Chào mừng Quý độc giả đến với trang thông tin điện tử của Viện Khoa học Kỹ thuật Nông nghiệp miền Nam

Tin nổi bật
Thành tích

Huân chương Ðộc lập

- Hạng 1 - Hạng 2 - Hạng 3

Huân chương Lao động

- Hạng 1 - Hạng 2 - Hạng 3

Giải thưởng Nhà nước

- Nghiên cứu dinh dưởng và thức ăn gia súc (2005)

- Nghiên cứu chọn tạo và phát triển giống lúa mới cho xuất khẩu và tiêu dùng nội địa (2005)

Giải thưởng VIFOTEC

- Giống ngô lai đơn V2002 (2003)

- Kỹ thuật ghép cà chua chống bệnh héo rũ vi khuẩn (2005)

- Giống Sắn KM 140 (2010)

Trung tâm
Liên kết website
lịch việt
Thư viện ảnh
Video
Trung Tâm NC Khoai tây, Rau và Hoa, trồng rau Hàn Quốc theo VietGap

Thống kê truy cập
 Đang trực tuyến :  20
 Số lượt truy cập :  28260320
Gen rất quan trọng được phát hiện để sản xuất hạt giống vô tính ở cây trồng
Thứ hai, 17-01-2022 | 17:40:50

Tế bào trứng trong túi phôi ở cây bồ công anh sinh sản hữu tính, chờ được thụ tinh. Nguồn: Đại học Wageningen.

 

Các nhà nghiên cứu từ Keygene, Viện Nghiên cứu và trường Đại học Wageningen (WUR) hợp tác với đồng nghiệp từ Nhật Bản và New Zealand, đã phát hiện ra một gen có khả năng tạo ra hạt từ cây trồng có thuộc tính di truyền là cây mẹ và không cần quá trình thụ phấn.

 

Thuật ngữ này được gọi là sinh sản vô tính, cho phép thực vật có sự kết hợp nhiều tính trạng ưu việt tạo ra thế hệ con cháu có cùng tổ hợp gen mong muốn như ở cây mẹ. Cùng với các nhà nghiên cứu từ công ty chăn nuôi Nhật Bản Takii, Trung tâm Nghiên cứu Thực vật và Thực phẩm của New Zealaand và Đại học Lincoln, các nhà nghiên cứu KeyGene và WUR giải thích trên tạp chí Nature Genetics về cách thức hoạt động của gen và cách nó ảnh hưởng đến nghiên cứu của Gregor Mendel. Sự phát hiện này được kỳ vọng sẽ dẫn tới những sự đổi mới lớn trong lĩnh vực chọn tạo giống cây trồng trong những năm tới.

 

Gen được tìm thấy được đặt tên là PAR, được làm ngắn hơn từ quá trình sinh sản đơn tính, quá trình mà tế bào trứng phát triển thành phôi thực vật mà không được thụ tinh của các tế bào trứng. Sự phát hiện này đánh dấu một bước đột phá rất có ý nghĩa và nâng cao công việc của nhóm nghiên cứu đã được bắt đầu tại Keygene hơn 15 năm trước.

 

Cải tiến trong nông nghiệp

 

Sinh sản vô tính được xem là một quá trình quý giá trong nông nghiệp. Bởi vì những cây vô tính sản sinh ra hạt giống từ cây mẹ, quá trình này cho phép kết hợp những tính trạng ưu việt của thực vật. Do đó, sinh sản vô tính có thể đẩy nhanh quá trình lai tạo các loại cây trồng cải tiến, làm cho việc sản xuất hạt giống ít tốn kém và mang nhiều thuận lợi cho việc lai tạo giống để tạo ra nhiều giống cây trồng hơn trên thế giới.

 

Trong khi tầm quan trọng của sinh sản vô tính trong nông nghiệp đã được công nhận khá lâu, nó vẫn chưa được ứng dụng thành công vào quá trình chọn giống. Năm 2018, một gen được khám phá có thể sử dụng cho sinh sản đơn tính ở lúa gạo, nhưng hiện nay các nhà khoa học biết rằng gen đó hoạt động trên các loại cỏ.

 

15 năm nghiên cứu

 

Một nhóm nhà nghiên cứu từ công ty Keygene ở Hà Lan đã bắt đầu khai thác di truyền học đằng sau sinh sản vô tính trong những năm 2000 từ ý tưởng tìm những gen có khả năng đột phá để sử dụng sinh sản vô tính ở cây trồng. Năm 2016, nhóm Keygene là nhóm đầu tiên khám phá gen DIP -  gen tạo ra lưỡng bội, một trong hai bước liên quan tới sinh sản vô tính.

 

Gen DIP đảm bảo rằng số lượng nhiễm sắc thể không bị giảm đi một nửa trong suốt quá trình hình thành tế bào trứng. Bước quan trọng khác trong quá trình sinh sản vô tính là các tế bào trứng này với số lượng nhiễm sắc thể bình thường bắt đầu phân chia mà không cần thụ tinh và phát triển thành phôi. Quá trình này được gọi là quá trình sinh sản đơn tính. Do đó, các nhà nghiên cứu Keygene đã bắt đầu tìm kiếm gen PAR và tham gia vào nhóm Hệ thống sinh học của Trường Đại học Wageningen.

 

Bồ công anh

 

Nhóm nghiên cứu đã sử dụng bồ công anh cho nghiên cứu của họ, một trong 400 loài thực vật hoang đã được biết là sinh sản vô tính. Gen PAR đảm bảo rằng tế bào trứng phát triển thành phôi thực vật mà không trải qua quá trình thụ tinh. Nhóm nghiên cứu KeyGene đã chứng minh rằng gen PAR hoạt động trong phấn hoa.

 

Tế bào trứng bị đánh lừa

 

Nhóm hệ thống sinh học của đại học Wageningen đã khám phá ra rằng gen PAR thường không hoạt động trong tế bào trứng. Thông thường, gen PAR chỉ trở nên hoạt động trong tế bào trứng sau khi thụ tinh, sau đó nó phân chia để tạo thành phôi thực vật. Trong tế bào trứng của cây bồ công anh mà nó hình thành hạt thông qua quá trình sinh sản vô tính, gen PAR trở nên hoạt động trước khi thụ tinh. Nói một cách khác, những tế bào trứng này nghĩ rằng chúng đã được thụ tinh và bắt đầu phân chia mà không trải qua quá trình thụ tinh.

 

Mendel

 

Ở New Zealand, các gen sinh sản đơn tính cũng đang được nghiên cứu bởi các nhà nghiên cứu tại Đại học Lincoln và Trung tâm nghiên cứu Thực vật và Thực phẩm. Nghiên cứu của họ tập trung vào cây họ cúc, một chi thực vật mà Gregor Mendel đã nghiên cứu. Trong giữa những năm 1800, Mendel đã ghi chú rằng những đặc tính thực vật được di truyền khác nhau trên cây đậu Hà Lan và cây họ Cúc nhưng ông không thể giải thích được tại sao. Bây giờ chúng tôi biết rằng điều này là bởi vì đậu Hà lan sinh sản hữu tính trong khi cây họ Cúc sinh sản vô tính.

 

Cây họ Cúc và bồ công anh thuộc cùng một họ thực vật vì vậy các nhà nghiên cứu ở New Zealand đã so sánh gen PAR với gen của cây họ Cúc và đã phát hiện ra điều mà các nhà nghiên cứu KeyGene cũng quan sát được ở bồ công anh: trong khi tất cả thực vật chứa gen PAR, thì những cây sinh sản vô tính có thêm một đoạn DNA trong gen. Đoạn DNA bổ sung này dường như ở cùng vị trí trên cây họ Cúc và cây bồ công anh, mặc dù loại thực vật này được cho là đã tách ra từ một tổ tiên chung hơn mười ba triệu năm trước.

 

Gen nhảy

 

Phân tích khác thể hiện rằng đoạn DNA bổ sung còn được gọi là tranposon: một đoạn DNA có thể “nhảy” bên trong DNA thực vật. Ở cây họ cúc và bồ công anh transposon được định vị tại promoter, vùng mà gen PAR điều hoà hoạt động của gen. Hiện nay các nhà nghiên cứu giả định rằng những gen nhảy này kết thúc tại promoter của gen PAR một cách độc lập trong cả hai loài thực vật và cho rằng đó là trường hợp tiến hoá song song.

