nghiên cứu đặc điểm cấu trúc gen dreb5 phân lập từ hai giống đậu tương địa phương xuân lạng sơn và lơ bắc giang

Hình 3.6 So sánh trình tự nucleotide của gen GmDREB5 phân lập từ hai giống đậu tương LBG và XLS với sáu trình tự nucleotide của gen GmDREB5 đã công bố trên Ngân hàng gen quốc tế 45 GmD

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

VŨ THỊ HƯỜNG

NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC GEN DREB5 PHÂN LẬP

TỪ HAI GIỐNG ĐẬU TƯƠNG ĐỊA PHƯƠNG XUÂN LẠNG SƠN

VÀ LƠ BẮC GIANG

Chuyên ngành: Di truyền học

Mã số: 60.42.70 LUẬN VĂN THẠC SĨ SINH HỌC

Người hướng dẫn: PGS.TS Chu Hoàng Mậu

Thái Nguyên, 2012

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi Các số liệu, kết quả nghiên cứu trong luận văn là trung thực và chƣa có ai công bố trong một công trình nào khác Mọi trích dẫn đều ghi rõ nguồn gốc

LỜI CẢM ƠN

Trong suốt quá trình học tập và thực hiện đề tài luận văn thạc sĩ chuyên ngành Di truyền học, Trường Đại học Sư phạm- Đại học Thái Nguyên, tôi đã nhận được sự ủng hộ, giúp đỡ của các thầy cô giáo, các đồng nghiệp, bạn bè

và gia đình

Trước tiên, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS.TS Chu Hoàng Mậu đã tận tình hướng dẫn, truyền đạt những kiến thức và kinh nghiệm quý báu để tôi hoàn thành luận văn này

Tôi xin chân thành cảm ơn TS Nguyễn Vũ Thanh Thanh, Trường Đại học Khoa học - Đại học Thái Nguyên đã nhiệt tình giúp đỡ tôi trong quá trình thực hiện đề tài

Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô khoa Sinh- KTNN và khoa Sau đại học, Trường Đại học Sư phạm- Đại học Thái Nguyên Tôi xin chân thành cảm ơn tập thể cán bộ Bộ môn Di truyền và Sinh học hiện đại đã giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt quá trình học tập và thực hiện đề tài

Cuối cùng, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn tới toàn thể gia đình, bạn bè và đồng nghiệp đã luôn cổ vũ, động viên tôi trong suốt thời gian qua

Thái Nguyên, ngày 20 tháng 4 năm 2012

Tác giả

Vũ Thị Hường

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 1

1 Lý do chọn đề tài 1

2 Mục tiêu nghiên cứu 3

3 Nội dung nghiên cứu 3

Chương 1 4

TỔNG QUAN TÀI LIỆU 4

1.1.CÂY ĐẬU TƯƠNG 4

1.1.1.Đặc điểm sinh học cây đậu tương 4

1.1.2 Giá trị kinh tế của cây đậu tương 6

1.1.3 Tình hình sản xuất đậu tương trên thế giới và ở Việt Nam 7

1.2 GEN LIÊN QUAN ĐẾN TÍNH CHỊU HẠN CỦA CÂY ĐẬU TƯƠNG 11

1.2.1 Nhóm gen chức năng liên quan trực tiếp đến tính chịu hạn của cây đậu tương 12

1.2.2 Nhóm gen điều khiển quá trình phiên mã của nhóm gen chịu hạn 15

1.3 NHÂN TỐ PHIÊN MÃ DREB5 VÀ GEN DREB5 20

1.3.1 Nhân tố phiên mã DREB5 20

1.3.2 Gen DREB5 21

Chương 2: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP 27

2.1 VẬT LIỆU NGHIÊN CỨU 27

2.2 HÓA CHẤT VÀ THIẾT BỊ 28

2.2.1 Hóa chất 28

2.2.2 Thiết bị 28

2.3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 30

2.3.1 Phương pháp sinh học phân tử 30

2.3.2 Phương pháp phân tích trình tự gen 36

Chương 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 37

3.1 KẾT QUẢ NHÂN BẢN GEN DREB5 TỪ HỆ GEN CỦA HAI GIỐNG ĐẬU TƯƠNG XLS VÀ LBG 37

3.1.1 Tách chiết DNA từ lá non hạt đậu tương 37

3.1.2 Kết quả nhân bản gen GmDREB5 bằng phản ứng PCR 38

3.2 TÁCH DÒNG VÀ XÁC ĐỊNH TRÌNH TỰ GEN GmDREB5 40

3.3 SO SÁNH TRÌNH GEN GmDREB5 PHÂN LẬP TỪ HAI GIỐNG ĐẬU TƯƠNG XLS VÀ LBG VỚI CÁC TRÌNH TỰ ĐÃ CÔNG BỐ 43

KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 46

TÀI LIỆU THAM KHẢO 53

lƣợng lớn ở giai đoạn cuối của quá trình hình thành phôi)

DANH MỤC BẢNG

Bảng 3.1 Giá trị mật độ quang của phổ hấp thụ DNA ở bước sóng

260nm và 280nm của giống đậu tương XLS và LBG

38

GmDREB5 của 2 giống đậu tương LBG và XLS với trình

tự gen GmDREB5 của 6 giống đậu tương công bố trên

ngân hàng gen quốc tế

46

acid của Protein DREB5 của 2 giống đậu tương LBG và XLS với trình tự amino acid của Protein DREB5 của 6 giống đậu tương công bố trên ngân hàng gen quốc tế

52

DANH MỤC HÌNH

đậu tương

22

DREB5 ở đậu tương

23

DREB5 ở đậu tương

40

lập từ hai giống đậu tương LBG và XLS

42

Hình 3.6 So sánh trình tự nucleotide của gen GmDREB5 phân

lập từ hai giống đậu tương LBG và XLS với sáu trình

tự nucleotide của gen GmDREB5 đã công bố trên

Ngân hàng gen quốc tế

45

GmDREB5 của 8 giống đậu tương

47

phân lập từ 2 giống đậu tương LBG và XLS

49

GmDREB5 phân lập từ 2 giống đậu tương LBG và

XLS với trình tự amino acid mã hoá bởi gen

GmDREB5 của 6 giống đậu tương đã công bố trên

ngân hàng gen quốc tế

50

Hình 3.10 Biểu đồ hình cây so sánh mức độ tương đồng Protein

DREB5 của 8 giống đậu tương

52

MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn đề tài

Đậu tương (Glycine max (L.) Merrill) là cây công nghiệp ngắn ngày có vị

trí quan trọng trong cơ cấu cây trồng nông nghiệp, là loại cây trồng chiến lược của nhiều quốc gia trên thế giới bởi có tác dụng nhiều mặt và có hiệu quả kinh

tế cao, có thời gian sinh trưởng ngắn lại dễ trồng Sản phẩm từ cây đậu tương được sử dụng cho người và gia súc do đáp ứng được nhu cầu đạm trong khẩu phần ăn hằng ngày của người cũng như gia súc [1], [3]

