Nghiên cứu khả năng tập chống chịu hạn hán của khoai tây (solanum tuberosum l )

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN Vũ Thị Hoa Phƣợng NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG TẬP CHỐNG CHỊU HẠN HÁN CỦA KHOAI TÂY (Solanum tuberosum L.) LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội – 2015 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN Vũ Thị Hoa Phƣợng NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG TẬP CHỐNG CHỊU HẠN HÁN CỦA KHOAI TÂY (Solanum tuberosum L.) Chuyên ngành: Sinh học Thực nghiệm Mã số: 60 42 01 14 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: TS LÊ QUỲNH MAI Hà Nội – 2015 LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên, xin gửi lời cảm ơn chân thành lòng biết ơn sâu sắc tới cán hướng dẫn tôi, TS Lê Quỳnh Mai, người tận tình dạy bảo, dẫn dắt, tạo điều kiện cho tơi suốt q trình học tập, nghiên cứu thực luận văn Tôi xin trân trọng cảm ơn cán Phịng thí nghiệm Công nghệ nuôi cấy Thực vật Vi tảo, Trung tâm Khoa học Sự sống, Khoa Sinh học Phòng Thí nghiệm Trọng điểm Quốc gia Enzyme Protein, Đại học Khoa Học Tự Nhiên – Đại học Quốc Gia Hà Nội tạo điều kiện cho thực thí nghiệm Tơi xin chân thành cảm ơn thày giáo, cô giáo cán Khoa Sinh học đặc biệt thày, cô giáo cán Bộ môn Sinh Lý Thực Vật Hóa Sinh, trường Đại học Khoa Học Tự Nhiên – Đại học Quốc Gia Hà Nội tận tình giảng dạy cho tơi suốt q trình học tập thực luận văn Cuối cùng, xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc với gia đình, bè bạn người động viên, giúp đỡ sống Nghiên cứu Quỹ Phát triển Khoa học Cơng nghệ Quốc gia (NAFOSTED) tài trợ kinh phí khuôn khổ đề tài: “Nghiên cứu mối liên quan khả tập chống chịu khoai tây trước yếu tố nhiệt độ cao, hạn hán, độ mặn cao” với mã số 106.06-2012.14 Trân trọng cảm ơn! Hà Nội, ngày tháng năm 2015 Tác giả Vũ Thị Hoa Phƣợng MỤC LỤC MỞ ĐẦU Chƣơng TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu chung khoai tây 1.1.1 Nguồn gốc lịch sử 1.1.2 Phân loại học 1.1.3 Đặc điểm khoai tây 1.1.4 Vai trò khoai tây 1.2 Hạn đáp ứng thực vật cạn trƣớc điều kiện hạn 1.2.1 Đặc điểm thích nghi thực vật chịu hạn 1.2.2 Ảnh hưởng hạn đến sinh trưởng phát triển thực vật 1.2.3 Đáp ứng hạn thực vật 12 1.3 Ảnh hƣởng môi trƣờng hạn đến khoai tây 15 1.4 Tính tập chống chịu thực vật 17 Chƣơng VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP 20 2.1 Vật liệu 20 2.1.1 Đối tượng nghiên cứu 20 2.1.2 Hóa chất 20 2.1.3 Thiết bị 21 2.2 Nội dung phƣơng pháp nghiên cứu 22 2.2.1 Phương pháp vào mẫu, nuôi cấy in vitro tạo tập chống chịu 22 2.2.2 Phương pháp cấy chuyển mẫu đánh giá số sinh lý 23 2.2.3 Phương pháp xác định hàm lượng chlorophyll 24 2.2.4 Phương pháp xác định hàm lượng proline mẫu 25 2.2.5 Xác định biểu số gen yếu tố phiên mã khoai tây (Solanum tuberosum L.) tương đồng với gen liên quan đến khả tập chống chịu Arabidopsis thaliana 27 2.2.5.1 Thu mẫu 28 2.2.5.2 Tách RNA tổng số 28 2.2.5.3 Kiểm tra, định lượng xác định độ tinh RNA tổng số 29 2.2.5.4 Xử lý DNA 30 2.2.5.5 Tổng hợp cDNA 30 2.2.5.6 Kiểm tra chất lượng cDNA 31 2.2.5.7 Chọn gen đích 32 2.2.5.8 Thiết kế mồi 33 2.2.5.9 Xác định tương quan mức độ biểu 34 2.2.5.10 Xử lý số liệu 34 CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 35 3.1 Ảnh hƣởng sorbitol đến tỷ lệ nảy mầm hạt khoai tây Hồng Hà 35 3.2 Đánh giá số nuôi cấy mô sau giai đoạn tập chống chịu 37 3.2.1 Hệ số nhân chồi 37 3.2.2 Chiều cao chồi 38 3.2.3 Số 39 3.2.4 Số rễ 41 3.2.5 Trọng lượng tươi trọng lượng khô 42 3.3 Hàm lƣợng chlorophyll khoai tây HH7 qua giai đoạn tập chống chịu 44 3.4 Hàm lƣợng proline 45 3.5 Mức độ biểu số gen yếu tố phiên mã liên quan đến tính chịu hạn khoai tây 47 3.5.1 Hàm lượng độ tinh RNA tổng số 47 3.5.2 Kết kiểm tra chất lượng cDNA 48 3.5.3 Sự biểu gen PGSC0003DMG400014309 (P1) 50 3.5.4 Sự biểu gen PGSC0003DMP400026903 (P2) 51 3.5.5 Sự biểu gen PGSC0003DMT400045091 (P3) 53 KẾT LUẬN 55 KIẾN NGHỊ 56 TÀI LIỆU THAM KHẢO 57 PHỤ LỤC 66 DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1 Các hóa chất sử dụng nghiên cứu 20 Bảng 2.2 Các thiết bị sử dụng nghiên cứu 21 Bảng 2.3 Nồng độ proline giá trị độ hấp thụ bước sóng 520 nm 26 Bảng 2.4 Các cặp mồi sử dụng phản ứng qPCR kiểm tra chất lượng cDNA 31 Bảng 2.5 Thành phần phản ứng qPCR với thể tích phản ứng 20 