ODDSOC2 là một gene MADS box ức chế sự ra hoa ở thực vật được điều hòa kìm hãm bởi sự thọ hàn ở các loại ngũ cốc ôn đới

 Cây có sự biểu hiện quá mức gene HvOS2 đã cho thấy sự giảm biểu hiện của các đồng đẳng gene FLOWERING PROMOTING FACTOR1 FPF1 của cây Arabidopsis Arabidopsis thaliana ở lúa mạch..

MÔN “GIAI ĐOẠN TRƯỞNG THÀNH CỦA THỰC VẬT BẬC CAO”

Seminar:

“ODDSOC2 là một gene MADS Box

ức chế sự ra hoa ở thực vật được

điều hòa kìm hãm bởi sự thọ hàn

ở các loại ngũ cốc ôn đới”

HVTH: Nhóm 4

1 Ngô Thị Ngọc Hương

2 Đinh Cát Điềm

3 Nguyễn Thị Thanh Tra

GVHD:

TS Nguyễn Du Sanh

ĐẶT VẤN ĐỀ

 Nhiều cây có nguồn gốc từ vùng khí hậu ôn đới đòi hỏi phải được phơi ở nhiệt độ thấp kéo dai để hoan tất việc ra hoa; một hiện tượng được biết đến với tên gọi la sự thọ hàn (vernalization)

 Adam Dimech đề nghị có 3 nhóm gene chủ yếu điều khiển sự ra hoa:

 Gene xác định thời điểm ra hoa (Flowering time gens: Gen xác định mô phân sinh Hoa)

 Gene nền (Cadastral genes: Flowering intergrator gens)

 Gene xác định cơ quan hoa (Floral meristem identity gens)

 MADS box la 1 trình tự motif bảo tồn được tìm thấy ở các gene thuộc họ gene MADS-box MADS box mã hóa cho vùng chức năng MADS liên kết với DNA Các protein có chứa vùng chức năng MADS thường

la các yếu tố phiên mã Gene FLC (mã hóa cho yếu tố MADS box ) ức chế ra hoa.

Ainsworth, C (n.d.) (2006)

Hình - Các con đường cảm ứng ra hoa ở cây Arabidopsis thaliana

ĐẶT VẤN ĐỀ

 Một gene grass-specific MADS box, ODDSOC2 (OS2) , được phát hiện trong sự đáp

ứng lại quá trình thọ han ở các loại ngũ cốc Va có một mối liên hệ giữa các gene OS2 (HvOS2) và gene HvVRN1 của lúa mạch trong quá trình phát triển.

 Cây có sự biểu hiện quá mức gene HvOS2 đã cho thấy sự giảm biểu hiện của các

đồng đẳng gene FLOWERING PROMOTING FACTOR1 (FPF1) của cây Arabidopsis

(Arabidopsis thaliana) ở lúa mạch.

MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU

 Đưa ra một mô hình mở rộng về con đường kiểm soát sự cảm ứng ra hoa bởi sự thọ han mức độ gene ở ngũ cốc , giúp mô tả mối quan hệ điều hòa giữa các gene VRN1 , OS2 va FPF1-like

 Nhấn mạnh về sự giống va khác nhau trong việc đáp ứng lại sự thọ han ở cây ngũ cốc ôn đới va cây mô hình Arabidopsis thaliana

ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU

 Đối tượng

Lúa mì (Triticum aestivum) Lúa mạch (Hordeum vulgare)

Hình - Lúa mì và lúa mạch

BỐ TRÍ THÍ NGHIỆM

• TN1: HvOS2 bị ức chế bởi sự thọ hàn

• TN2: Promoter của gene HvOS2 không được lam tăng cường do sự trimethyl hóa histone H3K27

• TN3: Sự biểu hiện của gene HvVRN1 có liên quan đến sự điều hòa kìm hãm của gene HvOS2

• TN4: Sự biểu hiện quá mức gene HvOS2 lam chậm sự ra hoa va ức chế sự kéo dai lá va

KẾT QUẢ và THẢO LUẬN

TN1: HvOS2 bị ức chế bởi sự thọ hàn

Hình - Những thay đổi về mức độ phiên mã của gene HvOS1 và HvOS2

do cảm ứng thọ hàn (V, thọ han; NV, không thọ han; PV, sau thọ han)

TN1: HvOS2 bị ức chế bởi sự thọ hàn

 Mức độ phiên mã HvOS1 tăng lên trong quá trình thọ hàn ,

 Sự biểu hiện của HvOS2 được duy trì mức độ thấp ở cây đã được thọ hàn

thọ hàn

TN2: Promoter của gene HvOS2 không được lam tăng cường do sự trimethyl hóa histone H3K27

Hình - Phân tích sự biến đổi histone ở HvOS2 trong quá trình thọ hàn

(Greenup et al, 2010)

TN2: Promoter của gene HvOS2 không được lam tăng cường do sự trimethyl hóa

histone H3K27

 Sự biến đổi histone (Histon modification) ở vị trí H3K4me3 (không phải H3K27me3) đóng vai trò quan trọng trong quá trình điều hòa sự biểu hiện của

HvOS2

TN3: Sự biểu hiện của gene HvVRN1 có liên quan đến sự điều hòa kìm hãm của gene

HvOS2

Hình - Sự biểu

hiện của gene OS2

trong các cây lúa mì va lúa mạch có kiểu gene khác nhau

(Greenup et al, 2010)

TN3: Sự biểu hiện của gene HvVRN1 có liên quan đến sự điều hòa kìm hãm của gene HvOS2

 HvOS2 biểu hiện mạnh trong các cây lúa mì mùa đông không xử lý thọ hanva sự thọ hàn lam giảm biểu hiện của các gene HvOS2.

