Trang Chủ >> TIN TỨC » TIN KHOA HỌC THẾ GIỚI
BẢN TIN KHOA HỌC TUẦN 12 THÁNG 10 ĐẾN 18 THÁNG 10 NĂM 2020
BẢN TIN KHOA HỌC
 
Hàm lượng phytic acid và giá trị glycemic index trong tinh bột gạo
 
Nguồn:Awadhesh Kumar , Chandrasekhar SahuPuja A PandaMonalisa BiswalRameswar P SahMilan K LalMirza J BaigPadmini SwainLambodar BeheraKrishnendu ChattopadhyaySrigopal Sharma.2020.Phytic acid content may affect starch digestibility and glycemic index value of rice (Oryza sativa L.). J Sci Food Agric 2020 Mar 15; 100(4):1598-1607.

  

Phytic acid (PA) là hợp chất phản dưỡng trong mễ cốc và đậu đỗ, kềm hãm sắt và kẽm không cho hấp thu vào máu. Nó làm suy giảm đáng kể khả năng đồng hóa khoáng chất và ức chế chức năng phân giải của men α-amylase của tinh bột  (cần calcium cho hoạt động này) trong ruột non của người. Về nguyên tắc, số lượng PA càng lớn, mức độ thủy phân của tinh bột càng thấp. Điều này phản ánh giá trị GI (glycemic index) thấp hơn trong thực phẩm. Người nào ít vận động và ăn cơm nhiều rất dễ bị tiểu đường type 2. Nghiên cứu này nhằm mục đích hiểu rõ hơn làm thế nào PA của những giống lúa khác nhau ảnh hưởng đến giá trị GI. Giống lúa Khira và Mugai có hàm lượng PA thấp (0,30 và 0,36 g kg-1 , theo thứ tự), có giá trị GI cao và hoạt tính của men α-amylase cao. Trong khi giống lúa Nua Dhusara và giống lúa Manipuri có sắc tố màu đen (MBR: Manipuri black rice) biểu hiện PA cao (2,13 và 2,98 g kg-1 , theo thứ tự), có hoạt tính men α-amylase thấp và giá trị GI thấp. Tương quan này có ý nghĩa về mặt thống kê, cho dù quan hệ này rất yếu được ghi nhận ở giống lúa có màu (pigmented rice). Mức độ thể hiện MIPSI, IPKI và GBSSI tăng lên đáng kể ở giai đoạn giữa của thời kỳ hạt phát triển của tất cả 6 giống lúa thử nghiệm, có tương quan nghịch giữa PA và GI. Sự biểu hiện tối đa của MIPSI và IPKI được quan sát trong giống lúa Nua Dhusara và MBR (PA cao), trong khi đó,  GBSSI được quan sát trong giống lúa Khira và Mugai (GI cao hơn) ở giai đoạn giữa cho thấy một tương quan nghịch giữa PA và GI. Như vậy hàm lượng cao PA của lúa có thể cho ảnh hưởng bất lợi đối với sự tiêu hóa tinh bột, dẫn đến sự tiêu hóa tinh bột chậm hơn ơ ruột non con người, hệ quả là làm thấp đi giá trị phản ứng glycemic. Xem: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/31773736/
 
