XÂY DỰNG VÀ PHÂN TÍCH BIỂU HIỆN CỦA GENE MÃ HOÁ NHÂN TỐ PHIÊN MÃ TCP Ở CÂY HƯƠNG NHU TÍA (Ocimum tenuiflorum)

BÁO CÁO KHOA HỌC VỀ NGHIÊN CỨU VÀ GIẢNG DẠY SINH HỌC Ở VIỆT NAM HỘI NGHỊ XÂY DỰNG VÀ PHÂN TÍCH BIỂU HIỆN CỦA GENE MÃ HOÁ NHÂN TỐ PHIÊN MÃ TCP Ở CÂY HƯƠNG NHU TÍA (Ocimum tenuiflorum)

XÂY DỰNG VÀ PHÂN TÍCH BIỂU HIỆN CỦA GENE MÃ HOÁ NHÂN TỐ

PHIÊN MÃ TCP Ở CÂY HƯƠNG NHU TÍA (Ocimum tenuiflorum)

Nguyễn Thị Duyên 1,2 , Phạm Thị Kiều Dy 2,3 , Chu Đức Hà 2,* , La Việt Hồng 1 ,

Nguyễn Thanh Hảo 3 , Hà Thị Quyến 2 , Trần Thị Thanh Huyền 4

Tóm t ắt

ở cây trồ ê ế ởng, phát tri ển và thích ứng vớ ô ờng y ê , ó ô ề nhóm TCP ở cây

ơ í (Ocimum tenuiflorum), một trong nhữ ây d ợc liệu chính ở Việt

Nam Trong nghiên c ứ ày, ó ã ợ â í ê ây ơ í

b ằng các công cụ tin sinh học Kết quả ã ấy, tổng số 16 thành viên của họ

ã ợ xá ịnh ở hệ tham chiếu củ ây ơ í â í ặc tính cho th ấy tính chất của họ TCP ở ơ í ấ dạng về kí ớc, trọng ợng phân tử à ể ẳ ệ , ộ bất ổ ịnh và chỉ số béo Tất cả các thành viên c ủa họ TCP ở ơ í ề ó í ớc, trong khi chúng phân bố chủ

y ếu tại nhân và trong tế bào chất Xây dự ơ ồ ì ây ã ỉ ra rằng, 5 thành viên, bao g ồm OtTCP01, 04, 07, 12 và 15 có thể ê ế á ứng hạn Trong

ó, ơ ồng với OtTCP07, 12 và 15 trên Arabidopsis thaliana có mứ ộ

bi ểu hiệ á ứng với cả stress hạn, mặn và thẩm thấu ở mẫu rễ và thân Tóm lại,

k ết quả của nghiên cứ ày ã ấp những dẫn chứng quan trọng trong việ ề

xu ất ứng viên cho phân tích chứ ă ếp theo

T ừ khóa: H ơ í , n , , ọc

1 ĐẶT VẤN ĐỀ

Hương nhu tía (Ocimum tenuiflorum) là một trong những cây dược liệu quý có giá

trị kinh tế cao Thuộc họ Lamiaceae, hương nhu tía là loài có nguồn gốc ở vùng nhiệt đới thuộc châu Á, sau đó phát triển ra các vùng sinh thái khác và được sử dụng như một vị thuốc với nhiều tác dụng dược lý quan trọng (Bast và cộng sự, 2014) Đến nay, nhu cầu sử

dụng tinh dầu từ hương nhu tía trong các ngành công nghiệp dược phẩm, thực phẩm, hóa

mỹ phẩm và trong đời sống ngày càng tăng do xu hướng ưu tiên sử dụng các sản phẩm chăm sóc sức khỏe và sắc đẹp có nguồn gốc từ thiên nhiên Do đó, tăng cường hiểu biết về đối tượng này thông qua việc nghiên cứu các nhóm gen chức năng được xem là quan trọng

và thu hút nhiều sự quan tâm hiện nay

Trong quá trình sinh trưởng và phát triển của cây trồng, các họ nhân tố phiên mã (TF) đã được chứng minh đóng vai trò quan trọng trong các quá trình sinh học thiết yếu

