Trang Chủ >> TIN TỨC » TIN KHOA HỌC THẾ GIỚI
Tuần lễ từ 25 đến 31-7-2022
Bản tin khoa học
Di truyền tính kháng bệnh mốc xám và thối nhũn trên cây cải xà lách
Nguồn: Harry PinkAdam TalbotAbi GracesonJuliane GrahamGill HigginsAndrew TaylorAlison C. JacksonMaria TrucoRichard MichelmoreChenyi YaoFrances GawthropDavid PinkPaul HandJohn P. Clarkson & Katherine Denby. 2022. Identification of genetic loci in lettuce mediating quantitative resistance to fungal pathogens.Theoretical and Applied Genetics July 2022; vol. 135: 2481–2500
 
Hình 1: QTL gắn kết vớitính trạng kích cỡ vết bệnh của B. cinerea hoặc S. sclerotiorumsuy giảm.
 
Tác giả ghi nhận biến dị di truyền của tính kháng số lượng đối với những bệnh do cácpathogenslà vi nấm gây ra trên cây xà lách trồng trọt và xà lách hong dại, cáclocitrên bản đồ di truyềncó liên quan đến tính kháng bệnh và những cơ chế phân tử chủ yếu có tính chất chìa khóa thông qua phổ thể hiệntranscriptome.
Cải xà lách Lactuca sativa L. (lettuce) là loài rau ăn lá rất quan trọng được canh tác và được tiêu dùng trên toàn thế giới. Người ta thường dùng thuốc hóa học đển kiểm soát bệnh đối với những pathogenschính, bao gồm bệnhmốc xám (grey mould: nấm Botrytis cinerea) và bệnh thối nhũn(lettuce drop:nấm Sclerotinia sclerotiorum). Với sự gia tăng hiện tượngvi nấm kháng thuốc và môi trường bị tác động xấu bởi thuốc hóa học,người ta khẩn thiết tiến hành việc phân lập  nguồn di truyền kháng bệnh bởi nấm B. cinerea và S. sclerotiorum trên cây xà lách. Các tác giả chứng minh được biến dị di truyền đối với tính kháng số lượng của cây với nấm B. cinerea và nấm S. sclerotiorum trong tập đoàn giống xà lách bao gồm 97mẫu giống trồng trọt khác nhau, và những mẫu xà lach hoang dại quan hệ di truyền gần gủi, cũng như giữa các vật liệu bố mẹ của quẩn thể lập bản đồ di truyền.Phổ thể hiện transcriptom (transcriptome profiling) trong các vật liệu đa dạng ấy đã có thể giúp cho chúng ta phân lập các gen biểu hiện rõ, liên quan đến tính kháng bệnh, dự đoán được tầm quan trọng của sự điều tiết gen có tính chất hậu phiên mã (post-transcriptional gene regulation) trong phản ứng hệ thống tự vệ của cây xà lách. Người ta phânlập được năm loci di truyền có ảnh hưởng đến tính kháng số lượng trong quần thể con lai ở thế hệ F6 từ cặp lai giữa Lactuca serriola (wild relative) × lettuce cross, giải thích được 5 đến 10% biến thiên kiểu hình. Phân tích DGE (differential gene expression) giữa các dòng bố mẹ và tích hợp số liệu tương quan của biểu hiện gen và tính kháng bệnh trong tập đoàn giống xà lách thử nghiệm, người ta sơ bộ ghi nhận được các gen đích có tiềm năng hoạt động theo hình thức QTL (quantitative trait loci).

Protein OsCSLD4 và tính chống chịu mặn của cây lúa

Nguồn:Hui ZhaoZixuan LiYayun WangJiayi WangMinggang XiaoHai LiuRuidang QuanHaiwen ZhangRongfeng HuangLi ZhuZhijin Zhang. 2022.Cellulose synthase-like protein OsCSLD4 plays an important role in the response of rice to salt stress by mediating abscisic acid biosynthesis to regulate osmotic stress tolerance. Plant Biotechnol J.; 2022 Mar; 20(3):468-484.  doi: 10.1111/pbi.13729. 

