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
Triển vọng giống đậu nành HLĐN910 trên đất trồng tiêu

Thống kê truy cập
 Đang trực tuyến :  9
 Số lượt truy cập :  22144077
Tổng quan di truyền tính kháng rầy nâu nhờ gen mã hóa protein NBS-LRR
Thứ ba, 01-10-2019 | 09:49:19

Rầy nâu (BPH, Nilaparvata lugens Stål), một loài côn trùng có khả năng di chuyển xa, thức ăn thuộc dạng “monophagous”, là côn trùng gây hại bậc nhất trong sản xuất lúa tại châu Á, làm thiệt hại nặng nề năng suất lúa. Giống lúa được phát triển bằng con đường lai tạo giống truyền thống thường có tính kháng rầy thấp. Nông dân phải đồng thời quản lý rầy bằng thuốc trừ sâu, làm ô nhiễm môi trường.

 

Gen kháng rầy nâu BPH14BPH26BPH18, và BPH9 mã hóa protein CC-NB-LRR (CNL) (Du và ctv. 2009, Tamura và ctv. 2014, JI và ctv. 2016, Zhao và ctv. 2016) (Du et al., 2009Tamura et al., 2014Ji et al., 2016Zhao et al., 2016). Giống như gen kháng côn trùng mã hóa protein có cấu trúc CC-NB-LRR ở cây cà chua (Lycopersicon peruvianum)  là gen Mi-1.2,  ở cây dưa (Cucumis melo) là gen Vat, điều khiển tính kháng đối với aphids (Macrosiphum euphorbiae và Aphis gossypii), kháng bọ phấn (whitefly: Bemisia tabaci), và rầy psyllid (Bactericerca cockerelli) (Vos và ctv. 1998, Nombela và ctv. 2003, Casteel và ctv. 2006, Dogimont và ctv. 2014) (Vos et al., 1998Nombela et al., 2003Casteel et al., 2006Dogimont et al., 2014). Protein CC-NB-LRR có vai trò nổi bật trong cây trồng, giúp cây kháng sâu hại.

 

Đến nay có 33 gen kháng rầy nâu đã được phân lập từ loài lúa hoang dại và loài trồng trọt thuộc indica (Hu và ctv. 2018)]. Người ta cần phả du nhập nguồn gen kháng ấy vào giống lúa cao sản để thu được dòng lúa kháng rầy nâu theo ý muốn. Gen BPH14 và BPH15 là hai gen kháng rầy nâu có nguồn gốc từ lúa hoang Oryza officinalis. Gen BPH14 định vị trên nhiễm sắc thể 3 và BPH15 định vị trên nhiễm sắc thể 4 (Huang và ctv. 2016). BPH14 mã hóa protein NBS-LRR làm ra phức có tính chất “homo” (homo-complexes), tương tác với các protein TFs (transcription factors) để kích hoạt mạnh mẽ sự thể hiện của gen tự vệ và kích hoạt phản ứng miễn nhiễm (Du và ctv. 2009, Hu và ctv. 2017). Hung nghiên cứu gần đây cho thấy gen BPH15 gần như được phân lập gần gen BPH17, có thể là một chùm gen (genes cluster) mã hóa protein “lectin receptor kinases” (Liu và ctv. 2015, Xiao và ctv. 2016).  Chồng các gen kháng có những chức năng khác nhau trong hệ gen cây lúa có khả năng tạo ra một giống lúa có tính kháng rầy nâu ổn định hơn. Nhiều nghiên cứu cho thấy các dòng gần như đẳng gen NILs (near-isogenic lines) có cả hai gen BPH14 và BPH15 tỏ ra kháng ổn định và mạnh hơn các dòng NILs chỉ có một gen (Li và ctv. 2011, Hu và ctv. 2012). Hiện nay, gen BPH14 và BPH15 đã và đang được khai thác bởi nhiều nhà chọn giống lúa của Trung Quốc (Wang và ctv. 2016).

