Xác định và phân tích họ gen mã hóa nhân tố phiên mã nuclear factor yb trên sắn (manihot esculenta crantz) bằng công cụ tin sinh học

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN LÊ THỊ THẢO XÁC ĐỊNH VÀ PHÂN TÍCH HỌ GEN MÃ HĨA NHÂN TỐ PHIÊN MÃ NUCLEAR FACTOR-YB TRÊN SẮN (Manihot esculenta Crantz) BẰNG CÔNG CỤ TIN SINH HỌC LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội, năm 2019 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN LÊ THỊ THẢO XÁC ĐỊNH VÀ PHÂN TÍCH HỌ GEN MÃ HĨA NHÂN TỐ PHIÊN MÃ NUCLEAR FACTOR-YB TRÊN SẮN (Manihot esculenta Crantz) BẰNG CÔNG CỤ TIN SINH HỌC Chuyên ngành: Sinh học thực nghiệm Mã số: 8420101.14 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS PHẠM THỊ LÝ THU TS LÊ QUỲNH MAI Hà Nội, năm 2019 LỜI CẢM ƠN Thời gian làm báo cáo gói gọn hai năm vơ q báu hữu ích thân em Em có hội vận dụng kiến thức học vào thực tiễn hoàn thiện lỗ hổng kiến thức, đồng thời giúp em có hội tiếp xúc với môi trường công việc rèn luyện kỹ làm việc, kỹ giao tiếp sống Trước tiên, với lòng tơn sư trọng đạo, em xin gửi lời cảm ơn tới Thầy Cô Trường Đại học Khoa Học Tự Nhiên Hà Nội, Thầy Cô khoa Sinh học dạy bảo em suốt thời gian hai năm cao học vừa qua Em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến TS Phạm Thị Lý Thu – Viện Di truyền Nông nghiệp, TS Lê Quỳnh Mai – Khoa sinh học, trường Đại học Khoa Học Tự Nhiên, tận tình giúp đỡ, bảo, truyền đạt kiến thức vơ q báu để em hồn thành luận văn Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến cơ, chú, anh, chị phòng Sinh học phân tử – Viện Di truyền Nông nghiệp tạo điều kiện thuận lợi tốt cho em q trình thực tập Cuối xin kính chúc tất quý Thầy Cô, TS Phạm Thị Lý Thu, TS Lê Quỳnh Mai lời chúc sức khỏe thành công Hà Nội, tháng 10 năm 2019 Học viên Lê Thị Thảo i MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN i MỤC LỤC ii DANH MỤC BẢNG iv DANH MỤC HÌNH v MỞ ĐẦU Chương – TỔNG QUAN 1.1 Nguồn gốc phân loại sắn 1.2 Vai trò sắn tình hình sản xuất, tiêu thụ sắn Việt Nam .4 1.2.1 Vai trò sắn 1.2.2 Tình hình sản xuất tiêu thụ sắn Việt Nam 1.3 Đặc hình hình thái học, đặc điểm di truyền sắn 1.3.1 Đặc hình hình thái học 1.3.2 Đặc điểm di truyền sắn .10 1.4 Tổng quan họ NF-YB .13 1.4.1 Cấu trúc NF-Y tiểu phần NF-YB 13 1.4.2 Vai trò NF-YB thực vật 14 1.4.3 Cơ chế điều hòa biểu gen NF-Y NF-YB .15 1.4.4 Tình hình nghiên cứu NF-YB giới .18 1.4.5 Tình hình nghiên cứu Việt Nam .21 1.5 Phân tích họ gen mã hóa NF-YB cơng cụ tin sinh học 22 Chương 2: VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP 24 2.1 Vật liệu nghiên cứu 24 2.2 Thời gian địa điểm nghiên cứu 24 2.3 Phương pháp nghiên cứu 24 2.3.1 Phương pháp xác định gen mã hóa NF-YB hệ gen sắn 24 2.3.2 Phương pháp phân tích cấu trúc gen 25 2.3.3 Phương pháp xác định đặc tính protein 26 2.3.4 Phương pháp dự đoán vùng điều hòa cis- vùng promoter gen mã hóa NF-YB sắn .27 2.3.5 Phương pháp đánh giá mức độ biểu gen mã hóa NF-YB .28 Chương KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 31 ii 3.1 Kết xác định thích họ gen mã hóa tiểu phần NF-YB hệ gen sắn 31 3.2 Kết phân tích cấu trúc gen mã hóa tiểu phần NF-YB sắn 36 3.3 Kết phân tích đặc tính họ gen mã hóa tiểu phần NF-YB sắn .38 3.4 Kết phân tích yếu tố điều hòa cis- vùng promoter gen mã hóa tiểu phần NF-YB sắn 41 3.5 Kết phân tích liệu biểu gen mã hóa NF-YB sắn .45 KẾT LUẬN 49 ĐỀ XUẤT VÀ KIẾN NGHỊ 49 TÀI LIỆU THAM KHẢO 50 iii DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1:Một số CRE 19 Bảng 1.2: Danh sách loại thực vật nghiên cứu họ NF-YB giới 17 Bảng 3.1: Mã định danh thông tin thích họ gen mã hóa tiểu phần NF-YB sắn 33 Bảng 3.2: Một số thơng số đặc điểm tính chất protein thuộc họ NF-YB sắn 38 Bảng 3.3: Một số CRE liên quan đến mức độ biểu đặc thù mơ dự đốn vùng promoter họ gen mã hóa NF-YB sắn 41 Bảng 