Dòng bắp đơn bội kép lai testcross rút ngắn thời gian chọn lọc
 
  
Nguồn:Nan WangHui WangAo ZhangYubo LiuDiansi YuZhuanfang HaoDan IlutJeffrey C. GlaubitzYanxin GaoElizabeth JonesMichael OlsenXinhai LiFelix San VicenteBoddupalli M. PrasannaJose CrossaPaulino Pérez-Rodríguez & Xuecai Zhang. 2020. Genomic prediction across years in a maize doubled haploid breeding program to accelerate early-stage testcross testing. Theoretical and Applied Genetics; October 2020; volume 133:2869–2879.
Sàng lọc di truyền trong hệ gen cây bắp qua nhiều năm với quần thể training cung cấp cho chúng ta một cơ sở dữ liệu tốt có thể giúp nhà chọn giống thực hiện nhanh hơn early-stage testcross bỏ qua trắc nghiệm năng suất ở giai đoạn một, tiết kiệm thời gian và chi phí bởi phương pháp early-stage testcross testing. Công nghệ tạo dòng đơn bội kép (doubled haploid: DH) đã giúp nhà chọn giống bắp có thể ước đoán được các thông số di truyền về giá trị tuyển chọn (breeding values) của hàng ngìn dòng bắp DH mỗi năm. Trong phương pháp early-stage testcross testing, chỉ số GS (genomic selection) mở ra cơ hội để người ta cải tiến đánh giá kiểu hình trên nhiều địa điểm khác nhau, rất tốn tiền và thay thế chọn lọc kiểu hình truyền thống, với công nghệ genotyping rẻ tiền hơn và xem xét hệ gen bằng chỉ số GEBV (genotypic estimated breeding value) để sàng lọc di truyền con lai. Kết quả nghiên cứu này cho thấy có 1528 dòng bắp DH, được đánh giá kiểu hình trên nhiều môi trường khác nhau, liên tục suốt 3 năm; và phương pháp đánh giá kiểu gen với giá rẻ trên mỗi mẫu, bằng genotyping platform của kỹ thuật rAmpSeq, để khai thác làm thế nào thực hiện chỉ số GS nhằm thúc đầy early-stage testcross testing. Kết quả cho thấy: độ chính xác của dự đoán từ những CVS (cross-validation schemes) giá trị đạt trên 0,60 qua nhiều kịch bản (scenarios). Độ chính xác trung bình từ những validation schemes độc lập biến thiên từ 0,23 đến 0,32 qua tất cả scenarios. Bộ dữ liệu một năm được sử dụng cho quần thể TRN (training population) để dự đóan cơ sở dữ liệu năm cho quần thể TST (testing population). Mức chính xác biến thiên từ 0,31 đến 0,42 qua tất cả scenarios. Bộ dữ liệu 2 năm được dùng cho quần thể TRN. Mức độ chính xác biến thiên từ 0,50 đến 0,56, quần thể TRN có trong cơ sở dữ liệu hai năm và  50% cơ sở dữ liệu năm thứ ba chuyển TST thành TRN. Như vậy GS với cơ sở dữ liệu nhiều năm của quần thể TRN là cơ hội tốt để thúc đẩy phương pháp early-stage testcross testing nhờ bỏ qua khả nghiệm năng suất năm đầu tiên, tiết kiệm thời gian và chi phí đầu tư của phương pháp early-stage testcross testing.
 
 
Thao tác gen của tế bào trần cây hoa Petunia
 
Nguồn: Jihyeon Yu, Luhua TuSaminathan SubburajSangsu Bae & Geung-Joo Lee. 2020. Simultaneous targeting of duplicated genes in Petunia protoplasts for flower color modification via CRISPR-Cas9 ribonucleoproteins. Plant Cell Reports (2020) - Published: 21 September 2020

