BẢN TIN KHOA HỌC

 

“Fine-mapping” gen lặn sm6.1, một locus mới liên quan đến tính kháng bệnh đốm lá cà chua từ loài hoang dại Solanum habrochaites, có mẫu số lưu trữ LA1777

 

 

 

Nguồn: Xiaoxiao Lu, Xin Li, Chunyang Pan, Junling Hu, Feng Pan, Lianfeng Shi, Chen Zhang, Ranran Zhang, Zejun Huang, Can Zhu, Yanmei Guo, Xiaoxuan Wang, Yongchen Du, Lei Liu & Junming Li. 2025. Fine-mapping of sm6.1, a novel locus conferring resistance to gray leaf spot from Solanum habrochaites accession LA1777. Theoretical and Applied Genetics; June 30 2025; vol.138; article 166

Một locus lặn, sm6.1, điều khiển tính kháng cao bệnh đốm lá (gray leaf spot) được người ta tiến hành “fine-mapped” ở vùng có kích thước phân tử 78.4 kb trên nhiễm sắc thể 6 trong hệ gen cà chua thông qua “genetic mapping”.
Bệnh đốm là có tên tiếng aAnh là “gray leaf spot” (GLS), do nấm gây hoại tử thuộc chi Stemphylium, đây là một trong những bệnh hủy diệt lá cà chua ảnh hưởng đến sản xuất cá chua trên toàn thế giới. Nghiên cứu này tiến hành phân lập được một locus kháng mới có tên là sm6.1, dẫn xuất từ loài cà chua hoang dại Solanum habrochaites mẫu số LA1777, có tính kháng cao với nấm Stemphylium solani. Phân tích di truyền cho thấy tính trạng kháng bệnh do gen lặn sm6.1 điều khiển. Thông qua chiến lược nghiên cứu bản đồ di truyền, người ta tiến hành “fine-mapped” sm6.1 locus ở vùng có kích thước 78.4 kb trên NST 6, mang tất cả 9 gen được giải thích di truyền (annotated genes) trên cơ sở genome tham chiếu Heinz 1706 (SL4.0, ITAG4.0). Kết hợp với phân tích đồng dạng di truyền (synteny) kết quả biến thể của chuỗi trình tự và biểu hiện gen đích, người ta xác định được Solyc06g053340 và Solyc06g053350 là hai gen ứng cử viên của locus sm6.1. Để hỗ trợ cho chọn giống nhờ marker, người ta đã phát triểnnhững chỉ thị InDel liên kết chặt chẽ với “sm6.1 locus”. Kết quả phân lập và “fine-mapping” sm6.1 không những cung cấp một nguồn di truyền mới phục vụ chọn giống cà chua cao sản kháng GLS mà còn xây dựng nền tảng kiến thức về cơ chế phân tử của tính kháng bệnh đốm lá cà chua.
Xem https://link.springer.com/article/10.1007/s00122-025-04950-8

 

Lúa lai giữa loài châu Á và châu Phi, lưỡng bội, thụ phấn giúp được trợ giúp bởi tứ bội hóa rồi trở lại bình thường

 

Nguồn: Daichi Kuniyoshi & Yuji Kishima. 2025. Fertile interspecific diploid hybrids between the Asian and African rice species facilitated by tetraploidization and its reduction. Theoretical and Applied Genetics; June 27 20256; vol.138; article 161

Tác giả đã phát triển được lúa lai lưỡng bội, thụ phấn, lai giữa hai loài mang sắc thái cân bằng di truyền của lúa châu Á, Oryza sativa, và lúa châu Phi, Oryza glaberrima, thông qua phương pháp tứ bội hóa và làm lưỡng bội trở lại ngay sau đó. Con lai có thuật ngữ “interspecific hybrids” biểu thị tính bất thu rất cao, sở hữu ảnh hưởng bất thụ của đa gen/loci điều khiển bất thụ trong con lai (HS).