3.4: Các CRE đáp ứng hóc mơn 43 Bảng 3.5: Các CRE đáp ứng bất lợi 44 iv DANH MỤC HÌNH Hình 1.1: Sơ đồ khái qt vai trò sắn .5 Hình 1.2: Biểu đồ diện tích sản lượng sắn Việt Nam giai đoạn 2010 – 2016 (TCTK, 2017) Hình 1.3: Hình ảnh phận sắn Hình 1.4: Hình ảnh thể mối quan hệ tiến hóa hệ gen tập đồn giống sắn (Bredeson et al, 2016) .12 Hình 2.1: Giao diện sở liệu Phytozome 24 Hình 2.2: Giao diện sở liệu NCBI 25 Hình 2.4: Giao diện sở liệu Expasy 27 Hình 2.5: Giao diện sở liệu TargetP 27 Hình 2.6: Giao diện sở liệu PlantCARE 28 Hình 2.7: Hình ảnh minh họa mơ sắn (Wilson et al, 2017) 29 Hình 3.1: Hình ảnh BlastP 32 Hình 3.2: Vị trí phân bố gen mã hóa tiểu phần NF-YB sắn 35 Hình 3.3: Cấu trúc gen họ NF-YB sắn 36 Hình 3.4: Mức độ biểu họ NF-YB mô điều kiện thường 46 Hình 3.5: Mức độ biểu họ NF-YB mô điều kiện thường 47 v DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CHỮ CÁI VIẾT TẮT Chữ viết Thuật ngữ Tiếng Anh Thuật ngữ Tiếng Việt tắt ABA ABRE AURE BLAST Abscisic acid Axit abscisic Abscisic acid responsive Yếu tố đáp ứng axit abscisic element Auxin responsive element Yếu tố đáp ứng auxin Basic local alignment search Cơng cụ tìm kiếm trình tự tool Protein-protein BLAST Cơng cụ trình tự protein CAAT-binding factor Yếu tố bám–CAAT International Center for Trung tâm Nông nghiệp Nhiệt Tropical Agriculture đới Quốc tế CRE Cis regulatory element Yếu tố điều hòa cis- cTP Choloroplast transit peptide Peptide vận chuyển lục lạp DNA Deoxyribonucleic acid Acid đêoxyribônucleic ER Endoplasmic reticulum Lưới nội chất ERE Ethylene responsive element Yếu tố liên quan đến ethylene EST Expressed sequence tags Thẻ hiển thị trình tự Gibberellin responsive element Yếu tố liên quan đến gibberellin The gene structure display Chương trình hiển thị cấu trúc server gen HAP Histo-aspartic protease Histo-aspartic protease HCN Hydrocyanic acid Axit hydrocyanic HMF Histone fold motif Motif gấp khúc histone HSE Heat stress element Yếu tố đáp ứng nóng Jasmonate acid responsive Yếu tố đáp ứng đến axit elements jasmonate Kilodalton Đơn vị trọng lượng phân tử BLASTP CBF CIAT GARE GSDS JARE kDa vi LTRE MBS mTP Low temperature responsive Yếu tố đáp ứng lạnh element MYB binding site Vị trí bám MBS Mitochondrial targeting Peptide hướng tới mục tiêu ty thể peptide Molecular weight Trọng lượng phân tử Nation center for Trung tâm thông tin công nghệ biotechnology information sinh học quốc gia NF-Y Nuclear factor Y Yếu tố phiên mã Y pI Isoelectric point Điểm đẳng điện RNA Ribo nucleic acid Acid ribonucleic Salicylic acid responsive Yếu tố đáp ứng axit salicylic mW NCBI SARE element Seretory pathway signal Peptide tín hiệu đường bao peptide gói TCHQ - Tổng cục hải quan TCTK - Tổng cục thống kê TF Transciption factor Yếu tố phiên mã USD United States dollar Đô la Mỹ SP vii MỞ ĐẦU Trong vài thập kỷ trở lại đây, phát triển nhanh chóng cơng nghệ sinh học phân tử tạo khối lượng lớn thơng tin liên quan đến trình tự sinh học, cấu trúc gen, nhiễm sắc thể Tin sinh học đời tiếp cận thuật tốn máy tính giúp cho việc lưu trữ, tìm kiếm, phân tích, xử lý dự đoán kết nghiên cứu sinh học diễn hiệu Những nghiên cứu tin sinh học tập trung vào: (1) đánh dấu, mô tả phân tích trình tự DNA; (2) so sánh trình tự DNA, protein cách trình tự tạo cấu trúc ba chiều phân tử protein; (3) mô tương tác phân tử với chất, phân tử khác Tin sinh học hỗ trợ nghiên cứu đa dạng tiến hóa sinh vật góp phần làm sáng tỏ thêm chất trình sinh học Sắn (Manihot esculenta Crantz) giống trồng lâu đời quan trọng phục vụ nhiều lợi ích khác cho sống Hiện nay, sắn đánh giá lương thực, công nghiệp nguyên liệu thiết yếu, giải pháp kinh tế cho hàng triệu nông dân sống vùng nông thôn Đơng Nam Á, bao gồm Việt Nam Vì thế, sắn thu hút nhiều quan tâm thời gian gần hệ gen lồi vừa giải mã thành cơng