Về bản chất, đây là các protein có chức năng điều hòa sự biểu hiện của gen chức năng

1 Trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2

2 Trường Đại học Công nghệ, Đại học Quốc gia Hà Nội

3 Học viện Nông nghiệp Việt Nam

4 Trường Đại học Sư phạm Hà Nội

*

Email: cd.ha@vnu.edu.vn

tham gia vào trao đổi chất và phản ứng với môi trường Trong đó, họ TF TCP, cấu trúc từ

4 protein, TB1 ở ngô (Zea mays), CYC ở Antirrhinum majus và PCF1/PCF2 ở lúa gạo (Oryza sativa) là một trong những protein điều hòa đặc trưng ở hầu hết các loài thực vật (Danisman, 2016) Đến nay, họ TF TCP đã được phân tích trên một số cây trồng chính, có

thể kể đến như cam ngọt (Citrus sinensis) (Chu Đức Hà và cộng sự, 2018), đậu gà (Cicer arietinum) (Tran và c ộng sự, 2018), lúa gạo (Oryza sativa) (Yao và cộng sự, 2007), ngô (Zea mays) (Chai và c ộng sự, 2017), cà chua (Solanum lycopersicum) (Parapunova và

cộng sự, 2014), sắn (Manihot esculenta) (Lei và cộng sự, 2017), đậu tương (Glycine max)

(Feng và cộng sự, 2018), sâm Hàn Quốc (Panax ginseng) (Chu Đức Hà và cộng sự, 2019)

Đây là những dẫn liệu quan trọng nhằm cung cấp cách tiếp cận tin sinh học cho phép tìm

hiểu về họ TF TCP ở hương nhu tía

Nghiên cứu này được thực hiện nhằm xác định các thành viên và phân tích tính chất đặc trưng của họ TF TCP ở hương nhu tía Qua đó, sơ đồ hình cây giữa họ TF TCP ở hương nhu tía và các đối tượng cây trồng khác đã được xây dựng Cuối cùng, dữ liệu biểu

hiện của gen mã hóa TF TCP ở hương nhu tía đã được đối chiếu trên cây mô hình cây hai

lá mầm Arabidopsis thaliana trong điều kiện xử lý hạn, mặn và stress thẩm thấu

2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 D ữ liệu nghiên cứu

Dữ liệu hệ gen và hệ protein của O tenuiflorum mô tả trong nghiên cứu trước đây

(Upadhyay và cộng sự, 2015) được mô tả trên NCBI và Phytozome (Goodstein và cộng

sự, 2012) Dữ liệu về TF TCP ở đậu gà (Tran và cộng sự, 2018) và sâm Hàn Quốc (Chu Đức Hà và cộng sự, 2019) thu thập trong nghiên cứu trước đây được sử dụng là trình tự đối chiếu để tìm kiếm

2.2 v

Xác định TF TCP ở O tenuiflorum được thực hiện dựa theo mô tả trong nghiên cứu

trước đây (Tran và cộng sự, 2018) Công cụ PlantTFDB (Jin và cộng sự, 2017) được sử

dụng để tìm kiếm các protein có vùng bảo thủ đặc trưng PF00320 (Li, 2015) Tất cả các

kết quả với độ tin cậy E-value ≤ 1e-10 được sàng lọc để lựa chọn các protein có kích thước ≥ 100 amino acid (aa) (Tran và cộng sự, 2018) Trình tự của các protein ứng viên

được đối chiếu trên hệ protein của O tenuiflorum (Upadhyay và cộng sự, 2015) để thu

thập thông tin chú giải

2.3 â tí ặ tí b n của TCP

Các tính chất của TF TCP ở O tenuiflorum được phân tích dựa theo nghiên cứu gần

đây (Tran và cộng sự, 2018) Cụ thể, trình tự protein đầy đủ của TF TCP được truy vấn trên Expasy Protparam (Gasteiger và cộng sự, 2005) để phân tích đặc tính, bao gồm kích thước (aa), trọng lượng phân tử (kDa), điểm đẳng điện, độ bất ổn định, chỉ số béo và độ ưa nước trung bình (Gasteiger và cộng sự, 2005) Vị trí cư trú dưới tế bào của TF TCP được phân tích trên YLoc (Briesemeister và cộng sự, 2010) theo mô tả trong nghiên cứu trước đây (Tran và cộng sự, 2018)