µl 32 Bảng 2.6 Chu trình nhiệt phản ứng qPCR 32 Bảng 2.7 Thơng tin gen đích chọn nghiên cứu 33 Bảng 2.8 Các mồi sử dụng phản ứng qPCR kiểm tra biểu gen đích 33 Bảng 3.1 Hàm lượng RNA tổng số giá trị đánh giá mức độ tinh 48 Bảng 3.2 Kết kiểm tra chất lượng cDNA 49 DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1 Cây khoai tây (Solanum tuberosum L.) Hình 1.2 Sơ đồ đáp ứng thực vật điều kiện hạn 13 Hình 1.3 Sơ đồ đơn giản q trình nhận, truyền tín hiệu gây đáp ứng tập chống chịu 18 Hình 2.1 Các nội dung nghiên cứu tính tập chống chịu hạn hán khoai tây (Solanum tuberosum L.) giống HH7 22 Hình 2.2 Sơ đồ cấy chuyển mẫu sau gieo mơi trường tập chống chịu 23 Hình 2.3 Đường chuẩn proline 26 Hình 2.4 Sơ đồ quy trình xác định biểu số gen yếu tố phiên mã 28 Hình 3.1 Tỷ lệ nảy mầm hạt khoai tây HH7 sau 30 ngày gieo mơi trường có bổ sung sorbitol 36 Hình 3.2 Cây khoai tây đĩa thạch sau 30 ngày gieo hạt 36 Hình 3.3: Hệ số nhân chồi khoai tây HH7 mơi trường có nồng độ sorbitol khác sau tập chống chịu hạn giai đoạn nảy mầm 38 Hình 3.4 Chiều cao chồi khoai tây HH7 môi trường có nồng độ sorbitol khác sau tập chống chịu hạn giai đoạn nảy mầm 38 Hình 3.5 Số trung bình khoai tây HH7 mơi trường có nồng độ sorbitol khác sau tập chống chịu hạn giai đoạn nảy mầm 40 Hình 3.6 Số rễ trung bình khoai tây HH7 mơi trường có nồng độ sorbitol khác sau tập chống chịu hạn giai đoạn nảy mầm 41 Hình 3.7 Trọng lượng tươi trọng lượng khô chồi khoai tây HH7 môi trường có nồng độ sorbitol khác sau tập chống chịu hạn .42 giai đoạn nảy mầm (đánh giá sau tuần nuôi cấy) 42 Hình 3.8 Hàm lượng chlorophyll khoai tây HH7 mơi trường có nồng độ sorbitol khác sau tập chống chịu hạn giai đoạn nảy mầm (đánh giá sau tuần nuôi cấy) 44 Hình 3.9 Hàm lượng proline thân khoai tây HH7 mơi trường có nồng độ sorbitol khác sau tập chống chịu hạn giai đoạn nảy mầm (đánh giá sau tuần) 46 Hình 3.10 Biểu đồ tương quan mức độ biểu mẫu khoai tây xử lý hạn mẫu đối chứng gen PGSC0003DMG400014309 (P1), tương đồng với gen mã hóa yếu tố phiên mã DREB1A Arabidopsis thaliana 51 Hình 3.11 Biểu đồ tương quan mức độ biểu mẫu khoai tây xử lý hạn mẫu đối chứng của gen PGSC0003DMP400026903 (P2), tương đồng với gen mã hóa yếu tố phiên mã RD26 Arabidopsis thaliana 52 Hình 3.12 Biểu đồ tương quan mức độ biểu gen GSC0003DMT400045091 (Gen P3), tương đồng với gen yếu tố phiên mã At4g13040 Arabidopsis thaliana 53 Chữ viết tắt/ Kí hiệu ABA cDNA Chl Chla Chlb cs DNA ĐC ef1α HH7 HK MS qPCR Ref RNA ROS TF TN MỞ ĐẦU TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI Tổ chức Nông Lương Thế Giới (FAO) khuyến cáo: Trong tương lai sản xuất lương thực cần phải tăng 75% cung cấp đủ lương thực cho tỷ người vào năm 2050 Theo số liệu Liên hợp quốc cơng bố ngày 16-10-2010, giới có khoảng tỉ người thiếu ăn Vấn đề an ninh lương thực vấn đề giới phải đối mặt Hơn nữa, biến đổi khí hậu diễn biến ngày phức tạp, nắng nóng kéo dài, hạn hán, xâm nhập mặn nhiều dạng thời tiết khắc nghiệt ảnh hưởng đến trái đất, đặc biệt ảnh hưởng lớn đến sinh trưởng, phát triển, suất chất lượng trồng Trước điều kiện tự nhiên bất lợi, thực vật có nhiều chế giúp chúng tồn Chúng thích nghi (adapted) tập chống chịu (acclimated) với điều kiện môi trường Hai chế khác khả di truyền quy định việc biểu gen thường trực hay có điều kiện Khả thích nghi với điều kiện sống liên quan đến thay đổi quần thể, trở thành đặc điểm loài truyền từ hệ sang hệ khác Ngược lại, khả tập chống chịu liên quan đến biểu gen thể điều kiện định thay đổi lại không di truyền Các qua giai đoạn tập chống chịu thay đổi trực tiếp hình thái sinh lý để tồn nhiều loại điều kiện môi trường khác biến đổi trình tập chống chịu điều kiện trở lại bình thường Và hồn cảnh biến đổi khí hậu diễn phức tạp nay, việc nghiên cứu tính tập chống chịu trồng cho hi vọng thu cây, đặc biệt lương thực, có khả chống chịu với điều kiện bất lợi biến đổi bất thường Khoai tây (Solanum tuberosum L.) loại trồng lấy củ rộng rãi giới lương thực đứng thứ tư giới mặt sản lượng tươi (xếp sau lúa mì, gạo ngơ) Khoai tây coi ―nguồn lương thực thực phẩm tương lai‖ trồng 100 nước toàn giới thành phần quan trọng hệ thống lương thực giới (FAO) Đã có nghiên cứu cho thấy khoai tây loại có Gen P2 (tương đồng với gen AT4G27410.2 mã hóa cho RD26 – responsive to dessiccation 