Hạt đậu tương được dùng làm thực phẩm cho con người, thức ăn cho gia súc, nguyên liệu cho công nghiệp, là mặt hàng xuất khẩu Trong hạt đậu tương có hàm lượng dinh dưỡng cao, chứa 35%- 52% protein, 18%- 25% lipit, 20% glucid và nhiều loại axit amin cần thiết như: leucin, isoleucin, lysin, metionin, phenylalanin, tryptophan, valin Ngoài ra, trong hạt đậu tương còn chứa nhiều vitamin (B1, B2, A, D, E, K…) là thực phẩm có giá trị dinh dưỡng cao rất cần thiết cho cơ thể người và động vật Đặc biệt, protein của đậu tương được coi là một nguồn cung cấp protein hoàn chỉnh vì chứa một lượng đáng

kể các amino acid không thay thế cần thiết cho cơ thể, dễ tiêu hoá và không

có các thành phần tạo cholesterol Lipit của đậu tương chứa tỉ lệ lớn các axit béo chưa no, có hệ số đồng hoá lớn (98%), chỉ số iot cao (120-137) Sử dụng protein và lipit của hạt đậu tương còn có tác dụng chữa một số bệnh như: đái tháo đường, béo phì, huyết áp cao, chảy máu não… [3]

Ngoài ra, ở rễ cây đậu tương có các nốt sần, đó là kết quả của sự cộng

sinh giữa vi khuẩn Rhizobium japonicum với rễ Vì vậy, đậu tương là loại cây

trồng có tác dụng cải tạo đất, làm cây trồng vụ sau phát triển tốt hơn, góp

phần phá vỡ chu kỳ sâu bệnh, chống ô nhiễm môi trường do lạm dụng phân bón và thuốc trừ sâu [3]

Với những giá trị to lớn đó, cây đậu tương được trồng phổ biến ở nhiều nơi từ 55o

cao trên 2000m so với mực nước biển với diện tích đạt khoảng hơn 74,7 triệu

ha Ở Việt Nam hiện nay, cây đậu tương chiếm một vị trí rất quan trọng trong nền nông nghiệp, được gieo trồng ở cả 7 vùng nông nghiệp trên cả nước với mục đích giải quyết vấn đề thiếu protein cho người và gia súc, xuất khẩu và cải tạo đất Tuy nhiên, hiện nay diện tích trồng cây đậu tương còn khá phân tán, năng suất và chất lượng chưa ổn định Một trong những nguyên nhân làm ảnh hưởng đến năng suất và chất lượng hạt là do sự biến đổi khí hậu toàn cầu theo hướng sa mạc hoá, gây hạn hán kéo dài Vì vậy vấn đề đặt ra là phải nghiên cứu và tuyển chọn những giống có khả năng chống chịu với điều kiện bất lợi của môi trường

Khô hạn là yếu tố chính làm giảm năng suất đậu tương Hiện nay, người

ta đang tập trung vào đối tượng khô hạn và mặn, hai dạng gây stress phi sinh học quan trọng đến sản xuất đậu tương và đặt ra mục tiêu nghiên cứu hướng tới cải tiến giống đậu tương trên toàn cầu Khô hạn có thể làm giảm 70% năng suất cây trồng nói chung [12]

Có 2 nhóm gen liên quan đến tính chịu hạn của cây trồng nói chung và cây đậu tương nói riêng, đó là nhóm gen mà sản phẩm của chúng tác động trực tiếp tới quá trình chịu hạn (LEA, HSP, P5CS ) và nhóm gen mà sản phẩm của chúng kích hoạt quá trình phiên mã của nhóm gen chịu hạn Trong

đó, các protein DREB là nhân tố tham gia vào quá trình phiên mã của nhóm gen liên quan đến tính chịu hạn của cây đậu tương Protein DREB là nhân tố kích thích các gen chức năng hoạt động và không phụ thuộc vào ABA Tuy

DREB không trực tiếp tham gia vào quá trình kháng hạn nhưng nó giữ vai trò

là nhân tố kích hoạt đồng thời sự biểu hiện của các gen liên quan đến khả

năng chịu hạn Do vậy, việc nghiên cứu gen DREB là cơ sở để cải thiện đặc

tính chịu hạn của cây đậu tương thông qua kỹ thuật chuyển gen là cần thiết

Xuất phát từ lý do trên tôi đã lựa chọn đề tài: “Nghiên cứu đặc điểm cấu

trúc gen DREB5 phân lập từ hai giống đậu tương địa phương Xuân Lạng Sơn và Lơ Bắc Giang”

2 Mục tiêu nghiên cứu

Xác định được sự khác biệt về trình tự gen DREB5 của hai giống đậu

tương địa phương Xuân Lạng Sơn và Lơ Bắc Giang và sự đa dạng về cấu trúc

gen DREB5 ở cây đậu tương trên cơ sở phân tích các trình tự đã công bố

3 Nội dung nghiên cứu

- Khuếch đại gen DREB5 của hai giống đậu tương Xuân Lạng Sơn và Lơ

Bắc Giang bằng kỹ thuật PCR;

- Tách dòng và xác định trình tự gen DREB5 của hai giống đậu tương

Xuân Lạng Sơn và Lơ Bắc Giang;

- So sánh trình tự gen DREB5 của hai giống giống đậu tương Xuân Lạng

Sơn và Lơ Bắc Giang;

- So sánh trình tự gen DREB5, trình tự amino acid của protein DREB5

của các giống đậu tương nghiên cứu với các trình tự đã công bố trên Ngân hàng gen quốc tế

Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1.1 CÂY ĐẬU TƯƠNG

Cây đậu tương được thuần hóa ở Trung Quốc và được đưa đến Triều Tiên, Nhật Bản, Nga, sang Nam Á và Đông Nam Á qua con đường tơ lụa Ở Việt Nam cây đậu tương được trồng từ lâu đời, sớm nhất là các tỉnh thuộc khu vực trung du, miền núi phía Bắc và miền đông Nam Bộ

Cây đậu tương có tên khoa học là Glycine max (L.) Merrill có bộ nhiễm

sắc thể 2n = 40, là loại cây trồng thuộc họ Đậu (Fabaceae), họ phụ Cánh Bướm (Papilionoideae) và bộ Phaseoleae Cũng như một số cây họ đậu khác, đậu tương có khả năng cải tạo đất thông qua việc cố định đạm khí trời trên các nốt sần ở rễ góp phần làm giảm nguy cơ thoái hoá đất do sử dụng phân

bón quá nhiều

1.1.1 Đặc điểm sinh học cây đậu tương

thân, lá, hoa, quả, hạt

Đậu tương là cây hai lá mầm có rễ cọc, gồm rễ cái và rễ bên Khi hạt nảy mầm, phôi phát triển thành rễ cái Rễ tập trung ở tầng đất mặt 30 – 40 cm,

ăn lan khoảng 20– 40 cm Trên rễ có nhiều nốt sần, những nốt sần này được

ví như nhà máy sản xuất đạm Trên nốt sần chứa vi khuẩn Rhizobium

japonicum có khả năng cố định đạm của không khí tạo thành đạm dễ tiêu Nốt

sần có phẩm chất tốt thì to, có màu hồng Số lượng và trọng lượng nốt sần có liên quan trực tiếp đến sinh trưởng và năng suất cây đậu tương

Cây đậu tương là cây thân thảo, ít phân cành, dạng bụi Thân hình tròn, nhiều lông, mang nhiều đốt, thân thường đứng, có khi bò hay nửa bò, thân

thường có màu xanh, có từ 14 – 15 lóng, chiều cao trung bình từ 0,5 – 1,2 m, thay đổi tuỳ theo giống, thời vụ, mật độ cây, đất đai, phân bón…

Cành đậu tương mọc ra từ các đốt trên thân Đốt đầu tiên của thân chính mang hai lá mầm, đốt thứ hai mang hai lá đơn đối nhau, từ đốt thứ ba trở lên mỗi đốt mang một lá kép

Lá đậu tương có hình dạng khác nhau: tròn, hẹp, bầu dục, lưỡi mác hoặc hình thoi…nhưng thường quy thành hai loại là lá rộng và lá hẹp Gồm có các dạng lá theo từng thời kì sinh trưởng, phát triển của cây: lá mầm, lá đơn

và lá kép có 3 lá chét, đôi khi có 4-5 lá chét

Thời kỳ cây ra hoa sớm hay muộn, thời gian dài hay ngắn tuỳ thuộc vào giống và thời vụ gieo do chịu ảnh hưởng phối hợp của ánh sáng và nhiệt độ Hoa đậu tương thuộc hoa cánh bướm, mọc thành từng chùm, mỗi chùm có từ

7 – 8 hoa, có màu trắng hoặc tím, mọc ở ngọn hay nách lá

Quả đậu tương thuộc loại quả ráp, đa số ngoài vỏ có lông bao phủ, khi chín có màu vàng hoặc xám đen Mỗi quả có 1 - 4 hạt, nhưng thường có 2 hạt

Hạt đậu tương có hình dạng tròn hay bầu dục, tròn dài, tròn dẹt, vỏ hạt thường nhẵn và có màu vàng nhạt, vàng đậm, xanh, nâu đen…nhưng đa số là hạt màu vàng Khối lượng hạt dao động từ 200 – 400 mg/hạt

Cây đậu tương có 2 đặc tính sinh trưởng: sinh trưởng hữu hạn và sinh trưởng vô hạn; căn cứ vào thời gian sinh trưởng có 3 loại: chín sớm (75- 85 ngày), trung bình (80- 100 ngày), chín muộn (110- 120 ngày)

Đậu tương là cây trồng tương đối mẫn cảm với điều kiện ngoại cảnh Trong tập đoàn giống đậu tương, có những giống chỉ trồng vào vụ hè, ngược lại có những giống chỉ trồng vào vụ đông [3], [5]

1.1.2 Giá trị kinh tế của cây đậu tương

Đậu tương là cây trồng cạn ngắn ngày có giá trị kinh tế cao Sản phẩm của

nó làm thức ăn cho con người, gia súc, nguyên liệu cho công nghiệp, là hàng xuất khẩu, cải tạo đất tốt

Giá trị về mặt thực phẩm

Mặc dù thành phần hóa sinh của hạt phụ thuộc vào giống cây, điều kiện canh tác, khí hậu, dịch bệnh…Nhưng so với các loài thực vật khác thì hạt đậu tương có hàm lượng protein cao nhất, hàm lượng protein trung bình khoảng 35% - 40% Trong khi đó hàm lượng protein trong gạo chỉ chứa 6,2- 12%, ngô 9,8- 13,2%, thịt bò 21%, thịt gà 20%, cá 17- 20% và 13- 14,8% Trong hạt đậu tương, protein dự trữ (chủ yếu là albumin và globulin) chiếm 70% protein tổng số, Hàm lượng lipit từ 18%- 25%, glucid 20% Ngoài ra là các enzyme; các chất ức chế protease và lectin; muối khoáng; các vitamin nhóm B; các amino acid cơ bản như isoleucin, leucin, lysin, metionin, phenylalanin, tryptophan, valin Đặc biệt, protein của đậu tương được coi là một nguồn cung cấp protein hoàn chỉnh vì chứa một lượng đáng kể các amino acid không thay thế cần thiết cho cơ thể, dễ tiêu hoá và không có các thành phần tạo cholesteron Do có thành phần dinh dưỡng cao nên đậu tương có khả năng cung cấp năng lượng khá cao, khoảng 4700 cal/kg

Hiện nay, từ hạt đậu tương người ta đã chế biến ra được trên 600 sản phẩm khác nhau, trong đó có hơn 300 loại làm thực phẩm như: đậu phụ, tương, xì dầu, sữa, bánh kẹo Ngoài ra, lipit của đậu tương chứa tỉ lệ lớn các axit béo chưa no, có hệ số đồng hoá lớn (98%), chỉ số iot cao (120-137)

