Carbon dioxide (CO2) là khí nhà kính (GHG) dồi dào nhất trong khí quyển và là chất nền cho quá trình cố định carbohydrate quang hợp ở thực vật. Việc tăng GHG từ khí thải của con người đang làm nóng hệ thống khí quyển của Trái đất ở tốc độ đáng báo động và thay đổi khí hậu, có thể ảnh hưởng đến quá trình quang hợp và các phản ứng sinh hóa khác ở cây trồng theo hướng thuận lợi hoặc bất lợi, tùy thuộc vào loài thực vật.
Hệ thống cảm ứng đơn bội trung gian chỉnh sửa bộ gen (HIS) là một chiến lược đầy hứa hẹn để tăng cường hiệu quả chọn giống ở các loại cây họ đậu, đóng vai trò quan trọng đối với nền nông nghiệp bền vững do lợi ích dinh dưỡng và khả năng cố định đạm của chúng. Việc lai tạo cây họ đậu theo phương pháp truyền thống thường chậm và phức tạp do bộ gen của cây họ đậu rất phức tạp và những thách thức liên quan đến nuôi cấy mô.
Căng thẳng do ngập úng đang là mối đe dọa ngày càng tăng đối với sản lượng đậu nành toàn cầu [Glycine max (L.) Merr.] vì tần suất và cường độ của lượng mưa cực đoan đang gia tăng do biến đổi khí hậu. Đậu nành rất nhạy cảm với ngập úng và đã quan sát thấy tình trạng mất năng suất đáng kể do một loạt các phản ứng sinh lý tiêu cực do tình trạng thiếu oxy gây ra.
Giá đậu để ăn được đề xuất là nguồn thực vật đầy hứa hẹn của enzyme diamine oxidase (DAO), đóng vai trò quan trọng trong việc phân hủy histamine ở đường ruột và ngăn ngừa sự phát triển của các triệu chứng không dung nạp histamine. Tuy nhiên, điều kiện nhiệt độ và độ ẩm cần thiết cho quá trình nảy mầm của hạt cũng có thể thúc đẩy sự phát triển nhanh chóng của nấm men và nấm mốc, có khả năng ảnh hưởng đến năng suất và chất lượng giá đậu.
Mặn là một trong những căng thẳng phi sinh học chính ảnh hưởng tiêu cực đến sự tăng trưởng và năng suất của cây trồng. Natri nitroprusside (SNP) - một chất cho oxit nitric (NO) bên ngoài - đã được chứng minh là có hiệu quả trong việc truyền khả năng chịu mặn cho cây trồng. Đậu tương (Glycine max L.) được trồng rộng rãi trên thế giới; tuy nhiên, áp lực về mặn cản trở sự tăng trưởng và năng suất của nó. Do đó, nghiên cứu hiện tại đã đánh giá vai trò của SNP trong việc cải thiện các thuộc tính hình thái, sinh lý và sinh hóa của đậu tương dưới điều kiện mặn.
Chiều cao cây (PH) là một đặc điểm quan trọng ở đậu tương, vì những cây cao hơn có thể cho năng suất cao hơn nhưng cũng có thể có nguy cơ chết cây. Nhiều gen cùng tác động để ảnh hưởng đến PH trong suốt quá trình phát triển. Để lập bản đồ các locus tính trạng định lượng (QTL) kiểm soát PH, chúng tôi đã sử dụng phương pháp biến vô điều kiện (UVM) và phương pháp biến có điều kiện (CVM) để phân tích dữ liệu PH cho quần thể dòng lai tái tổ hợp theo bốn cách (FW-RIL) bắt nguồn từ tổ hợp lai của (Kenfeng14 × Kenfeng15) × (Heinong48 × Kenfeng19).
