So sánh trình tự nucleotide của đoạn SSR có liên quan đến protein thực hiện chức năng trao đổi chất ở một số mẫu chè tại thái nguyên

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC HÀ THỊ THANH HỒN SO SÁNH TRÌNH TỰ NUCLEOTIDE CỦA ĐOẠN SSR CÓ LIÊN QUAN ĐẾN PROTEIN THỰC HIỆN CHỨC NĂNG TRAO ĐỔI CHẤT Ở MỘT SỐ MẪU CHÈ TẠI THÁI NGUYÊN Chuyên nghành: Công nghệ Sinh học Mã số: 60 42 02 01 LUẬN VĂN THẠC SỸ CÔNG NGHỆ SINH HỌC Người hướng dẫn khoa học: TS Hoàng Thị Thu Yến Thái Nguyên, 2015 ii LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi Các số liệu kết trình bày luận văn trung thực chưa công bố cơng trình khác Mọi trích dẫn luận văn ghi rõ nguồn gốc Tác giả Hà Thị Thanh Hoàn LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên, tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc tới TS Hoàng Thị Thu Yến - Giảng viên, phó trưởng khoa - Khoa Khoa học Sự sống - Trường Đại học Khoa học - người tận tình hướng dẫn, truyền đạt kiến thức kinh nghiệm q báu để tơi hồn thành luận văn Tơi xin cảm ơn thầy cô tập thể cán phịng thí nghiệm Khoa Khoa học Sự sống, cảm ơn lãnh đạo Trường Đại học Khoa học - Đại học Thái Nguyên giúp đỡ tạo điều kiện thuận lợi cho tơi suốt q trình học tập thực đề tài Tôi xin chân thành cảm ơn tới cán công tác Viện Nghiên cứu hệ gen - Viện Hàn lâm Khoa học Cơng nghệ Việt Nam nhiệt tình hướng dẫn tơi q trình làm đề tài Nhân dịp tơi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới tập thể cán bộ, Công ty chè Sông Cầu - Huyện Đồng Hỷ - Thành Phố Thái Nguyên, nhân dân vùng chè Trại Cài - Minh Lập - Đồng Hỷ Vùng chè Tân Cương -Thành Phố Thái Nguyên giúp đỡ thời gian thu thập vật liệu nghiên cứu làm đề tài Cuối cùng, xin bày tỏ lịng biết ơn tới tồn thể gia đình, cảm ơn bạn bè, đồng nghiệp nhóm nghiên cứu di truyền cổ vũ, động viên suốt thời gian qua Tác giả Hà Thị Thanh Hoàn DANH MỤC NHỮNG TỪ VÀ CHỮ VIẾT TẮT Từ viết tắt AFLP Viết đầy đủ Amplified Fragment Length Polymorphic (đa hình chiều dài đoạn cắt khuếch đại) bp Cặp base DNA Deoxyribonucleic acid dNTP Deoxynucleoside triphosphate đtg Đồng tác giả EDTA Ethyen Diamin Tetraacetic Acid EtBr Ethidium Bromide Kb Kilobase PCR Polymerase Chain Reaction (Phản ứng chuỗi polymerase) Primer F Primer Forward (mồi xuôi) Primer R Primer Reverse (mồi ngược) RAPD RNA RFLP Random Amplify Polymorphic DNA (phân tích đa dạng DNA khuếch đại ngẫu nhiên) Ribonucleic Acid Restriction Fragment Length Polymorphic (đa hình chiều dài đoạn cắt giới hạn) SSR Simple Sequence Repeat (đoạn lặp lại trình tự đơn giản) TAE Tris acetat EDTA VNTR Variable Number of Tandem Repeat (DNA lặp lại nối tiếp có kích thước khác nhau) MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN ii