26) mã hóa cho yếu tố phiên mã thuộc họ NAC tăng cường đáp ứng với hạn Gen nằm nhân sản phẩm hoạt động yếu tố kích hoạt phiên mã đáp ứng với thiếu hụt nước thông qua ABA [77] 3.5.5 Sự biểu gen PGSC0003DMT400045091 (P3) Gen P3 mã hóa cho protein thuộc lớp thứ họ AP2/ERF protein, tương đồng với gen At4G13040 A thaliana Ở A thaliana, At4G13040 có chức điều khiển tích lũy salicylic acid, chống lại bệnh liên quan đến vi khuẩn [22] Mức độ tương đồng gen P3 At4G13040 100% Trong nghiên cứu này, biểu gen P3 xác định phản ứng qPCR với cặp mồi P2 (Bảng 2.8) Tương quan mức độ biểu mẫu TN mẫu ĐC gen P3 thể hình 3.12 Hình 3.12 Biểu đồ tương quan mức độ biểu gen PGSC0003DMT400045091 (Gen P3), tương đồng với gen yếu tố phiên mã At4g13040 Arabidopsis thaliana Từ biểu đồ, nhận thấy mức độ biểu gen P3 mẫu TN thấp so với gen nghiên cứu Chiều hướng biến động giá trị tương quan mức độ biểu gen P3 tương tự với gen P2 Trong khoảng 12h đầu, mức độ biểu gen P3 thấp so với mẫu ĐC mốc thời gian: 1h, 4h 8h Gen P1 tăng cường cường độ biểu cao so với mẫu ĐC mốc thời gian 53 2h, 6h 12h Tuy nhiên, tương quan mức độ biểu gen P3 mẫu TN đạt 1,2 lần 1,02 lần mốc thời gian 2h 12h Giá trị cao mốc 12h đạt 2,8 lần so với mơi trường ĐC Sau đó, mức độ biểu gen P3 mẫu TN xuống 0,7 lần so với mẫu ĐC trước có tăng nhẹ đến 1,5 lần mẫu TN mốc thời gian 72h Sau đó, gen P3 mẫu TN có giảm mức độ biểu thấp, 0,6 lần so với mẫu ĐC mốc 120h Nghiên cứu Anjanasree Kadamaruku Neelakandan cs năm 2011 nuôi cấy tế bào thực vật bị ảnh hưởng điều kiện bất lợi tổn thương, yếu tố sinh hóa hay có mặt hormone hoặc/và enzyme Những yếu tố làm thay đổi mức độ biểu gen protein kinase, yếu tố phiên mã, gen cấu trúc góp phần để mơ nuôi cấy đáp ứng với yếu tố bất lợi điều chỉnh lại trình sinh trưởng chúng [54] Trong nghiên cứu này, từ biểu đồ hình 3.10, 3.11 3.12, ta dễ dàng thấy mẫu TN, khoảng 12h đầu gen P1, gen P2 P3 thể thay đổi mức độ biểu hiện, liên tục tăng cường giảm Điều giả thiết rằng, khoảng thời gian 12h đầu, tổn thương gây việc cắt mẫu cấy chuyển điều kiện nuôi cấy mô ảnh hưởng lớn đến biểu gen P1, gen P2 gen P3 mẫu mơi trường có sorbitol so với mơi trường khơng có sorbitol Trong gen nghiên cứu, so sánh tương quan khoai tây giai đoạn tập chống chịu trước điều kiện có sorbitol gây hạn mức 50mM với mẫu ni cấy mơi trường đối chứng gen P1 có mức độ biểu mạnh mẽ cả, tiếp đến gen P2 thấp gen P3 (Hình 3.10; 3.11 3.12) Điều khẳng định vai trò yếu tố phiên mã DREB1A chế chống chịu hạn thực vật nói chung khoai tây nói riêng 54 KẾT LUẬN Từ kết thu được, đưa số kết luận sau: Tỷ lệ nảy mầm hạt khoai tây (Solanum tuberosum L.) giống Hồng Hà giảm nồng độ sorbitol môi trường tăng Sự tăng lên số lượng rễ, trọng lượng tươi, trọng lượng khô, hàm lượng chlorophyll, hàm lượng proline mẫu nảy mầm môi trường hạn so với mẫu chưa tiếp xúc hạn bước đầu cho thấy khoai tây (Solanum tuberosum L.) giống Hồng Hà có khả tập chống chịu hạn Hàm lượng sorbitol 50 mM môi trường mang lại hiệu tập chống chịu tương đối cao cho khoai tây (Solanum tuberosum L.) giống Hồng Hà Với nồng độ 50 mM sorbitol môi trường làm tăng cường đáng kể biểu gen mã hóa yếu tố phiên mã PGSC0003DMG400014309 khoai tây (Solanum tuberosum L.) giống Hồng Hà (tương đồng với gen DREB1A) 55 KIẾN NGHỊ Nghiên cứu ảnh hưởng khả tập chống chịu hạn đến khả tập chống chịu số yếu tố bất lợi khác khoai tây (Solanum tuberosum L.) giống HH7 Nghiên cứu tính tập chống chịu hạn số giống khoai tây (Solanum tuberosum L.) khác 56 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu Tiếng Việt Tạ Thu Cúc (2005), Giáo trình Kỹ thuật trồng rau, NXB Hà Nội, Hà Nội Đường Hồng Dật (2007), Cây Khoai Tây Và Kỹ Thuật Thâm Canh Tăng Năng Suất, NXB Lao Động - Xã Hội, Hà Nội Nguyễn Như Khanh (2009), Sinh lý thực vật, NXB Giáo Dục, Hà Nội Nguyễn Quang Thạch(2005) , ―Sản xuất củ giống khoai tây minituber từ in vitro”, Tạp chí Khoa học Kỹ thuật Nơng nghiệp, III (1), tr 46 Tài liệu Tiếng Anh 10 11 12 13 14 Bartels, D and Sunkar R (2005), ―Drought and salt tolerance in plants‖, Critical reviews in plant sciences, 24 (1), pp 23-58 Bates, L., Waldren R., and Teare I (1973), ―Rapid determination of free proline for water-stress studies‖, Plant and soil, 39 (1), pp 205-207 Beckers, G.J and Conrath U (2007), ―Priming for stress