Giá trị về mặt công nghiệp

Đậu tương là nguyên liệu của nhiều ngành công nghiệp khác nhau như chế biến cao su nhân tạo, sơn, mực in, xà phòng, chất dẻo, tơ nhân tạo, dầu bôi trơn trong ngành hàng không nhưng chủ yếu đậu tương được dùng để ép dầu Hiện nay, trên thế giới có 8 loại cây lấy dầu quan trọng đó là: đậu tương, bông, lạc, hướng dương, cải dầu, dừa và cọ Trong đó, đậu tương là cây đứng đầu về cung cấp nguyên liệu cho ép dầu Dầu đậu tương chiếm 50% tổng lượng dầu thực vật Từ dầu đậu tương người ta chế biến ra hàng trăm sản phẩm công nghiệp khác như làm nến, xà phòng, ni lông Về xuất khẩu, đậu tương là mặt hàng nông sản có giá trị ổn định trên thị trường thế giới Trung bình một năm, lượng hạt đậu tương xuất khẩu ước tính khoảng 24- 26 triệu tấn và khoảng 2- 4 triệu tấn dầu

Giá trị về mặt nông nghiệp

Đậu tương là nguồn thức ăn tốt cho gia súc 1kg hạt đậu tương tương đương với 1,38 đơn vị thức ăn chăn nuôi Toàn cây đậu tương có hàm lượng đạm khá cao nên các sản phẩm phụ như thân lá tươi có thể sử dụng làm thức

ăn cho gia súc Đậu tương còn là cây luân canh cải tạo đất tốt 1ha trồng đậu tương nếu sinh trưởng phát triển tốt để lại trong đất từ 30 – 60kg Nitơ Trong

hệ thống luân canh, nếu bố trí cây đậu tương vào cơ cấu cây trồng hợp lý sẽ

có tác dụng tốt đối với cây trồng sau, góp phần tăng năng suất cả hệ thống cây trồng mà giảm chi phí cho việc bón đạm Thân và lá đậu tương dùng bón ruộng thay phân hữu cơ rất tốt bởi hàm lượng Nitơ trong thân chiếm 0,05%, trong lá chiếm 0,19%

1.1.3 Tình hình sản xuất đậu tương trên thế giới và ở Việt Nam

Với những giá trị kinh tế và và giá trị sử dụng, cây đậu tương được xem

là một loại cây trồng chiến lược của nhiều quốc gia, với vị trí thứ tư, sau lúa, ngô và lúa mỳ

Đậu tương có khả năng thích ứng khá rộng nên được trồng khắp các châu lục, đặc biệt là châu Mỹ (75,68%) và châu Á (21,27%)

Trong những năm gần đây, do kết quả của việc ứng dụng những tiến bộ của công nghệ sinh học từ chọn, tạo giống đến sản xuất nên năng suất đậu tương đã tăng lên đáng kể, đưa đậu tương trở thành cây trồng quan trọng trong cơ cấu cây trồng của nhiều quốc gia

Hiện nay, đậu tương được trồng ở gần 80 quốc gia khác nhau trên thế giới Trong đó, 4 nước có sản lượng đậu tương đứng đầu là: Mỹ, Brazil, Argentina và Trung Quốc Đậu tương là nguồn cung cấp dầu và protein quan trọng

Ở Việt Nam, đậu tương được trồng từ rất lâu, trước cây đậu xanh và các cây họ đậu khác Các giống đậu tương ở nước ta bao gồm các giống đậu tương nhập nội, giống lai tạo, giống đậu tương đột biến và các giống đậu tương địa phương

Trước cách mạng tháng 8 năm 1945, diện tích gieo trồng đậu tương ở Việt Nam chỉ khoảng 32 ha, năng suất 4,1 tạ/ha Hiện nay, diện tích đó đã được tăng lên đáng kể, cả nước có 7 vùng nông nghiệp đều trồng được đậu tương với diện tích gieo trồng (năm 1997) lớn nhất là miền núi phía bắc (46,6%), tiếp đến là đồng bằng sông Hồng (19,3%), vùng Tây Nguyên (11%), miền Đông Nam Bộ (10,2%) đồng bằng sông Cửu Long (8,9%), khu Bốn (2,3%), vùng Duyên hải miền Trung (1,6%) [5]

Cây đậu tương chiếm một vị trí quan trọng trong nền nông nghiệp của nước ta hiện nay, đặc biệt ở những vùng nông thôn nghèo, kinh tế chưa phát triển

Mặc dù quy mô sản xuất còn khá nhỏ và nhu cầu tiêu thụ trong nước có

xu hướng giảm, nhưng sản lượng đậu tương nước ta năm 2010 vẫn đạt 297.000 tấn, tăng 39% so với năm 2009 Nguyên nhân chính là do sự mở rộng

đáng kể về diện tích cây trồng (khoảng 35%) và những nỗ lực nhằm cải thiện năng suất của ngành Tuy nhiên, sản lượng trên vẫn còn thấp so với mục tiêu

đề ra cho năm 2010 là 325.000 tấn của Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn do chi phí sản xuất tăng và năng suất đậu tương của nước ta chưa cao

Theo số liệu thống kê chính thức của chính phủ, đậu tương được trồng

ở 28 tỉnh trên khắp cả nước, trong đó 70% ở miền bắc và 30% ở miền nam Khoảng 65% đậu tương nước ta được trồng ở vùng cao, những nơi đất không cần màu mỡ; và 35% được trồng ở những vùng đất thấp ở khu vực đồng bằng sông Hồng Đậu tương được trồng ở nhiều địa phương trên khắp cả nước vào từng thời điểm khác nhau nên có cả vụ xuân, vụ hè và vụ đông

Bảng 1.1 Tình hình sản xuất đậu tương ở Việt Nam từ 2005- 2011

Hình 1.1 Sản xuất đậu tương của Việt Nam

Tuy nhiên, do chưa được đầu tư cao nên năng suất đậu tương còn nhiều hạn chế Xét về diện tích gieo trồng vẫn tăng qua các năm nhưng tỉ lệ diện tích gieo trồng đậu tương còn thấp, chỉ khoảng 1,5- 1,6% Năng suất đậu tương của nước ta rất thấp, chỉ bằng 50- 70% năng suất đậu tương của toàn thế giới Sản lượng đậu tương sản xuất ra chưa đủ đáp ứng nhu cầu trong nước Hàng năm, chúng ta vẫn phải nhập khẩu một số lượng đáng kể

từ nước ngoài

Có nhiều nguyên nhân dẫn đến tình trạng trên, có thể là do dịch bệnh,

kỹ thuật canh tác, nhưng chủ yếu là do biến đổi khí hậu và hạn hán Vì vậy một trong những yêu cầu thực tiễn đặt ra là nghiên cứu tạo ra giống đậu tương

có khả năng thích nghi với những điều kiện sinh thái ở những vùng khác nhau

Trong những năm gần đây, cùng với việc nghiên cứu các công nghệ sinh học và các loại đậu tương cao sản mới để tìm ra giống cho năng suất cao với chi phí sản xuất thấp, các nhà chọn giống Việt Nam còn quan tâm nghiên cứu các giống đậu tương địa phương có năng suất thấp nhưng lại có chất