LỜI CẢM ƠN iii DANH MỤC NHỮNG TỪ VÀ CHỮ VIẾT TẮT iv MỤC LỤC v DANH MỤC CÁC HÌNH TRONG LUẬN VĂN vii DANH MỤC CÁC BẢNG TRONG LUẬN VĂN viii MỞ ĐẦU 1 Lý chọn đề tài Mục tiêu nghiên cứu Nội dung nghiên cứu CHƯƠNG TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Giới thiệu chung chè 1.1.1 Nguồn gốc phân loại chè 1.1.2 Đặc điểm sinh học chè 1.1.3 Giá trị chè 1.1.4 Đặc điểm số giống chè Thái Nguyên 1.2 Tình hình nghiên cứu hệ gen chè giới Việt Nam 10 1.2.1 Tình hình nghiên cứu hệ gen chè giới 10 1.2.2 Tình hình nghiên cứu hệ gen chè Việt Nam 13 1.3 Chỉ thị SSR ứng dụng nghiên cứu protein thực chức trao đổi chất 14 1.3.1 Khát quát thị SSR 14 1.3.2 Chỉ thị SSR liên quan đến protein thực chức trao đổi chất17 CHƯƠNG VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 22 2.1 Vật liệu nghiên cứu 22 2.1.1 Nguyên liệu 22 2.1.2 Hóa chất 22 2.1.3 Thiết bị 22 2.2 Phương pháp nghiên cứu 23 2.2.1 Phương pháp thu mẫu chè 23 2.2.2 Phương pháp tách chiết DNA tổng số từ chè 23 2.2.3 Phương pháp điện di 25 2.2.4 Phương pháp xác định hàm lượng kiểm tra độ tinh DNA tổng số 27 2.2.5 Kỹ thuật PCR-SSR 27 2.2.6 Phương pháp tinh sản phẩm PCR 29 2.2.7 Phương pháp xác định phân tích trình tự 30 CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 31 3.1 Tách DNA tổng số từ mẫu chè nghiên cứu 31 3.2 Phân tích thị SSR mẫu chè nghiên cứu 32 3.2.1 Phân tích số thị SSR mẫu chè nghiên cứu kỹ thuật PCR - SSR 32 3.2.2 Đánh giá mối quan hệ di truyền mẫu chè dựa phân tích thị SSR 38 3.3 Phân tích trình tự nucleotide đoạn SSR liên quan đến protein thực chức trao đổi chất 41 3.3.1 Phân tích trình tự nucleotid đoạn SSR liên quan đến glyoxalase 42 3.3.2 Phân tích trình tự nucleotid đoạn SSR liên quan đến sucrose 43 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 45 TÀI LIỆU THAM KHẢO 46 PHỤ LỤC vii DANH MỤC CÁC HÌNH TRONG LUẬN VĂN Hình 1.1 Một số giống chè trồng Công ty chè Sông Cầu tỉnh Thái Nguyên 10 Hình 1.2 Chu trình sinh tổng hợp sucrose với tham gia enzyme 18 Hình 1.3 Sơ đồ hệ thống enzyme glyoxilase 20 Hình 3.1 Kết điện di DNA tổng số 18 mẫu chè nghiên cứu 31 Hình 3.2 Hình ảnh điện di sản phẩm PCR - SSR 18 mẫu chè với mồi YS27 32 Hình 3.3 Hình ảnh điện di sản phẩm PCR - SSR 18 mẫu chè với mồi YTS46 33 Hình 3.4 Hình ảnh điện di sản phẩm PCR - SSR 18 mẫu chè với mồi YTS64 34 Hình 3.5 Hình ảnh điện di sản phẩm PCR - SSR 18 mẫu chè với mồi YTS98 36 Hình 3.6 Sơ đồ quan hệ di truyền 18 mẫu chè nghiên cứu 40 Hình 3.7 So sánh trình tự nucleotide đoạn SSR bốn mẫu nghiên cứu với trình tự cơng bố 43 Hình 3.8 So sánh trình tự nucleotide đoạn SSR bốn mẫu nghiên cứu với trình tự cơng bố 44 viii DANH MỤC CÁC BẢNG TRONG LUẬN VĂN Bảng 2.1 Danh mục thiết bị, dụng cụ sử