resistance: from the lab to the field‖, Current opinion in plant biology, 10 (4), pp 425-431 Beukema, H and Van Der Zaag D.E (1990), Introduction to potato production, Centre for Agricultural Publishing and Documentation (PUDOC), Wageningen - Netherlands Bhargava, S and Sawant K (2013), ―Drought stress adaptation: metabolic adjustment and regulation of gene expression‖, Plant Breeding, 132 (1), pp 21-32 Bhattacharjee, A and Jain M (2013), ―Homeobox genes as potential candidates for crop improvement under abiotic stress‖, in Plant Acclimation to Environmental Stress, Springer, pp 163-176 Bihani, P., Char B., and Bhargava S (2011), ―Transgenic expression of sorghum DREB2 in rice improves tolerance and yield under water limitation‖, The Journal of Agricultural Science, 149 (01), pp 95-101 Blum, A (2005), ―Drought resistance, water-use efficiency, and yield potential—are they compatible, dissonant, or mutually exclusive?‖, Crop and Pasture Science, 56 (11), pp 1159-1168 Boyer, J.S (1982), ―Plant productivity and environment‖, Science, 218 (4571), pp 443-448 Boyko, A and Kovalchuk I (2013), ―Epigenetic modifications in plants under adverse conditions: agricultural applications‖, Plant Acclimation to Environmental Stress, pp 233-267 57 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 Caldiz, D., Fernández L., and Inchausti M (2000), ―Maleic hydrazide effects on tuber yield and french fry processing quality in various potato (Solanum tuberosum L.) cultivars grown under Argentinian conditions‖, American Journal of Potato Research, 78 (2), pp 119-128 Chaves, M., Flexas J., and Pinheiro C (2009), ―Photosynthesis under drought and salt stress: regulation mechanisms from whole plant to cell‖, Annals of botany, 103 (4), pp 551-560 Cheeseman, J.M (2007), ―Hydrogen peroxide and plant stress: a challenging relationship‖, Plant stress, (1), pp 4-15 Criel, B., Hausman J., Oufir M., Swennen R., Panis B., and Renaut J (2006), ―Proteome and sugar analysis of abiotic stress underlying cryopreservation in potato‖, Communications in agricultural and applied biological sciences, 71 (1), pp Etehadnia, M., Waterer D., De Jong H., and Tanino K.K (2008), ―Scion and rootstock effects on ABA-mediated plant growth regulation and salt tolerance of acclimated and unacclimated potato genotypes‖, Journal of Plant Growth Regulation, 27 (2), pp 125-140 Feng, J.-X., Liu D., et al (2005), ―An annotation update via cDNA sequence analysis and comprehensive profiling of developmental, hormonal or environmental responsiveness of the Arabidopsis AP2/EREBP transcription factor gene family‖, Plant molecular biology, 59 (6), pp 853-868 Filippou, P., Tanou G., Molassiotis A., and Fotopoulos V (2013), ―Plant acclimation to environmental stress using priming agents‖, in Plant Acclimation to Environmental Stress, pp 1-27 Giri, M.K., Swain S., et al (2014), ―The Arabidopsis thaliana At4g13040 gene, a unique member of the AP2/EREBP family, is a positive regulator for salicylic acid accumulation and basal defense against bacterial pathogens‖, Journal of plant physiology, 171 (10), pp 860-867 Goicoechea, N., Dolezal K., Antoĺin M., and Strnad M (1995), ―Influence of mycorrhizae and Rhizobium on cytokinin content in drought-stressed alfalfa‖, Journal of Experimental Botany, 46 (10), pp 1543-1549 Guo, H and Ecker J.R (2004), ―The ethylene signaling pathway: new insights‖, Current opinion in plant biology, (1), pp 40-49 Guo, P., Baum M., et al (2009), ―Differentially expressed genes between drought-tolerant and drought-sensitive barley genotypes in response to drought stress during the reproductive stage‖, Journal of experimental botany, 60 (12), pp 3531-3544 Hao, D., Ohme-Takagi M., and Sarai A (1998), ―Unique mode of GCC box recognition by the DNA-binding domain of ethylene-responsive elementbinding factor (ERF domain) in plant‖, Journal of Biological Chemistry, 273 (41), pp 26857-26861 58 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 Harb, A., Krishnan A., Ambavaram M.M., and Pereira A (2010), ―Molecular and physiological analysis of drought stress in Arabidopsis reveals early responses leading to acclimation in plant growth‖, Plant Physiology, 154 (3), ap 1254-1271 Harris, P (1995), ―Potato ecology and modelling