Những loci HS như vậy chỉ gây ra bất thụ hạt phấn khi ở trạng thái dị hợp tử; do đó, con lai interspecific có thể được hữu thụ bằng cách cố định tất cả loci HS loci ở trạng thái đồng hợp tử nếu con lai di truyền tính trạng này được trong hai genomes này từ hai loài như nhau. Những con lai có cân bằng di truyền mong muốn có thể kết hợp được những tính trạng ư việt của chúng. Tuy nhiên, một phương pháp phát triển con lai cân bằng như vậy với những loci HS bị cố định rất thiếu. Trước đây, con lai lưỡng bội giữa hai loài được thu nhận nhờ phương pháp nuôi cấy túi phấn các hybrids từ bội giữa hai loài, và trong nghiên cứu ấy, có 22 cây đơn bội kép (double haploid: DH) được phát triển nhờ phương pháp nuối cấy túi phấn của con lai lưỡng bội “interspecific”. Quần thể DH được cố định về mặt di truyền, bao gồm các loci HS nói trên, và xác định có tính chất cân bằng di truyền giữa hai loài này. Chín cây DH biểu thị hữu thụ phấn hoa (hơn 60%), các dòng con lai đơn bội kép DH đã phát triển thông qua tự thụ những cây DH ấy có biến thiên kiểu hình trong mỗi cá thể con lai để chọn lọc. Kết quả chứng minh rằng những con lai có cân bằng di truyền giữa O. sativa và O. glaberrima với các loci HS được cố định, đều có thể phát triển nhờ nuôi cấy túi phấn rất thành công của con lai “interspecific” tứ bội. Những hybrids cân bằng duy trì được trong hệ gen O. glaberrima với ty63 lệ cao hơn những giống lúa được hồi giao theo phương pháp truyền thống. Do đó, chiến lược chọn giống này sử dụng “tetraploid hybrids” như thể trung gian để phát triển con lai lưỡng bội cân bằng sẽ cung cấp những giống interspecific mới kết hợp được tính trạng ưu việt của cả hai loài lúa.
Xem https://link.springer.com/article/10.1007/s00122-025-04901-3

Chỉnh sửa gen nhờ hệ thống CRISPR/Cas9 và promoter chuyên biệt với callus của gen pYCE1 trong hệ gen cây sắn (Manihot esculenta Crantz)

Nguồn: Yuanchao Li, Ruxue Bao, Mengtao Li, Changying Zeng, Haojie Yang, Yuan Yao, Youzhi Li, Wenquan Wang, Xin Chen. 2025. Improving gene editing of CRISPR/Cas9 using the callus-specific promoter pYCE1 in cassava (Manihot esculenta Crantz). Front Plant Sci .; 2025 May 20:16:1600438. doi: 10.3389/fpls.2025.1600438.

 

  

 

Những nghiên cứu trước đây minh chứng được một promoter tương thích có thể điều hành “Cas9 transcription” trong hệ thống chỉnh sửa gen CRISPR/Cas9, nhằm cải tiến hệu quả của chỉnh sửa hệ gen. Ở đây, nhóm tác giả xác định được và định tính được promter chuyên biệt với mô sẹo ( callus) nhằm tăng cường hiệu quả chỉnh sửa gen trong cải tiến giống sắn. Từ cơ sở dữ liệu nguồn phiên mã của 11 mô cây sắn, gen đích có tên YCE1 đã được phân lập biểu hiện callus chuyên biệt của nó là gì. Promoter của gen này (pYCE1) có thể điều hành một cách chuyên biệt và hiệu quả sự phiên mã của gen EGFP trong mô sẹo. Cho rằng mô sẹo phôi dễ vỡ (friable embryogenic callus: FECs) là nguồn nhận trong chuyển nạp gen của sắn, người ta thay thế promoter gốc 35S bằng pYCE1 để vận hành phiên mã Cas9 nhằm cải tiến hệ thống chỉnh sửa gen CRISPR/Cas9. Trong kết quả cchi3nh sửa một gen đơn, mức độ đột biến được tăng lên đáng kể, kết quả đạt được tỷ lệ đột biến chung là 95.24% và tỷ lệ đột biến đồng hợp là 52.38%, so với promoter 35S là 62.07% và 37.93%, theo thứ tự. Bên cạnh đó, nó đạt được tỷ lệ đột biến có tính chất “dual-gene homozygous” là 64.71% trong chỉnh sửa gen kép – điều này cho thấy hiệu quả cao của promoter pYCE1 trong ứng dụng chỉnh sửa gen giống sắn. Kết quả khẳng định tiềm năng của pYCE1 để làm tăng hiệu quả chỉnh sửa gen bằng hệ thống CRISPR/Cas9 trong cải tiến giống sắn. Tiếp cận phương pháp này mở đường cho nghiên cứu chức năng gen mục tiêu và chọn giống sắn cao sản.
Xem https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/40464017/

 

Tương tác “gen đối gen” làm suy yếu tính kháng bền vững bệnh đạo ôn – Tổng quan

Nguồn: Barbara Valent. 2025. Review on “Dynamic Gene-for-Gene Interactions Undermine Durable Resistance”.