Năm TSL nghìn tấn

lượng hạt cao và có khả năng chống chịu với các điều kiện bất lợi của môi trường như: nóng, lạnh, mặn, phèn, hạn

1.2 GEN LIÊN QUAN ĐẾN TÍNH CHỊU HẠN CỦA CÂY ĐẬU TƯƠNG

Cây đậu tương thuộc nhóm cây chịu hạn kém Các cây họ đậu nói chung, cây đậu tương nói riêng do có hàm lượng protein và lipid trong hạt cao nên nhu cầu về nước nhìn chung cao hơn các loại cây khác Để tổng hợp 1 kg chất khô cần 500- 530 kg nước Trong quá trình nảy mầm thì nhu cầu về nước của đậu tương cũng khá cao, khoảng 50%, trong khi đó ở ngô là 30%, ở lúa là 26% [6]

Đặc tính chịu hạn của cây đậu tương liên quan chặt chẽ đến đặc điểm hoá keo của nguyên sinh chất, đặc điểm của quá trình trao đổi chất Tính chịu hạn của cây đậu tương mang tính đa gen Chúng thể hiện ở nhiều khía cạnh khác nhau: sự phát triển nhanh của bộ rễ, tính chín sớm tương đối, cũng như bản chất di truyền của từng giống trong quá trình sinh trưởng và phát triển có khả năng sử dụng nước tiết kiệm

Hạn hán và độ mặn cao có ảnh hưởng làm giảm mạnh năng suất cây trồng trên toàn thế giới (Boyer 1982) trong đó có đậu tương Để thích ứng với điều kiện như vậy cơ thể thực vật đã phát triển một loạt các cơ chế đòi hỏi

sự khởi động của nhiều gen liên quan chống lại stress do các điều kiện bất lợi

vô sinh Một số lượng lớn các gen liên quan đến khả năng chịu hạn và chịu mặn đã được xác định Tuy nhiên, vẫn còn một số lượng đáng kể các gen liên quan đến tính chống chịu của thực vật chưa được xác định (Bzay 1997, Zhu 2002) Vì vậy điều quan trọng là nghiên cứu các chức năng của gen liên quan đến stress để cải thiện khả năng chống chịu của cây trồng với hạn hán Có hai nhóm gen có liên quan chủ yếu đến tính chịu hạn của cây đậu tương:

(1) Nhóm gen mà sản phẩm của chúng có ảnh hưởng trực tiếp tới đặc tính chịu hạn; (2) Nhóm gen mà sản phẩm của chúng kích hoạt quá trình

phiên mã của nhóm gen chịu hạn

1.2.1 Nhóm gen chức năng liên quan trực tiếp đến tính chịu hạn của cây đậu tương

Các gen chức năng liên quan đến tính chịu hạn bao gồm: LEA, HSP, Chaperons, LTP, P5CS…

LEA (Late embryogenesis abundant protein)

LEA là loại protein được tổng hợp với số lượng lớn trong giai đoạn cuối của quá trình hình thành phôi, là một trong những nhóm protein liên quan đến điều kiện mất nước của tế bào Nhóm gen mã hóa loại protein LEA đóng vai trò quan trọng trong sự chịu khô hạn của hạt và liên quan đến khả năng chống hạn của cây Khi hiện tượng mất nước xảy ra, gen LEA phiên mã tổng hợp một số lượng lớn mRNA trong hạt chín và bị phân giải hết trong quá trình nảy mầm Mức độ phiên mã của gen LEA được điều khiển bởi acid abcisic (ABA) và độ mất nước của tế bào, áp suất thẩm thấu trong tế bào

Protein LEA được chú ý trong điều kiện thực vật bị stress do thiếu nước [10], [12] Nhiều gen LEA đã được nghiên cứu, phân lập, xác định chức năng Đặc điểm nổi bật của nhóm LEA là: giàu acid amin ưa nước, không chứa cystein và tryptophan, có vùng xoắn α và có khả năng chịu nhiệt Chúng thay thế vị trí nước trong tế bào và thực hiện các chức năng khác nhau như: cô lập ion, bảo vệ protein màng tế bào, phân hủy protein biến tính và điều chỉnh

áp suất thẩm thấu Sự biểu hiện của protein LEA và đặc điểm cấu trúc đại phân tử của nó cho thấy nó có vai trò trong bảo vệ cây trồng chống chịu sự mất nước [11] Protein LEA được tạo ra hàng loạt trong giai đoạn muộn của quá trình hình thành phôi

LEA được chia thành 6 nhóm: nhóm 2- D19, nhóm 2- D11 (còn gọi là dehydrin), nhóm 3- D7, nhóm 4- D113, nhóm 5- D29, nhóm 6- D95 Khi điều kiện mất nước xảy ra, LEA được tổng hợp với số lượng lớn, trong đó dehydrin có thể chiếm tới 1% tổng số protein hòa tan của hạt Ngày nay, người ta đã phân lập được 30 gen khác nhau thuộc thành viên của nhóm gen dehydrin ở các cây trồng khác nhau Gen mã hóa protein dehydrin ở đậu tương đã được nghiên cứu tại một số phòng thí nghiệm trên thế giới và tới nay

đã có một số trình tự gen dehydrin đậu tương và một số thực vật khác được công bố trên ngân hàng trình tự gen quốc tế

HSP (Heat Shock Protein) và môi giới phân tử (Chaperons)