of crops under conditions limiting growth‖, Potato Research, 38 (4), pp 341-342 Hayano-Kanashiro, C., Calderón-Vázquez C., Ibarra-Laclette E., HerreraEstrella L., and Simpson J (2009), ―Analysis of gene expression and physiological responses in three Mexican maize landraces under drought stress and recovery irrigation‖, PLoS One, (10), pp e7531 Hijmans, R (1997), ―Simulation models for studying limiting factors in potato production‖, GIS in Agricultural Research: Awareness Package UNEP/DEIA/TR, 97 (9) Horton, D.E (1987), Potatoes: Production, marketing, and programs for developing countries, International Potato Center Hsiao, T.C and Xu L.K (2000), ―Sensitivity of growth of roots versus leaves to water stress: biophysical analysis and relation to water transport‖, Journal of experimental botany, 51 (350), pp 1595-1616 Ito, Y., Katsura K., et al (2006), ―Functional analysis of rice DREB1/CBFtype transcription factors involved in cold-responsive gene expression in transgenic rice‖, Plant and Cell Physiology, 47 (1), pp 141-153 Iuchi, S., Kobayashi M., et al (2001), ―Regulation of drought tolerance by gene manipulation of ‐cis‐ epoxycarotenoid dioxygenase, a key enzyme in abscisic acid biosynthesis in Arabidopsis‖, The Plant Journal, 27 (4), pp 325-333 Jain, D and Chattopadhyay D (2013), ―Role of DREB-like proteins in improving stress tolerance of transgenic crops‖, in Plant Acclimation to Environmental Stress, Springer, pp 147-161 Jain, M., Tiwary S., and Gadre R (2010), ―Sorbitol-induced changes in various growth and biochemical parameters in maize‖, Plant Soil Enviroment, 56, pp 263-267 Jakoby, M., Weisshaar B., et al (2002), ―bZIP transcription factors in Arabidopsis‖, Trends in plant science, (3), pp 106-111 Jefferies, R (1995), ―Physiology of crop response to drought‖, Potato ecology and modelling of crops under conditions limiting growth, pp 61-74 Kagale, S., Divi U.K., Krochko J.E., Keller W.A., and Krishna P (2007), ―Brassinosteroid confers tolerance in Arabidopsis thaliana and Brassica napus to a range of abiotic stresses‖, Planta, 225 (2), pp 353-364 Kasuga, M., Liu Q., Miura S., Yamaguchi-Shinozaki K., and Shinozaki K (1999), ―Improving plant drought, salt, and freezing tolerance by gene transfer of a single stress-inducible transcription factor‖, Nature biotechnology, 17 (3), ap 287-291 59 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 Kim, J.-Y., Mahé A., Brangeon J., and Prioul J.-L (2000), ―A maize vacuolar invertase, IVR2, is induced by water stress Organ/tissue specificity and diurnal modulation of expression‖, Plant physiology, 124 (1), pp 71-84 Krishnaswamy, S., Verma S., Rahman M.H., and Kav N (2013), ―APETALA2 Gene Family: Potential for Crop Improvement Under Adverse Conditions‖, Plant Acclimation to Environmental Stress, Springer, pp 177195 Le Bras, M., Clement M., Pervaiz S., and Brenner C (2005), ―Reactive oxygen species and the mitochondrial signaling pathway of cell death‖ Le, M.Q., Pagter M., and Hincha D.K (2015), ―Global changes in gene expression, assayed by microarray hybridization and quantitative RT-PCR, during acclimation of three Arabidopsis thaliana accessions to sub-zero temperatures after cold acclimation‖, Plant molecular biology, 87 (1-2), pp 115 Lei, Y., Yin C., and Li C (2006), ―Differences in some morphological, physiological, and biochemical responses to drought stress in two contrasting populations of Populus przewalskii‖, Physiologia Plantarum, 127 (2), pp 182191 Livak, K.J and Schmittgen T.D (2001), ―Analysis of relative gene expression data using real-time quantitative PCR and the 2− ΔΔCT method‖, methods, 25 (4), pp 402-408 Mafakheri, A., Siosemardeh A., Bahramnejad B., Struik P., and Sohrabi Y (2010), ―Effect of drought stress on yield, proline and chlorophyll contents in three chickpea cultivars", Australian Journal of Crop Science, (8), pp 580585 Manivannan, P., Jaleel C.A., et al (2007), ―Growth, biochemical modifications and proline metabolism in Helianthus annuus L as induced by drought stress‖, Colloids and Surfaces B: Biointerfaces, 59 (2), pp 141-149 Maruyama, K., Takeda M., et al (2009), ―Metabolic pathways involved in cold acclimation identified by integrated analysis of metabolites and transcripts