Q trình sinh trưởng phát triển thực vật sắn chịu ảnh hưởng từ yếu tố ngoại cảnh bất lợi Hạn hán, đất nhiễm mặn nhiệt độ yếu tố mơi trường ảnh hưởng đến phân bố địa lý thực vật tự nhiên, giới hạn suất trồng nông nghiệp đe dọa an ninh lương thực Cây thích nghi với môi trường sống nhờ khả điều chỉnh biểu gen đáp ứng với bất lợi phi sinh học Q trình có tham gia nhóm nhân tố phiên mã điều chỉnh hoạt động gen việc ứng phó với bất lợi mơi trường Nhân tố phiên mã (Transcription factor, TF) nhóm protein điều hòa nghiên cứu nhiều đối tượng trồng khác Nuclear factor Y (NF-Y) nhóm nhân tố phiên mã quan trọng tìm thấy tất lồi thực vật TT CRE mô Gen MeNF-YB7 MeNF-YB8 MeNF-YB9 10 MeNF-YB10 11 MeNF-YB11 12 MeNF-YB12 13 MeNF-YB13 14 MeNF-YB14 15 MeNF-YB15 16 MeNF-YB16 17 MeNF-YB17 Meristem Nội nhũ Lá Rễ Kết cho thấy, hầu hết gen họ MeNF-YB chứa CRE liên quan đến mức độ biểu đặc thù mô, quan Đặc biệt nội nhũ có tới 9/17 promoter có mặt CRE Rễ chứa CRE xuất MeNFYB4 MeNF-YB13 Có tới promoter khơng chứa CRE liên quan đến mức độ biểu đặc thù mơ MeNF-YB1, MeNF-YB3, MeNF-YB9, MeNF-YB10, MeNF-YB11, MeNF-YB12, MeNF-YB16, MeNF-YB17 Riêng MeNF-YB13 chứa CRE liên quan đến biểu đặc thù mơ, quan meristem, nội nhũ, Sự xuất CRE liên quan đến mức độ biểu đặc thù mô dự đốn vùng promoter họ gen mã hóa NF-YB sắn liên quan đến sinh trưởng, phát triển sắn đáp ứng với điều kiện bất lợi Tiếp theo, CRE đáp ứng hormone phát vùng promoter họ gen NF-YB sắn, bao gồm: yếu tố đáp ứng với abscisic axit (ABRE); nhóm yếu tố liên quan đến gibberellin (GARE), nhóm yếu tố liên quan đến axit jasmonic (JARE), nhóm yếu tố liên quan đến auxin (AURE), nhóm yếu tố liên quan đến Gibberellin (GARE), nhóm yếu tố liên quan đến Êtilen (ERE) tìm thấy vùng promoter hầu hết gen mã hóa NF-YB sắn Kết chi tiết thể Bảng 3.4 42 Bảng 3.4: Các CRE đáp ứng hóc mơn STTT TT Tên gen CRE đáp ứng hóc mơn ABRE MeNF-YB1 MeNF-YB2 MeNF-YB3 MeNF-YB4 MeNF-YB5 MeNF-YB6 MeNF-YB7 MeNF-YB8 MeNF-YB9 10 MeNF-YB10 11 MeNF-YB11 12 MeNF-YB12 13 MeNF-YB13 14 MeNF-YB14 15 MeNF-YB15 16 MeNF-YB16 17 MeNF-YB17 JARE GARE ERE AURE ABRE: Axit abscisic; JARE: Axit jasmonic; GARE: Gibberellin; ERE: Êtilen; AURE: Auxin; : có mặt CRE Trong Bảng 3.4, promoter MeNF-YB6, MeNF-YB8, MeNF-YB9-17, MeNF-YB10-16 chứa nhóm CRE liên quan đến êtilen, axit jasmonic, axit abscisic, auxin promoter MeNF-YB4 MeNF-YB7 chứa CRE liên quan đến hormone Sự phân bố số CRE liên quan đến điều hòa axit jasmonic xuất promoter MeNF-YB1, MeNF-YB3, MeNF-YB4, MeNF-YB5, MeNF-YB7, MeNF-YB8, MeNF-YB10, MeNF-YB12, MeNF-YB13, MeNF-YB14 Mặt khác, promoter MeNF-YB3, MeNF-YB4 MeNFYB9, MeNF-YB14 MeNF-YB17 chứa yếu tố ABRE, đặt giả thiết gen 43 có liên quan đến đường điều hòa phụ thuộc vào ABRE hay khơng? Hai promoter MeNF-YB15/MeNF-YB2 khơng chứa nhóm CRE liên quan đến hormone Số lượng CRE đáp ứng hormone phân bố dày đặc vùng promoter họ gen mã hóa NF-YB (~1,47 CRE/gen) cho thấy MeNF-YB tham gia vào đường tín hiệu thơng qua hormone Điều có ý nghĩa gen liên quan đến tính chống chịu điều kiện bất lợi thực vật nằm mạng lưới dẫn truyền tín hiệu điều hòa hệ thống hormone Trong nghiên cứu này, CRE đáp ứng với điều kiện ngoại cảnh bất lợi phát vùng promoter họ gen NF-YB sắn Một số yếu tố đặc trưng bao gồm, yếu tố đáp ứng lạnh (LTRE), yếu tố đáp ứng nóng (HSE), yếu tố đáp ứng hạn trình tự lặp giàu TC (TC-rich repeat) Có thể thấy, hầu hết gen họ NF-YB chứa từ 1-3 yếu tố đáp ứng với điều kiện bất lợi, mật độ nhóm CRE đạt ~1,23 CRE/gen promoter MeNF-YB13 MeNFYB17 khơng có yếu tố đáp ứng điều kiện bất lợi Ngược lại, promoter MeNF-YB12 MeNF-YB14 chứa tới CRE đề cập Trong nghiên cứu khác gần đây, tần suất phân bố CRE đáp ứng bất lợi vùng promoter nhóm gen mã hóa protein giàu methionin A thaliana ghi nhận đạt ~0,54 CRE/gen (Hà cs 2016) Những kết cho thấy quy