 

Lúa hoang và các loài có quan hệ di truyền gần với lúa trồng là nguồn vật liệu rất quan trọng  được sử dụng để cải tiến tính kháng rầy nâu của giống lúa cao sản. Tuy nhiên, nhiều gen quan trọng quy định tính trạng nông học thường liên kết với dạng hình bất lợi (i.e. linkage drag: sự kiện liên kết không mong muốn) – mà nhà chọn giống phải loại ra hoặc phòng ngừa trước khi tiến hành chương trình lai và chọn lọc, ví dụ như du nhập gen có lợi từ lúa hoang vào lúa cao sản (Fabreag và ctv. 2014). Ví dụ, alen WXa tại locus WAXY  định vị rất gần với gen BPH3, làm cho hàm lượng amylose rất cao (cứng cơm khi nấu) trong dòng lúa kháng rầy nâu (Jairin và ctv. 2009). Ví dụ khác, HD1, liên kết chặt với PI2 trong hầu hết các giống lúa, có thể làm trì hoãn ngày trổ bông (Zhou và ctv. 2018). QSF-6 và qNFGP-6 liên kết chặt với PI25, có thể làm giảm tỷ lệ bông thụ tinh và số hạt chắc trên bông (Liu và ctv. 2009). Mặt khác, các nhà chọn giống thường quan tâm đến biến thiên kiểu hình của các dòng  NILs do những QTLs chưa biết rõ xét theo di truyền học.

 

MABC (Marker-assisted backcrossing) là phương pháp chọn giống hữu hiệu bao gồm chọn lọc các loci mục tiêu, giảm tối đa chiều dài đoạn phân tử du nhập vào có chứa loci mong muốn, và phục hồi hệ gen của dòng mẹ tái tục (ecurrent parent genome) càng nhiều càng tốt nhờ hồi giao (Hasan và ctv. 2015). Chiến lược này đã và đang được áp dụng  để cải tiến giống lúa kháng sâu bệnh hại (Chen và ctv. 2001; Suh và ctv. 2011; Ellur và ctv. 2016). Tuy nhiên trong nhiều thử nghiệm MABC, các chỉ thị phân tử được sử dụng để tìm kiếm tái tổ hợp còn khoảng cách rất xa với những alen đích, chọn lọc dựa trên nền tảng di truyền gắn với chỉ thị phân tử có mật độ thấp RFLP, AFLP, hoặc SSR, làm cho việc chọn lọc không chính xác một cách đầy đủ (MI và ctv. 2016).  Theo đó, biến thiên chủa những kiểu hình không mong muốn có thể bị giữa lại bên cạnh tính kháng rầy bởi hiệu ứng “linkage drag” và nền tảng di truyền chưa rõ của các dòng con lai.

 

Đối với chương trình lai tạo giống hiện đại, điều quan trọng là phát triển dòng con lai bằng phương pháp chính xác và hiệu quả hơn đối với tính trạng mong muốn. Tiếp cận với phương pháp “sequencing” hệ gen cây lúa với chỉ thị phân tử có mật độ cao trên một vùng nào đó của hệ gen này (Zhao và ctv. 2015). Hiện nay, phương pháp có tính khả thi cao nhất “genome-wide screening” tại những loci mong muốn, và phương pháp tối đa hóa nền tảng di truyền của dòng lúa được chọn (Zhou và ctv. 2013). Bộ SNP arrays kết hợp với kỹ thuật NGS (next-generation sequencing) được xem như công cụ đáng giá nhất mang tính chất hiệu quả cao, đột phá, vì chọn lọc từ hệ gen. Đó là công cụ có thể giúp chúng ta cải tiến di truyền cây lúa có hiệu quả (Mi và ctv. 2016, 2018).

 

GS. Bùi Chí Bưu Tóm Lươc.

 

Nguồn tham khảo (phần lớn có thể download tư liệu gốc trong NCBI)

Trở lại      In      Số lần xem: 325

[ 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