regulated by DREB1A and DREB2A‖, Plant physiology, 150 (4), pp 1972-1980 Mienie, A and De Ronde J (2008), ―A comparison of drought stress and heat stress in the leaves and tubers of 12 potato cultivars‖, South African Journal of Science, 104 (3-4), pp 156-159 Miller, G., Suzuki N., Ciftci‐Yilmaz S., and Mittler R (2010), ―Reactive oxygen species homeostasis and signalling during drought and salinity stresses‖, Plant, cell & environment, 33 (4), pp 453-467 Mittler, R (2006), ―Abiotic stress, the field environment and stress combination‖, Trends in plant science, 11 (1), pp 15-19 60 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 Nakashima, K., Yamaguchi-Shinozaki K., and Shinozaki K (2014), ―The transcriptional regulatory network in the drought response and its crosstalk in abiotic stress responses including drought, cold, and heat‖, Frontiers in plant science, Neelakandan, A.K and Wang K (2012), ―Recent progress in the understanding of tissue culture-induced genome level changes in plants and potential applications‖, Plant cell reports, 31 (4), pp 597-620 Nicot, N., Hausman J.-F., Hoffmann L., and Evers D (2005), ―Housekeeping gene selection for real-time RT-PCR normalization in potato during biotic and abiotic stress‖, Journal of experimental botany, 56 (421), pp 2907-2914 Nuccio, M.L., Wu J., et al (2015), ―Expression of trehalose-6-phosphate phosphatase in maize ears improves yield in well-watered and drought conditions‖, Nature biotechnology, 33 (8), pp 862-869 Oh, S.-J., Song S.I., et al (2005), ―Arabidopsis CBF3/DREB1A and ABF3 in transgenic rice increased tolerance to abiotic stress without stunting growth‖, Plant Physiology, 138 (1), pp 341-351 Osakabe, Y., Arinaga N., et al (2013), ―Osmotic stress responses and plant growth controlled by potassium transporters in Arabidopsis‖, The Plant Cell, 25 (2), pp 609-624 Peleg, Z and Blumwald E (2011), ―Hormone balance and abiotic stress tolerance in crop plants‖, Current opinion in plant biology, 14 (3), pp 290295 Porra, R.J (2006), ―Spectrometric assays for plant, algal and bacterial chlorophylls‖, Chlorophylls and Bacteriochlorophylls, Springer, pp 95-107 Pospíšilová, J., Synkova H., and Rulcova J (2000), ―Cytokinins and water stress‖, Biologia plantarum, 43 (3), pp 321-328 Prasad, P., Staggenborg S., and Ristic Z (2008), ―Impacts of drought and/or heat stress on physiological, developmental, growth, and yield processes of crop plants‖, Response of crops to limited water: Understanding and modeling water stress effects on plant growth processes, (responseofcrops), pp 301-355 Qin, Q.-L., Liu J.-G., et al (2007), ―Isolation, optimization, and functional analysis of the cDNA encoding transcription factor OsDREB1B in Oryza Sativa L‖, Molecular Breeding, 19 (4), pp 329-340 Riechmann, J.L and Meyerowitz E.M (1998), ―The AP2/EREBP family of plant transcription factors‖, Biological chemistry, 379, pp 633-646 Rizhsky, L., Liang H., Shuman J., Shulaev V., Davletova S., and Mittler R (2004), ―When defense pathways collide The response of Arabidopsis to a combination of drought and heat stress‖, Plant physiology, 134 (4), pp 16831696 Roitsch, T (1999), ―Source-sink regulation by sugar and stress‖, Current opinion in plant biology, (3), pp 198-206 61 67 68 69 70 71 72 Sairam, R (1994), ―Effects of homobrassinolide application on plant metabolism and grain yield under irrigated and moisture-stress conditions of two wheat varieties‖, Plant Growth Regulation, 14 (2), pp 173-181 Sakuma, Y., Liu Q., Dubouzet J.G., Abe H., Shinozaki K., and YamaguchiShinozaki K (2002), ―DNA-binding specificity of the ERF/AP2 domain of Arabidopsis DREBs, transcription factors involved in dehydration-and coldinducible gene expression‖, Biochemical and biophysical research communications, 290 (3), pp 998-1009 Sakuma, Y., Maruyama K., et al (2006), ―Functional analysis of an Arabidopsis transcription factor, DREB2A, involved in drought-responsive gene expression‖, The Plant Cell, 18 (5), pp 1292-1309 Salaman, R.N (1949), ―Some notes on the history of curl‖, Tijdschrift over Plantenziekten, 55 (3), pp 118-128 Saxena, S.C., Kaur H., Verma P., Petla B.P., Andugula V.R., and Majee M (2013), ―Osmoprotectants: potential for crop improvement under adverse conditions‖, Plant Acclimation to Environmental Stress, Springer, pp 197-232 Seki, M., Narusaka M., et al (2002), ―Monitoring the expression profiles of 7000 Arabidopsis genes under drought, cold and high‐salinity stresses using a full‐length cDNA microarray‖, The Plant Journal, 31 (3), pp 279-292 73 74 75 76 77 78 79 Sheard, L.B and Zheng N (2009), ―Plant biology: signal advance for abscisic acid‖, Nature, 462 (7273), pp 575-576 Shin, D., Moon S.