II. NỘI DUNG
1.2.3.Cơ chế chuyển các gen vùng T– DNA vào tế bào thực vật
Khi các vi khuẩn Agrobacterium rhizogenes nhiễm vào viết thương của thực vật thì chúng sẽ chuyển gen của chúng vào các tế bào thực vật tại vị trí đó. Các gen được chuyển từ Agrobacterium rhizogenes vào bộ gen của tế bào thực vật được gọi tên là T- DNA (transfer DNA). T-DNA sau khi chuyển vào thì sẽ được gắn ổn định vào bộ gen của thực vật. Tuy nhiên các gen mã hóa T-DNA có nguồn gốc từ vi khuẩn nhưng nó có mang các trình tự điều tiết ở
Eukaryote nên có thể biểu hiện được trong tế bào thực vật. Vùng T-DNA này trong một plasmid lớn của Agrobacterium rhizogenes và plasmid này được đặt tên là Ri-plasmid (root inducing plasmid) do A.rhizogenes có khả năng cảm ứng tạo rễ bất định [23].
Ri-plasmid được chia thành 2 nhóm chính là agropine và mannopine, vi khuẩn A.rhizogenes chứaRi-plasmid thuộc loại agropine được sử dụng chủ yếu cho quá trình chuyển gen vào tế bào thực vật để cảm ứng tạo rễ tơ. Ri- plasmid được chia thành nhiều vùng như vùng gây độc (gọi tắt là vùng vir- virulence)), vùng chuyển gen (T-DNA), vùng ori (vùng mã hóa chức năng tái bản và khởi điểm tái bản), vùng phiên mã … chỉ có đoạn T-DNA của plasmid mới được chuyển vào bộ gen của thực vật và sự chuyển gen này thông qua sự hỗ trợ bởi các đoạn gen trong vùng vir của Ri-plasmid. Vùng vir chiếm khoảng 35 kb trong Ri-plasmid và mã hóa 6 locus phiên mã cho các protein
(vir A, B, C, D, F, G ), có chức năng quan trọng trong quá trình chuyển gen [30]. Sự phiên mã của vùng vir được cảm ứng với nhiều hợp chất thuộc nhóm
phenol, điển hình là acetosyringone – hợp chất liên quan được xác định là có vai trò làm tăng tần số của quá trình chuyển gen thông qua Agrobacterium ở nhiều loài thực vật. Nhiều loại đường cũng đóng vai trò như chất bổ trợ hoạt động cho acetosyringone để cảm ứng sự biểu hiện của gen vir ở mức độ cao[29].
Nhìn chung cơ chế quá trình xâm nhiễm và cơ chế phân tử của quá trình vận chuyển T-DNA vào tế bào vật chủ của vi khuẩn A.tumefaciens và
A.rhizogenes được chứng minh là tương tự nhau [36]. Tuy nhiên sự hình thành khối u ở vi khuẩn A.tumefaciens do gen mã hóa sinh tổng hợp auxin
quy định. Trong khi đó, các gen mã hóa sinh tổng hợp auxin ở vi khuẩn
A.rhizogenes có vai trò rất nhỏ trong quá trình hình thành rễ tơ ở thực vật [12],[36].
T-DNA ở Ri-plasmid của nhóm agropine bao gồm 2 vùng chính là vùng biên trái TL-DNA và biên phải TR-DNA. Hai vùng này đều có kích thước khoảng 15 – 20 kb và được xen kẽ bởi 1 đoạn DNA, đoạn DNA này sẽ
được chuyển vào hệ gen của tế bào vật chủ. Vùng TR-DNA mang các gen mã hóa sinh tổng hợp auxin (tms1 và tms2), vùng TL-DNA bao gồm 18 khung dọc (ORFs), trong đó có 4 locus 10, 11, 12 và 15 mã hóa cho rolA, B, C và D (root locus), Các Ri-plasmid của các chủng A.rhizogenes thuộc nhóm
mannopine, cucumopine và milimopine chứa vùng T-DNA đơn, có cấu trúc
giống vùng TL-DNA của các chủng thuộc nhóm agropine nhưng khuyết gen
rolD [16]. Các gen rolA, rolB và rolC đóng vai trò quan trọng trong quá trình tạo rễ tơ ở mô tế bào thực vật. Sự biểu hiện đồng thời của 3 gen này gây lên kiểu hình rễ tơ ở mô tế bào thực vật bị xâm nhiễm. Các rễ tơ này có khả năng sinh trưởng và phát triển nhanh hơn rất nhiều so với rễ bình thường. Trong 3 gen rol trên, gen rolB đóng vai trò quan trọng hơn cả, khi gen rolB được biểu hiện, mô tế bào thực vật đã cảm ứng tạo kiểu hình rễ tơ, trong khi đó bất hoạt gen rolB không tạo được kiểu hình rễ tơ [11].