Hoa dã yên thảo (Petunia) được cho đột biến, với các dòngmutant hoàn toàn có biểu hiện đột biến ở  gen F3H thông qua hệ thống Cas9-ribonucleoproteins, kiểu hình thu nhận được bây giờ là hoa tím nhạt pha hồng. Hệ thống chỉnh sửa hệ gen CRISPR-Cas hiện nay là giải pháp cải tiến giống nông nghiệp đầy tiềm năng đối với nhiều loài cây trồng. Đặc biệt, kỹ thuật chỉnh sửa gen không có DNA của marker chọn lọc (DNA-free genome editing) bằng hệ thống Cas9-ribonucleoproteins (RNPs) delivery tạo nên rất nhiều lợi ích cho thực vật; nó không yêu cầu tới ưu hóacodon hoặc promoter đặc biệt nào đó để thể hiện gen đích trong tế bào thực vật; Nó có thể vượt qua được luật lệ GMO của một số nước. Ở đây, người ta hoàn thiện đột biến có chủ đích tại vị trí đặc biệt (site-specific mutagenesis) cây hoa Petunia làm biến đổi màu hoa theo ý muốn. Giống hoa thương mại Petunia là giống ‘Madness Midnight’ có hai gen mang mật mã di truyền F3H và được thiết kết với một phân tử guide RNA xác định đích đến của cả hai gen F3H cùng một lúc. Trong 67 cây T0 được tái sinh từ protoplast được chỉnh sửa bởi Cas9-RNP, người ta ghi nhận có 7 dòng đột biến mang cả gen F3HA và F3HB và một dòng đột biến hoàn toàn mang đặc điểm của hai F3H mà không còn bất cứ chỉ thị chọn lọc nào (selectable markers). Đáng chú ý là chỉ có  f3ha f3hb biểu hiện kiểu hình cải biên rất rõ, hoa tím nhạt, phớt hồng (RHS 69D), các cây khác, bao gồm những cây knock-out gen đơn, biểu hiện hoa màu tím (RHS 93A) giống như cây Petunianguyên thủy. Đây là minh chứng người ta có thể cải biên màu sắc hoa bằng kỹ thuật DNA-free CRISPR lần đầu tiên, điều này sẽ làm rút ngắn khoảng cách từ phòng thí nghiệm đến ruộng nông dân.

 
 
 
Chỉnh sửa gen ớt cay và ớt ngọt bằng CRISPR guide-RNA

Nguồn: Hyeran KimJisun Choi & Kang-Hee Won. 2020. A stable DNA-free screening system for CRISPR/RNPs-mediated gene editing in hot and sweet cultivars of Capsicum annuum. BMC Plant Biology volume 20, Article number: 449 (2020)

 
 Chỉnh sửa gen bằng kỹ thuật không có DNA của marker chọn lọc, hệ thống CRISPR Cas ribo nucleo protein (RNP) là công cụ đơn giản, tính thuyết phục cao, đầy triển vọng  cho chương trình cải tiến giống hiện đại. Hiệu quả của công cụ chỉnh sửa gen CRISPR là điều kiện tiên quyết để chỉnh sửa thành công. Người ta tiến hànhchứng minh những protoplast của tế bào lá và rễ củ cây ớt như một hệ thống có ích  để sàng lọc phân tử guide RNAs khi chạy hệ thống CRISPR/Cas9 hoặc CRISPR/ Cas12a (Cpf1). Hệ thống CRISPR /Cas9 hoặc Cpf1 dẫn xuất từ các phức CRISPR/RNP của hệ men endonucleases thuần khiết, trộn với phân tử sgRNA thiết kế sẵn, để chỉnh sửa gen đích CaMLO2 trong hai giống ớt với toàn bộ hệ gen được giải trình tự, Capsicum annuum ‘CM334’ và C. annuum ‘Dempsey’. Phân tử được thiết kế có tên guide RNAs (sgRNAs đối với Cas9 hoặc crRNAs đối với Cpf1) được bảo lưu trong gen CaMLO2 của cả hai giống ớt CM334 (cay) và Dempsey (ngọt). Thao tác gen CaMLO2 in vitro. Phức CRISPR/Cas9- hoặc /Cpf1-RNP được chuyển vào những protoplast tinh khiết của giống ớt cay CM334 và giống ớt ngọt Dempsey bằng PEG-mediated delivery. Phân tích trình tự sâu (deep sequencing) vùng gen đích cho thấy rằng gen đích CaMLO2 được chỉnh sửa khác nhau trong 2 giống ớt này, tùy thuộc vào công cụ CRISPR/RNPs được áp dụng. Sàng lọc di truyền protoplast thông qua công cụ CRISPR guide-RNA là phương pháp vô cùng vĩ đại để kiểm soát mức độ hiệu quả của những công cụ thiết kế CRISPR và là điều kiện tiên quyết để tái sinh thành cây cây được chỉnh sửa gen, tiết kiệm nhiều thời gian hơn hết. Sàng lọc nhanh và có tính thuyết phục cao của phân tử guide RNA trái ngược với sàng lọc di truyền hệ gen, giảm công lao động nuôi cấy mô và tạo thuận lợi hơn cho chỉnh sửa gen đích của cây ớt.
 
