ODDSOC2 là một gene MADS box ức chế sự ra hoa ở thực vật được điều hòa kìm hãm bởi sự thọ hàn ở các loại ngũ cốc ôn đới

MÔN “GIAI ĐOẠN TRƯỞNG THÀNH CỦA THỰC VẬT BẬC CAO” Seminar: “ODDSOC2 một gene MADS Box ức chế hoa ở thực vật điều hòa kìm hãm bởi thọ hàn ở loại ngũ cốc ôn đới” HVTH: Nhóm GVHD: TS Nguyễn Du Sanh Ngô Thị Ngọc Hương Đinh Cát Điềm Nguyễn Thị Thanh Tra NỘI DUNG TRÌNH BÀY Đặt vấn đề Mục đích nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu Bố trí thí nghiệm Kết Thảo luận Kết luận ĐẶT VẤN ĐỀ  Nhiều có nguồn gốc từ vùng khí hậu ôn đới đòi hỏi phải phơi nhiệt độ thấp kéo dai để hoan tất việc hoa; tượng biết đến với tên gọi la thọ hàn (vernalization)   Adam Dimech đề nghị có nhóm gene chủ yếu điều khiển hoa:  Gene xác định thời điểm hoa (Flowering time gens: Gen xác định mô phân sinh Hoa)  Gene (Cadastral genes: Flowering intergrator gens)  Gene xác định quan hoa (Floral meristem identity gens) MADS box la trình tự motif bảo tồn tìm thấy các gene thuộc họ gene MADS-box MADS box mã hóa cho vùng chức MADS liên kết với DNA Các protein có chứa vùng chức MADS thường la các yếu tố phiên mã Gene FLC (mã hóa cho yếu tố MADS box) ức chế hoa Ainsworth, C (n.d.) (2006) Hình - Các đường cảm ứng hoa ở Arabidopsis thaliana ĐẶT VẤN ĐỀ  Một gene grass-specific MADS box, ODDSOC2 (OS2), phát đáp ứng lại quá trình thọ han các loại ngũ cốc Va có mối liên hệ giữa các gene OS2 (HvOS2) và gene HvVRN1 lúa mạch quá trình phát triển  Cây có biểu quá mức gene HvOS2 đã cho thấy giảm biểu các đồng đẳng gene FLOWERING PROMOTING FACTOR1 (FPF1) Arabidopsis (Arabidopsis thaliana) lúa mạch MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU  Đưa một mô hình mở rộng về đường kiểm soát cảm ứng hoa thọ han mức độ gene ngũ cốc, giúp mô tả mối quan hệ điều hòa giữa các gene VRN1, OS2 va FPF1-like  Nhấn mạnh về giống va khác việc đáp ứng lại thọ han ngũ cốc ôn đới va mô hình Arabidopsis thaliana ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU  Đối tượng Lúa mì (Triticum aestivum) Lúa mạch (Hordeum vulgare) Hình - Lúa mì lúa mạch BỐ TRÍ THÍ NGHIỆM • • TN1: HvOS2 bị ức chế thọ hàn TN2: Promoter gene HvOS2 không lam tăng cường trimethyl hóa histone H3K27 • TN3: Sự biểu gene HvVRN1 có liên quan đến điều hòa kìm hãm gene HvOS2 • TN4: Sự biểu quá mức gene HvOS2 lam chậm hoa va ức chế kéo dai lá va cuống thân • TN5: Sự biểu quá mức HvOS2 điều hòa ức chế các đồng đẳng gene FPF1 lúa mạch • TN6: Gen FPF1-Like điều hòa thọ han va độ dai lúa mạch KẾT QUẢ THẢO LUẬN (Greenup et al, 2010) TN1: HvOS2 bị ức chế thọ hàn Hình - Những thay đổi mức độ phiên mã gene HvOS1 HvOS2 cảm ứng thọ hàn (V, thọ han; NV, không thọ han; PV, sau thọ han) TN1: HvOS2 bị ức chế thọ hàn  Mức độ phiên mã HvOS1 tăng lên quá trình thọ hàn, mức độ phiên mã HvOS2 giảm  Sự biểu HvOS2 trì mức độ thấp đã thọ hàn  Mức độ phiên mã HvOS2 giảm chồi đỉnh những thọ hàn TN2: Promoter gene HvOS2 không lam tăng cường trimethyl hóa histone H3K27 (Greenup et al, 2010) Hình - Phân tích biến đổi histone HvOS2 trình thọ hàn TN2: Promoter gene HvOS2 không lam tăng cường trimethyl hóa histone H3K27  Sự biến đổi histone (Histon modification) vị trí H3K4me3 (không phải H3K27me3) đóng vai trò quan trọng quá trình điều hòa biểu HvOS2 TN3: Sự biểu gene HvVRN1 có liên quan đến điều hòa kìm hãm gene HvOS2 Hình - Sự biểu gene OS2 các lúa (Greenup et al, 2010) mì va lúa mạch có kiểu gene khác TN3: Sự biểu gene HvVRN1 có liên quan đến điều hòa kìm hãm gene HvOS2  HvOS2 biểu mạnh các lúa mì mùa đông không xử lý thọ hanva thọ hàn lam giảm biểu các gene HvOS2  VRN1 điều hòa kìm hãm OS2 lúa mì TN4: Sự biểu quá mức gene HvOS2 lam chậm hoa va ức chế kéo dai lá va cuống thân Hình - Kiểu hình các chuyển gen biểu vượt mức OS2 (Greenup et al, 2010) TN4: Sự