1 Viện Di truyền Nông nghiệp, Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam *research@letiendung.info 2 Khoa Sinh học, Trường Đại học Khoa học tự nhiên, ĐHQG Hà Nội TÓM TẮT: Methionine (Met) có vai trò quan trọng trong tế bào thực vật. Sự ôxi hóa Met trên phân tử protein gây ra bởi gốc oxy hóa tự do có thể gây rối loạn quá trình trao đổi chất, dẫn truyền tín hiệu, làm suy yếu hoặc gây chết tế bào. Trong nghiên cứu này, chúng tôi đã tìm được 121 protein giàu Met (AtMRP) từ cơ sở dữ liệu genome của cây Arabidopsis thaliana, trong đó, khoảng 50% số gen là chưa được xác định chức năng. Dựa trên các nghiên cứu trước đây về biểu hiện của gen trong điều kiện bất lợi, chúng tôi đã xác định được 23 và 16 gen AtMRP có mức độ phiên mã tăng và giảm tương ứng trong điều kiện hạn, 11 và 17 gen có mức biểu hiện tăng và giảm khi xử lý mặn. Trong số các gen này, có 10 đáp ứng gen phiên mã với cả hạn và mặn. Gen AT4G33467 đáp ứng mạnh nhất và có độ biểu hiện trong điều kiện hạn cao gấp 337,5 lần so với ở điều kiện thường. Gen bị kìm hãm phiên mã mạnh nhất là AT3G55240, giảm tương ứng 60,3 và 26,9 lần khi xử lý hạn và mặn. Cây Arabidopsis RBC1 siêu biểu hiện gen AT3G55240 mẫn cảm hơn so với cây kiểu dại trong điều kiện mặn (NaCl 175 mM). Đây là những bằng chứng đầu tiên và quan trọng về vai trò của gen mã hóa MRP trong đáp ứng với điều kiện bất lợi ở thực vật, mở ra hướng nghiên cứu ứng dụng các gen này trong chọn tạo giống bằng công nghệ sinh học.Từ khóa: Arabidopsis thaliana, độ mặn, khô hạn, methionine, protein giàu methionine.
MỞ ĐẦUThực vật là nguồn cung cấp protein chủ yếu cho toàn bộ sinh giới. Protein thực vật được cấu thành từ hơn 20 loại axit amin, trong đó quan trọng nhất là một số axit amin không thể thay thế. Methionine (Met) là một axit amin cần thiết, có vai trò quan trọng trong đời sống sinh giới nói chung, là tiền chất tạo ra một số hợp chất trao đổi thứ cấp thiết yếu trong tế bào. Mã hóa cho bộ ba mở đầu AUG, Met là tín hiệu bắt đầu cho quá trình sinh tổng hợp chuỗi polypeptide. Met điều hòa trao đổi chất thông qua dẫn xuất S-Adenosyl Methionine (SAM), là phân tử cung cấp nhóm methyl (-CH 3 ) cho các phản ứng diễn ra trong tế bào. SAM cũng tham gia vào chu trình sinh tổng hợp ethylene [36], vitamin B 1 và một số hợp chất liên quan đến quá trình tăng trưởng và biệt hóa tế bào, apotosis, cân bằng nội môi như polyamine, spermidine, spermine [13,19]. Tuy là một axit amin thiết yếu, nhưng hàm lượng Met ở một số cây trồng quan trọng lại rất thấp, điển hình như ở khoai tây (Solanum tuberosum) có hàm lượng Met đạt 30 mg/100 gam, trong khi lúa (Oryza sativa), lúa mỳ (Triticum spp.), ngô (Zea mays), và đậu tương (Glycine max) cũng chỉ chiếm tương ứng là 170 -220 -190 -580 mg trên mỗi 100 gam [28]. Vì thế, nghiên cứu về vai trò của Met trên thực vật luôn nhận được sự quan tâm trên thế giới, nhất là ở các nước đang phát triển, nơi có tình trạng mất cân bằng dinh dưỡng xảy ra rất nghiêm trọng [39].Cây trồng luôn chịu tác động từ các yếu tố bất lợi của môi trường, đặc biệt là yếu tố hạn và mặn gây ra bởi tình trạng biến đổi khí hậu, từ đ...