-J., et al (2011), ―Expression of StMYB1R-1, a novel potato single MYB-like domain transcription factor, increases drought tolerance‖, Plant Physiology, 155 (1), pp 421-432 Shinozaki, K and Yamaguchi-Shinozaki K (2007), ―Gene networks involved in drought stress response and tolerance‖, Journal of experimental botany, 58 (2), pp 221-227 Shinwari, Z.K., Nakashima K., et al (1998), ―AnArabidopsisGene Family Encoding DRE/CRT Binding Proteins Involved in Low-TemperatureResponsive Gene Expression‖, Biochemical and biophysical research communications, 250 (1), pp 161-170 Singh, A.K., Sharma V., Pal A.K., Acharya V., and Ahuja P.S (2013), ―Genome-wide organization and expression profiling of the NAC transcription factor family in potato (Solanum tuberosum L.)‖, DNA research, 20 (4), pp 403-423 Thakur, P and Nayyar H (2013), ―Facing the cold stress by plants in the changing environment: sensing, signaling, and defending mechanisms‖, Plant Acclimation to Environmental Stress, Springer, pp 29-69 Thameur, A., Ferchichi A., and López-Carbonell M (2011), ―Quantification of free and conjugated abscisic acid in five genotypes of barley (Hordeum vulgare L.) under water stress conditions‖, South African Journal of Botany, 77 (1), pp 222-228 62 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 Tuteja, N and Sarvajeet S.G (2012), Plant acclimation to environmental stress, Springer Science & Business Media, USA Tuteja, N and Sopory S.K (2008), ―Chemical signaling under abiotic stress environment in plants‖, Plant signaling & behavior, (8), pp 525-536 Wang, C., Yang A., Yin H., and Zhang J (2008), ―Influence of water stress on endogenous hormone contents and cell damage of maize seedlings‖, Journal of Integrative Plant Biology, 50 (4), pp 427-434 Wang, Z.-L., An X.-M., et al (2008), ―Identification and characterization of CBF/DREB1-related genes in Populus hopeiensis‖, Forestry studies in China, 10 (3), pp 143-148 Watanabe, S., Kojima K., Ide Y., and Sasaki S (2000), ―Effects of saline and osmotic stress on proline and sugar accumulation in Populus euphratica in vitro‖, Plant Cell, Tissue and Organ Culture, 63 (3), pp 199-206 Werner, T., Nehnevajova E., et al (2010), ―Root-specific reduction of cytokinin causes enhanced root growth, drought tolerance, and leaf mineral enrichment in Arabidopsis and tobacco‖, The Plant Cell, 22 (12), pp 39053920 Wilkinson, S and Davies W.J (2010), ―Drought, ozone, ABA and ethylene: new insights from cell to plant to community‖, Plant, cell & environment, 33 (4), pp 510-525 Xie, Z., Jiang D., Cao W., Dai T., and Jing Q (2003), ―Relationships of endogenous plant hormones to accumulation of grain protein and starch in winter wheat under different post-anthesis soil water statusses‖, Plant growth regulation, 41 (2), pp 117-127 Xiong, L., Schumaker K.S., and Zhu J.-K (2002), ―Cell signaling during cold, drought, and salt stress‖, The plant cell, 14 (suppl 1), pp S165-S183 Yamaguchi-Shinozaki, K and Shinozaki K (2005), ―Organization of cisacting regulatory elements in osmotic-and cold-stress-responsive promoters‖, Trends in plant science, 10 (2), pp 88-94 Yancey, P.H., Clark M.E., Hand S.C., Bowlus R.D., and Somero G.N (1982), ―Living with water stress: evolution of osmolyte systems‖, Science, 217 (4566), pp 1214-1222 Yang, S., Vanderbeld B., Wan J., and Huang Y (2010), ―Narrowing down the targets: towards successful genetic engineering of drought-tolerant crops‖, Molecular plant, (3), pp 469-490 Yoshida, T., Fujita Y., et al (2010), ―AREB1, AREB2, and ABF3 are master transcription factors that cooperatively regulate ABRE‐dependent ABA signaling involved in drought stress tolerance and require ABA for full activation‖, The Plant Journal, 61 (4), pp 672-685 63 PHỤ LỤC Phụ lục 1: Trình tự mã hóa (CDS-coding sequences) gen yếu