biểu quá mức gene HvOS2 lam chậm hoa va ức chế kéo dai lá va cuống thân  Sự biểu vượt mức HvOS2 lam trì hoãn chuyển tiếp sang phát triển sinh sản  trì hoãn hoa  Sự biểu vượt mức HvOS2 ức chế kéo dai lá TN5: Sự biểu quá mức HvOS2 ức chế các đồng đẳng gene FPF1 lúa mạch Bảng - Các gen điều hòa dòng biểu mức HvOS2 (Greenup et al, 2010) TN5: Sự biểu quá mức HvOS2 ức chế các đồng đẳng gene FPF1 lúa mạch • Cây có biểu quá mức gene HvOS2 đã cho thấy giảm biểu các đồng đẳng gene FLOWERING PROMOTING FACTOR1 (FPF1) Arabidopsis lúa mạch va tăng biểu gene Rnase-S-like • Sự biểu quá mức HvOS2 lam giảm biểu gen FPF1-like lúa mạch TN6: Gen FPF1-Like điều hòa thọ han va độ dai lúa mạch (Greenup et al, 2010) Hình 10: Ảnh hưởng thọ hàn lên biểu gen FPF1-like ngày ngắn (SD) ngày dài (LD) Không thọ han (thanh trắng), thọ han (thanh đen) TN6: Gen FPF1-Like điều hòa thọ han va độ dai lúa mạch • Thọ hàn không ảnh hưởng đến biểu gen FPF1-like thọ hàn trồng ngày ngắn • Trong lúa mạch, điều hòa ức chế HvOS2 thọ hàn cho phép tăng biểu gen FPF1-like tiếp xúc với ngày dài (Greenup et al, 2010) Hình - Mô hình mở rộng đường kiểm soát cảm ứng hoa thọ hàn mức độ gene ngũ cốc (Dennis, E S et al, 2007) KẾT LUẬN  Gene OS2 (HvOS2) lúa mạch biểu lá va chồi đỉnh bị ức chế thọ han  VRN1 trì điều hòa kìm hãm OS2 những lúa mì đã thọ han  Trong lúa mạch, gene HvVRN1 điều hòa kìm hãm gene HvOS2 quá trình phát triển  Sự biểu quá mức gene HvOS2 trì hoãn hoa va giảm độ dai cụm bông, cuống va lá các lúa mạch chuyển gene  Trong lúa mạch, điều hòa ức chế HvOS2 thọ hàn cho phép tăng biểu gen FPF1-like tiếp xúc với ngày dài TÀI LIỆU THAM KHẢO Ainsworth, C (n.d.), 2006 Flowering and its Manipulation Blackwell publishing Ltd Al, V (2007) Photoreceptor Regulation of Constans Protein in Photoperiodic Flowering by Science 2004 Photoperiodism : Monitoring Day Length in Arabidopsis, Bäurle, I., & Dean, C (2006) Review The Timing of Developmental Transitions in Plants, 655–664 Dennis, E S., & Peacock, W J (n.d.) (2007) Epigenetic regulation of flowering Greenup et al., 2010 ODDSOC2 Is a MADS Box Floral Repressor That Is Down-Regulated by Vernalization in Plant Physiology Vol 153, pp 1062–1073 Hau, T V., 2005, Giáo trình môn học Xử lý hoa Jungeun Lee and Ilha Lee, 2010 Regulation and function of SOC1, a flowering pathway integrator Journal of Experimental Botany, Vol 61, No 9, pp 2247–2254 Kania et al., 1997 FPFI Promotes Flowering in Arabidopsis The Plant Cell, Vol 9, 1327-1338 Michaels, S D., & Amasino, R M (1999) FLOWERING LOCUS C Encodes a Novel MADS Domain Protein That Acts as a Repressor of Flowering, 11(May), 949– 956 10 Saedler, H., Becker, A., Winter, K., & Kirchner, C (2001) MADS-box genes are involved in floral development and evolution * * Presented at the International Conference on “ Molecular Architecture of Evolution , Primary and Sec- ½ To whom correspondence should be addressed , 48(2) 11 Sung, S., He, Y., Eshoo, T W., Tamada, Y., Johnson, L., Nakahigashi, K., Goto, K., et al (2006) Epigenetic maintenance of the vernalized state in Arabidopsis thaliana requires LIKE HETEROCHROMATIN PROTEIN 1, 38(6), 706–710 Cảm ơn thầy bạn chú ý lắng nghe!!! ... Gen FPF1-Like điều hòa thọ han va độ dai lúa mạch • Thọ hàn không ảnh hưởng đến biểu gen FPF1-like thọ hàn trồng ngày ngắn • Trong lúa mạch, điều hòa ức chế HvOS2 thọ hàn cho phép tăng biểu... gene thuộc họ gene MADS- box MADS box mã hóa cho vùng chức MADS liên kết với DNA Các protein có chứa vùng chức MADS thường la các yếu tố phiên mã Gene FLC (mã hóa cho yếu tố MADS box) ... ức chế thọ hàn TN2: Promoter gene HvOS2 không lam tăng cường trimethyl hóa histone H3K27 • TN3: Sự biểu gene HvVRN1 có liên quan đến điều hòa kìm hãm gene HvOS2 • TN4: Sự biểu quá mức gene