tụ cách dày đặc CRE đáp ứng hormone đáp ứng bất lợi promoter, chứng tỏ họ gen MeNF-YB đóng vai trò quan trọng chống chịu điều kiện bất lợi, tương tự ghi nhận trước đối tượng trồng khác Bảng 3.5: Các CRE đáp ứng bất lợi STT# TT CRE đáp ứng bất lợi Tên gen [TC]n MeNF-YB1 MeNF-YB2 MeNF-YB3 MeNF-YB4 MeNF-YB5 [H2O] 44 LTRE HSE STT# TT CRE đáp ứng bất lợi Tên gen [TC]n MeNF-YB6 MeNF-YB7 MeNF-YB8 MeNF-YB9 10 MeNF-YB10 11 MeNF-YB11 12 MeNF-YB12 13 MeNF-YB13 14 MeNF-YB14 15 MeNF-YB15 16 MeNF-YB16 17 MeNF-YB17 [H2O] LTRE HSE LTRE: yếu tố đáp ứng lạnh; HSE: yếu tố đáp ứng nóng; [H2O]: yếu tố đáp ứng hạn; TC: trình tự lặp giàu TC; : có mặt CRE Tóm lại, phân bố đa dạng CRE vùng promoter họ gen NF-YB sắn cho thấy gen NF-YB đóng vai trò quan trọng điều hòa q trình trao đổi chất, dẫn truyền tín hiệu thơng qua hormone đáp ứng với điều kiện ngoại cảnh bất lợi Các promoter chứa nhiều nhóm yếu tố điều hòa đáp ứng hormone/stress MeNF-YB4, MeNF-YB7, MeNF-YB12 MeNFYB14 sử dụng làm vật liệu kỹ thuật di truyền nhằm tăng cường khả chống chịu điều kiện bất lợi sắn 3.5 Kết phân tích liệu biểu gen mã hóa NF-YB sắn Dữ liệu biểu gen thành viên họ gen NF-YB khai thác dựa nghiên cứu cơng bố phân tích hệ phiên mã (transcriptomics) số mẫu mô quan sắn (GEO accession: GSE82279) (Wilson et al, 2017) Nghiên cứu tập trung khai thác 11 mô là: FEC, OES, RAM 45 SAM, củ, rễ sợi, thân, chồi bên, lá, gân cuống Năm 2017, nhóm nghiên cứu đánh giá mức độ biểu mô: FEC, OES, RAM SAM Kết thu hầu hết gen có biểu mẫu mơ, có gen MeNFYB15 MeNF-YB16 có mức biểu ngưỡng xác định Trong số đó, MeNFYB12 MeNF-YB2 có xu hướng biểu mạnh tất mô, đặc biệt, MeNFYB12 biểu mạnh SAM, MeNF-YB2 biểu mạnh FEC Tương tự vậy, MeNF-YB4/8/13/5 biểu mạnh FEC Những phân tích rằng, gen NF-YB sắn liên quan đến trình sinh trưởng, phát triển mô phân sinh (FEC: Friable Embryogenic Callus; OES: Somatic Organized Embryogenic Structures; RAM: Root Apical Meristem; SAM: Shoot Apical Meristem) Hình 3.4: Mức độ biểu họ NF-YB mô điều kiện thường Năm 2018, nhóm nghiên cứu tiếp tục tìm hiẻu mức độ biểu gen mã hóa NF-YB khai thác loại mô quan, bao gồm mô củ, rễ sợi, thân, chồi bên, lá, gân cuống (Wilson et al, 2017) Mức độ biểu gen mơ hình hóa đồ nhiệt cơng cụ Microsoft Excel Kết phân tích minh họa Hình 3.4 Kết cho thấy hầu hết gen MeNF-YB có 46 biểu mơ quan Đặc biệt, gen MeNF-YB2, MeNF-YB5, MeNF-YB12, MeNF-YB14 xác định có biểu mạnh tất mẫu mô, đồng thời đặc thù vị trí (Hình 3.4) Trong đó, MeNF-YB2 biểu đặc thù thân củ, MeNF-YB12 tập trung mạnh củ chồi bên Trước đó, gen xác định có biểu đặc thù mơ sẹo phơi hóa mơ phân sinh đỉnh rễ, hai gen MeNF-YB5 -YB14 có biểu mạnh củ (Hình 3.5) Còn lại số gen khác lại có mức độ biểu mạnh hầu hết mơ khơng đặc thù vị trí Hình 3.5: Mức độ biểu họ NF-YB mơ điều kiện thường Bên cạnh đó, mức độ biểu vị trí khác rõ rệt Ở củ có gen có biểu MeNF-YB2, MeNF-YB5, MeNF-YB7, MeNF-YB11, MeNFYB12, MeNF-YB14 Trong gen có biểu mạnh, đặc thù MeNF-YB2, MeNF-YB5, MeNF-YB12, MeNF-YB14 Ở thân có tới gen có xu hướng biểu gồm MeNF-YB5, MeNF-YB7, MeNF-YB11, MeNF-YB12, MeNF-YB13, MeNFYB14 gen MeNF-YB2 có biểu đặc thù Tương tự chồi bên có gen MeNF-YB12 có biểu đặc thù mơ gen có biểu gồm MeNF-YB2, MeNF-YB5, MeNF-YB6, MeNF-YB7, MeNF-YB11, MeNF-YB12, 47 MeNF-YB13, MeNF-YB14 Lá, gân cuống có tới 6, gen có xu hướng biểu khơng có gen có biểu mạnh, đặc thù mơ Phân tích cho thấy MeNF-YB12 MeNF-YB14 hai gen biểu mạnh mơ quan điều kiện thường (Hình 3.4) Vùng promoter gen chứa CRE đáp ứng bất lợi hormone (Bảng 3.4, 3.5) Hơn nữa, yếu tố ABRE tìm thấy vùng promoter gen MeNF-YB14 (Bảng 3.4) Có thể thấy rằng, gen đóng vai trò quan trọng chế đáp ứng chống chịu với điều kiện ngoại cảnh sắn Trong đó, MeNF-YB12 Me-YB14 đáp ứng với điều kiện hạn thông qua đường phụ thuộc không phụ thuộc ABRE Những