Định danh và phân tích cấu trúc của họ gen mã hóa protein vận chuyển đường sucrose ở cây đậu gà (cicer arietinum)

Trong nghiên cứu này, 21 protein vận chuyển sucrose (sugars will eventually be exported transporter, SWEET) đã được xác định ở giống đậu gà kabuli CDC Frontier. Phần lớn gen SWEET nằm rải rác trên hệ gen của đậu gà, ngoại trừ gen CaSWEET21. Đáng chú ý, một số gen CaSWEET nằm ở vùng cận đầu mút của các nhiễm sắc thể.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Định danh và phân tích cấu trúc của họ gen mã hóa protein vận chuyển đường sucrose ở cây đậu gà (cicer arietinum)ISSN: 1859-2171TNU Journal of Science and Technology194(01): 133 - 138ĐỊNH DANH VÀ PHÂN TÍCH CẤU TRÚC CỦA HỌ GEN MÃ HÓA PROTEINVẬN CHUYỂN ĐƯỜNG SUCROSE Ở CÂY ĐẬU GÀ (Cicer arietinum)Chu Đức Hà1*, Phùng Thị Vượng2,3, Chu Thị Hồng1,2, Phạm Thị Lý Thu1,Phạm Phương Thu2, Trần Thị Phương Liên2, La Việt Hồng21Viện Di truyền Nông nghiệp (VAAS), 2Trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2,3Trường THPT Ngô Quyền - Ba Vì, Hà NộiTÓM TẮTTrong nghiên cứu này, 21 protein vận chuyển sucrose (sugars will eventually be exportedtransporter, SWEET) đã được xác định ở giống đậu gà kabuli CDC Frontier. Phần lớn genSWEET nằm rải rác trên hệ gen của đậu gà, ngoại trừ gen CaSWEET21. Đáng chú ý, một số genCaSWEET nằm ở vùng cận đầu mút của các nhiễm sắc thể. So sánh cho thấy không có sự tươngquan giữa số lượng gen SWEET với kích thước hệ gen, số lượng nhiễm sắc thể ở các loài thực vật.Bằng công cụ PIECE, kết quả đã cho thấy họ gen mã hóa SWEET ở đậu gà có cấu trúc phânmảnh. Trong đó, hầu hết các gen CaSWEET đều có sáu exon. Kết quả của nghiên cứu này đã cungcấp những thông tin cơ bản về họ SWEET ở đậu gà, đặc tính cơ bản của SWEET và mức độ đápứng của các gen SWEET với điều kiện bất lợi sẽ được tìm hiểu trong nghiên cứu tiếp theo.Từ khóa: Đậu gà, sucrose, vận chuyển, SWEET, tin sinh họcNgày nhận bài: 17/12/2018; Ngày hoàn thiện: 03/01/2019; Ngày duyệt đăng: 31/01/2019ANNOTATION AND STRUCTURAL ANALYSIS OF THE SUCROSETRANSPORTER GENE FAMILY IN CHICKPEA (Cicer arietinum)Chu Duc Ha1*, Phung Thi Vuong2,3, Chu Thi Hong1,2, Pham Thi Ly Thu1Pham Phuong Thu2, Tran Thi Phuong Lien2, La Viet Hong21Agricultural Genetics Institute (VAAS),2Hanoi Pedagogical University 2,3Ngo Quyen Highschool - Ba Vi, Ha NoiABSTRACTIn this study, a total of 21 members of the sucrose transporter family (sugars will eventually beexported transporter, SWEET) has been identified in the chickpea kabuli CDC Frontier cultivar.The majority of genes encoding SWEET, excluding CaSWEET21 is located on the chromosomeswith an uneven ratio. Interestingly, several CaSWEET genes were found in the subtelomericregions in the chromosomes. Our comparisons showed that no direct correlation between thenumber of SWEET genes, genome size and the number of chromosomes in plant species. Byusing the PIECE tool, we found that the fragmented structure in the CaSWEET gene family.Among them, most