HSP có mặt hầu hết ở các loài thực vật như: lúa mì, lúa mach, ngô, đậu… chiếm khoảng 1% protein tổng số trong lá và có hầu hết ở các loài thực vật Sự xuất hiện của HSP có chức năng ngăn cản hoặc sửa chữa sự phá hủy

do stress nóng và mở rộng giá trị ngưỡng nhiệt độ với sự chống chịu nhiệt độ cao Trong các tế bào thực vật HSP tế bào chất tập trung thành các hạt sốc nhiệt (HSG- Heat Shock Granules) Người ta cho rằng HSG gắn kết trên các RNA polymerase để ngăn cản sự phiên mã tổng hợp mRNA trong quá trình stress nóng Sau khi gặp sốc nóng, các hạt này phân tán và liên kết dày đặc với các ribosome hoạt động sinh tổng hợp protein HSP xuất hiện trong các quá trình sinh trưởng bình thường, các giai đoạn biệt hóa mô và cả trong thời

kỳ sinh trưởng của thực vật Ngoài ra, chúng được tổng hợp thêm trong điều kiện cực đoan của môi trường [4]

Dựa trên khối lượng phân tử, HSP có thể chia thành 6 nhóm: HSP110, HSP90, HSP70, HSP60, HSP20, HSP8,5 Trong nhóm HSP có rất nhiều đại diện của chất môi giới phân tử (MGPT) là HSP70, HSP60 nhưng cũng có HSP không phải là MGPT như HSP8,5 (Ubiquitin) Ubiquitin được xem là

chất bảo vệ tế bào, chúng có hoạt tính protease và thực hiện chức năng phân giải các protein không có hoạt tính enzyme, ngăn chặn các protein này gây độc cho tế bào Ubiquinin đóng vai trò quan trọng trong tự sửa chữa tế bào bằng cách loại bỏ các protein biến tính khi gặp yếu tố cực đoan

Các MGPT là chìa khóa tham gia nội cân bằng tế bào trong các điều kiện sinh trưởng cực thuận và đối lập MGPT là một nhóm gồm nhiều loại protein khác nhau Phần lớn các MGPT có hoạt tính ATP- ase Chức năng chính của MGPT là: (1) Giữ ổn định chuỗi polypeptid khi đang tổng hợp và tạo cấu trúc không gian đúng cho chúng; (2) Tạo lại cấu trúc không gian của protein sau khi vận chuyển qua màng tế bào; (3) Lắp ráp các chuỗi polypeptid vào phức để tạo cấu trúc bậc 4; (4) MGPT được tăng cường nhờ quá trình tổng hợp trong điều kiện cực đoan do nhu cầu cấp thiết của tế bào, nhất là sốc nhiệt [18]

MGPT có 5 họ chính là: HSP 70 (Dnak), HSP 60 (Chaperonin), HSP

90, HSP 100 và sHSP (small HSP) trong đó có hai họ môi giới phân tử được nghiên cứu nhiều nhất là chaperonin và HSP70 HSP70 đã được phân lập ở đậu xanh

Yang và đtg (2008) đã phân lập gen HSP 60 ở đậu tương và đăng ký trên ngân hàng gen NCBI với mã số EU036414, kích thước là 498 bp [36]

Wang và đtg (2010) đã nghiên cứu phân lập gen HSP 90 và đăng ký trên ngân hàng gen NCBI với mã số FJ969431, kích thước là 2100 bp [35]

Lei và đtg (2011) đã phân lập gen GmHSP 70, kích thước 1683 bp [23]

P5CS (pyrroline- 5- carboxylase)

hai domain xúc tác của hai enzyme là glutamyl kinase và glutamic seminaldehyde synthase P5CS tham gia vào quá trình tổng hợp proline Proline đóng vai trò quan trọng trong quá trình điều chỉnh áp suất thẩm thấu trong cơ thể thực vật P5CS biểu hiện mạnh mẽ làm tăng hàm lượng proline, qua đó tăng cường áp suất thẩm thấu của tế bào và cây trong điều kiện khô hạn Gen mã hóa cho enzyme P5CS đã được nghiên cứu và tách dòng ở nhiều loại cây khác nhau Nhiều cây trồng đã được chuyển gen P5CS nhằm tăng cường khả năng chống chịu với các điều kiện bất lợi của môi trường

Prorcel và đtg (2005) đã nghiên cứu phân lập gen P5CS ở đậu tương và

đã đăng ký trên ngân hàng gen NCBI với mã số là AJ715851, kích thước là

831 bp [29] Ở Việt Nam, Nguyễn Thị Thuý Hường và đtg (2009) đã phân lập gen P5CS từ mRNA với kích thước 2148 bp [28]

LTP (Lipid transfer protein)

Gen LTP có khả năng tổng hợp ra protein thúc đẩy quá trình vận chuyển phospholipid qua màng LTP liên quan đến sinh tổng hợp các biểu

bì, làm tăng độ dày của lớp màng tế bào, qua đó làm giảm sự mất nước ở thực vật

Gen LTP đã được phân lập ở một số cây trồng như đậu xanh, Arabidopsis [24], [25], [26]

1.2.2 Nhóm gen điều khiển quá trình phiên mã của nhóm gen chịu hạn

Tuy không tác động trực tiếp đến tính chịu hạn của thực vật nhưng các gen điều khiển phiên mã lại có vai trò đáng kể trong việc kích thích sự biểu

hiện các gen chức năng

Các gen điều khiển sự phiên mã mà sản phẩm của chúng có khả năng hoạt hóa hoặc ức chế biểu hiện của các gen chức năng thông qua việc bám vào trình tự DNA điều khiển (nhân tố tác động cis) trên vùng khởi động (promoter) của gen và tương tác với RNA polymerase tạo thành phức hợp khởi đầu quá trình phiên mã của các gen chức năng

Theo nghiên cứu của một số tác giả đã được công bố trên Ngân hàng gen quốc tế, có nhiều yếu tố khởi đầu phiên mã điều khiển tính chịu hạn như: DREB, ABRE, NAC, bZIP, ZFHD…[17], [21], [33]

Gen DREB

Stress phi sinh học và sinh học ảnh hưởng tiêu cực đến sinh trưởng, phát triển và năng suất cây trồng Gần đây, một số yếu tố phiên mã tác động đến sự biểu hiện của của các gen liên quan đến stress đã được phát hiện Một trong những nhóm của yếu tố phiên mã đó là nhóm DREB/CBF liên kết với các yếu tố tác động cis đáp ứng hạn hán DREBs thuộc họ ERF của các yếu tố phiên mã bao gồm hai nhóm con, là DREB1/CBF và DREB2 được gây ra bởi lạnh và mất nước Các DREBs tham gia vào con đường tín hiệu stress sinh học Từ đó có thể cho phép thực hiện các kỹ thuật tạo cây trồng chuyển gen bằng cách điều khiển sự biểu hiện của DREBs Điều này sẽ mở ra một cơ hội tuyệt vời để phát triển cây trồng có khả năng chống chịu với các điều kiện bất lợi [37]

