Received: 23-04-2015
Accepted: 01-12-2015
DOI:
Views
Downloads
How to Cite:
ĐánhgiákhảnăngtổnghợpARNttvàcáctínhtrạngsinhlýliênquancủagen chịungậpSub1A ở câylúa(OryzasativaL.)
,
Fukao Takeshi
4
,
Julia Bailey-Serres
4
Keywords
Cây lúa, chịu ngập, gen Sub1A, mRNA, quang hợp
Abstract
Thí nghiệm tiến hành đánh giá khả năng tổng hợp ARNtt trong điều kiện ngập của giống lúa M202 có chứa gen chịu ngập (Sub1A). Mạ 19 ngày tuổi của hai giống lúa M202 (Sub1A) và M202 được xử lý ngập nhân tạo. Tại thời điểm trước xử lý ngập và sau xử lý 1, 3 và 7 ngày, tiến hành lấy mẫu lá và thân của hai giống lúa để đánh giá khả năng tổng hợp ARNtt bằng chỉ thị Sub1 và Adh1. Kết quả nghiên cứu cho thấy lượng ARNtt được tổng hợp từ gen Sub1A tăng lên khi cây xử lý ngập, đặc biệt là 3 ngày sau xử lý. Lượng ARNtt được tổng hợp trong thân cao hơn so với trong lá.Một thí nghiệm khác tiến hành đánh giá khả năng phục hồi về quang hợp và sinh trưởng của giống lúa M202 (Sub1) so với giống đối chứng M202. Hạt của hai giống lúa được gieo trong khay có chứa đất cho đến 20 ngày tuổi sau đó được xử lý ngập nhân tạo với thời gian là 3, 6 và 10 ngày. Một số chỉ tiêu về quang hợp và sinh trưởng được đo tại thời điểm cùng ngày trước khi xử lý ngập và tại thời điểm là 1 giờ và 24 giờ sau phục hồi khi xử lý ngập với thời gian 3, 6 và 10 ngày. Các chỉ tiêu quang hợp như cường độ quang hợp, độ dẫn khí khổng, cường độ thoát hơi nước và hiệu suất sử dụng nước đều giảm ở M202 (Sub1) nhiều hơn so với giống M202. Tuy nhiên, giống M202 (Sub1) có khả năng phục hồi các chỉ tiêu này tốt hơn so với giống M202. Kết quả tương tự với các chỉ tiêu sinh trưởng như chiều cao cây, số lá và số nhánh. Kết quả nghiên cứu đã xác định là khi bị ngập gen Sub1A đã kìm hãm quang hợp cũng như việc tăng chiểu cao và diện tích lá. Đồng thời gen này đã kích thích tăng cường độ quang hợp và chất khô tích lũy ở giai đoạn phục hồi ở giống lúa M202 (Sub1) tốt hơn so với giống đối chứng M202.
References
Ahmed, F., M.Y, Rafii.,M.R, Ismail., A.S, Juraimi., H.A, Rahim., R, Asfaliza., and M.A, Latif (2013). Waterlogging Tolerance of Crops: Breeding, Mechanism of Tolerance, Molecular Approaches, and Future Prospects. BioMedResearch International. 10 pages. DOI: 10.1155/2013/963525.
Das, K.K., R.K, Sarkar.,and A.M, Ismail (2005). Elongation ability and non-structural carbohydrate levels in relation to submergence tolerance in rice. Plant Sci., 168: 131-136.
Drew, M.C (1997). Oxygen deficiency and root metabolism: Injury and acclimation under hypoxia and anoxia. Annu. Rev. Plant Physiol. Plant Mol. Biol., 48: 223-250.
Fukao, T., and J, Bailey-Serres(2004). Plant responses to hypoxia - Is survival a balancing act? Trends Plant Sci., 9: 449-456.
Fukao, T., E, Yeung.,and J, Bailey-Serres(2011). The submergence tolerance regulator SUB1A mediates crosstalk between submergence and drought tolerance in rice. Plant Cell, 23: 412-427.