dụng 23 Bảng 2.2 Thành phần gel polyacrylamide 8% 27 Bảng 2.3 Danh sách 14 cặp mồi SSR sử dụng nghiên cứu 28 Bảng 2.4 Thành phần phản ứng PCR - SSR 29 Bảng 2.5 Chu trình nhiệt phản ứng PCR – SSR 29 Bảng 3.1 Số phân đoạn DNA xuất số phân đoạn DNA đa hình thị 37 Bảng 3.2 Bảng hệ số tương đồng di truyền 18 mẫu chè nghiên cứu 39 Phụ ục 2: Số phân đo n DNA nhân điện di sản phẩ – SSR 18 PCR ẫu ch nghiên cứu polyacrylamide Bảng Tổng số phân đoạn DNA sản phẩm PCR - SSR với 14 thị Mồi YS YTS1 YS YS YS YTS YS YTS YS YS YS YTS YTS YTS Tổng Mẫu 17 19 27 28 34 46 52 64 73 78 83 98 104 110 M1 2 1 2 2 2 23 M2 2 1 1 1 1 2 19 M3 2 1 2 2 1 21 M4 1 2 1 1 1 19 M5 1 2 1 1 19 M6 2 2 1 1 1 20 M7 2 2 1 1 21 M8 2 1 2 1 1 20 M9 2 2 2 1 1 21 M10 1 1 1 1 1 16 M11 2 1 1 1 1 1 17 M12 2 1 1 1 1 1 2 18 M13 2 1 2 1 1 20 M14 2 2 1 1 1 19 M15 2 1 2 2 1 22 M16 1 2 1 1 19 M17 2 1 1 1 1 1 16 M18 1 1 1 1 1 16 Tổng 30 29 26 26 21 27 25 22 23 23 27 18 21 27 346 Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn Bảng Số phân đoạn DNA nhân điện di sản phẩm PCR - SSR 18 mẫu chè nghiên cứu với mồi YS17 (M1 – M18: Các mẫu nghiên cứu theo thứ tự bảng phụ lục 1) YS17 M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7 M8 M9 130bp 1 1 1 1 160bp 0 0 0 0 170bp 0 0 0 0 180bp 1 1 1 1 200bp 0 0 0 0 Tổng 2 2 2 2 M10 M11 YS17 M12 M13 M14 M15 M16 M17 M18 130bp 0 0 0 0 160bp 0 0 0 0 170bp 0 0 1 180bp 1 1 1 200bp 0 0 0 0 Tổng 1 1 2 Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn Bảng Số phân đoạn DNA đƣợc nhân điện di sản phẩm PCR - SSR 18 mẫu chè nghiên cứu với mồi YTS119 (M1 – M18: Các mẫu nghiên cứu theo thứ tự bảng phụ lục 1) Y19 M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7 M8 M9 330bp 0 0 1 0 390bp 1 1 0 1 400bp 1 0 1 1 Tổng 2 1 1 2 M10 M11 Y19 330bp 390bp 400bp Tổng M12 M13 M14 M15 M16 M17 M18 1 1 0 0 0 0 0 1 1 1 1 2 2 1 Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn Bảng Số phân đoạn DNA đƣợc nhân điện di sản phẩm PCR - SSR 18 mẫu chè nghiên cứu với mồi YS27 (M1 – M18: Các mẫu nghiên cứu theo thứ tự bảng phụ lục 1) YS27 M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7 M8 M9 120bp 0 0 0 0 125bp 1 0 1 130bp 0 0 1 0 135bp 0 0 0 1 140bp 0 0 0 0 150bp 0 0 0 0 155bp 0 0 0 0 Tổng 2 1 1 2 M10 M11 YS27 M12 M13 M14 M15 M16 M17 M18 120bp 1 0 0 125bp 0 1 1 130bp 0 0 0 135bp 0 0 0 0 140bp 0 0 1 150bp 0 0 0 155bp 0 0 0 0 Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn Tổng 1 2 Bảng Số phân đoạn DNA nhân điện di sản phẩm PCR - SSR 18 mẫu chè nghiên cứu với mồi YS28 (M1 – M18: Các mẫu nghiên cứu theo thứ tự bảng phụ lục 1) YS28 M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7 M8 M9 180bp 0 0 1 1 190bp 0 0 0 0 200bp 1 1 0 210bp 0 0 1 1 220bp 