 VRN1 điều hòa kìm hãm OS2 trong cây lúa mì.

TN4: Sự biểu hiện quá mức gene HvOS2 lam chậm sự ra hoa va ức chế sự kéo dai

lá va cuống thân

Hình - Kiểu hình của các cây chuyển gen

biểu hiện vượt mức OS2 (Greenup et al, 2010)

 Sự biểu hiện vượt mức của HvOS2 lam trì hoãn sự chuyển tiếp sang sự phát triển sinh sản  trì hoãn sự ra hoa.

 Sự biểu hiện vượt mức của HvOS2 ức chế sự kéo dai lá

TN4: Sự biểu hiện quá mức gene HvOS2 lam chậm sự ra hoa va ức chế sự kéo dai

lá va cuống thân

TN5: Sự biểu hiện quá mức của HvOS2 ức chế các đồng đẳng của gene FPF1 trong lúa mạch

Bảng 1 - Các gen điều hòa trong dòng biểu hiện quá mức HvOS2

(Greenup et al, 2010)

• Cây có sự biểu hiện quá mức gene HvOS2 đã cho thấy sự giảm biểu hiện của

các đồng đẳng gene FLOWERING PROMOTING FACTOR1 ( FPF1 ) Arabidopsis ở lúa

mạch va tăng biểu hiện của gene Rnase-S-like

• Sự biểu hiện quá mức của HvOS2 lam giảm sự biểu hiện gen FPF1-like trong lúa mạch.

TN5: Sự biểu hiện quá mức của HvOS2 ức chế các đồng đẳng của gene FPF1 trong lúa mạch

TN6: Gen FPF1-Like được điều hòa bởi sự thọ han va độ dai ngay ở lúa mạch

thọ han (thanh trắng), thọ han (thanh đen)

(Greenup et al, 2010)

• Thọ hàn không ảnh hưởng đến sự biểu hiện của gen FPF1-like khi cây được thọ hàn trồng

trong những ngày ngắn

• Trong lúa mạch, điều hòa ức chế HvOS2 bởi thọ hàn cho phép tăng sự biểu hiện của các gen

FPF1-like khi các cây được tiếp xúc với ngày dài.

TN6: Gen FPF1-Like được điều hòa bởi sự thọ han va độ dai ngay ở lúa mạch

Hình - Mô hình mở rộng về con đường kiểm soát sự cảm ứng ra hoa bởi sự thọ hàn mức độ gene ở ngũ cốc

(Greenup et al, 2010)

(Dennis, E S et al, 2007)

KẾT LUẬN

 Gene OS2 (HvOS2) của lúa mạch được biểu hiện ở lá va chồi đỉnh nhưng bị ức chế bởi sự thọ han

 Trong cây lúa mạch, gene HvVRN1 điều hòa kìm hãm gene HvOS2 trong quá trình phát triển

 Sự biểu hiện quá mức gene HvOS2 trì hoãn sự ra hoa va giảm độ dai của cụm bông, cuống va lá ở các cây lúa mạch chuyển gene.

 Trong lúa mạch, điều hòa ức chế HvOS2 bởi thọ hàn cho phép tăng sự biểu hiện của các gen FPF1-like khi các cây được tiếp xúc với ngày dài.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Ainsworth, C (n.d.), 2006 Flowering and its Manipulation Blackwell publishing Ltd.

2. Al, V (2007) Photoreceptor Regulation of Constans Protein in Photoperiodic Flowering by Science 2004 Photoperiodism : Monitoring Day Length in

Arabidopsis, 2.

3. Bäurle, I., & Dean, C (2006) Review The Timing of Developmental Transitions in Plants, 655–664

4. Dennis, E S., & Peacock, W J (n.d.) (2007) Epigenetic regulation of flowering

5. Greenup et al., 2010 ODDSOC2 Is a MADS Box Floral Repressor That Is Down-Regulated by Vernalization in Plant Physiology

Vol 153, pp 1062–1073

6. Hau, T V., 2005, Giáo trình môn học Xử lý ra hoa.

7. Jungeun Lee and Ilha Lee, 2010 Regulation and function of SOC1, a flowering pathway integrator Journal of Experimental

Botany, Vol 61, No 9, pp 2247–2254

8. Kania et al., 1997 FPFI Promotes Flowering in Arabidopsis The Plant Cell, Vol 9, 1327-1338.

9. Michaels, S D., & Amasino, R M (1999) FLOWERING LOCUS C Encodes a Novel MADS Domain Protein That Acts as a Repressor of Flowering, 11(May), 949–

956

10. Saedler, H., Becker, A., Winter, K., & Kirchner, C (2001) MADS-box genes are involved in floral development and evolution * * Presented at the International

Conference on “ Molecular Architecture of Evolution , Primary and Sec- ½ To whom correspondence should be addressed , 48(2).

11. Sung, S., He, Y., Eshoo, T W., Tamada, Y., Johnson, L., Nakahigashi, K., Goto, K., et al (2006) Epigenetic maintenance of the vernalized state in Arabidopsis

thaliana requires LIKE HETEROCHROMATIN PROTEIN 1, 38(6), 706–710

Cảm ơn thầy và các bạn

đã chú ý lắng nghe!!!