 

Tương lai của cây trồng

 

Một câu hỏi quan trọng tiếp theo là liệu gen PAR từ bồ công anh và những kiến thức mới về di truyền đằng sau sinh sản vô tính có thể sử dụng để lai tạo ra hạt giống vượt trội về mặt di truyền hay không.

 

Mặc dù hầu hết các loài thực vật không sử dụng sinh sản vô tính, hầu hết chúng có những gen tương tự gen PAR cũng như các gen DIP được tìm thấy trước đó của bồ công anh. Điều này cho thấy sinh sản vô tính hoạt động tự nhiên như là một sự thay đổi của quá trình sinh sản hữu tính và do đó, khả năng sinh sản vô tính có thể ứng dụng rộng rãi để cải tiến nông nghiệp bằng cách sử dụng các công cụ hiện đại như là chỉnh sửa gen.

 

Các nhà nghiên cứu KeyGene đã tiến hành nghiên cứu này. Trong nghiên cứu gần đây, cùng với các nhà khoa học của Takii Seed, họ đã thành công trong việc chứng minh gen PAR có thể gây ra sinh sản đơn tính ở rau xà lách và hoa hướng dương, hứa hẹn triển vọng của việc sinh sản vô tính trên cây trồng.

 

Trương Thị Tú Anh theo Phys.org

Trở lại      In      Số lần xem: 124

[ Tin tức liên quan ]___________________________________________________
  • Bản đồ di truyền và chỉ thị phân tử trong trường hợp gen kháng phổ rộng bệnh đạo ôn của cậy lúa, GEN Pi65(t), thông qua kỹ thuật NGS
  • Bản đồ QTL chống chịu mặn của cây lúa thông qua phân tích quần thể phân ly trồng dồn của các dòng con lai tái tổ hợp bằng 50k SNP CHIP
  • Tuần tin khoa học 479 (16-22/05/2016)
  • Áp dụng huỳnh quang để nghiên cứu diễn biến sự chết tế bào cây lúa khi nó bị nhiễm nấm gây bệnh đạo ôn Magnaporthe oryzae
  • Vai trò của phân hữu cơ chế biến trong việc nâng cao năng năng suất và hiệu quả kinh tế cho một số cây ngắn ngày trên đất xám đông Nam Bộ
  • Tuần tin khoa học 475 (18-24/04/2016)
  • Vi nhân giống cây măng tây (Asparagus officinalis L.)
  • Thiết lập cách cải thiện sản lượng sắn
  • Nghiên cứu xây dựng hệ thống dự báo, cảnh báo hạn hán cho Việt Nam với thời hạn đến 3 tháng
  • Liệu thủ phạm chính gây nóng lên toàn cầu có giúp ích được cho cây trồng?
  • Tuần tin khoa học 478 (09-15/05/2016)
  • Sinh vật đơn bào có khả năng học hỏi
  • Côn trùng có thể tìm ra cây nhiễm virus
  • Bản đồ QTL liên quan đến tính trạng nông học thông qua quần thể magic từ các dòng lúa indica được tuyển chọn
  • Nghiên cứu khẳng định số loài sinh vật trên trái đất nhiều hơn số sao trong giải ngân hà chúng ta
  • Cơ chế di truyền và hóa sinh về tính kháng rầy nâu của cây lúa
  • Vật liệu bọc thực phẩm ăn được, bảo quản trái cây tươi hơn 7 ngày mà không cần tủ lạnh
  • Giống đậu nành chống chịu mặn có GEN gmst1 làm giảm sự sinh ra ROS, tăng cường độ nhạy với ABA, và chống chịu STRESS phi sinh học của cây Arabidopsis thaliana
  • Khám phá hệ giác quan cảm nhận độ ẩm không khí ở côn trùng
  • Phương pháp bền vững để phát triển cây lương thực nhờ các hạt nano
Designed & Powered by WEBSO CO.,LTD