - 2015 Số hóa trung tâm Học liệu– ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC ĐẶNG THỊ HOA NGHIÊN CỨU PHÂN LẬP GEN LIÊN QUAN ĐẾN KHẢ NĂNG KHÁNG MỌTCỦA MỘT SỐ GIỐNG NGÔ Chuyên ngành: Công nghệ sinh học Mã số: 60.42.02.01 LUẬN VĂN THẠC SĨ CÔNG NGHỆ SINH HỌC Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS Nguyễn Vũ Thanh Thanh Số hóa trung tâm Học liệu– ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn THÁI NGUYÊN - 2015 LỜI CẢM ƠN Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS.TS Nguyễn Vũ Thanh Thanh, ngƣời hƣớng dẫn, bảo tận tình giúp đỡ suốt trình thực đề tài hoàn chỉnh luận văn Tôi xin chân thành cảm ơn thầy cô giáo Khoa Khoa học sống Đại học Khoa học - Đại học Thái Nguyên tạo điều kiện thuận lợi có góp ý sâu sắc cho thời gian học tập thực đề tài Tôi xin chân thành cảm ơn TS Lê Văn Sơn cán bộ, kỹ thuật viên phòng Công nghệ DNA ứng dụng - Viện Công nghệ Sinh học - Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam tạo điều kiện giúp đỡ tốt để hoàn thành đề tài nghiên cứu Cuối cùng, xin đƣợc bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới gia đình, đồng nghiệp bạn bè động viên, khích lệ, chia sẻ khó khăn suốt trình học tập nghiên cứu Thái Nguyên, ngày tháng 05 năm 2015 Tác giả luận văn Đặng Thị Hoa Số hóa trung tâm Học liệu– ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận văn công trình nghiên cứu dƣới hƣớng dẫn PGS.TS Nguyễn Vũ Thanh Thanh, giúp đỡ cán Khoa Khoa học sống - Đại học Khoa học - Đại học Thái Nguyên, Viện Công nghệ Sinh học - Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam Các số liệu, kết luận văn trung thực chƣa đƣợc công bố công trình khác Tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm số liệu luận văn Thái Nguyên, ngày tháng 05 năm 2015 Tác giả luận văn Đặng Thị Hoa Số hóa trung tâm Học liệu– ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn MỤC LỤC Trang MỞ ĐẦU Chƣơng TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 CÂY NGÔ 1.1.1 Nguồn gốc phân loại 1.1.2 Đặc điểm sinh học 1.1.3 Đặc điểm hóa sinh hạt ngô 1.1.4 Giá trị kinh tế ngô 1.1.5 Tình hình sản xuất ngô giới 1.2 MỌT NGÔ VÀ ẢNH HƢỞNG CỦA NÓ TỚI QUÁ TRÌNH BẢO QUẢN NÔNG SẢN 14 1.2.1 Thành phần côn trùng hại ngô bảo quản 14 1.2.2 Mọt ngô 16 1.2.3 Sự thiệt hại mọt ngô gây 18 1.3 CƠ SỞ DI TRUYỀN CỦA TÍNH KHÁNG MỌT 19 1.3.1 Defensin thực vật 20 1.3.2 Proteinases cystatin 22 Chƣơng VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 29 2.1 VẬT LIỆU 29 2.2 HÓA CHẤT VÀ THIẾT BỊ 30 2.2.1 Hóa chất 30 2.2.2 Thiết bị 31 2.3 PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 32 2.3.1 Phƣơng pháp sinh lí 32 2.3.2 Phƣơng pháp sinh học phân tử 32 2.3.3 Phƣơng pháp xử lý kết tính toán số liệu 40 2.4 ĐỊA ĐIỂM NGHIÊN CỨU 40 Số hóa trung tâm Học liệu– ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn Chƣơng KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 41 3.1 KẾT QUẢ ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG KHÁNG MỌT 41 3.1.1 Đặc điểm hình thái, khối lƣợng giống ngô nghiên cứu 41 3.1.2 Kết đánh giá khả kháng mọt 42 3.2 KẾT QUẢ PHÂN LẬP GEN CYSTATIN 43 3.2.1 Nhân gen Cystatin2 (Cys2) từ mRNA kỹ thuật RT - PCR tinh sản ph m RT – PCR 43 3.2.2 Tách dòng đoạn mã hoá gen Cys2 45 3.3 KẾT QUẢ XÁC ĐỊNH TRÌNH TỰ GEN CYSTATIN 47 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 53 TÀI LIỆU THAM KHẢO 54 Số hóa trung tâm Học liệu– ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT Nghĩa tiếng Anh ABA bp cDNA Nghĩa tiếng Việt Abscisic acid (cặp bazơ) base pair complementary DNA đtg đồng tác giả DEPC diethyl pyrocarbonate DNA Deoxyribose nucleic acid dNTP deoxynucleoside triphosphate EDTA Ethylene diamine tetraacetic acid E coli Escherichia coli IPTG Isopropyl β -D-1-thiogalactopyranoside kb kDa mRNA kilo base kilo Dalton messenger ribonucleic acid OD Optical density PCR Polymerase chain reaction RNA Ribonucleic acid SDS Sodium dodecyl sulfate TAE Tris-acetate-EDTA X-gal (Phản ứng chuỗi trùng hợp) 5- bromo-4-chloro-3-indolyl-β-Dgalacto-pyranoside Số hóa trung tâm Học liệu– ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn DANH MỤC CÁC HÌNH TRONG LUẬN VĂN Hình 1.1 Mọt gạo S oryzae L 17 Hình 1.2 Mọt ngô S zeamay 17 Hình 1.3 Hai lớp defensin thực vật 21 Hình 2.1 Hình thái hạt 10 mẫu ngô nghiên cứu 29 Hình 3.1 Hình ảnh điện di sản ph m PCR nhân đoạn mã hóa gen Cys2 44 Hình 3.2 Hình ảnh điện di sản ph m tinh đoạn mã hoá gen Cys2 45 Hình 3.3 Hình ảnh khu n lạc mang gen Cys2 46 Hình 3.4 Hình ảnh điện di tách plasmid tái tổ hợp mang gen Cys2 47 Hình 3.5 So sánh trình tự nucleotide gen Cys2 mẫu ngô TQ1 với trình tự có mã D38130 48 Hình 3.6 So sánh trình tự amino acid suy diễn mẫu ngô TQ1 với D38130 NCBI 49 Số hóa trung tâm Học liệu– ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn DANH MỤC CÁC BẢNG TRONG LUẬN VĂN Bảng 1.1 Thành phần hóa học ngô so với loại hạt ngũ cốc khác [12] Bảng 1.2 Sản xuất ngô giới giai đoạn 1961 - 2012 Bảng 1.3 Tình hình sản xuất ngô số nƣớc giới năm 2012 11 Bảng 1.4 Tình hình sản xuất ngô Việt Nam từ 1975 – 2012 13 Bảng 2.1 Danh sách 10 mẫu ngô làm vật liệu nghiên cứu 29 Bảng 2.2 Cặp mồi nhân gen cystatin2 30 Bảng 2.3 Danh mục thiết bị sử dụng 31 Bảng 2.4 Thành phần hóa chất cho phản ứng tổng hợp cDNA 33 Bảng 2.5 Thành phần hóa chất phản ứng PCR nhân gen Cystatin2 34 Bảng 2.6 Thành phần hóa chất gắn gen Cystatin2 vào vector tách dòng pBT 35 Bảng 2.7 Thành phần hóa chất tách chiết plasmid 37 Bảng 3.1 Hình thái khối lƣợng hạt 10 mẫu ngô nghiên cứu 41 Bảng 3.2 Lƣợng ngô hao hụt theo thời gian 10 mẫu ngô nghiên cứu 43 Bảng 3.3 Sự sai khác trình tự nucleotide gen Cys2 mẫu ngô TQ1 trình tự có mã số D38130 48 Bảng 3.4 Hệ số tƣơng đồng nucleotide gen Cys2 mẫu ngô TQ1 trình tự có mã D38130 48 Bảng 3.5 Sự sai khác trình tự amino acid mẫu ngô TQ1 với D38130 49 Bảng 3.6 Hệ số tƣơng đồng amino acid suy diễn protein Cys2 mẫu ngô TQ1 với D38130 50 Số hóa trung tâm Học liệu– ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn MỞ ĐẦU LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI Trên giới, ngô ngũ cốc quan trọng, đứng thứ ba diện tích sau lúa mì lúa nƣớc, đứng thứ hai sản lƣợng đứng thứ suất [12] Ở Việt Nam, ngô lƣơng thực quan trọng không cung cấp lƣơng thực cho ngƣời, vật nuôi mà trồng xóa đói giảm nghèo tỉnh có điều kiện kinh tế khó khăn Do đó, ngô lƣơng thực đƣợc trọng trồng nƣớc ta Và tƣơng lai sản xuất đủ nhu cầu nội địa, chắn ngô mặt hàng xuất kh u nƣớc ta giống nhƣ lúa gạo, nhu cầu lƣơng thực chế biến giới ngày tăng [13] Cùng với phát triển việc sản xuất ngô, công tác bảo quản ngô khâu quan trọng Đặc biệt, với đặc điểm khí hậu nƣớc ta nóng m quanh năm, nấm mốc, mối mọt, côn trùng, động vật gây hại phát triển mạnh nên công tác bảo quản lại quan trọng Tuy nhiên, việc bảo quản ngô sau thu hoạch Việt Nam khâu yếu Ngô sau thu hoạch đƣợc lƣu trữ nông hộ làm thức ăn gia súc chờ lên giá sau vụ thu hoạch bán thị trƣờng Một lƣợng lớn lại đƣợc số công ty có lực bảo quản lớn, sở tƣ nhân lƣu trữ với quy mô vừa