Những enzyme trong chu trình sinh tổng hợp polysaccharide ở thành tế bào có vai trò quan trọng trong tăng trưởng, phát triển và phản ứng với stress của cây lúa. Cjhức năng của những enzyme như vậy về tăng trưởng và phát triển đã được nghiên cứu kỹ. Trái lại, chức năng này trong phản ứng của cây đối với stress phi sinh học vẫn còn được biết rất ít. Những nghiên cứu trước đây cho thấy men cellulose synthase-like D4 protein (OsCSLD4) trong thành tế bào cây lúa bao gồm trong chu trình sinh tổng hợp polysaccharide trong thành tế bào. Nó có vai trò quan trọng trong tăng trưởng và phát triển của cây lúa. Kết quả nghiên cứu minh chứng rằng chức năngOsCSLD4 bị xáo trộn bởi đột biếnnd1 làm cây lúa nhạy cảm với stressmặn, nhưng không nhạy cảm với abscisic acid (ABA). Sự biểu hiện của sinh tổng hợp ABA nào đó và các gen phản ứng bị ức chế trong cây đột biếnnd1 trong cả điều kiện bình thường và điều kiện stress mặn. ABA ngoại sinh có thể làm hồi phục tính chống chịu stress mặn, làm ức chếnd1. Hơn nữa, sự biểu hiện mạnh mẽ của OsCSLD4 có thể làm tăng cường biểu hiện gen sinh tổng hợp ABA, làm tăng hàm lượng ABA và cải thiện tính chống chịu mặn của cây lúa, do vậy, nókhẳng định rằngtính chống chịu stress mặn cây lúa được điều tiết bởi OsCSLD4là kết quả trung gian của sinh tổng hợp ABA. Hơn nữa,nd1 làm suy giảm tính chống chịu của cây lúa đối với stress bởi áp suất thẩm thấu, mà không chống chịu độc tố ở trạng thái ion (ion toxic tolerance). Kết quả phân tích transcriptomecho thấy rằng: có nhiều gen hơn trong phản ứng với osmotic stressbị tổn thương trong câynd1 so với cây có gen phản ứng với stress mặn, như vậy, cho thấy OsCSLD4 có trong phản ứng stress mặn thông qua trung gian phản ứng áp suất thẩm thấu  kích thích ABA. Sự xáo trộn chức năng củaOsCSLD4 làm làm khối lượng hạt và chiều ngang hạt thóc, trong khi sự thể hiện mạnh mẽ củaOsCSLD4 làm gia tăng khối lượng hạt và chiều ngang hạt thóc. Tóm lại, nghiên cứu này minh chứng rằng một cơ chế mới của cây lúa thích ứng với stressmặn mà cây có thể kết hợp tính chống chịu stress mặn với năng suất cao.
 
SmFTSH10quy định tính không cảm quang của cây cà tím (Solanum melongena L.).
 
Nguồn: YongJun HeShaoHang LiYanXiao DongXinTong ZhangDaLu LiYang Liu & HuoYing Chen. 2022. Fine mapping and characterization of the dominant gene SmFTSH10 conferring non-photosensitivity in eggplant (Solanum melongena L.). Theoretical and Applied Genetics July 2022; vol. 135: 2187–2196
 
Một gen ứng cử viên quy định tính không cảm quangSm FTSH10được phân lập, thông qua kết quả tích hợp giữaBSA (bulked segregant analysis) và MBC (map‑based cloning).
Điều kiện ánh sáng yếu thường dẫn đến hình thành sắc tố kém của cây cà tím có bản chất cảm quang. Ở đây, người ta có một cây cà tím không cảm quang mà nó có thể tổng hợp được số lượng lớnanthocyanin trong điều kiện bị che nắng. Phân tích di truyền cây F1 và quần thể F2 cho thấy rằng kiểu hình của tính trạng không cảm quang được điều khiển bởi một gen đơn trội ở trong nhân, người ta tạm thời đặt tên là SmFTSH10. Thông qua kết quả BSA (bulked segregant analysis), SNP haplotyping fine genetic mapping thu hẹp vùng phân tử của SmFTSH10 còn290 kb trên nhiễm sắc thể số 10 giữa hai markers kế cận là dCAPS21 dCAPS32. Kết quả phân tích chuỗi trình tự gen theo phương phápC-base deletion tại exonthứ tư của SmFTSH10 cho thấy có hiện tượng premature termination của chức năng dịch mã. Mức độ biện hiện của gen SmFTSH10 giảm đáng kể trong vùng giàu chất anthocyanincủa giống đột biến‘145’ so sánh với giống nguyên thủy(wild-type)‘LSHX’. Chạy trình tự của 10 dòng recombinants cho thấy rằng mất đoạnC-base tại vùng exon thứ tư của gen SmFTSH10 đồng phân lyvới kiểu hình không cảm quang, kết quả chạy trình tự này của quần thể cà tím tự nhiên cũng cho thấyInDel trong gen SmFTSH10 có một sự chính xác, khi xác định tính trạng cảm quan của cây cà tím. Phân tích các thành phần trong biểu hiện gen ở các mức độ sáng khác nhau cho thấy rằng: xu hướng biểu hiện cùng giống nhau vì các gen này đều có trong sinh tổng hợp anthocyanin của cà tím, điều ấy khẳng định SmFTSH10 là gen ứng cử viên khả thi nhất của tính trạng không cảm quang. Kết quả cung cấp một nhận thức mới về những cơ chế phân tử của sinh tổng hợp anthocyanin của cây cà tím không cảm quang.
 
