THÔNG TIN VỀ NHỮNG KẾT LUẬN MỚI CỦA LUẬN ÁN TIẾN SĨ
Tên luận án: “Nghiên cứu vai trò của các yếu tố phiên mã NAC đáp ứng với điều kiện hạn ở cây họ đậu”
Chuyên ngành: Công nghệ sinh học; Mã số: 9420201
Họ và tên NCS: Nguyễn Hữu Kiên Khóa đào tạo: 2014
Người hướng dẫn khoa học:
1. PGS.TS. Nguyễn Văn Đồng
2. TS. Trần Phan Lam Sơn
Cơ sở đào tạo: Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam
1. Tóm tắt nội dung luận án
Nghiên cứu để làm rõ chức năng của gen GmNAC085 được phân lập từ cây đậu tương trong quá trình đáp ứng với điều kiện xử lý hạn nhân tạo ở cây mô hình Arabidopsis, từ đó tìm ra các cơ chế kháng hạn của cây Arabidopsis chuyển gen 35S:GmNAC085.
Phân tích, đánh giá mức độ biểu hiện của các gen CaNAC giữa hai giống đậu gà chịu hạn kém Hashem và chịu hạn tốt ILC482 ở điều kiện xử lý mất nước và ABA bằng kỹ thuật qRT-PCR để tìm ra các gen CaNAC tiềm năng có khả năng đáp ứng tốt với hạn hán.
2. Những kết quả mới của luận án
Kết quả của luận án cho thấy GmNAC085 đóng vai trò như là một chất hoạt hóa phiên mã trong nấm men, với vùng hoạt hóa nằm ở đầu C- của GmNAC085. Khi so sánh với cây đối chứng không chuyển gen (WT), các cây Arabidopsis chuyển gen (35S:GmNAC085) đã cho thấy là giảm sự tăng trưởng, nhưng cải thiện khả năng chịu hạn thông qua việc tăng cường tính toàn vẹn của màng tế bào và giảm tốc độ thoát hơi nước ở điều kiện thiếu nước. Hơn nữa, sự giảm hàm lượng MDA đi kèm với việc tăng khả năng hoạt động của các enzyme chống oxy hóa SOD, CAT và APX trong các cây 35S:GmNAC085. Cùng với đó, sự biểu hiện mạnh hơn của các gen mã hóa các enzyme chống oxy hóa và các gen đáp ứng với hạn trong cây 35S:GmNAC085 so với cây WT ở điều kiện hạn. Các kết quả này cung cấp cái nhìn rõ nét về vai trò tích cực của GmNAC085 trong việc điều hòa sự đáp ứng của cây trồng với hạn hán, từ đó cho thấy tiềm năng ứng dụng của GmNAC085 trong công tác phát triển giống cây trồng kháng hạn.
Cùng với đó, luận án đã đánh giá sự biểu hiện của 19 gen CaNAC đáp ứng với mất nước trong lá và rễ của hai giống đậu gà đối lập nhau về tính chịu hạn ở trong các điều kiện ngâm nước (đối chứng), xử lý mất nước và ABA, để kiểm tra sự tương quan giữa mức độ biểu hiện khác nhau của các gen CaNAC và khả năng chịu hạn khác nhau của hai giống này. Kết quả phân tích qRT-PCR cho thấy mối quan hệ tích cực giữa số lượng gen tăng và giảm bởi xử lý mất nước và khả năng chịu hạn. Khả năng chịu hạn cao hơn của giống ILC482 có thể, hoặc ít nhất một phần là do nhiều gen CaNAC tăng mức độ biểu hiện hơn và ít gen giảm mức độ biểu hiện hơn trong cả mô lá và rễ của giống ILC482 so với Hashem. Ngoài ra, khi so sánh đặc trưng biểu hiện của các gen CaNAC trong lá và rễ của giống đậu gà ILC482 và Hashem cho thấy các đặc trưng biểu hiện đáp ứng với xử lý mất nước là khác nhau, điều này chỉ ra rằng sự biểu hiện của các gen CaNAC là liên quan tới đặc trưng của mô và kiểu gen. Hơn nữa, kết quả phân tích cho thấy khả năng chịu hạn tốt hơn của giống ILC482 so với Hashem có thể liên quan tới 5 gen CaNAC02, 04, 05, 16 và 24. Do vậy, các kết quả trong luận án này cũng đã cung cấp các gen CaNAC tiềm năng hứa hẹn cho việc nghiên cứu chức năng cụ thể của chúng, làm tiền đề cho việc phát triển các giống đậu gà/các cây họ đậu quan trọng khác có khả năng cải thiện năng suất trong điều kiện hạn hán.
3. Các ứng dụng/khả năng ứng dụng trong thực tiễn hay những vấn đề còn bỏ ngỏ cần tiếp tục nghiên cứu
Mong muốn được tiếp tục tiến hành nghiên cứu để làm rõ hơn chức năng của gen GmNAC085 trong quá trình đáp ứng với hạn hán của cây đậu tương/cây trồng quan trọng khác sử dụng cả hai loại promoter biểu hiện liên tục và promoter gây ra bởi hạn, để phục vụ cho công tác chọn tạo giống đậu tương kháng hạn trong tương lai.
Tiếp tục tiến hành nghiên cứu chức năng cụ thể của một số gen CaNAC có tiềm năng ứng dụng trong cải tạo giống cây trồng kháng hạn bằng phương pháp tăng cường sự biểu hiện đối với 4 gen (CaNAC04; 05; 16 và 24), và kỹ thuật mất/giảm chức năng đối với gen CaNAC02 trên đối tượng cây mô hình Arabidopsis và/hoặc cây trồng họ đậu quan trọng như đậu gà.
