Theo nghiên cứu của nhiều tác giả thì các dạng ựột biến liên quan ựến sự chắn ở cà chua có thể chia thành 2 dạng chắnh: các ựột biến liên quan ựến sự tổng hợp tăng cường của ethylene trong quá trình chắn và các ựột biến liên quan ựến khả năng phục hồi biểu hiện của các gen liên quan ựến sự chắn của ethylene (Adams- Phillips và cộng sự, 2004a; Giovannoni, 2004)
đại diện cho nhóm thứ nhất gồm có các ựột biến: rin (ripening inhibitor), non-ripening (nor) và ựột biến liên quan ựến sự biến ựổi màu của quả chắn. đặc ựiểm của các dạng ựột biến này là ethylene không ựược tổng hợp khi chắn nhưng luôn ựược duy trì ở mức cơ bản (baseline). Khi xử lý với ethylene có thể phục hồi ựược biểu hiện của một số gen nhưng quả không chắn. điều này có thể giải thắch là do các locus ựột biến này ựiều hòa biểu hiện của các yếu tố trong quá trình quả chắn mà ựộc lập với ethylene và các yếu tố ựó có thể ức chế sự chắn hoàn toàn của quả (Giovannoni, 2004)
đại diện cho nhóm thứ hai là các ựột biến liên quan ựến các thụ cảm tiếp nhận ethylenen như Nr. Với dạng ựột biến này, ethylene vẫn tăng trong khi chắn nhưng sự biểu hiện của các gen liên quan ựến sự chắn bị giảm. Chúng sẽ không chắn
Trường đại học Nông Nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦ
24
ngay cả khi xử lý với ethylene (Lanahan và cộng sự, 1994).
Dạng ựột biến rin (ripening inhibitor)
Năm 1993, Picton và cộng sự ựã nhân dòng các cDNA liên kết với dạng ựột biến này và phát hiện ựược một loạt các ERT: ERT1, ERT10, và ERT15 là các cDNA có phản ứng sinh mARN trong quá trình chắn của dạng ựột biến nàỵ Khi xử lý dạng ựột biến này với ethylene thì 1 phần các gen này ựược sao mã, chứng tỏ dạng ựột biến này vẫn có khả năng phản ứng với ethylene ngoại sinh (Lincoln & Fischer, 1988; Knapp và cộng sự, 1989)
Hình 2.7. Bản ựồ gen rin trên nhiễm sắc thể số 5 của cà chua
Ở thực vật, mỗi loài ựều có hộp gene chứa các gene mã hóa cho các yếu tố sao mã, ựiều khiển quá trình ra hoa và chắn của quả ựược gọi là MADS-box transcription factor. Vắ dụ như ở Arabidosis, hộp ựen MADS-box có 47 gen (Rebekah và cộng sự, 2008). Trong khi ựó ở cà chua, theo nghiên cứu của Vrebalov (2002) ựã phát hiện ra rằng gene rin là một gen nằm trong hộp gen nàỵ Cũng theo nghiên cứu này gene rin nằm trên nhiễm sắc thể số 5 và sự biểu hiện của rin là do tác ựộng của 2 locus kiểm soát sự chắn và ựiều khiển sự phát triển của ựài hoạ
Trường đại học Nông Nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦ
25
.
Hình 2.8. Sơ ựồ vị trắ của các cặp mồi phát hiện gen rin và mc
Nhóm nghiên cứu ựã chỉ ra rằng C34 và C43 ựều là thành viên của gia ựình MADS-box và ựược gọi là tên tương ứng LeMADS-RIN và LeMADS-MC. Trong ựó LeMADS-RIN mã hóa cho gene ức chế sự chắn và LeMADS-MC có ảnh hưởng xác ựịnh sự nở hoa và sự phát triển của ựài hoa cà chuạ Từ ựó thiết kế ựược các cặp mồi phát hiện các gene này dựa vào phương pháp PCR.
Dạng ựột biến Never ripe (Nr)
Dạng ựột biến này ựược phát hiện từ rất sớm bởi Rick & Butler vào năm 1956. đây là một dạng ựột biến bán trội xảy ra tại 1 trong các receptor cảm ứng với ethylene (Lanahan và cộng sự,1994; Wilkinson và cộng sự, 1995). Dạng ựột biến Nr này ựược sử dụng trong nhiều nghiên cứu về vai trò của ethylene trong các giai ựoạn phát triển khác nhau (Aloni và cộng sự, 1998; Hansen và Grossmann, 2000), nghiên cứu biểu hiện của gene (Nakatsuka và cộng sự, 1998; Rose và cộng sự, 1997) và khả năng kháng stress (Ciardi và cộng sự, 2000)
Khi gen NR ở cà chua bình thường bị ựột biến DNA thay C bằng T làm thay ựổi acid amin proline bằng acid amin leucine tại vị trắ 411 trong vùng sensor của receptor ETR1 sẽ dẫn ựến sự xuất hiện của gen Nr có kiểu hình cà chua Nr. Qủa cà chua bị ựột biến làm thay ựổi quá trình tạo màu sắc, ựộ mềm cả quả.
Dạng ựột biến Never-ripe-2 (Nr-2) và Green ripe (Gr)
đột biến Nr-2 có trình tự gen mã hóa không tương ựồng với ựột biến Nr. đột biến Nr-2 ựược chỉ ra là do gen Nr-2, nằm trên nhánh dài của NST số 1
Trường đại học Nông Nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦ
26
(Giovannoni và cộng sự, 2005). Nghiên cứu sự di truyền của 2 dạng ựột biến Gr và Nr-2 cho thấy ựây là 2 dạng ựột biến trộị Khi lập bản ựồ di truyền của 2 dạng ựột biến cho thấy gen quy ựịnh dạng ựột biến này nằm trên 1 vùng 2cM giữa 2 chỉ thị TG260 và TG245 trên nhánh dài của NST số 1 (Barry và cộng sự, 2005).
Hình 2.9. Bản ựồ gene Gr và Nr-2 trên nhiễm sắc thể số 1 của cà chua
Trường đại học Nông Nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦ
27
PHẦN IIỊ VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP