Văn Quốc Giang , Trần In Đô , Nguyễn Văn Mạnh , Nguyễn Thành Tâm , Huỳnh Như Điền , Lê Thị Hồng Thanh Huỳnh Kỳ *

* Tác giả liên hệ (hky@ctu.edu.vn)

Abstract

OsHKT is a family of genes that play an important role in the salt tolerance mechanism of rice. In this study, DNA fragments of two gene groups OsHKT1 and OsHKT2 from 41 local rice varieties in the Mekong Delta were sequenced, in order to find out the genetic relationship among them. The results showed that the polymorphism was most expressed in the two genes OsHKT1;5 and OsHKT2;1 with all of 41 rice varieties showing polymorphisms in the OsHKT1;5 gene, and 25 rice varieties were variable in the OsHKT2;1 gene. This result is the basis for further studies on salt tolerance related to the OsHKT gene family of local rice varieties in the Mekong Delta.

Keywords: OsHKT, OsHKT 1,5, OsHKT 2,1, SNP, Local rice

Tóm tắt

OsHKT là họ gene đóng vai trò quan trọng trong cơ chế chống chịu mặn của cây lúa. Trong nghiên cứu này, các đoạn DNA của hai nhóm gene OsHKT1 và OsHKT2 từ 41 giống lúa địa phương vùng ĐBSCL đã được giải trình tự, nhằm tìm ra mối tương quan di truyền giữa các giống lúa. Kết quả cho thấy, sự đa hình được thể hiện nhiều nhất ở hai gene OsHKT1;5 và OsHKT2;1 với tất cả 41 giống lúa cho sự đa hình ở gene OsHKT1;5 và 25 giống lúa đối với gene OsHKT2;1. Kết quả này là cơ sở cho các nghiên cứu tiếp theo về khả năng chống chịu mặn liên quan đến họ gene OsHKT của các giống lúa địa phương vùng Đồng bằng sông Cửu Long.

Từ khóa: Lúa địa phương, OsHKT, OsHKT 1,5, OsHKT 2,1, SNP

Article Details

Tài liệu tham khảo

Almeida, P., Katschnig, D., & de Boer, A. H. (2013). HKT transporters--state of the art. Int J Mol Sci, 14(10), 20359-20385. doi:10.3390/ijms141020359

Amrutha, R. N., Sekhar, P. N., Varshney, R. K., & Kishor, P. B. K. (2007). Genome-wide analysis and identification of genes related to potassium transporter families in rice (Oryza sativa L.). Plant Science, 172(4), 708-721. doi:https://doi.org/10.1016/j.plantsci.2006.11.019

Bafeel, S. (2013). Phylogeny of the Plant Salinity Tolerance Related HKT Genes. Intl. J. Biol., 5, 64-68. doi:10.5539/ijb.v5n2p64

Bouckaert, R., Vaughan, T. G., Barido-Sottani, J., Duchêne, S., Fourment, M., Gavryushkina, A., Heled, J., Jones, G., Kühnert, D., De Maio, N., Matschiner, M., Mendes, F. K., Müller, N. F., Ogilvie, H. A., du Plessis, L., Popinga, A., Rambaut, A., Rasmussen, D., Siveroni, I., Suchard, M. A., Wu, C. H., Xie, D., Zhang, C., Stadler, T., & Drummond, A. J. (2019). BEAST 2.5: An advanced software platform for Bayesian evolutionary analysis. PLOS Computational Biology, 15(4), e1006650. doi:10.1371/journal.pcbi.1006650

Cotsaftis, O., Plett, D., Johnson, A. A., Walia, H., Wilson, C., Ismail, A. M., Close, T. J., Tester, M., & Baumann, U. (2011). Root-specific transcript profiling of contrasting rice genotypes in response to salinity stress. Mol Plant, 4(1), 25-41. doi:10.1093/mp/ssq056

Cui, L., He, Y., Li, Y., & Xie, X. (2017). Expression patterns of OsHKT genes in rice. Chinese Journal of Rice Science, 31, 559-567. doi:10.16819/j.1001-7216.2017.7070

Doyle, J. J., & Doyle, J. L. (1990). Isolation of plant DNA from fresh tissue. Focus, 12(1):13-15.