nhỏ thu mua…Các sở trực tiếp thu gom ngô hạt tƣơi từ hộ nông dân tỉnh với số lƣợng lớn, sau tiến hành sấy, ngô đƣợc bảo quản để phân phối dần thị trƣờng Chính ngô bảo quản kho dài ngày, thành phần sâu mọt hại tƣơng đối đa dạng làm hao hụt chất lƣợng khối lƣợng sản ph m Trong gây hại loài mọt ngô (Sitophilus zeamais Motsch) nghiêm trọng [3] Mặt khác, biện pháp phòng chống đối tƣợng gây hại sở lƣu trữ ngô chƣa thực hiệu Ngày nay, phát triển sinh học đại với nhiều kĩ thuật đời đặt vấn đề việc phải tạo đƣợc giống ngô Số hóa trung tâm Học liệu– ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn lỏng (có bổ sung carbenicillin 50 mg/l) Nuôi 37°C, lắc 200 vòng/phút 16 giờ, sau mang tách plasmid tái tổ hợp Sản ph m tách plasmid tái tổ hợp đƣợc điện di kiểm tra gel agrose 0,8% Kết đƣợc thể hình 3.5 M 1 Hình 3.4 Hình ảnh điện di tách plasmid tái tổ hợp mang gen Cys2 (M: Marker 1kb; 1: plasmid mang gen cys2 mẫu TQ1) Kết điện di hình 3.5 cho thấy sản ph m tách plasmid tái tổ hợp mang gen Cys2 đạt kết tốt, băng vạch gọn rõ nét, xuất băng DNA mong muốn kích thƣớc khoảng 400 bp Các khu n lạc đƣợc chọn dòng phục vụ cho mục đích đọc trình tự 3.3 KẾT QUẢ XÁC ĐỊNH TRÌNH TỰ GEN CYSTATIN Để xác định trình tự nucleotide gen Cys2 tách dòng, gửi đọc trình tự thiết bị giải trình tự tự động ABI PRISM® 3100 - Avant Genetic Analyzer (Applied Biosystems) viện Công nghệ Sinh học Kết đƣợc phân tích phần mềm BioEdit Kết xác định đƣợc trình tự gen mẫu TQ1 (T) có kích thƣớc 405 nucleotide mã hoá cho 135 amino acid Tiến hành so sánh trình tự đoạn mã hoá gen Cys2 mẫu TQ1 với trình tự gen mang mã số D38130 công bố Ngân hàng gen quốc tế phần mềm BioEdit Kết đƣợc trình bày hình 3.6 Số hóa trung tâm Học liệu– ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn Hình 3.5 So sánh trình tự nucleotide gen Cys2 mẫu ngô TQ1 với trình tự có mã D38130 So sánh trình tự nucleotide cho thấy: - TQ1 khác D38130 vị trí 31, 71, 100, 143, 146, 354, 355, 362 Bảng 3.3 Sự sai khác trình tự nucleotide gen Cys2 mẫu ngô TQ1 trình tự có mã số D38130 Vị trí 31 71 100 143 D38130 G A G A A G T TQ1 T C A G G C C Mẫu 146 354 362 Trình tự gen Cys2 mẫu ngô TQ1 trình tự có mã số D38130 NCBI có hệ số tƣơng đồng cao 98% Kết thể bảng 3.4 Bảng 3.4 Hệ số tƣơng đồng nucleotide gen Cys2 mẫu ngô TQ1 trình tự có mã D38130 Số hóa trung tâm Học liệu– ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn Vị trí D38130 TQ1 D38130 100 98 TQ1 98 100 Mẫu Việc nghiên cứu gen đó, trình tự nucleotide ngƣời ta quan tâm đến trình tự amino acid phân tử protein sản ph m gen Trên sở này, sử dụng phần mềm BioEdit để tiến hành so sánh trình tự amino acid suy diễn từ gen Cys2 mẫu ngô TQ1 (T) với trình tự có mã D38130 Ngân hàng gen, kết đƣợc trình bày hình 3.7 Hình 3.6 So sánh trình tự amino acid suy diễn mẫu ngô TQ1 với D38130 NCBI Kết so sánh trình tự amino acid hình 3.7 cho thấy trình tự amino acid protein Cys2 mẫu ngô TQ1 (T) với D38130 có khác vị trí 11, 24, 34, 48, 49, 118, 119, 121 Sự tƣơng đồng mẫu ngô TQ1 so với D38130 trình tự amino acid 94% (Bảng 3.5) Bảng 3.5 Sự sai khác trình tự amino acid mẫu ngô TQ1 Vị trí với D38130 D38130 trình tự có mã số D38130 TQ1 11 A S 24 N T 34 D N 48 E G Số hóa trung tâm Học liệu– ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn 49 N S 118 K N 119 F L 121 E G Hệ số tƣơng đồng mẫu trình tự amino acid suy diễn 94% Bảng 3.6 Hệ số tƣơng đồng amino acid suy diễn protein Cys2 mẫu ngô TQ1 với D38130 Vị trí D38130 TQ1 D38130 100 94 TQ1 94 100 