3. Nội dung của đề tài
1.2.5. Các gen điều khiển phiên mã
Các gen điều khiển phiên mã có khả năng hoạt hóa hoặc ức chế bi ểu hiện của
các gen chức năng thông qua việc bám vào trật tự DNA điều khiển (cis acting
element) trên vùng khởi động gen (promoter) và tƣơng tác với RNA polymerase tạo thành phức hợp khởi đầu quá trình phiên mã các gen chức năng . Ngoài ra, nhân tố phiên mã đóng vai trò quan trọng trong việc điều khiển toàn bộ quá trình sinh học trong cơ thể sống.
Theo nghiên cứu trong nhiều năm về nhân tố phiên mã của một số tác giả đã đƣợc công bố trên Ngân hàng gen quốc tế, có nhiều yếu tố khởi đầu phiên mã điêu khiển tính chịu hạn nhƣ : DREB, AREB, NAC, bZIP, ZFHD...[27], [29], [42].
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
Mỗi nhóm nhân tố khởi đầu phiên mã tham gia điều khiển tính chịu hạn có trật tự cis acting element riêng biệt.
Promotor của mỗi gen chức năng chứa một hoặc nhiều cis acting element của một hoặc nhiều nhóm nhân tố khởi đầu phiên mã tham gia điều khiển tính chịu hạn.
Nhóm DREB có trật tự lõi cis acting element: DRY, A/GCCGAC. Hai nhóm
nhân tố khởi đầu phiên mã DREB1 và DREB2 bám đặc hiệu vào DRY . Nhóm
DREB1 điều khiển tính chịu hạn , mặn và lạnh trong khi nhóm DREB 2 điều khiển tính chịu hạn.
Nhóm NAC gồm 2 loại: Nhóm nhân tố khởi đầu NAC biểu hiện phụ thuộc ABA và nhóm nhân tố khởi đầu NAC không phụ thuộc ABA . Nhóm nhân tố khởi
đầu NAC không phụ thuộc ABA có trật tự lõi cis acting element : NACRS,
CATGTG. Ba nhân tố khởi đầu phiên mã thuộc nhóm NAC bám đặc hiệu vào
Cơ chế phân tử quá trình tăng cƣờng tính chịu hạn ở thực vật
Điều kiện hạn hán
Nhóm gen nhận, truyền tín hiệu (protein, kinase...)
Các gen điều khiển biểu hiện
Các nhân tố khởi đầu phiên mã (DREB, NAC, ZFHD, AREB, MYB, MYC…)
Các gen chức năng biểu hiện
Các gen chức năng
(Late embryogensis abundant (LEA), chaperones, proteases, transpoters, sugars, proline, mannitol,
sorbitol, …)
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
NACRS có tên: ANAC019, ANAC055, ANAC072. Còn nhóm nhân tố khởi đầu
NAC biểu hiện phụ thuộc ABA chƣa phát hiện đƣợc trật tự lõi cis acting element.
Lin và cộng sự (2007) đã nghiên cứu và phân lập gen NAC trên cây lúa gen (OsNAC19) có kích thƣớc 951 bp [30].
Nhóm ABREB /ABF có trật tự lõi cis acting element : ABRE, ACGTGGC.
Ba nhân tố khởi đầu phiên mã thuộc nhóm ABREB /ABF bám đặc hiệu vào ABRE
có tên ABRE1, ABRE2, ABRE3. Nhóm nhân tố khởi đầu ABREB /ABF điều khiển
tính chịu hạn và biểu ̉hiện nhóm gen này phụ thuộc ABA .
Fujita và đtg (2005) đã tìm ra ABRE1 là một nhân tố phiên mã của ABA - ABRE có khả năng tăng cƣờng tính chịu hạn ở Arabidopsis[46].
Nhóm MYB có trật tự lõi cis acting element: MYBRS, YAACR. Nhân tố khởi
đầu phiên mã MYB2 bám đặc hiệu vào MYBRS. Nhóm nhân tố khởi đầu MYB điều khiển tính chịu hạn, mặn, lạnh và biểu hiện nhóm gen này phụ thuộc ABA.
Liao cộng sự (2008) đã chứng minh đƣợc GmMYB 76, GmMYB92 và
GmMYB177 đóng vai trò đặc biệt trong khi môi trƣờng gặp phải những yếu t ố bật lợi: Hạn, mặn và lạnh[31].
Nhóm ZFHD có trật tự lõi cis acting element:ZFHDRS,CACTAAATTGTCAC. Nhân tố khởi đầu phiên mã ZFDH1 bám đặc hiệu vào ZFDHRS.