Đậu tương là cây trồng quan trọng nhất trên thế giới và hạn hán có thể ảnh hưởng đến sự phát triển của chúng và cuối cùng là năng suất. Ứng dụng mepiquat chloride (MC) qua lá có khả năng làm giảm bớt thiệt hại do hạn hán gây ra ở thực vật; tuy nhiên, cơ chế điều hòa MC đối với phản ứng hạn hán của cây đậu tương vẫn chưa được nghiên cứu. Nghiên cứu này khảo sát cơ chế điều hòa ứng phó với khô hạn của cây đậu tương bằng mepiquat chloride ở hai giống đậu tương Heinong 65 (HN65) mẫn cảm và Heinong44 (HN44) chịu hạn, theo ba kịch bản xử lý, bình thường, khô hạn và khô hạn + Điều kiện MC.
Lượng muối natri (NaCl, NaHCO3, NaSO4, v.v.) ngày càng tăng trong đất nông nghiệp là mối quan tâm toàn cầu nghiêm trọng đối với sản xuất nông nghiệp bền vững và an ninh lương thực. Đậu tương là một loại cây lương thực quan trọng và việc trồng trọt của chúng bị thách thức nghiêm trọng bởi nồng độ muối cao trong đất. Các công nghệ chọn giống sáng tạo và chuyển gen cổ điển là cần thiết ngay lập tức để thiết kế cây đậu tương chịu mặn.
Đậu nành là một trong những loại cây lương thực được đánh giá cao trên toàn cầu với nhiều chất dinh dưỡng bao gồm protein, carbohydrate, lipid, khoáng chất, vitamin và các hoạt chất sinh học như isoflavone, saponin, sterol và phospholipid. Với những giá trị quan trọng trong nông nghiệp và kinh tế, đậu tương đóng vai trò quan trọng trong các hoạt động nông nghiệp và công nghiệp như chế biến thực phẩm và thức ăn chăn nuôi, sản xuất dệt may. Trong khi nhu cầu về đậu tương đang gia tăng trên toàn cầu, việc nâng cao năng suất đậu tương hiện đang nhận được sự quan tâm đáng kể vì tiềm năng nâng cao năng suất của nó.
Ngập úng thường gây ra tình trạng thiếu oxy (hypoxia) ở thực vật, gây tổn thương rễ và ảnh hưởng đáng kể đến sự tăng trưởng, tỷ lệ sống và năng suất của cây đậu tương. Việc xác định các locus tính trạng số lượng (QTLs) và hiểu được sự di truyền của khả năng chịu ngập sẽ giúp phát triển các giống đậu tương có khả năng chịu ngập.
Việc tăng tỷ lệ di truyền cho các đặc điểm nông học quan trọng thông qua chọn lọc bộ gen đòi hỏi phải phát triển các phương pháp phân tử mới để chạy các đơn nucleotide đa hình trên toàn bộ bộ gen (SNPs). Hạn chế chính của các phương pháp hiện tại là chi phí quá cao để sàng lọc các quần thể chọn giống. Các đầu dò đảo ngược phân tử (MIP) là một phương pháp xác định kiểu gen theo trình tự (GBS) được nhắm mục tiêu có thể được sử dụng cho cây đậu tương [Glycine max (L.) Merr.] vừa tiết kiệm chi phí, thông lượng cao và cung cấp chất lượng dữ liệu cao sàng lọc tế bào mầm của nhà chọn giống để chọn lọc bộ gen.
Trong nghiên cứu này, nghiên cứu tính khả thi của việc phân cấp bệnh đốm lá mắt ếch đậu tương (FLS). Hình ảnh lá và dữ liệu phản xạ siêu quang phổ của lá đậu tương khỏe mạnh và bị bệnh FLS đã được thu thập. Đầu tiên, xử lý hình ảnh được sử dụng để phân cấp FLS nhằm tạo ra một tham chiếu cho việc phân tích dữ liệu siêu quang phổ cận sau đó. Sau đó, các phương pháp giảm kích thước của dữ liệu siêu quang phổ được sử dụng để thu được thông tin liên quan đến FLS.
Sự đa dạng di truyền của các giống đậu tương Bắc Mỹ phần lớn bị ảnh hưởng bởi một số ít tổ tiên. Các dòng lai năng suất cao sở hữu phả hệ ngoại lai đã được phát triển, nhưng việc xác định các alen ngoại lai có lợi rất khó khăn do sự tương tác phức tạp của các alen năng suất với nguồn gốc và môi trường di truyền cũng như bản chất định lượng cao của năng suất. PI 416937 đã được sử dụng để phát triển nhiều dòng năng suất cao đã được đưa vào các Thí nghiệm đồng nhất các bang miền Nam của USDA trong hơn 20 năm qua.