 
 
Gen chống chịu mặn được phân tích bằng kỹ thuật “integrative meta analysis”
 
 
Nguồn:Raheleh Mirdar MansuriZahra-Sadat ShobbarNadali Babaeian JelodarMohammadreza GhaffariSeyed Mahdi Mohammadi & Parisa Daryani. 2020. Salt tolerance involved candidate genes in rice: an integrative meta-analysis approach. BMC Plant Biology volume 20, Article number: 452 (2020)

 

 Mặn là stress phi sinh học chủ yếu đe dọa tăng trưởng và phát dục của cây lúa trên toàn cầu. Để có được kiến thức về cơ chế chống chịu mặn ở mức độ phân tử, người ta tiến hành thử nghiệm giống lúa phản ứng với stress mặn, rồi thực hiện phương pháp phân tích “integrative meta-analysis” (pp tích hợp quy mô lớn) để tìm kiếm những gen chủ chốt có trong phản ứng chống chịu mặn. Phương pháp “genome-wide meta-analysis”, sử dụng kỹ thuật microarray và dữ liệu RNA-seq để xác định các gen thể hiện khác nhau có tên là DEGs (differentially expressed genes) được nghiệm thức xử lý mặn của nhiều giống lúa khác nhau. DEGs sau đó được xác định chính xác bằng kỹ thuật meta-QTL analysis. Có tất cả 3449 DEGs được phát hiện trong 46 meta-QTL, trong đó, người ta tìm thấy 1286 DEGs trong rễ lúa, 86 trong chồi thân, 1729 trong cây mạ và 348 DEGs trong mô lá lúa. Chú thích chức năng của chỗi trình tự gen DEGs định vị trên những meta-QTLs cho thấy rằng: những tiến trình sinh học có liên quan (e.g., vận chuyển ion, điều tiết sự phiên mã, tổ chức thành tế bào và cải biên cũng như phản ứng với stress) và các chức năng có tính chất phân tử (e.g., hoạt động của transporter, hoạt động của yếu tố phiên mã và hoạt động hệ men oxidoreductase). Đáng chú ý là, 23 gen ứng cử viên được tìm thấy ở vị trí Saltol và những vùng điểm nóng trên các  QTLs được công bố trước đây; đối với thành phần năng suất và duy trì trạng thái bảo hòa ion tại không bào (ion homeostasis traits); trong số đó, có nhiều gen chưa được công bố đối với phản ứng stress mặn. Vài gen ứng cử viên được tìm thấy là pectinesterase, peroxidase, transcription regulator, high-affinity potassium transporter, cell wall organization, protein serine/threonine phosphatase, vàCBS domain containing protein. Như vậy, giống lúa chống chịu mặn sử dụng cơ chế định tính đặc biệt là độ nhạy cảm (sensing) và truyền tín hiệu (signalling) khi thụ thể bắt được tín hiệu stress mặn, điều tiết hoặc phiên mã, duy trì trạng thái bảo hòa ion (ionic homeostasis), và phản ứng ROS (Reactive Oxygen Species) khi có stress mặn xảy đến cây lúa.
 
 
 
  
 
Các vị trí của Meta-QTL đối với tính trạng liên quan đến chống chịu mặntrên 12 nhiễm sắc thể cây lúa. Đường thẳng dọc theo lề trái NST là quãng tin cậy của mỗi QTL. Tên marker và vị trí (tính bằng cM trên bản đồ quy ước) hiển thị bên trái. Màu sắc hiển thị vị trí Meta-QTL đối với tính trạng liên quan đến chống chịu mặn.
 

 
 
Các bài viết khác
Video Clip
Thống kê lượt truy cập
số người truy cậpsố người truy cậpsố người truy cậpsố người truy cậpsố người truy cậpsố người truy cậpsố người truy cập
số người truy cậpHôm nay:346
số người truy cậpHôm qua:268
số người truy cậpTuần này:346
số người truy cậpTháng này:8364
số người truy cậpTất cả:498221
số người truy cậpĐang trực tuyến:18