Nhóm DREB là một trong những nhân tố phiên mã đã được công bố trên Ngân hàng gen quốc tế, bao gồm: DREB, AREB, NAC, bZIP, MYB, ZFHD…

Nhiều công trình nghiên cứu của các nhà khoa học trên thế giới cho rằng, DREB là nhân tố phiên mã tham gia tích cực vào quá trình này bằng cách kích hoạt nhanh chóng sự hoạt động của các gen tham gia trực tiếp

chống lại các điều kiện bất lợi của ngoại cảnh Nhân tố phiên mã DREB hoạt động không cần thông qua sự tác động của ABA

Các nhà khoa học Trung Quốc, Đức, Pháp, Mỹ… đã nghiên cứu và giải

trình tự gen DREB trên loài cúc và hướng dương, lúa mỳ… Khi so sánh trình

tự gen của các loài cây trồng và cây hoang dại cho thấy rằng có sự sai khác giữa chúng, từ đó họ đã đề xuất phương án cải thiện khả năng chống chịu thông qua việc cải tiến ở mức độ phân tử của cơ chế chống chịu điều kiện bất lợi của môi trường sống đó là chuyển gen mục tiêu từ loài chống chịu tốt vào loài chống chịu kém

Li và đtg (2005) phân lập gen trên đối tượng cây đậu tương đã chia thành các phân họ DREB gồm: GmDREBa, GmDREBb, GmDREBc, ngoài ra còn có DREB1, DREB2, DREB3, DREB4, DREB5, mỗi gen có trình tự, độ dài khác nhau nhưng đều được biểu hiện nhiều khi đậu tương gặp các điều kiện hạn

Trình tự đặc hiệu của nhóm nhân tố DREB1/CRT có trình tự lõi là

A/GCCGAC lần đầu tiên được phát hiện ở cây Arabidopsis, nằm trong vùng

điều khiển gen rd29 và sau này được phát hiện trên rất nhiều vùng điều khiển gen của các gen biểu hiện trong điều kiện hạn và lạnh khác Các gen điều khiển quá trình phiên mã thuộc nhóm AP2 (APETALA2)/ethylene- responsive element- binding factor (ERF) bám vào trình tự DRE và được đặt tên là DREB1/CBF và DREB2 [19]

Wang và đtg (2006) đã mô tả mối quan hệ giữa yếu tố phiên mã DREB

và DRE/CRT cis- một nhân tố chức năng liên quan đến sự biểu hiện của gen

DREB, nghiên cứu đặc điểm và chức năng của nhóm nhân tố phiên mã

AP2/EREBP ở thực vật [34] AP2/ERF là một họ lớn bao gồm các yếu tố phiên mã quan trọng

Ở cây Arabidopsis trên cơ sở số lượng và giống nhau của các miền

DNA- binding, 145 nhân tố phiên mã được phân thành 5 nhóm: AP2 (14 gen), RAV (6 gen), DREB (còn được gọi là CBF, 56 gen), ERF (còn được gọi là EREBP, 65 gen) và nhóm gen khác (4 gen)

Ở Arabidopsis, 10 DREBs (DREB2- DREB11) được phân thành 5

nhóm, nhóm thứ nhất gồm DREB3, DREB4, DREB5; nhóm thứ hai gồm W50, DREB6, DREB7, DREB1; nhóm thứ ba gồm DREB2 và DREB8; nhóm thứ tư gồm DREB9 và DREB10; nhóm thứ năm gồm DREB11, ERF1 và ERF2 (Liu và đtg, 1998; Riechman và đtg, 2000; Tsui- Hung Phang, 2008)

Yang và đtg (2007) đã phân lập được phân họ DREB trên đối tượng Hoa Cúc, theo đó phân họ gồm DmDREBa và DmDREBb, những gen này mã hoá cho hai protein có 191 amino acid và 185 amino acid với trọng lượng phân tử 21,66 và 20,99 kDa, các protein của hai gen này được biểu hiện khi cây hoa cúc bị stress hạn lạnh

Chen và đtg (2007) đã phân lập gen GmDREB2 ở đậu tương và dựa

trên sự giống nhau về miền AP2, gen GmDREB2 xếp vào phân họ A5 trong nhóm gen DREB

Fujita và đtg (2005) đã tìm ra ABRE1 là một nhân tố phiên mã của

ABA ABRE có khả năng tăng cường tính chịu hạn ở Arabidopsis [15]

Gen NAC

Các nhân tố phiên mã họ NAC chứa trình tự đồng nhất gọi là vùng hoạt động NAC ở đầu N NAC có vai trò quan trọng trong việc xác định mô phân sinh đỉnh chồi, biệt hoá các cơ quan rễ, hoa trong sinh trưởng và phát triển của thực vật Ngoài ra, NAC tham gia vào phản ứng của thực vật trong điều kiện bị tổn thương và tác nhân gây hại tấn công

Nhóm NAC gồm 2 loại: Nhóm nhân tố khởi đầu NAC biểu hiện không phụ thuộc ABA và nhóm nhân tố khởi đầu NAC biểu hiện phụ thuộc ABA

Nhóm nhân tố khởi đầu NAC biểu hiện không phụ thuộc ABA có trình

tự chứa nhân tố tác động cis: NACRS, CATGTG Ba nhân tố khởi đầu phiên

mã thuộc nhóm NAC bám đặc hiệu vào NACRS có tên: ANAC019, ANAC055, ANAC072

Lin và đtg (2007) đã nghiên cứu và phân lập gen NAC trên cây lúa, gen OsNAC19 có kích thước 951 bp [22]

Ở Arabidopsis, có khoảng 100 gen họ NAC được tìm thấy, ở đậu tương

cũng tìm thấy hơn 100 gen họ NAC trong hệ gen [32]

Gen MYB

Nhóm MYB là nhóm gen biểu hiện phụ thuộc ABA, tham gia điều khiển tính chịu hạn, mặn và lạnh ở thực vật MYB có trật tự lõi cis acting element: MYBRS, YAACR Nhân tố khởi đầu phiên mã MYB2 bám đặc hiệu vào MYBRS