phân tích rằng, gen NF-YB sắn liên quan đến q trình sinh trưởng, phát triển mơ quan có khả đáp ứng tác nhân bất lợi 48 KẾT LUẬN Đề tài xác định 17 gen mã hóa cho tiểu phần NF-YB genome sắn Các gen phân bố rải rác nhiễm sắc thể sắn với số lượng khơng Hầu hết gen mã hóa tiểu phần NF-YB sắn đa dạng kích thước số lượng exon, intron Phần lớn NF-YB có kích thước trọng lượng mức trung bình Giá trị pI dự đốn TargetP cho thấy họ NF-YB cư trú nhiều vị trí để thực chức điều hòa tế bào Kết phân tích vùng promoter cho thấy có phân bố nhiều yếu tố điều hòa cis-mức độ biểu đặc thù mô đáp ứng với hormone/stress Hầu hết gen MeNF-YB tăng cường phiên mã mơ hoặc quan Gen MeNF-YB12 MeNF-YB2 có xu hướng biểu mạnh tất mơ Như vậy, thấy gen tham gia vào nhiều q trình tế bào, có lẽ liên quan đến chế đáp ứng điều kiện ngoại cảnh bất lợi sắn ĐỀ XUẤT VÀ KIẾN NGHỊ Đề nghị cần tiếp tục phát triển nghiên cứu nhằm lựa chọn gen ứng viên phục vụ cho công tác chọn tạo giống sắn phù hợp với biến đổi khí hậu có sức chống chịu cao 49 TÀI LIỆU THAM KHẢO TÀI LIỆU TIẾNG VIỆT Chu Đức Hà, Lê Tiến Dũng (2015) "Vai trò yếu tố điều hòa cis đáp ứng thực vật với điều kiện bất lợi ", Tạp chí sinh học, 37(3), tr 370-383 Đường Hồng Dật (2006), Cây sắn từ lương thực chuyển thành công nghiệp, NXB lao động – xã hội Niên giám thống kê (2017), Nhà xuât thống kê Nguyễn Hoàng Lâm (2013), Kỹ thuật trồng lương thực, NXB niên Nguyễn Văn Cách (2006), Giáo trình tin sinh học, NXB khoa học kỹ thuật Tô Xuân Phúc (2015), Phát triển sắn bảo vệ rừng Việt Nam Trần Ngọc Ngoạn (2007), Giáo trình sắn, NXB nơng nghiệp Hà Nội TÀI LIỆU TIẾNG ANH Abe, H., Urao, T., Ito, T., Seki, M., Shinozaki, K., & Yamaguchi-Shinozaki, K (2003) Arabidopsis AtMYC2 (bHLH) and AtMYB2 (MYB) function as transcriptional activators in abscisic acid signaling The Plant Cell, 15(1), 63-78 Abe, H., Yamaguchi-Shinozaki, K., Urao, T., Iwasaki, T., Hosokawa, D., & Shinozaki, K (1997) Role of Arabidopsis MYC and MYB homologs in droughtand abscisic acid-regulated gene expression The Plant Cell, 9(10), 1859-1868 Adrian, J., Farrona, S., Reimer, J J., Albani, M C., Coupland, G., & Turck, F (2010) “cis-Regulatory Elements and Chromatin State Coordinately Control Temporal and Spatial Expression of FLOWERING LOCUS T in Arabidopsis” THE PLANT CELL ONLINE, 22(5), pp.1425–1440 Awoleye, F., van Duren, M., Dolezel, J., & Novak, F J (1994) “Nuclear DNA content and in vitro induced somatic polyploidization cassava (Manihot esculenta Crantz) breeding” Euphytica, 76(3), pp 195–202 Bailey, D., and O’Hare, P (2007) “Transmembrane bZIP transcription factors in ER stress signaling and the unfolded protein response” Antioxid & Redox Signal, 9, pp.2305–2321 50 10 Bredeson J V., Lyons J B., Prochnik S E., Wu G A., Ha C M., EdsingerGonzales E., Grimwood J., Schmutz J., Rabbi I Y., Egesi C., Nauluvula P., Lebot V., Ndunguru J., Mkamilo G., Bart R S., Setter T L., Gleadow R M., Kulakow P., Ferguson M E., Rounsley S., Rokhsar D S (2016), "Sequencing wild and cultivated cassava and related species reveals extensive interspecific hybridization and genetic diversity ", Nat Biotechnol, 34, pp 562-570 11 Casson, S.A., and Lindsey, K (2006) “The turnip mutant of Arabidopsis reveals that LEAFY COTYLEDON1 expression mediates the effects of auxin and sugars to promote embryonic cell identity” Plant Physiol 142, pp 526–541 12 Conesa A., Gưtz S., García-Gómez J M., Terol J., Talón M., Robles M (2005), "Blast2GO: a universal tool for annotation, visualization and analysis in functional genomics research ", Bioinformatics, 21(18), pp 3674-3676 13 Chen, N.Z., Zhang, X.Q., Wei, P.C., Chen, Q.J., Ren, F., Chen, J., and Wang, X.C (2007) “AtHAP3b plays a crucial role in the regulation of flowering time in Arabidopsis during osmotic stress” J