2.4 ây dự s ồ hình cây của TCP

Trình tự của TF TCP ở đậu gà và sâm Hàn Quốc có đáp ứng với stress hạn thu thập trong nghiên cứu trước đây (Chu Đức Hà và cộng sự, 2018; Tran và cộng sự, 2018) được

khai thác để xây dựng sơ đồ hình cây với TF TCP ở O tenuiflorum Theo đó, trình tự đầy

đủ của các TF TCP ở 3 loài được sử dụng để tạo lập sơ đồ hình cây theo thuật toán Neighbor-Joining (giá trị bootstrap = 1000 lần) bằng MEGA (Kumar và cộng sự, 2016) Các TCP xếp cùng nhánh với giá trị cut-off = 50% được hiểu là tương đồng về cấu trúc nên có thể chia sẻ chức năng tương tự nhau tương tự như mô tả trong nghiên cứu trước đây (Chu Đức Hà và cộng sự, 2018)

2.5 b u ệ ủ

Trình tự của TF TCP ở O tenuiflorum được đối chiếu để tìm kiếm TCP tương đồng trên A thaliana thông qua BlastP Theo đó, mức độ biểu hiện của gen mã hóa TCP ở mẫu

rễ và thân trong xử lý hạn, mặn và stress thẩm thấu được khai thác trên Arabidopsis eFP Browser theo mô tả trong nghiên cứu trước đây (Schmid và cộng sự, 2005) Mức độ biểu

hiện được thể hiện bằng giá trị fold-change, với gen đáp ứng stress có |fold-change| ≥ 1,5

3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN

3.1 v â tí ặ tí ủ u tí

Dựa trên cơ sở hệ protein của O tenuiflorum, họ TF TCP, gồm 16 thành viên được

xác định với vùng bảo thủ đặc trưng PF00320 (Li, 2015) Theo đó, các thành viên của họ

TF TCP ở O tenuiflorum được đặt tên từ OtTCP01 - OtTCP16 dựa trên thứ tự sắp xếp của

mã định danh (Bảng 1) So sánh với các loài thực vật khác, số lượng thành viên của họ TF TCP rất đa dạng, dao động từ 16 (hương nhu tía, cam ngọt) (Chu Đức Hà và cộng sự, 2018), 23 (đậu gà, lúa gạo) (Yao và cộng sự, 2007; Tran và cộng sự, 2018), 29 (ngô) (Chai

và cộng sự, 2017), 30 (cà chua) (Parapunova và cộng sự, 2014), 36 (sắn) (Lei và cộng sự, 2017), 54 (đậu tương) (Feng và cộng sự, 2018) đến 61 (sâm Hàn Quốc) (Chu Đức Hà và

cộng sự, 2019) (Bảng 2) Những kết quả này cho thấy họ TF TCP ở các loài thực vật tương đối đa dạng về mặt số lượng thành viên

B ảng 1 ơ ở ơ í

6 OtTCP06 Ote100125860001 145 16,35 10,68 47,34 57,86 -0,64 C

9 OtTCP09 Ote100168280021 127 14,78 11,48 53,35 61,42 -1,00 C

10 OtTCP10 Ote100183840121 183 20,62 5,02 67,91 73,06 -0,56 N

TT OtTCP M nh danh L mW pI II AI GRAVY CL

11 OtTCP11 Ote100194820061 168 18,79 5,59 51,14 52,38 -0,59 C

12 OtTCP12 Ote100194950011 316 34,97 7,80 59,00 66,68 -0,66 N

13 OtTCP13 Ote100221370201 322 35,66 10,13 44,44 57,61 -0,59 N

14 OtTCP14 Ote100243470021 327 36,27 9,02 45,47 69,48 -0,52 N

15 OtTCP15 Ote100270200051 308 34,81 7,16 63,34 69,61 -0,62 C

16 OtTCP16 Ote237869530001 281 31,32 9,54 55,02 67,30 -0,65 N

: ; : ; : ế bào chất; N: Nhân tế ; :

