Nguồn: Fang X, Wang L, Deng X, Wang P, Ma Q, Nian H, Wang Y, Yang C. 2016. Genome-wide characterization of soybean P 1B -ATPases gene family provides functional implications in cadmium responses. BMC Genomics. 2016 May 20;17(1):376. doi: 10.1186/s12864-016-2730-2.

NGUYÊN TẮC CHUNG

Họ gen P1B-ATPase là một nhóm gen phụ quan trọng trong sự kiện vận chuyển kim loại nặng và được người ta nghiên cứu khá nhiều trong những cây mô hình, ví dụ Arabidopsis thaliana và Oryza sativa. Minh chứng gần đây trên cây đậu nành (Glycine max), người ta thấy có một homolog liên quan đến stress cadmium (Cd), nhưng họ gen này hoàn toàn chưa được nghiên cứu trên genome đậu nành trước đó.

KẾT QUẢ

Nhóm tác giả đã phân lập được 20 thành viên của họ gen ATPase (HMA) đối với chức năng vận chuyển kim loại nặng trong cây đậu nành, đặc trưng cho 10 cặp có tính chất “paralogous”. Chúng có số lượng lớn hơn so với số cặp gen ấy trong cây Arabidopsis hoặc cây lúa. Hầu như đây là sự lập lại trên toàn bộ genome muộn màng nhất (whole genome duplication) trong đậu nành. Phân tích di truyền huyết thống cho thấy có 20 thành viên thuộc họ gen này và được chia làm 6 nhóm di truyền, mỗi nhóm có những cấu trúc gen mang tính chất bảo tồn hay tiến hóa và biểu hiện những thành phần “motif” protein rất khác biệt. Sự hợp nhất các dữ liệu về trình tự RNA và số liệu qRT-PCR từ nhiều mô khác nhau cho chúng ta một hợp phần thể hiện mang tính chất tổng quát đối với họ gen HMA trong genome đậu nành. So sánh chi tiết các thành phần trong thể hiện gen và phân bố SNP (single nucleotide polymorphism) giữa những cặp có tính chất “paralogous” gợi ra ý tưởng về “bảo tồn chức năng gen” và “tính đa dạng của những gen HMA trong quá trình tiến hóa của cây đậu nành. Sau cùng, kết quả phân tích các gen HMAs biểu hiện phản ứng đối với stress do Cd minh chứng rằng “làm thế nào cây đậu nành chống chịu được Cd”, ít nhất đã biểu hiện trong hai giống đối kháng nhau (chống chịu và nhiễm) trong quá trình khảo nghiệm.

KẾT LUẬN

Sự xác định trên toàn bộ genome, xác định phân bố vùng mục tiêu trên nhiễm sắc thể, xác định kiến trúc gen, và tính chất tiến hóa, cộng thêm kết quả phân tích mức độ thể hiện gen của 20 HMA trong đậu nành đã cung cấp cho chúng ta một sự hiểu biết tổng quát về khả năng của cây phản ứng với kim loại nặng Cd. Kết quả giúp chúng ta dễ dàng tiếp cận với họ gen HMA, và những chức năng của nó xoay quanh hai tính chất “bảo thủ” và “biến dị một cách đa dạng”.

Xem http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4874001/

GS. Bùi Chí Bửu lược dịch.

Hình 1: Phân tích di truyền huyết thống họ gen HMA của Arabidopsis, đậu nành và lúa. Cây gia hệ NJ (neighbor-joining) được sử dụng để minh họa một kiểu cây thuộc dạng “unrooted” thông qua các trình tự “HMA amino acid” của đậu nành, Arabidopsis, và lúa. Giá trị “NJ bootstrap” thể hiện trên mỗi nhánh.