Đánh giá kiểu hình giống lúa chống chịu mặn ở ĐBSCL

Nguồn: Nguyen Thi Lang, Pham Thi Thu Ha, Nguyen Trong Phuoc and Bui Chi Buu. 2019. Evaluation of rice backcross populations for salt tolerance using phenotypic analysis.  SABRAO J. Breed. Genet. 51 (3) on-line August 2019.

Chọn dòng lúa ưu việt thông qua lai hồi giao trên cơ sở di truyền số lượng và tương tác giữa giống với môi trường. Các dòng lúa đã được đánh giá kiểu hình tại HATRI, Cần Thơ. Quần thể con lai thuộc tổ hợp lai giữa OM10252 (dòng mẹ, tái tục) với Pokkali (dòng cho gen chống chịu mặn) có nguồn gốc từ Ấn Độ. Phân tích kiểu hình của 95 dòng con lai thuộc quần thể BC₃F₃ population của OM10252 /Pokkali. Tính trạng chiều cao cây, chiều dài rễ, khối lượng khô chối thân, khố lượng khô rễ tương quan thuận, có ý nghĩa về thống kê ở nghiệm thức EC = 0 dS/m, 8 dS/m và 15 dS/m. Dong lúa BC₃ F4-17 có thời gian sống sót (SD) tốt nhất trong nghiệm thức xử lý mặn 4 PPT tại ruộng thí nghiệm ở nhiều địa điểm khác nhau. Kết quả cho thấy cả đáng giá kiểu hình ngoài đồng và trong phòng thí nghiệm đều quan trọng như nhau trong chọn tạo giống lúa chống chịu mặn ở ĐBSCL.Các dòng chống chịu mặn sẽ được tiếp tục phân tích ở cả hai giai đoạn: tăng trưởng và phát dục trong quá trình cải tiến giống lúa thích nghi với vùng bị xâm nhập mặn.

Xem http://sabraojournal.org/

Cải tiến giống đậu nành kháng tuyến trùng gây sưng rễ bằng “RNAi”

Nguồn: Bin Tian, Jiarui Li, Lila O. Vodkin, Timothy C. Todd, John J. Finer, Harold N. Trick. 2019. Host-derived gene silencing of parasite fitness genes improves resistance to soybean cyst nematodes in stable transgenic soybean, Theoretical and Applied Genetics; September 2019, Volume 132, Issue 9, pp 2651–2662.

 Phân tử RNA can thiệp (RNAi) được áp dụng để tạo ra giống đậu nành kháng tuyến trùng sưng rễ (SCN) thông qua kỹ thuật phân tích trình tự RNA-seq của phân tử siRNA thể hiện khả năng kháng. Tuyến trùng gây sưng rễ đậu nành có tên viết tắt là SCN (soybean cyst nematode), tên khoa học là Heterodera glycines, một trong những đối tượng gây hại sản xuất đậu nành trên toàn thế giới. Người ta ước lượng tổn thất do SCN gây ra trên 1 tỷ USD tại Hoa Kỳ. Kỹ thuật RNA (RNA interference) đã và đang trở thành công cụ đầy tiềm năng, làm câm sự biểu hiện của gen nào đó. Nhóm tác giả công trình khoa học này đã cho biểu hiện được phân tử “hairpin RNAi constructs” (thiết kế vec tơ RNAi dạng kẹp tóc), được dẫn xuất từ các gen của SCN liên quan đến sinh dục và tính thích nghi của tuyến trùng với ngoại cảnh. Đó là gen HgY25 và HgPrp17. Dòng đậu nành chuyển gen RNAi như vậy sẽ tăng cường tính kháng của cây đậu nành với SCN. Phân tích thế hệ T₃ đến T₅ dòng đậu nành chuyển gen thành công trên cơ sở di truyền phân tử; thông qua kỹ thuật NGS (next generation sequencing). Các xét nghiệm sinh học với gen đích SCN HgY25 và HgPrp17 cho thấy cây đậu nành làm giảm được sự thiệt hại do tuyến trùng có ý nghĩa (đến 73%) đối với số trứng / 1 gram rễ đậu, ở thế hệ T₃ và T₄ các dòng đậu nành đồng hợp tử “transgenic”.