0 0 0 0 Tổng 1 1 2 2 M10 M11 YS28 M12 M13 M14 M15 M16 M17 M18 180bp 0 0 0 1 190bp 0 1 1 0 200bp 1 0 0 0 210bp 0 0 0 0 220bp 0 1 1 0 Tổng 1 2 2 1 Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn Bảng Số phân đoạn DNA đƣợc nhân điện di sản phẩm PCR - SSR 18 mẫu chè nghiên cứu với mồi YS34 (M1 – M18: Các mẫu nghiên cứu theo thứ tự bảng phụ lục 1) YS34 M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7 M8 M9 150bp 0 1 0 155bp 1 0 0 0 160bp 0 1 1 0 170bp 0 0 0 1 Tổng 1 2 1 M10 M11 YS34 M12 M13 M14 M15 M16 M17 M18 150bp 0 0 0 0 155bp 0 0 160bp 1 1 1 170bp 0 0 0 0 Tổng 1 1 1 1 Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn Bảng Số phân đoạn DNA đƣợc nhân điện di sản phẩm PCR - SSR 18 mẫu chè nghiên cứu với mồi YTS46 (M1 – M18: Các mẫu nghiên cứu theo thứ tự bảng phụ lục 1) YTS46 M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7 M8 M9 100bp 0 0 0 0 110bp 0 1 0 120bp 1 0 0 0 130bp 0 1 1 150bp 0 0 1 Tổng 1 2 2 2 YTS46 M10 M11 M12 M13 M14 M15 M16 M17 M18 100bp 0 0 0 0 110bp 0 0 120bp 1 1 1 130bp 0 0 1 150bp 0 0 0 0 Tổng 1 1 2 Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn Bảng 10 Số phân đoạn DNA đƣợc nhân điện di sản phẩm PCR - SSR 18 mẫu chè nghiên cứu với mồi YS52 (M1 – M18: Các mẫu nghiên cứu theo thứ tự bảng phụ lục 1) YS52 M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7 M8 M9 90bp 1 1 1 100bp 0 0 0 0 110bp 1 0 0 120bp 0 0 0 1 130bp 0 1 1 0 140bp 0 0 0 0 Tổng 2 2 2 M10 M11 YS52 M12 M13 M14 M15 M16 M17 M18 90bp 0 0 0 0 100bp 1 0 0 110bp 0 0 0 0 120bp 0 0 0 0 130bp 0 0 1 1 140bp 0 0 0 Tổng 1 1 1 Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn Bảng 11 Số phân đoạn DNA đƣợc nhân điện di sản phẩm PCR SSR 18 mẫu chè nghiên cứu với mồi YTS64 (M1 – M18: Các mẫu nghiên cứu theo thứ tự bảng phụ lục 1) YTS64 M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7 M8 M9 250bp 0 0 0 0 260bp 0 0 0 0 270bp 1 1 1 1 300bp 0 0 0 0 310bp 0 0 0 0 Tổng 1 1 1 1 YTS64 M10 M11 M12 M13 M14 M15 M16 M17 M18 250bp 0 0 0 260bp 0 1 0 270bp 1 1 0 0 300bp 0 0 1 310bp 0 0 0 0 Tổng 1 2 1 Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn Bảng 12 Số phân đoạn DNA đƣợc nhân điện di sản phẩm PCR SSR 18 mẫu chè nghiên cứu với mồi YS73 (M1 – M18: Các mẫu nghiên cứu theo thứ tự bảng phụ lục 1) YS73 M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7 M8 M9 170bp 1 0 1 180bp 0 0 200bp 1 0 210bp 0 0 0 Tổng 2 1 1 M10 M11 YS73 M12 M13 M14 M15 M16 M17 M18 170bp 0 0 0 0 180bp 0 0 0 200bp 0 1 1 1 210bp 0 0 0 Tổng 1 1 1 Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn Bảng 13 Số phân đoạn DNA đƣợc nhân điện di sản phẩm PCR SSR 18 mẫu chè nghiên cứu với mồi YS78 (M1 – M18: Các mẫu nghiên cứu theo thứ tự bảng phụ lục 