; : ; : ; : bất ổ nh; AI: Chỉ s

; :

Tiếp theo, phân tích TF TCP ở O tenuiflorum trên Expasy Protparam (Gasteiger và

cộng sự, 2005) cho thấy các tính chất của protein đa dạng Cụ thể, TF TCP ở O tenuiflorum có kích thước từ 127 (OtTCP09) đến 331 aa (OtTCP02), với trọng lượng phân

tử dao động từ 14,78 - 37,39 kDa (Bảng 1) Tiếp theo, giá trị điểm đẳng điện của TF TCP

ở O tenuiflorum nằm trong khoảng từ acid (6 thành viên bao gồm OtTCP01, 02, 04, 08,

10 và 11) đến base (10 thành viên, bao gồm OtTCP03, 05, 06, 07, 09, 12, 13, 14, 15 và 16) (Bảng 1) Phần lớn các thành viên (15 trên tổng số 16) của TF TCP ở O tenuiflorum có độ

bất ổn định > 40, ngoại trừ OtTCP08 thể hiện tính bền vững với độ bất ổn định < 40 (Bảng 1) Chỉ số béo của TF TCP ở O tenuiflorum được xác định từ 52,38 (OtTCP11) đến 74,23 (OtTCP03), trong khi độ ưa nước trung bình của tất cả thành viên của TF TCP ở O tenuiflorum đều đạt giá trị âm, thể hiện tính ưa nước của phân tử (Bảng 1) Dự đoán vị trí

cư trú nội bào trên YLoc (Briesemeister và cộng sự, 2010) đã chỉ ra rằng, 5 thành viên của

TF TCP ở O tenuiflorum, bao gồm OtTCP06, 07, 09, 11 và 15 phân bố tại tế bào chất,

trong khi các thành viên còn lại nằm trong nhân tế bào (Bảng 1)

TT Đố t ợ ây trồ Số l ợ t v ê

Trong nghiên cứu trước đây, TF TCP ở một số đối tượng cây trồng cũng đã được phân tích các đặc tính cơ bản của protein Ví dụ, họ TF TCP ở đậu gà có kích thước và

trọng lượng phân tử đạt từ 198 - 520 aa (tương ứng 21,12 - 54,76 kDa), với giá trị điểm đẳng điện trong khoảng 4,94 - 9,84 (Tran và cộng sự, 2018) Ở lúa gạo, họ TF TCP được ghi nhận có kích thước từ 141 - 480 aa (Yao và cộng sự, 2007), trong khi họ TF TCP ở đậu tương được mô tả với tính chất như kích thước từ 156 - 532 aa, trọng lượng từ 16,4 -

58,4 kDa, điểm đẳng điện từ 6,1 - 10,6, với tất cả các protein được dự đoán nằm trong nhân tế bào (Feng và cộng sự, 2018) Đáng chú ý, tất cả các TF TCP đã biết ở các loài

thực vật đều thể hiện tính ưa nước, với độ ưa nước trung bình < 0, tương tự như ghi nhận

ở TF TCP ở O tenuiflorum (Bảng 1)

3.2 â ủ u tí l ê u ứ str ss

Xây dựng cây phân loại cho phép đưa ra mối tương quan về cấu trúc và chức năng

giữa các protein Trong nghiên cứu này, sơ đồ hình cây của 16 thành viên OtTCP đã được thiết lập dựa trên thuật toán Neighbor-Joining (Kumar và cộng sự, 2016) Kết quả minh