Hình 1: Kiến trúc phân tử RNAi được thiết kế. “Backbone vector” là plasmid pBI121. Màu đỏ làvị trí đoạn phân tử HgY25 hoặc HgPrp17. Marker chọn lọc NPT II và HPT cassettes đối với phản ứng kháng kanamycin và hygromycin, theo thứ tự.

Phân tử đích mRNA trong trứng của tuyến trùng SCN được thu thập từ các dòng đậu nành chuyển gen điều tiết theo kiểu “down” một cách hiệu quả, kết quả được xác định bằng kỹ thuật “quantitative RT-PCR”. Trên cơ sở chạy trình tự phân tử “small RNA-seq” và cơ sở số liệu của xét nghiệm sinh học, người ta giả thiết rằng “nền tảng của phân tử siRNA vô cùng cần thiết” để làm giảm đáng kể quần thể tuyến trùng gây hại đậu nành trong vùng rễ. Kết quả thí nghiệm cho thấy cây chủ làm câm sự thể hiện gen của SCN có thể là chiến lược nghiên cứu nhằm làm tăng tính kháng của cây trồng với stress sinh học.

Xem https://link.springer.com/article/10.1007/s00122-019-03379-0.

Sắc tố anthocyanin của cây cà rốt (Daucus carota L.)

Nguồn: F Bannoud, S Ellison, M Paolinelli, T Horejsi, D Senalik, M Fanzone, M Iorizzo, PW Simon, PF Cavagnaro. 2019. Dissecting the genetic control of root and leaf tissue-specific anthocyanin pigmentation in carrot (Daucus carota L.), Theoretical and Applied Genetics; September 2019, Volume 132, Issue 9, pp 2485–2507.

Phân tích Di truyền, bản đồ QTL,di truyền huyết thống, và transcriptome(RNA-SEq) cung cấp cho chúng ta nhận thức rõ ràng hơn về sự điều khiển có tính chất di truyền về màu sắc của củ cà rốt và sắc tố anthocyanin trong mô lá tại những vị trí đặc biệt; người ta phân lập được những gen ứng cử viên có trong mô li be của rễ tạo ra sắc tố riên của từng giống khác nhau. Cà rốt màu tím có thể tích lũy với số lượng lớn “anthocyanins” trong mô củ cà rốt, cũng như trong các bộ phận khác. Công trình nghiên cứu này tập trung vào tính chất di truyền của sắc tố anthocyanin chuyên biệt tại mô nào đó trong mô gỗ và mô li be của rễ, trong cuống lá. Di truyền của sắc tố anthocyanin tại 3 mô này được nghiên cứu lần đầu tiên trong quần thể con lai đang phân ly F₂ và F_4. Người ta phân tích QTL sắc tố trong mô li be và mô gỗ (hoàn toàn độc lập) thông qua đánh giá 2 kiểu gen bằng phương pháp bản đồ liên kết trên cơ sở chạy trình tự gen (sequencing-based linkage maps), để khẳng định hai vùng định vị trên nhiễm sắc thể 3, có tên là P₁ và P₃, các loci này điều khiển tính trạng sắc tố của 3 loại hình mô nói trên. Cả loci P₁ và P₃ đều liên quan đến sắc tố tạ mô li be, loci P₃ còn liên quan đến kết quả của sắc tố trong mô gỗ và mô ở cuống lá. Theo kết quả phân tích bản đồ liên kết, phân tích di truyền huyết thống (phylogenetics), phân tích transcriptome (RNA-Seq) các mẫu rễ cà rốt với những kiểu hình củ màu tím khác nhau, tác giả của công trình này đã xác định được những gen ứng cử viên qui định sắc tố ơ mô li be, mô thực vật chủ yếu ảnh hưởng đến hàm lượng anthocyanin tổng số trong củ cà rốt. trong số đó, phân tử MYB transcription factor, DcMYB7, và hai gen qui định cytochrome CYP450 với hoạt động “flavone synthase” giả định. Chúng được xác định là những gen ứng cử viên điều tiết cả sự có mặt / sự vắng mặt của sắc tố, hàm lượng của sắc tố anthocyanins ở mô li be rễ. Sự thể hiện của DcMYB7 và tám gen quiđịnh kiến trúc của anthocyanin cũng được tìm thấy, kết quả cho thấy rằng DcMYB7 điều tiết sự phiên mã ngay sau đó. Một MYB khác, gen DcMYB6, được điều tiết theo kiểu “up” trong củ cà rốt màu tím, cho thấy hoạt động có tính chất điều hòa của gen của một giống cà rốt nào đó.