Biochem Mol Biol, 40, pp.1083–1089 14 Dunn, M A., White, A J., Vural, S., & Hughes, M A (1998) Identification of promoter elements in a low-temperature-responsive gene (blt4 9) from barley (Hordeum vulgare L.) Plant molecular biology, 38(4), 551-564 15 Emanuelsson O, Brunak S, von Heijne G, Nielsen H (2007), "Locating proteins in the cell using TargetP, SignalP,and related tools", Nat Protoc, pp 953-971 16 Emanuelsson, O., Nielsen, H., Brunak, S., von Heijne, G (2000), "Predicting subcellular localization of proteins based on their N-terminal amino acid sequence", J Mol Biol, 300(4), pp 1005-1016 17 Feng, Z.-J., He, G.-H., Zheng, W.-J., Lu, P.-P., Chen, M., Gong, Y., Ma, Y.-Z., Xu, Z.-S (2015), "Foxtail millet NF-Y families: genome-wide survey and evolution analyses identified two functional genes important in abiotic stresses", Front Plant Sci, 6, pp 1-19 18 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 51 transcription activator of novel ABRE-dependent ABA signaling that enhances drought stress tolerance in Arabidopsis” Plant cell, 17(12), 3470-3488 19 Goodstein D M., Shu S., Howson R., Neupane R., Hayes R D., Fazo J., Mitros T., Dirks W., Hellsten U., Putnam N., Rokhsar D S (2012), "Phytozome: a comparative platform for green plant genomics", Nucleic Acids Res, 40, pp 1178-1186 20 Gubler, F., Kalla, R., Roberts, J K., & Jacobsen, J V (1995) Gibberellin-regulated expression of a myb gene in barley aleurone cells: evidence for Myb transactivation of a high-pI alpha-amylase gene promoter The Plant Cell, 7(11), 1879-1891 21 Hackenberg, D., Keetman, U., and Grimm, B (2012) “Homologous NF-YC2 subunit from Arabidopsis and tobacco is activated by photooxidative stress and induces flowering” Int J Mol Sci, 13, pp.3458–3477 22 Hang Zhao, Di Wu, Fanying Kong, Ke Lin, Haishen Zhang, Gang Li(2016), "The Arabidopsis thaliana Nuclear Factor Y Transcription Factors", Front Plant Sci, Vol 7, pp.1-11 23 Hu, B., Jin, J., Guo, A Y., Zhang, H., Luo, J., Gao, G (2015) "GSDS 2.0: An upgraded gene feature visualization server" Bioinformatics, 31(8), PP 1296-1297 24 Ito, Y., Thirumurugan, T., Serizawa, A., Hiratsu, K., Ohme-Takagi, M., and Kurata, N (2011) “Aberrant vegetative and reproductive development by overexpression and lethality by silencing of OsHAP3E in rice” Plant Sci, 181, pp.105–110 25 Junker, A., et al (2012) “Elongation-related functions of LEAFY COTYLEDON1 during the development of Arabidopsis thaliana” Plant J 71, pp 427–442 26 Kagaya, Y., Toyoshima, R., Okuda, R., Usui, H., Yamamoto, A., and Hattori, T (2005) “LEAFY COTYLEDON1 controls seed storage protein genes through its regulation of FUSCA3 and ABSCISIC ACID INSENSITIVE3” Plant Cell Physiol, 46, pp.399–406 27 Katia Petroni, Roderick W Kumimoto, Nerina Gnesutta, Valentina Calvenzani, Monica Fornari, Chiara Tonelli, Ben F Holt, Roberto Mantovani (2012) “The Promiscuous Life of Plant NUCLEAR FACTOR Y Transcription Factors” The Plant Cell, 24, pp 4777-4792 52 28 Kumimoto, R.W., Adam, L., Hymus, G.J., Repetti, P.P., Reuber, T.L., Marion, C.M., Hempel, F.D., and Ratcliffe, O.J (2008) “The Nuclear Factor Y subunits NF-YB2 and NF-YB3 play additive roles in the promotion of flowering by inductive long-day photoperiods in Arabidopsis” Planta, 228, pp.709–723 29 Kwong, R.W., Bui, A.Q., Lee, H., Kwong, L.W., Fischer, R.L., Goldberg, R.B., and Harada, J.J (2003) “LEAFY COTYLEDON1- LIKE defines a class of regulators essential for embryo development” Plant Cell, 15, pp.5–18 30 Laloum, T., De Mita, S., Gamas, P., Niebel, A (2013), "CCAAT-box binding transcription factors in plants: Y so many?", Trends Plant Sci, 18(3), pp 157-166 31 Lam, E., & Chua, N H (1991) Tetramer of a 21-base pair synthetic element confers seed expression and transcriptional enhancement