Mẫu Chúng tiến hành so sánh trình tự gen cys2 mẫu TQ1 với trình tự gen cys2 vài mẫu ngô đƣợc phân lập quốc gia khác nhau, mẫu nghiên cứu, mã số gen Ngân hàng Gen quốc tế, vùng phân lập đƣợc trình bày bảng 3.7 Bảng 3.7 Mẫu ngô nghiên cứu/mã số, vùng phân lập STT Mẫu/mã số NCBI Năm Vùng phân lập TQ 2015 Việt Nam SL 2014 Việt Nam D63342.1 2000 Nhật Bản DQ009805.1 2005 Hoa Kì X87126.1 2006 Anh Kết cho thấy gen cys2 mẫu ngô có kích thƣớc 405, nhƣng Số hóa trung tâm Học liệu– ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn có khác vài vị trí nucleotide Kết đƣợc thể bảng 3.8 Số hóa trung tâm Học liệu– ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn Bảng 3.8 Sự sai khác trình tự nucleotide gen Cys2 mẫu ngô TQ1 số trình tự gen khác STT Vị trí TQ SL D63342.1 24 A A G A G 31 T T G T G 71 C A A A A 100 A A G A G 119 T T C T C 130 C C A C A 146 G G A G A 171 G G A G A 245 C C C T C 10 309 C C G C G 11 321 C C C C T 12 355 C C T C T 13 387 A A A A C DQ009805.1 X87126.1 Qua bảng 3.8 cho thấy, gen cys2 phân lập từ mẫu ngô TQ1 có độ tƣơng đồng cao với gen cys2 đƣợc phân lập từ mẫu ngô khu vực khác Đặc biệt, trình tự gen cys2 mẫu ngô TQ1 có độ tƣơng đồng cao với trình tự cys2 mẫu ngô SL DQ009805.1 với độ tƣơng đồng 99,8% Nhƣ kết luận khuếch đại, tách dòng, giải trình tự nucleotide thành công đoạn gen cys2 Sự sai khác trình tự nucleotide amino acid suy diễn sở để có nghiên cứu với nhiều giống ngô địa phƣơng so sánh gen Cys2 hai nhóm kháng mọt tốt nhằm tìm kiếm tính quy luật thay đổi vị trí nucleotide amino acid liên quan đến tính kháng mọt giống ngô Đây tiền đề sở cho việc nghiên cứu chọn tạo Số hóa trung tâm Học liệu– ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn giống ngô có khả kháng mọt tốt, suất cao, phục vụ sản xuất đời sống KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ Kết luận Khả kháng mọt giống ngô có khác nhau, giống TQ1 giống kháng mọt tốt nhất, giống CB2 giống kháng mọt Khuếch đại, chọn dòng thành công xác định trình tự gen cystatin2 giống ngô TQ1dài 405 bp Trình tự nucleotide gen cystatin2 giống TQ1có hệ số tƣơng đồng cao 98% với trình tự có mã số D38130 Ngân hàng gen NCBI Sự khác biệt trình tự amino acid suy diễn protein cystatin2 giống ngô TQ1 với D38130 nằm vị trí 11, 24, 34, 48, 49, 118, 119, 121 với hệ số tƣơng đồng trình tự amino acid suy diễn 94% Đề nghị Cần tiếp tục xác định trình tự gen cystatin2 số giống ngô địa phƣơng có khả kháng mọt tốt khác để xác định xác thị phân tử liên quan để khả kháng mọt gen cystatin2 Thiết kế vector mang gen cystatin2 nhằm tạo ngô chuyển gen có khả kháng mọt tốt Số hóa trung tâm Học liệu– ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn TÀI LIỆU THAM KHẢO TÀI LIỆU TIẾNG VIỆT Trần Văn Chƣơng đtg (2000), Khảo sát trạng chất lượng ngô huyện vùng núi cao phía bắc tỉnh Hà Giang số biện pháp thích hợp giảm tổn thất sau thu hoạch, Báo cáo kết nghiên cứu khoa học, sở Khoa học công nghệ Hà Giang Trần Văn Chƣơng đtg (2003), Điều tra thành phần côn trùng nhà máy thức ăn gia súc biện pháp phòng trừ, Báo cáo khoa học thuộc dự án ACIAR PHT1998/137, Hà Nội Trần Văn Chƣơng, YONEDA (2002) “Điều tra thành phần côn trùng hại kho”, Báo cáo khoa học Hội thảo bảo vệ môi trƣờng sử dụng tài nguyên thiên nhiên, NXB Nông nghiệp Hà Nội Đƣờng Hồng Dật (2004), Cây ngô: kỹ thuật thâm canh tăng suất, NXB Lao động - Xã hội Trƣơng Văn Đích (2005), Kĩ thuật trồng ngô suất cao, NXB Khoa học Kỹ thuật Bùi Công Hiển (1995), Côn trùng hại kho, NXB Khoa học Kỹ thuật Nguyễn Xuân Hiển đtg (1972), Một số kết nghiên cứu ngô, NXB Khoa Học Kỹ Thuật Hà Nội Nguyễn Kim Hoa, Nguyễn Văn Liêm, Trần Thị Hƣờng, Nguyễn Thị Hiền (2008), "Đặc điểm sinh học chủ yếu mọt ngô Sitophilus zeamais Motsch (Col.: Curculionidae) mọt bột sừng Gnathocerus cornutus Fabr (Col.: Tenebrionidae)", Hội nghị Côn trùng học lần thứ 6, tr 560 - 569 Nguyễn Kim Hoa, Nguyễn Văn Liêm, Trần Thị Hƣờng, Nguyễn Thị Hiền (2008) Thành phần mức độ gây hại loài mọt ngô bảo quản hộ gia đình vùng Bắc Hà - Lào Cai, Hội nghị Côn trùng toàn quốc lần thứ năm 2008, tr 634 - 638 Số hóa trung tâm Học liệu– ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn 10 Hà Quang Hùng (2005), Giáo trình Kiểm dịch thực vật dịch hại nông sản sau thu hoạch, NXB Nông nghiệp 11 Hà Thanh Hƣơng đtg (2004), “Thành phần côn trùng, nhện kho số tỉnh miền Bắc Việt Nam”, Tạp chí Khoa học kỹ thuật Nông nghiệp, 1(2) 12 Lê Đình Lƣơng, Lê Văn Sơn, Lƣơng Văn Hinh (2002), Giáo trình lương thực (dành cho sinh viên cao học), NXB Nông nghiệp 13 Nguyễn Đức Lƣơng, Dƣơng Văn Sơn, Lƣơng Văn Hinh (2000), Giáo trình ngô, NXB Nông nghiệp 14 Trần Thị Mai (2002), Điều tra tình hình sản xuất, sử dụng sắn, ngô, khô dầu sản xuất thức ăn chăn nuôi, Báo cáo kết nghiên cứu khoa học công nghệ sau thu hoạch, Viện Công nghệ sau thu hoạch Hà Nội 15 Nguyễn Thị Oanh đtg (2003), Nghiên cứu hiệu lực thuốc GJC thời điểm bảo quản ngô sau thu hoạch tỉnh Hà Giang, Báo cáo kết nghiên cứu khoa học, Chi cục Bảo vệ thực vật tỉnh Hà Giang 16 Phòng Kiểm dịch thực vật - Cục Bảo vệ thực vật (2003), Thành phần côn trùng hại kho Việt Nam năm 1996 - 2000, số ứng dụng bảo vệ thực vật vào sản xuất nông nghiệp, NXB Nông nghiệp 17 Nguyễn Thị Giáng Vân (1996), Thành phần côn trùng kho Việt Nam, Báo cáo kết nghiên cứu khoa học, Cục Bảo vệ thực vật 18 Vũ Thị Thu Thủy (2011), Tạo dòng chịu hạn phân lập gen Cystatin liên quan đến tính chịu hạn lạc, Luận án Tiến sĩ Sinh học, Trƣờng Đại học Sƣ phạm, Đại học Thái nguyên 19 Ngô Hữu Tình (2003), Cây ngô, NXB Nghệ An Số hóa trung tâm Học liệu– ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn TÀI LIỆU TIẾNG ANH 20 Abe K., Emori Y., Kondo H., Susuki K., Aria S (1987), Molecular cloning of a cystein proteinase inhibitor of rice (oryzacystatin) - Homology with animal cystatin and transient expression in the ripening process of rice seeds, The Journal of Biology chemistry, 262(35) 21 Abe, M., Abe, K., Kudora, M and Arai, S (1992), Corn kernel cysteine proteinase inhibitor as novel cystatin superfamily member of plant origin, Eur J Biochem., 209, pp 933 - 937 22 Almeida M.S., Cabral K.M., Kurtenback E., Almeida F.C., Valente A.P (2002), "Solution structure of Pisum sativum defensin by high resolution NMR: plant defensin, identical backbone with different mechanism of action", Mol Bio, 315, pp 749 - 757 23 Arbogast R.T and Throne J.E (1997), “Insect infestation of farm-stored maize in south Carolina: Towards characterization of a habitat”, Journal of Stored Products Research, July 1997, Vol 33 (No.3), pp 187 - 198, Elsevier Science Ltd 24 Barrett, A.J (1994) , “Classification of peptidases”, Methods Enzymol., 244, pp - 15 25 Carrillo L., Martinez M., Ramessar K., Cambra I., Castanera P., Ortego F., I D (2011), "Expression of a barley cystatin gene in maize enhances resistance", Plant Cell Reports, pp 101 - 112 26 Chuong T V., Thuy N K (2003), “Demonstration for corn - corb storage at Farm scale in Vietnam”, Proceeding of the Scientific Meeting