Xem https://link.springer.com/article/10.1007/s00122-019-03366-5

Cải tiến năng suất đậu nành trên cơ sở đa dạng di truyền

Nguồn: J. M. Hegstad, R. L. Nelson, S. Renny-Byfield, L. Feng, J. M. Chaky. 2019. Introgression of novel genetic diversity to improve soybean yield. Theoretical and Applied Genetics; September 2019, Volume 132, Issue 9, pp 2541–2552.

Nguồn giống đậu nành du nhập có thể được khai thác làm ngân hàng gen để tăng cường chỉ số đa dạng di truyền và tăng tiềm năng năng suất của giống cao sản mới. Giống đậu nành mới của Bắc Mỹ (Glycine max [L.] Merr.) đã được phóng thích từ một vài tổ tiên mà thôi. Cho nên, công trình nghiên cứu này đã phát triển các dòng đậu nành cao sản mới với nguồn di truyền mới, sao cho đáp ứng mục tiêu về năng suất của giống thương mại làm bố và tương đương với năng suất các dòng trong cùng tập đoàn có tại các vùng mà chỉ số đa dạng di truyền cao, chưa hề xuất hiện trong tập đoàn “Corteva Agriscience elite soybean germplasm pool”. Chín dòng đậu nành từ nguồn gen đa dạng (USDA-ARS breeding program at the University of Illinois) được lai với dòng cao sản RM34 để phát triển quần thể con lai phục vụ cho khảo nghiệm năng suất. Thông qua kết quả so sánh năng suất tại 30 địa điểm, được thực hiện trong giai đoạn 2014 - 2016, có 11 dòng đậu nành được ghi nhận có năng suất tương đương hoặc cao hơn năng suất giống cao sản đối chứng RM34. Trong 11 dòng ấy, những haplotypes mới được du nhập không hề có mặt trong tập đoàn “Corteva Agriscience soybean germplasm” chiếm khoảng 0.8–10.0% hệ gen cây đậu nành. JH-2665, là dòng cho năng suất cao nhất trong 3 năm khảonghiệm liên tục, đạt hơn 280 kg/ha so với năng suất giống đối chứng RM34, ước có 8.6% của genome chứa haplotypes mới, đa dạng hơn. JH-2665 có 96 vùng gen đích mang tính đa dạng mới được du nhập vào hệ gen đậu nành, có kích thước vùng mục tiêu biến thiên từ 1 đến 12 cM, với 6 vùng gen đích có kích thước lớn hơn 6 cM. Phương pháp này ghi nhận rằng làm thế nào các dòng cao sản có đa dạng di truyền tốt hơn có thể được phát triển trong sản xuất. Nguồn vật liệu bố mẹ như vậy sẽ trở nên hữu ích để khai thác tính đa dạng di truyền, nhằm cải thiện tốt nhất hiệu quả chọn lọc (GA: genetic gain) trong phát triển giống đậu nành tương lai.

Xem https://link.springer.com/article/10.1007/s00122-019-03369-2