 

  

Mol Plant Microbe Interact; 2025 Mar; 38(2):104-117. doi: 10.1094/MPMI-02-25-0022-HH.

Mô hình gen đối gen của Harold Flor đã giải thích được chu kỳ bùng nổ-suy thoái (boom-bust cycles) của các gen kháng (R) được khai thác trên ruộng lúa nông dân, chỉ có những pathogens khắc phục tính kháng nhờ cải biên hoặc làm lỏng lẻo sự tương thích của gen AVR (avirulence). Flor hiểu rằng các gen R của cây chủ tương thích với mức độ thấp của đột biến “virulence” của pathogen, mới có thể duy trì được tính kháng lâu dài theo thời gian. Tổng quan này tập trung vào động thái của các gen AVR của haploid thuộc hệ gen nấm Ascomycete, đó là loài Pyricularia oryzae, gây ra bệnh đạo ôn lúa, một hệ thống gene-for-gene với một cấu trúc phức tạp của nòi nấm (complex race structure) và một chu kỳ bùng nổ-suy thoái rất nhanh đối với mức độ đột biến rất cao của gen AVR. Những gen AVR có khả năng đột biến cao được định tính nhờ “mất đoạn nhiễm sắc” và nhờ “chuyển dịch vị trí mới” trên nhiễm sắc thể, cho thấy cơ chế “loss/regain” (mất và có lại) khi phản ứng với các gen kháng R. Ngoài bệnh đạo ôn lúa, sự xuất hiện gần đây của hai bệnh đạo ôn mới, phá hại nặng nề cây lúa mì và cây Lolium ryegrasses cho thấy được vai trò của các gen AVR, chúng hoạt động trên cây chủ và đóng vai trò rào cản lây nhiễm, phân chia quần thể P. oryzae trên chi (genus) của cây chủ riêng biệt. Lúa mì và ryegrass bị đạo ôn có thể được xem là sự tiến hóa của nấm thông qua lai hữu tính giữa các cá thể từ năm quần thể phụ ứng với chi (genus) cây, với cây chủ có thể bị du nhập bởi alen điều khiển độc tính mới của các gen AVR chuyên biệt cho từng ký chủ khác nhau. Mặc dù người ta xác định được tương tác gen giữa AVR/R ở mức độ của từng genus của cây chủ, nhưng sự thiếu những gen R có hiệu quả cao làm hạn chế rất nhiều sự kiểm soát bệnh đạo ôn trên cây lúa mì.
Xem https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/40272515/

 

  Hình. Bện

h đạo ôn với ý nghĩa toàn cầu.

A, cây gia hệ của Pyricularia oryzae. Các loài hình pathotypes của từng cây trồng (colored ovals) ứng với dòng nấm có tính chất “single phylogenetic”, ngoại trừ pathotype trên cỏ Eleusine, chia thành 2 lineages (Eleusine 1 hay EcI, và Eleusine 2 hay EcII). Kết quả “ neighbor-joining distance tree” với khoảng cách của từng cặp (giá trị kb = kilobase) là kết quả phân tích “pairwise BLAST alignments” giữa những “repeat-masked genomes”.
B, vết cháy lá lúa bởi bào tử nấm đạo ôn.
C vết cháy lá lúa mì bởi bào tử nấm đạo ôn.
D, cổ lá lúa bị nhiễm nấm khóa lại sự kiện làm đầy hạt từ điểm xâm nhiễm (mũi tên đỏ).
E, đạo ôn trên bông lúa mì, từng hoa lúa bị bệnh riêng biệt.
F, nhiễm bệnh trên “rachis” lúa mì giết chết tất cả hoa lúa mì từ điểm xâm nhiễm.
G, cổ lá kê bị nhiễm nấm (mũi tên đỏ) giết chết tất cả “fingers”
H, vết cháy lá cỏ ryegrass bởi bào tử nấm đạo ôn có tâm điểm màu trắng sau khi bào tử phóng thích.