in response to water stress and abscisic acid Journal of Biological Chemistry, 266(26), 17131-17135 32 Lee, H., Fischer, R.L., Goldberg, R.B., and Harada, J.J (2003) “Arabidopsis LEAFY COTYLEDON1 represents a functionally specialized subunit of the CCAAT binding transcription factor” Proc Natl Acad Sci USA, 100, pp.2152– 2156 33 Lescot, M., Déhais, P., Thijs, G., Marchal, K., Moreau, Y., Van de Peer, Y., Rouzé, P., Rombauts, S (2002) "PlantCARE, a database of plant cis-acting regulatory elements and a portal to tools for in silico analysis of promoter sequences", Nucleic Acids Reseach, 30(1), pp 325-327 34 Li, S., Li, K., Ju, Z., Cao, D., Fu, D., Zhu, H., Luo, Y (2016) “Genome-wide analysis of tomato NF-Y factors and their role in fruit ripening” BMC Genomics, 17(1) 35 Li, W X., Oono, Y., Zhu, J., He, X.-J., Wu, J.-M., Iida, K., Zhu, J.-K (2008) “The Arabidopsis NFYA5 Transcription Factor Is Regulated Transcriptionally and Posttranscriptionally to Promote Drought Resistance” THE PLANT CELL ONLINE, 20(8), pp.2238–2251 36 Liang, M., Hole, D., Wu, J., Blake, T., and Wu, Y (2012), “Expression and functional analysis of NUCLEAR FACTOR-Y, subunit B genes in barley”, Planta, 235, pp 779–791 53 37 Liu, J.X., and Howell, S.H (2010), "bZIP28 and NF-Y transcription factors are activated by ER stress and assemble into a transcriptional complex to regulate stress response genes in Arabidopsis", Plant Cell, 22, pp 782–796 38 Mantovani, R (1999) “The molecular biology of the CCAAT-binding factor NFY” Gene, 239(1), pp.15–27 39 Meinke, D.W (1992) “A homoeotic mutant of Arabidopsis thaliana with leafy cotyledons” Science, 258, pp.1647–1650 40 Miyoshi, K., Ito, Y., Serizawa, A., & Kurata, N (2003) “OsHAP3genes regulate chloroplast biogenesis in rice” The Plant Journal, 36(4), pp 532–540 41 Miyoshi, K., Ito, Y., Serizawa, A., and Kurata, N (2003) “OsHAP3 genes regulate chloroplast biogenesis in rice” Plant J, 36, pp.532–540 42 Mu J., Tan H., Hong S., Liang Y., Zuo J (2013), " Arabidopsis transcription factor genes NF-YA1, 5, 6, and play redundant roles in male gametogenesis, embryogenesis, and seed development", Mol Plant, 6, pp 188-201 43 Mundy, J., Yamaguchi-Shinozaki, K., & Chua, N H (1990) Nuclear proteins bind conserved elements in the abscisic acid-responsive promoter of a rice rab gene Proceedings of the National Academy of Sciences, 87(4), 1406-1410 44 Nelson, D E., Repetti, P P., Adams, T R., Creelman, R A., Wu, J., Warner, D C., Anstrom, D C., Bensen, R J., Castiglioni, P P., Donnarummo, M G., Hinchey, B S., Kumimoto, R W., Maszle, D R., Canales, R D., Krolikowski, K A., Dotson, S B., Gutterson, N., Ratcliffe, O J., Heard, J E (2007), "Plant nuclear factor Y (NFY) B subunits confer drought tolerance and lead to improved corn yields on waterlimited acres ", Proc Natl Acad Sci U S A., 104(42), pp 16450-16455 45 O Emanuelsson, S Brunak, G von Heijne, H Nielsen (2007), "Locating proteins in the cell using TargetP, SignalP and related tools", Nat Protoc, 2, pp 953-971 46 Pla, M., Vilardell, J., Guiltinan, M J., Marcotte, W R., Niogret, M F., Quatrano, R S., & Pagès, M (1993) The cis-regulatory element CCACGTGG is involved in ABA and water-stress responses of the maize gene rab28 Plant molecular biology, 21(2), 259-266 54 47 Quach, T N., Nguyen, H T., Valliyodan, B., Joshi, T., Xu, D., Nguyen, H T (2015), "Genome-wide expression analysis of soybean NF-Y genes reveals potential function in development and drought response", 48 Robert O J Weinzierl (1999) “Mechanisms Of Gene Expression Structure Function And Evolution Of The Basal Transcriptional Machine” 49 Roberto Mantovani (2015) “Biochemical and Functional Analysis of NF-YA Cell Penetrating Peptide Properties in Different Cell Systems” PhD Thesis 50 