họa ở Hình 1A cho thấy, nhóm TF TCP ở hương nhu tía có thể được chia thành 3 nhóm riêng biệt Trong đó, nhóm 1 gồm OtTCP10, 13 và 14, trong khi nhóm 2 gồm 2 thành viên (OtTCP04 và 08), và nhóm 3 gồm 11 thành viên (Hình 1A) Sự phân chia của TF TCP thành 3 nhóm cũng được báo cáo trên các đối tượng cây trồng khác, như cam ngọt (Chu Đức Hà và cộng sự, 2018), đậu gà (Tran và cộng sự, 2018), lúa gạo (Yao và cộng sự, 2007), ngô (Chai và cộng sự, 2017), cà chua (Parapunova và cộng sự, 2014), sắn (Lei và

cộng sự, 2017), đậu tương (Feng và cộng sự, 2018) và sâm Hàn Quốc (Chu Đức Hà và

cộng sự, 2019) Các phân tích này đã chỉ ra rằng nhóm TF TCP ở thực vật có thể được chia làm 3 nhóm tách biệt

Hình 1. y ơ ( O tenuiflorum và (B) O tenuiflorum kết hợp với

C arietinum và P ginseng

Các nghiên cứu trước đây đã báo cáo về vai trò của gen mã hóa TF TCP liên quan đến đáp ứng bất lợi ở loài cây trồng (Chu Đức Hà và cộng sự, 2019; Tran và cộng sự, 2018) Cụ thể, 17 và 9 gen mã hóa TF TCP ở đậu gà và sâm Hàn Quốc đã được báo cáo có

mức độ biểu hiện đáp ứng với hạn (Chu Đức Hà và cộng sự, 2019; Tran và cộng sự, 2018) Trong nghiên cứu này, cây phân loại Neighbor-Joining được sử dụng để xây dựng

mối tương quan giữa họ TF TCP ở O tenuiflorum với các protein TCP đậu gà và sâm Hàn

Quốc được mã hóa bởi gen có đáp ứng với hạn (Chu Đức Hà và cộng sự, 2019; Tran và

cộng sự, 2018) Kết quả đã xác định được tổng số 5 thành viên của họ TF TCP ở O tenuiflorum, bao gồm OtTCP01, 04, 07, 12 và 15 nằm cùng nhánh (giá trị cut-off = 50%)

với các TCP đậu gà và sâm Hàn Quốc liên quan đến đáp ứng hạn (Chu Đức Hà và cộng

sự, 2019; Tran và cộng sự, 2018) (Hình 1B)

Phân tích trên Expasy Protparam (Gasteiger và cộng sự, 2005) và YLoc (Briesemeister và cộng sự, 2010) cho thấy 5 thành viên của họ TF TCP ở O tenuiflorum

chia sẻ những đặc tính và vị trí cư trú tương đồng như các TF đã biết chức năng ở đậu gà

và sâm Hàn Quốc (Chu Đức Hà và cộng sự, 2019; Tran và cộng sự, 2018) Kết quả này đã đặt ra giả thuyết về chức năng tương tự nhau giữa OtTCP01, 04, 07, 12 và 15 với các TF TCP ở đậu gà và sâm Hàn Quốc liên quan đến đáp ứng hạn như mô tả trong nghiên cứu trước đây (Chu Đức Hà và cộng sự, 2019; Tran và cộng sự, 2018)

3.3 Đ ứ ộ b u ệ ủ u tí

Các nghiên cứu trước đây đều đồng thuận rằng, hạn gây ra những tác động đến tế bào thực vật tương tự như mặn và stress thẩm thấu (Santos và cộng sự, 2022) Để đánh giá

mức độ biểu hiện của các gen mã hóa TF TCP ở hương nhu tía, nghiên cứu đã tìm kiếm

gen trên Arabidopsis tương đồng với gen mã hóa OtTCP01, 04, 07, 12 và 15 ở O tenuiflorum, t ừ đó khai thác dữ liệu biểu hiện của các gen tương đồng trên Arabidopsis

trong điều kiện xử lý stress Kết quả tìm kiếm tương đồng của 5 thành viên của TF TCP ở

O tenuiflorum trên Arabidopsis (E-value ≤ 1e-10) được sử dụng để khai thác dữ liệu biểu

hiện liên quan đến xử lý hạn, mặn và stress thẩm thấu thông qua Arabidopsis eFP Browser