tố phiên mã PGSC0003DMG400014309 (gen P1) ATGTTTCCAAGCTATTATTCGGAGCCACTCACTCAATTATCATCATCGTCA TCATCAATACTATCTGATAATAGCAATCACTACTCCCCTAATAATAATTTT TCTGATGAGGAAGTTATTAATTTAGCTTCAAATAACCCGAAAAAGCCAGC TGGCAGGAAGAAGTTTCGAGAAACTCGACATCCCGTATTCAGGGGAATC AGGATGAGGAATTCCGGAAAATGGGTTTGTGAAGTTAGAGAACCAAATA AGAAATCTAGAATTTGGCTCGGCACATTCCCTACTGCTGAAATGGCGGCT AGAGCTCATGACGTGGCGGCTTTAGCATTAAGGGGCCGTTCTGCTTGCTT GAACTTTGCTGACTCTGTTTGGAGGTTGCCTATCCCTGCTTCCTCCAACTC TAAGGATATTCAAAAGGCGGCCGCTGAGGCCGCCGAAATCTTCCGACCAT CATCATTAGAAGAGTCGGAAGAAGTTTCAGGAGAATGTAGCAATACTAC TACTCCTGAAACGCCAGAAAAGGCCCTCTCTATGAATGAGGAAGCGCAA GTGAATAGTTTCTTCATGGATGAGGAAGCGCTCTTCTACATGCCAGGATT AATTGCGAATATGGCGGAAGGACTCATGCTACCTCTACCTCAATGTTTAG AAATCGGAGATTATGTAGAAGCTGATGATGCTTACATGTCTTTATGGAAT TATTCAATCTAA 64 Phụ lục 2: Trình tự mã hóa (CDS-coding sequences) gen yếu tố phiên mã PGSC0003DMP400026903 (gen P2) ATGGGTGTTCAAGAAAAAGATCCACTTTTGCAATTAAGTTTACCACCAGG ATTCAGATTTTATCCAACTGATGAAGAACTTTTAGTTCAATATTTGTGTAA GAAAGTTGCTGGACATGATTTTCCTCTACAGATTATTGGAGAAATTGATT TATACAAATTTGATCCTTGGGTTCTACCAAGTAAGGCGACATTTGGAGAA AAAGAATGGTATTTCTTCAGTCCGAGGGATAGGAAGTATCCGAATGGATC TAGACCGAATAGAGTAGCAGGTTCCGGTTATTGGAAAGCAACGGGAACG GATAAGATCATAACTTCGCAAGGAAGAAAAGTTGGAATTAAGAAAGCCC TTGTGTTTTATGTGGGTAAAGCTCCAAAAGGATCTAAGACAAATTGGATT ATGCATGAATATCGACTTTTTGAATCTTCAAGGAAAAATAATGGAAGTTC AAAGCTAGATGAATGGGTGCTTTGTCGCATTTATAAGAAGAATTCAAGTG GACCAAAACCTCTTATGTCTGGTTTACACAGCAGCAATGAGTACAGCCAC GGTTCATCGACTTCGTCCTCATCCCAATTCGATGATATGCTTGAATCGTTA CCAGAAATGGATGATCGATTCTCCAATTTACCGAGATTAAACTCTCTTAA GACCGAGAAATTGAACCTTGAACGCCTGGATTCAGCCAATTTCGATTGGG CAATCCTTGCTGGGCTCAAACCAATGCCGGAATTGCACCCAGCAAATCAA GCTTCAGGCGTTCAGGGTCAGGCTCAGGGGAATGTCAATAACCACATCCA CAACCACAACAACAACAATATGAATTTTCTCAACGATGTTTATGCCCATC CTACTACGAATTTCCGAGGCAACACCAAGGTTGAAAGTATTAATCTAGAC GAAGAAGTTGAAAGCGGGAACAGAAATCAACGGATTGATCAATCGAGTT ACTTCCAGCAGAGTCTGAATGGATTTTCCCAAGCGTATACGAACAGTGTT GATCAATTTGGAATCCAATGTCCGAACCAGACGTTAAATCTGGGGTTCAG GCAGTAG 65 Phụ lục 3: Trình tự mã hóa (CDS-coding sequences) gen yếu tố phiên mã PGSC0003DMT400045091 (gen P3) ATGGTGAGCATCCGAAGGCGCAAGCTGTTAGGACTTTGCTCTGGACGAAG TGCCTTCTTGGTTCCACTGCCAAAGTTCTCTGGGAATGGGCACTTTGCCGA ACATCGTTTCTTCAACAACAGACCCACTAGTGTACATCCAATGCCATCAA CTGATATTGATGAGTCAAAAGAGAAAATTGCTATAAAGGTTGTTCCTGGA TCATCGAATAGTCATGCCTCTGGCTCCTTGATGGAGCAGACCGCTCAACA ATTTCCAGAAGTTAAACGCAGAAAGCGACACAGGAGAAAGCACTTTGAA AACCAAGAACCATGTCTCATGAGAGGTGTCTACTTTAAAAATATGAAATG GCAAGCTGCAATAAAAGTTGATAAAAAACAAATCCACTTGGGTACAGTT GGCACTCAAGAAGAAGCTGCTAGACTATATGACAGGGCTGCTTTTATGTG TGGGAGGGAACCAAATTTTGAGCTTTCCGAGGAAGAGAAGCAGGAACTA AGACAATTCAAATGGGACGACTTTTTGGCATTTACACGCTCTGCGATTAC TAATAAGAAAACTCGAAGAAGAAGTGGGGCTGGTGCACGGAGGAAATCC GAGCCTTTAACTTCAGCACTGAACAGTGAGGAGGATGAGGAAGAGGAGG GAGGGGAGCCGGAAAGCAACAGTTTTTCAGCGTCTGAAGATATAGATCA CGACATATTGTTCTCTTGA 66 CÁC CƠNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN VĂN - Các báo đăng Tạp Chí Khoa Học Đại Học Quốc Gia STT Tên báo Increase of Shoot Multiplicat and Shoot Height during Salt Acclimation of Potato (Solan tuberosum L.) HH7 Seedling Cây khoai tây (Solanum tuberosum L.) giống HH7 thể tính tập chống chịu hạn giai đoạn nảy mầm môi trường bổ sung sorbitol - Đã tham gia báo cáo poster: ―Sự tăng hệ số nhân chiều cao chồi nhờ tính tập chống chịu mặn khoai tây (Solanum tuberosum L.) giống HH7‖, Hội Nghị Các Nhà Khoa Học Trẻ toàn quốc Trong Lĩnh Vực Khoa Học Tự Nhiên Và Cơng Nghệ Lần Thứ - Đã có báo cáo: ―Nghiên cứu tính tập chống chịu hạn khoai tây (Solanum tuberosum L.) giống HH7 môi trường hạn nhân tạo‖, Hội nghị Khoa học sau đại học lần thứ khoa Sinh học, trường Đại học Khoa học Tự Nhiên tổ chức 67 ... TIỄN CỦA ĐỀ TÀI Ý nghĩa khoa học Kết nghiên cứu khả tập chống chịu hạn khoai tây đóng góp kiến thức quan trọng sinh l? ? chống chịu hạn khoai tây Trong nghiên cứu khoai tây Việt Nam nghiên cứu hướng... NGHIÊN CỨU - Đánh giá khả tập chống chịu hạn khoai tây giống - Xác định cường độ hạn giai đoạn tập chống chịu cho hiệu nâng cao khả chống chịu hạn khoai tây - Đánh giá thay đổi hàm l? ?ợng proline,... Phƣợng NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG TẬP CHỐNG CHỊU HẠN HÁN CỦA KHOAI TÂY (Solanum tuberosum L. ) Chuyên ngành: Sinh học Thực nghiệm Mã số: 60 42 01 14 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: TS L? ?