Fukao, T., E, Yeung.,and J, Bailey-Serres(2012). The submergence tolerance gene SUB1A delays leaf senescenceunder prolonged darkness through hormonal regulation in rice. Plant Physiol., 160: 1795-1807.
Fukao, T., K, Xu.,P.C, Ronald., and J, Bailey-Serres(2006). A variable cluster of ethylene response factor-like genes regulates metabolic and developmental acclimation responses to submergence in rice. Plant Cell 18: 2021-2034.
Ismail, A.M., E.S, Ella.,G.V, Vergara., and D.H, Mackill(2009). Mechanisms associated with tolerance in flooding during germination and early seedling growth in rice (Oryzasativa). Ann Bot., 103: 197-209.
Jackson, M.B., I, Waters.,T, Setter. andH, Greenway H (1987). Injury to rice plants caused by complete Submergence: A contribution by ethylene (Ethene). J ExpBot., 38: 1826-1838.
Kawano, N., O, Ito.,and J-I, Sakagami(2009). Morphological and physiological responses of rice seedlings to complete submergence (flash flooding). Ann Bot., 103: 161-169.
Kende, H., E, van der Knaap, and H. T. Cho (1998). Deepwater rrice: A Model plant to study stem elongation. Plant Physiol., 118: 1105-1110.
Komatsu, S., S, Hiraga. andY, Yanagawa(2012). Review - Proteomics techniques for the development of flood tolerant crops. J Proteome Res., 11: 68-78.
Kudahettige, N.P., C, Pucciariello.,S, Parlanti., A, Alpi., and P, Perata(2011). Regulatory interplay of the Sub1A and CIPK15 pathways in the regulation of alpha-amylase production in flooded rice plants. Plant Biology, 13: 611-619.
Nandi, S., P.K, Subudhi.,D, Senadhira., N.L, Manigbas., S, Sen-Mandi., and N, Huang (1997). Mapping QTL for submergence tolerance in rice by AFLP analysis and selective genotyping. Mol. Gen. Genet., 255: 1-8.
Peña-Castro, J.M., M, Van Zanten., S.C, Lee.,M.R, Patel., L.a.J.C, Voesenek., T, Fukao., and J, Bailey-Serres(2011). Expression of rice SUB1A and SUB1C transcription factors in Arabidopsis uncovers flowering inhibition as a submergence tolerance mechanism. The Plant Journal, 67: 434-446.
Singh, H.P., B.B, Singh.,and P.C, Ram (2001). Submergence tolerance of rainfedlowland rice: Search for physiological marker traits. J. Plant Physiol., 158: 883-889.
Sripongpangkul, K., G.B, Posa.,D.W, Senadhira., D, Brar., N, Huang., G.S Khush., and Z.K, Li (2000). Genes/QTLs affecting flood tolerance in rice. Theor. Appl. Genet., 101: 1074-1081.
Toojinda, T., M, Siangliw.,S, Tragoonrung., and A, Vanavichit(2003). Molecular genetics of submergence tolerance in rice: QTL analysis of key traits. Ann. Bot. (Lond.), 91: 243-253.
Xu, K., and D.J, Mackill(1996). A major locus for submergence tolerance mapped on rice chromosome 9. Mol. Breed, 2: 219-224.
Xu, K., X, Xu.,P.C, Ronald., and D.J, Mackill(2000). A high-resolution linkage map of the vicinity of the rice submergence tolerance locus Sub1. Mol. Gen. Genet., 263: 681-689.
Xu, K., X, Xu., T, Fukao., P, Canlas., R, Maghirang-Rodriguez., S, Heuer., A.M, Ismail., J, Bailey-Serres., P.C, Ronald., and D.J, Mackill(2006). Sub1A is an ethylene-response-factor-like gene that confers submergence tolerance to rice. Nature, 442: 705-708.
Xu, K., R, Deb., and D.J, Mackill(2004). A microsatellite marker and a codominant PCR-based marker for marker-assisted selection of submergence tolerance in rice. Crop Sci., 44: 248-253.