(Schmid và cộng sự, 2005)

Dựa trên giá trị fold-change, các gen tương đồng trên Arabidopsis có biểu hiện đa

dạng ở mẫu rễ và thân trong xử lý hạn, mặn và stress thẩm thấu (Hình 2) Trong điều

kiện xử lý hạn, NP_564351.1 (tương đồng với OtTCP01) bị kìm hãm biểu hiện ở mẫu rễ

xử lý hạn 12 h (fold-change = -1,61) và 24 h (fold-change = -1,64), trong khi

NP_566164.1 (tương đồng với OtTCP12) tăng cường (fold-change = 1,68) và bị kìm

hãm biểu hiện (fold-change = -1,59) ở mẫu rễ xử lý hạn 1 h và 6 h (Hình 2A) Trong khi

đó, NP_565712.1 (tương đồng với OtTCP07) và NP_850501.1 (tương đồng với OtTCP15) đều kìm hãm biểu hiện ở thân xử lý hạn 1 h với giá trị fold-change = -1,72

(Hình 2B) Trong điều kiện xử lý mặn, NP_565712.1 và NP_850501.1 đều kìm hãm

biểu hiện ở mẫu rễ, ngoại trừ NP_566164.1 kìm hãm biểu hiện khi xử lý ở 3 h

(fold-change = -1,96) và 6 h (fold-(fold-change = -2,5) nhưng tăng cường biểu hiện (fold-change = 2,62) khi xử lý ở 12 h (Hình 2A) Ở mẫu thân xử lý mặn, NP_564351.1 và NP_001327814.1 (tương đồng với OtTCP04) đều tăng cường biểu hiện, trong khi biểu

hiện của NP_566164.1 bị giảm ở thời điểm 6 h change = -1,52) và 24 h

(fold-change = -1,52) (Hình 2B) Ở stress thẩm thấu, 3 gen, NP_565712.1, NP_566164.1 và NP_850501.1 tăng cường biểu hiện ở mẫu rễ (Hình 2A) nhưng bị kìm hãm biểu hiện ở

mẫu thân (Hình 2B), trong khi mức độ biểu hiện của NP_001327814.1 được tăng cường

(fold-change = 1,91) ở mẫu thân (Hình 2B) Các kết quả này cho thấy, NP_565712.1,

NP_566164.1 và NP_850501.1 (l ần lượt tương đồng với OtTCP07, 12 và 15) có đáp ứng

với cả hạn, mặn và stress thẩm thấu ở mẫu rễ và thân

Hình 2. Arabidopsis thaliana ơ ồng với OtTCP ều

ki ện xử lý hạn, mặn và stress thẩm thấu ở mẫu (A) rễ và (B) thân

4 KẾT LUẬN

Nghiên cứu đã xác định được tổng số 16 thành viên của họ TF TCP ở hương nhu tía Trong đó, các thành viên của họ TF TCP ở hương nhu tía có kích thước từ 127 - 331 aa,

trọng lượng phân tử từ 14,78 - 37,39 kDa, điểm đẳng điện từ 5,02 - 11,48, độ bất ổn định

từ 36,87 - 67,91, chỉ số béo từ 52,38 - 74,23 và độ ưa nước từ -0,36 - -1,00 Nghiên cứu đã xác định được 11 thành viên của họ TF TCP tập trung tại nhân tế bào, trong khi 5 thành viên cư trú ở tế bào chất Kết quả xây dựng cây phân loại cho thấy OtTCP01, 04, 07, 12 và

15 có thể có chức năng tương tự như TF TCP ở đậu gà và sâm Hàn Quốc liên quan đến đáp ứng hạn Khai thác dữ liệu đã chỉ ra 3 gen tương đồng với OtTCP07, 12 và 15 có đáp ứng với cả hạn, mặn và stress thẩm thấu ở mẫu rễ và thân

L ời cảm ơn: Nghiên cứu này được tài trợ bởi nguồn kinh phí từ đề tài khoa học và công

nghệ cấp Đại học Quốc gia Hà Nội mã số QG.22.60

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Bast, F., Rani, P., and Meena, D., 2014 Chloroplast DNA phylogeography of holy basil

(Ocimum tenuiflorum) in Indian subcontinent The Scientific World Journal, 2014:

847482

Briesemeister, S., Rahnenfuhrer, J., and Kohlbacher O., 2010 Yloc - an interpretable web

server for predicting subcellular localization Nucleic Acids Research, 38: 497-502

Chai, W., Jiang, P., Huang, G., Jiang, H., and Li, X., 2017 Identification and expression profiling analysis of TCP family genes involved in growth and development in maize

Physiology and Molecular Biology of Plants, 23(4): 779-791

Chu Đức Hà, La Việt Hồng, Trần Thị Thanh Huyền, Phạm Phương Thu, Trần Danh Sửu,

và Phạm Thị Lý Thu, 2018 Xác định và phân tích cấu trúc của nhóm gen mã hóa nhân tố phiên mã TCP ở cây cam ngọt (Citrus sinensis) bằng công cụ tin sinh học Kỷ

y ếu H i ngh Công ngh sinh h c toàn qu ă 2018, 34-39

Chu Đức Hà, Nguyễn Thị Duyên, La Việt Hồng, Phạm Phương Thu, Trần Phan Lam Sơn,

Lê Hùng Lĩnh, Phạm Xuân Hội, và Lê Tiến Dũng, 2019 Phân tích đặc tính của nhân

tố phiên mã TCP liên quan đến đáp ứng bất lợi ở sâm Hàn Quốc (Panax ginseng) Kỷ

y ếu H i ngh Công ngh sinh h c toàn qu ă 2019, 6-10

Chu, H D., Nguyen, K H., Watanabe, Y., Le, D T., Pham, T L T., Mochida, K., and Tran, L P., 2018 Identification, structural characterization and gene expression

analysis of members of the Nuclear factor-Y family in chickpea (Cicer arietinum L.) under dehydration and abscisic acid treatments International Journal of Molecular Sciences, 19(11): 3290

Danisman, S., 2016 TCP transcription factors at the interface between environmental

challenges and the plant's growth responses Frontiers in Plant Science, 7: 1930

Feng, Z J., Xu, S C., Liu, N., Zhang, G W., Hu, Q Z., and Gong, Y M., 2018 Soybean TCP transcription factors: Evolution, classification, protein interaction and stress and

hormone responsiveness Plant Physiology and Biochemistry, 127: 129-142

Gasteiger, E., Hoogland, C., Gattiker, A., Wilkins, M R., Appel, R D., and Bairoch, A.,

2005 Protein identification and analysis tools on the ExPASy server In: The

proteomics protocols handbook Springer: 571-607 pp

Goodstein, D M., Shu, S., Howson, R., Neupane, R., Hayes, R D., Fazo, J., Mitros, T., Dirks, W., Hellsten, U., Putnam, N., and Rokhsar, D S., 2012 Phytozome: A

comparative platform for green plant genomics Nucleic Acids Research, 40:

D1178-D1186

Jin, J., Tian, F., Yang, D.-C., Meng, Y.-Q., Kong, L., Luo, J., and Gao, G., 2017 PlantTFDB 4.0: toward a central hub for transcription factors and regulatory

interactions in plants Nucleic Acids Research, 45: D1040-D1045

Kumar, S., Stecher, G., and Tamura, K., 2016 MEGA7: Molecular evolutionary genetics

analysis version 7.0 for bigger datasets Molecular Biology and Evolution, 33(7):

1870-1874

Lei, N., Yu, X., Li, S., Zeng, C., Zou, L., Liao, W., and Peng, M., 2017 Phylogeny and expression pattern analysis of TCP transcription factors in cassava seedlings exposed

to cold and/or drought stress Scientific Reports, 7(1): 10016

Li, S., 2015 The Arabidopsis thaliana TCP transcription factors: A broadening horizon beyond development Plant Signaling & Behavior, 10(7): e1044192