of the CaSWEET genes had six exons. Our study would provide an initialunderstanding of the SWEET family in chickpea. The general characteristics of SWEETs andthe expression profiles of SWEET genes in various stress conditions will be carried out infurther studies.Keywords: Chickpea, sucrose, transporter, SWEET, bioinformaticsReceived: 17/12/2018; Revised: 03/01/2019; Approved: 31/01/2019* Corresponding author: Tel: 0983 766070, Email: hachu_amser@yahoo.comhttp://jst.tnu.edu.vn; Email: jst@tnu.edu.vn133Chu Đức Hà và ĐtgTạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ ĐHTN194(01): 133 - 138MỞ ĐẦUVẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨUỞ thực vật, đường sucrose được tổng hợp ở láthông qua quá trình quang hợp, sau đó đượcphân phối đến toàn bộ mô cơ quan trong cây.Có hai nhóm protein chức năng, SUT(sucrose transporter) và SWEET (sugars willeventually be exported transporter) đã đượcchứng minh tham gia vào quá trình vậnchuyển đường sucrose ở thực vật [10]. Trongđó, các gen mã hóa họ protein SWEET đượcquan tâm nhiều do chúng tham gia vào cácquá trình sinh học, như trao đổi chất, và đápứng bất lợi ở cây trồng [5]. Đến nay, họ genmã hóa protein SWEET đã được ghi nhậntrên nhiều đối tượng cây trồng quan trọng, cóthể kể đến như lúa gạo (Oryza sativa) [16],đậu tương (Glycine max) [13], cải dầu(Brassica napus) [9], cao lương (Sorghumbicolor) [12] và sắn (Manihot esculenta) [1].Tuy nhiên, chưa có ghi nhận về họ gen mãhóa SWEET trên đậu gà (Cicer arietinum),một trong những cây họ Đậu quan trọng nhấttrên thế giới.Dữ liệu nghiên cứuChứa nhiều chất dinh dưỡng, hàm lượngprotein cao, đậu gà có thể được sử dụng làmthực phẩm, nguyên liệu cho chế biến thức ăngia súc và nhiên liệu sinh học [2]. Bên cạnhđó, cây đậu gà có khả năng cố định N2 tự do,vì vậy được khuyến cáo trồng luân canh vớicây trồng khác nhằm cải thiện năng suất và bùđắp độ phì nhiêu cho đất [3]. Vì vậy, C.arietinum là đối tượng cây trồng được quantâm nghiên cứu trên thế giới nhằm phát triểnnền nông nghiệp bền vững.Phương pháp xây dựng cây phân loại cho họSWEET ở đậu gà: Công cụ MEGA v. 7.0 [11]được dùng để thiết lập cây phân loại họSWEET bằng thuật toán Neighbor-Joiningvới giá trị bootstrap 1000 lần lặp lại. Câyphân loại được mô hình hóa trên Illustrator.Trong nghiên cứu này, họ gen mã hóa proteinSWEET đã được xác định một cách có hệthống trên hệ gen của đậu gà dựa trên cáchtiếp cận tin sinh học. Cấu trúc gen và một sốđặc tính cơ bản của protein đã được phân tíchbằng các phần mềm sinh học. Kết quả củanghiên cứu này sẽ cung cấp những dẫn liệukhoa học quan trọng cho nghiên cứu cơ chếvận chuyển đường sucrose ở đậu gà, đồngthời tạo ra tiền đề cơ bản cho phát triển đậugà tại Việt Nam.134Hệ gen và hệ protein của đậu gà kabuli CDCFrontier [14] trên cơ sở dữ liệu Phytozome v.12.1 (https://phytozome.jgi.doe.gov/) [7].Phương pháp nghiên cứuPhương pháp tìm kiếm SWEET ở đậu gà: Cácthành viên của họ SWEET được xác địnhbằng cách BlastP vùng bảo thủ ...