Phân tích transcriptomePup1QTL điều khiển tính chống chịu thiếu lân ở giai đoạn lúa đẻ nhánh.
 
Nguồn: Suresh KumarAnuradha AgrawalKarishma SeemSantosh KumarK K Vinod,  Trilochan Mohapatra. 2022. Transcriptome analysis of a near-isogenic line and its recurrent parent reveals the role of Pup1 QTL in phosphorus deficiency tolerance of rice at tillering stage. Plant Mol Biol. ; 2022 May;109(1-2):29-50. 
 
Phosphorus (P) là nguyên tố cần thiết cho các tiến trình xảy ra trong tế bào như hô hấp, quang hợp, sinh tổng hợp phospholipidsở màng tế bào, etc. Để khắc phục được stress thiếu P, cây lúa phải tái lập trình(reprograming)sự biểu hiện của các gen bao gồm trong các chu trình biến dưỡng khác nhau, các chu trình truyền tín hiệu để cây úa sống sót, tăng trưởng và phát triển. Cây lúa sử dụng guồng máy sinh học của phiên mã, hậu phiên mã, dịch mã, hậu dịch mã để có kết quả tương xứngđược gọi với thuật ngữ “P homeostasis” (trạng thái cân bằng sinh lý của P trong bào chất). Nhiều yếu tố phiên mã (TFs), miRNAs, và P transporters có vai trò quan trọng trong tính chống chịu thiếu lân; tuy nhiên, những cơ chế nói trên phản ứng với sự thiếu lân vẫn còn được biết rất ít. Người ta nghiên cứu về sự đói lân/ phản ứng về thiếu lâncủa cây lúa ở ở giai đoạn mạ non (seedling) nhưng rất ít tài liệu nghiên cứu về phản ứng phân tử của cây lúa ở giai đoạn đẻ nhánh hoặc giai đoạn sinh dục. Muốn xác định các chiến lược nghiên cứu cây lúa ở giai đoạn đẻ nhánh trong nghiệm thức stress thiếu lân, người ta sử dụng một cặp bố mẹ có đặc tính tương phản nhau [Pusa-44 (lúa cao sản,nhạy cảm với thiếu lân) vàdòng gần như đẳng gen NIL-23, chống chịu thiếu lân, chứaPup1 QTL]. Người ta xem xét và phân tích hình thái học,thông số hóa sinh, và biểu hiện phân tử. Phân tích có tính chất so sánh của mô ở chồi thân và mô rễ lúa từ 45ngày tuổi, trồng trong dung dịch dinh dưỡng, nghiệm thức có lân P (16 ppm);thiếu P (4 ppm) trong dung dịch, xác định phản ứng có tính chất hình thái và sinh lý cây lúa. Bên cạnh đó,kết quả phân tíchRNA-seq khẳng định vai trò quan trọng củaphosphate transporters, TFs, auxin-responsive proteins, modulation trong thành tế bào, biến dưỡng acid béo, và kiến trúcchromatin /cải biên epigenetic trong bản chất chống chịu thiếu lân của dòng NIL-23, bởi sự du nhập vào củaPup1 QTL trong Pusa-44. Kết quả cho chúng ta nhận thức về chức năng phân tử củaPup1 đối với tính trạng chống chịu thiếu lân, có thể được sử dụng để cải tiến hiệu quả sử dụng Pcủa cây lúa cho năng suất cao hơn khi trồng trên ruộng thiếu P.
Sự du nhậpPup1 QTL vào giống lúa cao sản chủ yếu là khởi độngphosphate transporters, TFs, auxin-responsive proteins, kiến trúc tế bào, biến dưỡng acid béo, vàchromatin architecture/epigenetic modifications ở giai đoạn đẻ nhánhtrong điều kiện cây lúa bị stress thiếu lân.
 
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:22
số người truy cậpHôm qua:294
số người truy cậpTuần này:22
số người truy cậpTháng này:2085
số người truy cậpTất cả:699358
số người truy cậpĐang trực tuyến:16