of the ACIAR project PHT 1998/137, Hanoi 27 Colilla F.J., Rocher A., Mendez E (1990), "γ - Purothionins: amino acid sequence of two polypeptides of a new family of thionins from wheat endosperm", FEBS Lett, 270(1 - 2), pp 191 - 194 28 David R (2004), Insects stored Số hóa trung tâm Học liệu– ĐHTN products, CSIRO Australia http://www.lrc.tnu.edu.vn 29 Groover, A.; DewilL, N.; Heidel, A and Djones, A (1997), Programmed cell death of plant tracheary elements differentiating in vitro, Protoplasma., 196, pp 197 - 211 30 Gu Q., Kawata E.E., Morse M.J., Wu H.M., Cheung A.Y (1992), "A flower-specific cDNA encoding a novel thionin in tobacco", Mol Gen Genet MGG, 234(1), pp 89 -96 31 Lay F., Anderson M (2005), "Defensins - Components of the Innate Immune System in Plants", Curr Protein Pept Sci, 6(1), pp 85 - 101 32 Liu Y.J., Cheng C.S., Lai S.M., Hsu M.P., Chen C.S., Lyu P.C (2006), "Solution structure of the plant defensin VrD1 from mung bean and its possible role in insecticidal activity against bruchids", Proteins, 63(4), pp 777 - 786 33 Massonneau A., Condamine P., Wisniewski J P., Zivy M., Rogowsky P M (2005), Maize cystatins respond to developmental cues, cold stress and drought, Biochim Biophys Acta, 1729(3) 34 Matsumoto, I.; Watanabe, H.; Abe, K.; Arai, S and Emori, Y (1995), A putative digestive cysteine proteinase from Drosophila melanogaster in predominantly expressed in the embryonic and larval midgut, Eur J Biolchem., 227, pp 582 - 587 35 McGrath, M.E (1999), The lysosomal cysteine proteases Annu Rev Biophys Biomol Struct, 28, pp 181 - 204 36 Mendez E., Moreno A., Colilla F., Pelaez F., Limas G.G., Mendez R., et al (1990), "Primary structure and inhibition of protein synthesis in eukaryotic cell-free system of a novel thionin, γ - hordothionin, from barley endosperm", Eur J Biolchem, 194(2), pp 533 - 539 37 Ojima, A.; Shiota, H.; Higashi, K.; Kamada, H.; Shimma, Yoh-Ichi Wadamasata and Satoh, S.(1997) An extracellular insoluble inhibitor of cysteine proteinases in cell Số hóa trung tâm Học liệu– ĐHTN cultures And seeds http://www.lrc.tnu.edu.vn of carrot, Plant Mol Biol., 34, pp 99 - 109 38 Olsson C (1999), Stored product insects, Stored Product Insect Research Group, Thailand 39 Oliveira A S., Filho J X., Sales M P (2003), Cysteine proteinases and cystatins, Brazilian Archives of Biology and Technology, 46(1) 40 Otto, H.-H & Schirmeister, T (1997), Cysteine proteases and their inhibitors, Chem Rev, 97, pp 133 - 171 41 Ombori O., Muoma J V O., Machuka J (2012), “Agrobacterium-mediated genetic transformation of selected tropical inbred and hybrid maize (Zea mays L.) lines”, Plant Cell Tiss Org, DOI 10.1007/s11240 – 012 - 0247 - 42 Rawlings, N.D & Barrett, A.J (1999), “MEROPS: The peptidase database”, Nucleic Acids Res, 27, pp 325 - 331 43 Rojas Lenon, JC (1998), Notes on the insect that cause damage to stored maize in La Frailesca, Chiapas, Mexico, Folia Entomologica, Mexico 44 Sambrook J., Russell D W., eds (2001), “Molecular Cloning: laboratory Manual, 1st ed Cold Spring Harbor laboratory Press”, Cold Spring Harbor, NY 45 Saitoh, F.; Isemura, S.; Sanada, K and Ohnishi, K (1991), Cystatins of family II are harboring two domains which retain inhibitory activities against the proteinase, Biol Ciophys Res Commun., 175, pp 1070 - 1075 46 Shu-Guo, WU G-J (2005), “Characteristics of plant proteinase inhibitors and their applications in combating phytophagous insects”, Bot Bull Acad Sin, 46, pp 