Shen, B., Allen, W.B., Zheng, P., Li, C., Glassman, K., Ranch, J., Nubel, D., and Tarczynski, M.C (2010) “Expression of ZmLEC1 and ZmWRI1 increases seed oil production in maize” Plant Physiol, 153, pp.980–987 51 Stephan Wenkel, Franziska Turck, Kamy Singer, Lionel Gissot, José Le Gourrierec, Alon Samach, George Coupland (2006) “CONSTANS and the CCAAT Box Binding Complex Share a Functionally Important Domain and Interact to Regulate Flowering of Arabidopsis” The plant cell, 17, pp 2971-2984 52 Stephenson, T.J., McIntyre, C.L., Collet, C., and Xue, G.P (2007) “Genome-wide identification and expression analysis of the NF-Y family of transcription factors in Triticum aestivum” Plant Mol Biol, 65, pp.77–92 53 Uddenberg, D., Valladares, S., Abrahamsson, M., Sundström, J.F., Sundås-Larsson, A., and von Arnold, S (2011) “Embryogenic potential and expression of embryogenesis-related genes in conifers are affected by treatment with a histone deacetylase inhibitor” Planta, 234, pp.527–539 54 Warpeha, K.M., Upadhyay, S., Yeh, J., Adamiak, J., Hawkins, S.I., Lapik, Y.R., Anderson, M.B., and Kaufman, L.S (2007) “The GCR1, GPA1, PRN1, NF-Y signal chain mediates both blue light and abscisic acid responses in Arabidopsis” Plant Physiol, 143, pp.1590–1600 55 Wei, X., Xu, J., Guo, H., Jiang, L., Chen, S., Yu, C., Zhou, Z., Hu, P., Zhai, H., and Wan, J (2010) “DTH8 suppresses flowering in rice, influencing plant height and yield potential simultaneously” Plant Physiol, 153, pp.1747–1758 56 Wilson, M C., Mutka, A M., Hummel, A W., Berry, J., Chauhan, R D., Vijayaraghavan, A., Taylor, N J., Voytas, D F., Chitwood, D H., Bart, R S 55 (2017) "Gene expression atlas for the food security crop cassava" New Phytol, 213(4), pp 1632-1641 57 X Y, Mantovani R, Hooft van Huijsduijnen R, Andre I, Benoist C, Mathis D (1992), "Evolutionary variation of the CCAAT-binding transcription factor NF-Y" Nucleic Acids Reseach, 20(5), pp 1087–1091 58 Xu, Y Y., Li, H., Lin, J., Li, X G., & Chang, Y H (2015) Isolation and characterization of Calcineurin B-like gene (PbCBL1) and its promoter in birch-leaf pear (Pyrus betulifolia Bunge) Genetics and Molecular Research, 14(4), 1675616770 59 Yamamoto, A., Kagaya, Y., Toyoshima, R., Kagaya, M., Takeda, S., Hattori, T (2009) "Arabidopsis NF-YB subunits LEC1 and LEC1-LIKE activate transcription by interacting with seed-specific ABRE-binding factors", 58(5), Plant J, pp 843856 60 Yu, Y., Li, Y., Huang, G., Meng, Z., Zhang, D., Wei, J., Yan, K., Zheng, C., and Zhang, L (2011) “PwHAP5, a CCAAT-binding transcription factor, interacts with PwFKBP12 and plays a role in pollen tube growth orientation in Picea wilsonii” J Exp Bot, 62, pp.4805–4817 61 Zanetti, M.E., Blanco, F.A., Beker, M.P., Battaglia, M., and Aguilar, O.M (2010) “A C subunit of the plant nuclear factor NF-Y required for rhizobial infection and nodule development affects partner selection in the common bean-Rhizobium etli symbiosis” Plant Cell, 22, pp 4142–4157 62 Zhang, S., Wong, L., Meng, L., and Lemaux, P.G (2002) “Similarity of expression patterns of knotted1 and ZmLEC1 during somatic and zygotic embryogenesis in maize (Zea mays L.)” Planta, 215, pp.191–194 56 ...ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN LÊ THỊ THẢO XÁC ĐỊNH VÀ PHÂN TÍCH HỌ GEN MÃ HĨA NHÂN TỐ PHIÊN MÃ NUCLEAR FACTOR- YB TRÊN SẮN (Manihot esculenta Crantz) BẰNG CÔNG CỤ TIN SINH. .. định phân tích họ gen mã hóa nhân tố phiên mã nuclear factor- YB sắn (Manihot esculenta Crantz) công cụ tin sinh học Chương – TỔNG QUAN 1.1 Nguồn gốc và phân loại sắn Cây sắn tên khoa học Manihot... Kết phân tích cấu trúc gen mã hóa tiểu phần NF -YB sắn 36 3.3 Kết phân tích đặc tính họ gen mã hóa tiểu phần NF -YB sắn .38 3.4 Kết phân tích yếu tố điều hòa cis- vùng promoter gen mã hóa tiểu