Parapunova, V., Busscher, M., Busscher-Lange, J., Lammers, M., Karlova, R., Bovy, A G., Angenent, G C., and Maagd, R A., 2014 Identification, cloning and

characterization of the tomato TCP transcription factor family BMC Plant Biology,

14: 157

Santos, T B., Ribas, A F., Souza, S G H., Budzinski, I G F., and Domingues, D S.,

2022 Physiological responses to drought, salinity, and heat stress in plants: A review

Stresses 2(1): 113-135

Schmid, M., Davison, T S., Henz, S R., Pape, U J., Demar, M., Vingron, M., Schölkopf,

B., Weigel, D., Lohmann, J U., 2005 A gene expression map of Arabidopsis thaliana development Nature Genetics, 37(5): 501-506

Tran, C D., Chu, H D., Nguyen, K H., Watanabe, Y., La, H V., Tran, K D., and Tran, L.-S P., 2018 Genome-wide identification of the TCP transcription factor family in

chickpea (Cicer arietinum L.) and their transcriptional responses to dehydration and exogenous abscisic acid treatments Journal of Plant Growth Regulation, 37(4):

1286-1299

Upadhyay, A K., Chacko, A R., Gandhimathi, A., Ghosh, P., Harini, K., Joseph, A., Joshi, A G., Karpe, S., Kaushik, S., Kuravadi, N., Lingu, C., Mahita, J., Malarini, R., Malhotra, S., Malini, M., Mathew, O., Mutt, E., Naika, M., Nitish, S., Pasha, S N., Raghavender, U S., Rajamani, A., Shilpa, S., Shingate, P N., Singh, H R., Sukhwal, A., Sunitha, M S., Sumathi, M., Ramaswamy, S., Gowda, M., and Sowdhamini, R.,

2015 Genome sequencing of herb Tulsi (Ocimum tenuiflorum) unravels key genes behind its strong medicinal properties BMC Plant Biology, 15(1): 212

Yao, X., Ma, H., Wang, J., and Zhang, D., 2007 Genome-wide comparative analysis and

expression pattern of TCP gene families in Arabidopsis thaliana and Oryza sativa Journal of Integrative Plant Biology, 49(6): 885-897

CONSTRUCTION AND EXPRESSION ANALYSIS OF GENES ENCODING

TCP TRANSCRIPTION FACTOR IN HOLY BASIL

(Ocimum tenuiflorum)

Nguyen Thi Duyen 1,2 , Pham Thi Kieu Dy 2,3 , Chu Duc Ha 2,* , La Viet Hong 1 ,

Nguyen Thanh Hảo 3 , Ha Thi Quyen 2 , Tran Thi Thanh Huyen 4

Abstract Transcription factor (TF) has been known as one of the specific

regulatory proteins that involve in significant biological processes in plant, like

growth, development and adaptation However, the information of the TCP TFin

holy basil (Ocimum tenuiflorum), one of the major herbal plants in Vietnam has

been still lacked In this study, we performed a comprehensive analysis of the

TCP TF in holy basil by using various computational approaches As a result, a

total of 16 members of the TCP TF has been identified in the holy basil assembly

Our analysis showed that the TCP TF in holy basil exhibited wide variation in

their size, molecular weight, iso-electric point, instability index and aliphatic

index Interestingly, all members of the TCP TF are hydrophilic, while they are

mostly localized in nucleus and cytoplasma Our phylogeny analysis suggested

that five mambers, like OtTCP01, 04, 07, 12 and 15 may share the similar

functions related to drought responsive Among them, OtTCP07-, 12- and 15-

homologous genes from Arabidopsis thaliana were responsive in roots and

shoots under the drought, salinity and osmotic stresses Taken together, our

study could propose candidate genes for further functional charaterization

Keywords: Bioinformatics, holy basil, transcription factor, TCP

1

Hanoi Pedagogical University 2

2

University of Engineering and Technology, Vietnam National University Hanoi

3

Vietnam National University of Agriculture

4

Hanoi National University of Education

* Email: cd.ha@vnu.edu.vn