273 - 292 47 Solommon, M.; Belenghi, B.; Delledonne, M.; Menachen, E and Levine, A (1999), The involvement of cysteine proteinase and protease inhibitor genes in the regulation of programmed cell death in plants, The Plant Cell., 11, pp 431 - 443 48 Stotz H.U., Thomson J.G., Wang Số hóa trung tâm Học liệu– ĐHTN Y (2009), "Plant defensins: http://www.lrc.tnu.edu.vn defense, development and application", Plant Signal Behav, 4(11), pp 1010 - 1012 49 Tefera T., Demissie G., Mugo S., Y B (2013), "Yield and agronomic performance of maize hybrids resistant to the maize weevil Sitophilus zeamais Motschulsky (Coleoptera: Curculionidae)", pp 91 - 99 50 Terras F.R., Eggermont K., Kovaleva V., Raikhel N.V., Osborn R.W., Kester A., et al (1995), "Small cysteine-rich antifungal proteins from radish: their role in host defense.", Plant Cell Online, 7(5), pp 573 - 588 51 Terras F.R., Schoofs H.M., De Bolle M.F., Van Leuven F., Rees S.B., Vanderleyden J., et al (1992), "Analysis of two novel classes of plant antifungal proteins from radish (Raphanus sativus L.) seeds", Eur J BiolChem, 267(22), pp 15301 - 15309 52 Thevissen K., François I.E.J., Takemoto J.Y., Ferket K.K., Meert E.M., Cammue B.P (2003), "DmAMP1, an antifungal plant defensin from dahlia (Dahlia merckii), interacts with sphingolipids from Saccharomyces cerevisiae", FEMS Microbiol Lett, 226(1), pp 169 - 173 53 Thomma B., Cammue B., Thevissen K (2002), "Plant defensins", Planta, 216(2), pp 193 - 202 54 Turk, V and Bode, W.(1991), The cystatins: proteinase inhibitors of cysteine proteinases FEBS Lett., 285, pp 213 - 219 55 Watanabe, H.; Abe, K.; Emori, Y.; Hosoyama, H and Arai, S (1991), Molecular cloning and gibberellin-induced expression of multiple cysteine protease of rice seeds (orizains), Eur J BiolChem., 266, pp 16897 16902 56 Yamamoto, Y.; Takimoto, K.; Izumi, S.; Toriyama - Sakurai, M.; Kageyama, T and Takahashi, S Y (1994), Molecular cloning and sequencing of cDNA that encodes cysteine proteinase in the eggs of the silkmoth, Bombys mori, Eur J Biochem., 116, pp 1330 - Số hóa trung tâm Học liệu– ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn Số hóa trung tâm Học liệu– ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn TÀI LIỆU INTE NET 57 http://en.wikipedia.org/wiki/Cysteine - protease 58 http://en.wikipedia.org/wiki/Maize - weevil 59 http://faostat.fao.org/ 60 http://vi.wikipedia.org/wiki/ngô 61 http: //www.ncbi.nlm.nih.gov./sites/nuccore/ AF454396 62 http: //www.ncbi.nlm.nih.gov./sites/nuccore/AF45439 63 http://www.ncbi.nlm.nih.gov/nuccore/X87126 64 http://www.ncbi.nlm.nih.gov/nuccore/DQ009805 65 http://www.ncbi.nlm.nih.gov/nuccore/D63342 Số hóa trung tâm Học liệu– ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn [...]... hành nghiên cứu đề tài Nghiên cứu phân lập gen liên quan đến khả năng kháng mọt của một số giống ngô 2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU Phân lập gen cystatin2 ở một số giống ngô có khả năng kháng mọt khác nhau 3 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU - Đánh giá khả năng kháng mọt của các giống ngô nghiên cứu - Tách dòng gen cystatin2 ở giống ngô có khả năng kháng mọt tốt - Xác định trình tự gen cystatin2 ở giống ngô có khả năng kháng. ..có năng suất cao, chất lƣợng tốt, có khả năng chống chịu với điều kiện ngoại cảnh, thì khả năng kháng mọt cũng là quan trọng Có nhiều công trình nghiên cứu đến khả năng kháng mọt của ngô, đó là kết quả nghiên cứu thành phần sâu mọt