Liao và đtg (2008) khi nghiên cứu về MYB đã chứng minh GmMYB76, GmMYB92 và GmMYB177 giữ vai trò đặc biệt trong điều kiện stress hạn, mặn và lạnh [20]

Gen ZFHD

Nhóm ZFHD có trình tự chứa nhân tố tác động cis: ZFHDRS, CACTAAATTGTCAC Nhân tố khởi đầu phiên mã ZFHD1 bám đặc hiệu vào

Ở Arabidopsis, Tran và đtg (2007) đã tìm ra nhân tố phiên mã ZFHD1

đóng vai trò trong sự biểu hiện mất nước [33]

1.3 NHÂN TỐ PHIÊN MÃ DREB5 VÀ GEN DREB5

1.3.1 Nhân tố phiên mã DREB5

Hạn hán, độ mặn cao, nhiệt độ thấp và tác nhân gây bệnh tấn công là những yếu tố ảnh hưởng đến sự sinh trưởng và phát triển của thực vật Yếu tố AP2/ERF đặc trưng bởi sự hiện diện của miền DNA-binding AP2/ERF, đóng vai trò quan trọng trong việc điều hòa biểu hiện gen, đáp ứng stress sinh học

và phi sinh học [30] AP2/ERF tạo thành một siêu họ lớn, đã được chia thành

ba nhóm có tên là AP2, ERF, và họ RAV dựa trên sự tương đồng về trình tự [27] Protein AP2 có chứa hai vùng AP2/ERF, và gen di truyền trong họ này tham gia vào các quá trình phát triển [14]

Họ protein RAV có chứa một miền AP2/ERF và miền B3, và có chức năng sinh học khác nhau so với các yếu tố khác trong họ Gần đây, các yếu tố của họ RAV được hiển thị để được tham gia vào các phản ứng ethylene [9] và các phản ứng stress sinh học và phi sinh học, brassinosteroid [31]

Họ protein ERF có chứa một miền AP2/ERF duy nhất, và đôi khi tiếp tục chia thành hai phân họ lớn, phân họ CBF/ DREB và phân họ ERF (Sakuma et al, 2002) Gen trong phân họ CBF/ DREB đóng một vai trò rất quan trọng trong các phản ứng của cây với stress phi sinh học bằng cách nhận

ra các yếu tố mất nước (DRE) với trình tự lõi A GCCGAC [16]

Protein DREB khác như TINY2 4), GhDBP1 5), GmDREB2

(A-5), và ZmDBF1 (A-6) cũng đã được mô tả như là protein cảm ứng với tác động bất lợi Các protein của phân họ ERF cũng được chia thành sáu nhóm từ B1đến B6

Đậu tương là một trong những loài cây trồng quan trọng về kinh tế trên thế giới Chỉ có một vài thành viên của ERF và phân họ CBF/DREB được đặc trưng ở loài này Gần đây, bốn gen CBF/ DREB tương đồng gen (GmDREBa/b/c và GmDREB2), và gen ERF tương đồng gen (GMER-EBP1)

đã được phân lập từ cây đậu tương và đặc điểm biểu hiện của chúng cũng đã được kiểm tra bằng thực nghiệm

1.3.2 Gen DREB5

Trong Ngân hàng gen quốc tế (Genbank) có hai loại trình tự gen

GmDREB 5 được công bố, đó là trình tự gen GmDREB5 của Chen và đtg

công bố năm 2007 có kích thước 927 bp, mã hóa 308 amino acid và một số

trình tự gen GmDREB5 của nhóm nghiên cứu Nguyen và Chu (năm 2011) có

kích thước 924 bp mã hóa 307 amino acid Chúng tôi quan tâm đến các trình

tự gen GmDREB5 phân lập từ một số giống đậu tương Việt Nam có kích

thước là 924 bp

Thông tin về gen GmDREB5 cho thấy trình tự nucleotide của gen

GmDREB5 có số lượng nucleotide 924 bp, từ vị trí nucleotide thứ 1 đến 924,

mã hóa cho 307 acid amin, từ vị trí số 1 đến vị trí amino acid thứ 307 Sơ đồ

về gen GmDREB5 được biểu diễn ở hình 1.2

Hình 1.2 Sơ đồ mô tả gen và vùng mã hóa của gen GmDREB5 ở đậu tương

Sơ đồ về protein DREB5 của cây đậu tương ở hình 1.3 cho thấy protein DREB5 có vùng bảo thủ AP2 và vị trí đặc biệt bám vào DNA

Hình 1.3 Sơ đồ mô tả protein GmDREB5 ở đậu tương

Protein DREB5 của cây đậu tương có chứa 307 amino acid chứa vùng AP2 có 61 amino acid, từ vị trí amino acid 105 đến 165 (Hình 1.4)

Hình 1.4 Trình tự amino acid của vùng AP2 của protein DREB5 ở đậu tương

Miền gắn DNA tìm thấy trong sự điều hòa phiên mã của thực vật như là APETALA2 và EREBP (ethylene responsive element binding protein) Miền EREBP chứa hộp GCC có 11bp là nhân tố phản ứng đối với ethylene (ERE), đây chính là yếu tố cần thiết trong cấu trúc của promotor cho phản ứng với ethylene EREBP và yếu tố ràng buộc CBF1 có trình tự lặp lại C tham gia vào việc phản ứng chống lại các bất lợi từ môi trường bao gồm một bản copy của miền AP2 AP2 như là một protein có chứa hai bản copy giữ vai trò trong sự phát triển của thực vật Hình 1.5 mô tả cấu trúc không gian của miền AP2

Hình 1.5 Mô hình cấu trúc của miền AP2 của protein DREB5

Trong cấu trúc protein DREB5 có các điểm DNA binding (DNA binding site) có 11 amino acid ở vị trí amino acid 108 109, 111, 113, 115,

117, 121, 123, 130, 132, 135 (Hình 1.6) và mô hình cấu trúc không gian (Hình 1.7)

Hình 1.6 Điểm liên kết với DNA của protein DREB5 (DNA binding site)

Hình 1.7 Sơ đồ các điểm DNA- Binding của protein DREB5 ở đậu tương

Sơ đồ hình 1.8 trình bày sơ đồ hình cây mô tả mối quan hệ của các mẫu nghiên cứu thông qua phân tích trình tự vùng AP2 của các protein DREB5