Gomez-Porras, J., Riaño Pachón, D. M., Benito, B., Haro, R., Sklodowski, K., Rodríguez-Navarro, A., & Dreyer, I. (2012). Phylogenetic Analysis of K+ Transporters in Bryophytes, Lycophytes, and Flowering Plants Indicates a Specialization of Vascular Plants. Frontiers in Plant Science, 3, 167. doi:10.3389/fpls.2012.00167

Gregorio, G. B., & Senadhira, D. (1993). Genetic analysis of salinity tolerance in rice (Oryza sativa L.). Theoretical and Applied Genetics, 86(2), 333-338. doi:10.1007/BF00222098

Heidari, P., Falaknaz, M., Mehrabi, A., Kahrizi, D., & Yari, K. (2011). Phylogenetic Study of HKT-Gene in Gramineae via Insilico cDNA-AFLP Analysis. American Journal of Scientific Research, 19, 6-12.

Horie, T., Yoshida, K., Nakayama, H., Yamada, K., Oiki, S., & Shinmyo, A. (2001). Two types of HKT transporters with different properties of Na+ and K+ transport in Oryza sativa. Plant J, 27(2), 129-138. doi:10.1046/j.1365-313x.2001.01077.x

Hossain, H., Rahman, M. A., Alam, M. S., & Singh, R. K. (2015). Mapping of Quantitative Trait Loci Associated with Reproductive-Stage Salt Tolerance in Rice. Journal of Agronomy and Crop Science, 201(1), 17-31. doi:https://doi.org/10.1111/jac.12086

Istvan Lazar Jr., P., & Istvan Lazar Sr., PhD. (2019). GelAnalyzer (Version 19.1). Retrieved from http://www.gelanalyzer.com/index.html

Mishra, S., Singh, B., Panda, K., Singh, B. P., Singh, N., Misra, P., Rai, V., & Singh, N. K. (2016). Association of SNP Haplotypes of HKT Family Genes with Salt Tolerance in Indian Wild Rice Germplasm. Rice (New York, N.Y.), 9(1), 15. doi:10.1186/s12284-016-0083-8

Munns, R., & Tester, M. (2008). Mechanisms of Salinity Tolerance. Annual Review of Plant Biology, 59(1), 651-681. doi:10.1146/annurev.arplant.59.032607.092911

Platten, J. D., Cotsaftis, O., Berthomieu, P., Bohnert, H., Davenport, R. J., Fairbairn, D. J., Horie, T., Leigh, R. A., Lin, H. X., Luan, S., Mäser, P., Pantoja, O., Rodríguez-Navarro, A., Schachtman, D. P., Schroeder, J. I., Sentenac, H., Uozumi, N., Véry, A. A., Zhu, J. K., Dennis, E. S., & Tester, M. (2006). Nomenclature for HKT transporters, key determinants of plant salinity tolerance. Trends Plant Sci, 11(8), 372-374. doi:10.1016/j.tplants.2006.06.001

Roy, S. J., Negrão, S., & Tester, M. (2014). Salt resistant crop plants. Current Opinion in Biotechnology, 26, 115-124. doi:https://doi.org/10.1016/j.copbio.2013.12.004

Sadangi, C. (2015). Primer design using Primer3 software.

Sanger, F., Nicklen, S., & Coulson, A. R. (1977). DNA sequencing with chain-terminating inhibitors. Proc Natl Acad Sci U S A, 74(12), 5463-5467. doi:10.1073/pnas.74.12.5463

Schachtman, D. P., & Schroeder, J. I. (1994). Structure and transport mechanism of a high-affinity potassium uptake transporter from higher plants. Nature, 370(6491), 655-658. doi:10.1038/370655a0

Tamura, K., Stecher, G., Peterson, D., Filipski, A., & Kumar, S. (2013). MEGA6: Molecular Evolutionary Genetics Analysis Version 6.0. Molecular Biology and Evolution, 30(12), 2725-2729. doi:10.1093/molbev/mst197

Thomson, M. J., de Ocampo, M., Egdane, J., Rahman, M. A., Sajise, A. G., Adorada, D. L., Tumimbang-Raiz, E., Blumwald, E., Seraj, Z. I., Singh, R. K., Gregorio, G. B., & Ismail, A. M. (2010). Characterizing the Saltol Quantitative Trait Locus for Salinity Tolerance in Rice. Rice, 3(2), 148-160. doi:10.1007/s12284-010-9053-8

Zhu, J. K. (2001). Plant salt tolerance. Trends Plant Sci, 6(2), 66-71. doi:10.1016/s1360-1385(00)01838-0