hại ngô bảo quản, đặc điểm sinh thái học của loài mọt ngô, đánh giá giống ngô nhiệt đới kháng mọt Sitophilus zeamais [41]; nghiên cứu đánh giá cải thiện giống ngô lai... Protein do gen mã hóa có 98 amino acid [18] So với gen cystatin phân lập từ DNA hệ gen, gen cystatin phân lập từ mRNA chiếm số lƣợng lớn hơn Kết quả nghiên cứu ở ngô cho thấy, có 10 gen cystatin của ngô, các gen ký hiệu là CC gồm có CC1, CC2, CC3, CC4, CC5, CC6, CC7, CC8, CC9, và CC10 [33] Trong 10 gen cystatin ở ngô, có 9 gen đƣợc phân lập từ mRNA, chỉ có gen CC1 phân lập từ DNA Kích thƣớc gen CCI chứa... TRUYỀN CỦA TÍNH KHÁNG MỌT Một số nghiên cứu về khả năng kháng côn trùng, kháng nấm, kháng virus đã đƣợc tiến hành trên một số loại cây trồng đều thống nhất rằng đặc tính kháng mọt hại hạt (kháng côn trùng) rất phức tạp và đã biết đƣợc hai gen quy định là gen defensin và gen cystatin Cơ chế gây độc của defensin và cystatin đối Số hóa bởi trung tâm Học liệu– ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn với côn trùng (mọt) ... thiện giống ngô lai với mức độ kháng khác nhau với mọt ngô [49]; đánh giá biểu hiện của một gen cystatin lúa mạch trong ngô tăng cƣờng sức đề kháng [25] Các nghiên cứu đều thống nhất rằng có nhiều chất có vai trò quan trọng trong bảo vệ cây trồng chống lại các tác nhân gây bệnh và côn trùng Theo những nghiên cứu đã đƣợc công bố, đặc tính kháng mọt của hạt có liên quan đến gen Cystatin Xuất phát từ vấn... Phi Năm 1521 ngô đến Đông Ấn Độ và quần đảo Indonesia Vào khoảng năm 1575 ngô đến Trung Quốc Ở Việt Nam, ngô đƣợc trồng vào thế kỷ thứ XVII (theo “Vân Đài loại ngữ” của Lê Quý Đôn) [60] Dựa vào hạt có mày hay không có mày, hình thái bên ngoài và cấu trúc nội nhũ của hạt, ngô đƣợc phân thành các loài phụ: ngô bọc, ngô đá, ngô răng ngựa, ngô đƣờng, ngô nổ, ngô bột, ngô nếp, ngô đƣờng bột, ngô bán răng... ngoài đồng gây hại ở giai đoạn ngô sắp thu hoạch, để tiếp tục phá hoại hạt ngô ở giai đoạn sau thu hoạch [8] Khả năng sinh trƣởng và phát triển của mọt ngô đối với ngô hạt là lớn nhất, sau đó mới đến thóc gạo và các loại ngũ cốc khác Kết quả nghiên cứu ở Nhật Bản xác nhận mọt ngô chịu lạnh tốt hơn mọt gạo [28] 1.2.3 Sự thiệt hại do mọt ngô gây ra Những công trình nghiên cứu về thiệt hại do côn trùng... [37] Các kết quả có thể suy ra một thực tế rằng một số gia đình cystatins - 2 và 3 có một số tƣơng đồng với vị trí hoạt động của chất ức chế trypsin [45] Gen cystatin đƣợc phân lập đầu tiên từ mRNA của cây lúa, ký hiệu là OC1 có đoạn mã hóa dài 309 nucleotide, mã hóa phân tử protein dài 102 amino acid [20] Ở cây đậu xanh, gen cystatin đƣợc Kang và đtg phân lập, đọc trình Số hóa bởi trung tâm Học liệu–... Những vùng trồng ngô lớn ở Việt Nam là khu vực Đông Nam Bộ, Tây Nguyên, trung du miền núi phía Bắc, đồng bằng sông Hồng và duyên hải miền Trung [5] Trong đó, khu vực miền núi phía Bắc trồng chủ yếu là các giống ngô địa phƣơng Năng suất của các giống ngô địa phƣơng thƣờng thấp, tuy nhiên các giống ngô địa phƣơng vẫn tiếp tục đƣợc quan tâm nghiên cứu vì các ƣu điểm nhƣ khả năng chịu hạn, kháng sâu bệnh... địa phƣơng, giống cũ nên năng suất rất thấp Do đó, sản lƣợng ngô trong nƣớc không đủ phục vụ cho con ngƣời cùng với sự phát triển của ngành chăn nuôi Hàng năm Việt Nam vẫn phải nhập kh u một lƣợng lớn ngô, đậu tƣơng làm thức ăn cho gia súc Chính vì vậy, cần tiếp tục nghiên cứu để có biện pháp cải tạo giống ngô theo hƣớng tăng năng suất và chất lƣợng là rất cần thiết 1.2 MỌT NGÔ VÀ ẢNH HƢỞNG CỦA NÓ TỚI