1) YS78 M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7 M8 M9 130bp 1 1 1 0 140bp 0 0 0 1 160bp 0 0 0 0 180bp 0 0 0 0 Tổng 1 1 1 M10 M11 YS78 M12 M13 M14 M15 M16 M17 M18 130bp 1 1 0 140bp 0 1 1 160bp 0 0 0 0 180bp 1 0 0 Tổng 2 1 1 Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn Bảng 14 Số phân đoạn DNA đƣợc nhân điện di sản phẩm PCR - SSR 18 mẫu chè nghiên cứu với mồi YS83 (M1 – M18: Các mẫu nghiên cứu theo thứ tự bảng phụ lục 1) YS83 M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7 M8 M9 300bp 1 1 1 1 350bp 0 0 0 0 400bp 1 1 0 0 500bp 0 0 0 0 Tổng 2 2 1 1 M10 M11 YS83 M12 M13 M14 M15 M16 M17 M18 300bp 1 1 1 1 350bp 0 0 1 0 400bp 0 0 0 0 500bp 0 0 0 0 Tổng 1 2 1 Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn Bảng 15 Số phân đoạn DNA đƣợc nhân điện di sản phẩm PCR SSR 18 mẫu chè nghiên cứu với mồi YTS98 (M1 – M18: Các mẫu nghiên cứu theo thứ tự bảng phụ lục 1) YTS98 M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7 M8 M9 230bp 1 0 0 0 240bp 0 1 0 245bp 0 0 1 Tổng 1 1 1 1 YTS98 M10 M11 M12 M13 M14 M15 M16 M17 M18 230bp 0 0 0 240bp 1 1 1 0 245bp 0 0 0 0 Tổng 1 1 1 1 Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn Bảng 16 Số phân đoạn DNA đƣợc nhân điện di sản phẩm PCR SSR 18 mẫu chè nghiên cứu với mồi YTS104 (M1 – M18: Các mẫu nghiên cứu theo thứ tự bảng phụ lục 1) YTS104 M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7 M8 M9 280bp 1 0 0 0 290bp 0 1 1 300bp 1 0 0 310bp 0 0 0 0 Tổng 2 1 1 1 YTS104 M10 M11 M12 M13 M14 M15 M16 M17 M18 280bp 0 0 0 0 290bp 0 0 0 0 300bp 1 1 1 310bp 0 1 0 0 Tổng 1 1 1 1 Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn Bảng 17 Số phân đoạn DNA đƣợc nhân điện di sản phẩm PCR SSR 18 mẫu chè nghiên cứu với mồi YTS110 (M1 – M18: Các mẫu nghiên cứu theo thứ tự bảng phụ lục 1) YTS110 M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7 M8 M9 285bp 1 0 1 0 290bp 0 1 0 0 295bp 0 0 0 0 300bp 1 1 1 1 310bp 0 0 0 0 Tổng 2 2 2 YTS110 M10 M11 M12 M13 M14 M15 M16 M17 M18 285bp 0 1 0 1 290bp 0 0 1 0 295bp 1 0 0 0 300bp 0 0 0 310bp 0 0 0 0 Tổng 1 1 1 Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn ... tích trình tự nucleotide đoạn SSR liên quan đến protein thực chức trao đổi chất 41 3.3.1 Phân tích trình tự nucleotid đoạn SSR liên quan đến glyoxalase 42 3.3.2 Phân tích trình tự nucleotid... cứu quan hệ di truyền mẫu chè nghiên cứu - Nghiên cứu so sánh trình tự nucleotide đoạn SSR có liên quan đến protein tham gia vào đường trao đổi chất số mẫu chè Thái Nguyên Số hóa Trung tâm Học... 40 Hình 3.7 So sánh trình tự nucleotide đoạn SSR bốn mẫu nghiên cứu với trình tự cơng bố 43 Hình 3.8 So sánh trình tự nucleotide đoạn SSR bốn mẫu nghiên cứu với trình tự cơng bố