Cải thiện năng suất hạt đậu tương và khả năng kháng bệnh vẫn là mục tiêu hàng đầu của các nhà chọn giống. Mục đích này đã đạt được bằng cách khảo sát sự biến đổi độc đáo và khác biệt trong các nguồn gen đa dạng của cây trồng để nâng cao mức độ biểu hiện của các tính trạng quan trọng về mặt kinh tế. Trong nghiên cứu này, chúng tôi đã sử dụng chiến lược định hướng đa dạng bằng cách sử dụng mười ba bộ mô tả định lượng và định tính cho một bộ 110 giống đậu tương địa phương và du nhập để làm sáng tỏ cấu trúc quần thể của nó.
Héo tán chậm (Slow canopy wilting - SW) là một đặc điểm bảo tồn nước được kiểm soát bởi các locus tính trạng số lượng (QTLs) ở đậu nành nhóm chín muộn [Glycine max (L.) Merr.]. Gần đây, hai dòng du nhập (PI 567690 và PI 567731) đã được xác định là dòng SW mới trong các nhóm chín sớm. Ở đây, chúng tôi cho thấy rằng hai dòng PI chia sẻ cùng một chiến lược bảo tồn nước về tốc độ thoát hơi nước giới hạn tối đa như PI 416937.
Giải trình tự phiên mã có độ dài đầy đủ với các bài đọc dài là một công cụ mạnh mẽ để phân tích các sự kiện phiên mã và sau phiên mã; tuy nhiên, nó đã không được áp dụng trên đậu tương (Glycine max). Ở đây, một phân tích phiên mã tương đối có chiều dài đầy đủ được thực hiện trên kiểu gen đậu tương 09-138 bị nhiễm tuyến trùng nang đậu tương (SCN, Heterodera glycines) chủng 4 (SCN4, phản ứng không tương thích) và chủng 5 (SCN5, phản ứng tương thích) bằng cách sử dụng Công nghệ Oxford Nanopore.
Đậu tương [Glycine max (L.) Merr.] là một loài cây trồng độc đáo vì nó có hàm lượng protein và dầu cao trong hạt của nó. Trong số nhiều locus tính trạng số lượng (QTL) kiểm soát hàm lượng protein hạt đậu tương, các alen của protein cqSeed-003 QTL trên nhiễm sắc thể 20 có tác dụng phụ lớn nhất.
Bệnh cháy lá Cercospora (CLB) gây thiệt hại trên diện rộng trong sản xuất đậu tương trên toàn thế giới, bao gồm cả các nước sản xuất đậu tương lớn như Argentina. Cercospora kikuchii, C. cf. sigesbeckiae, C. cf. flagellaris và C. cf. nicotianae được xác định là mầm bệnh của CLB. Khả năng kháng CLB của đậu tương vẫn chưa được biết rõ. Ngoài ra, việc kiểm soát hóa chất đối với CLB đang mất hiệu quả vì khả năng kháng thuốc diệt nấm của các mầm bệnh như C. kikuchii. Chúng tôi cấp thiết chọn tạo giống kháng CLB. Đáng tiếc, các phương pháp hiệu quả để sàng lọc kiểu gen đậu tương kháng thuốc vẫn chưa được thiết lập.
Căng thẳng do ngập lụt làm giảm năng suất đậu tương đáng kể. Giai đoạn đầu của đậu tương ở Hàn Quốc trùng với mùa mưa, có khả năng gây ra ngập úng. Các thí nghiệm trong nhà kính được thực hiện để lập bản đồ locus các tính trạng số lượng (QTL) về khả năng chịu ngập úng ở đậu tương để điều tra và xác định các gen ứng viên gần các điểm nóng QTL. Căng thẳng ngập úng được áp dụng ở giai đoạn V1 – V2 trên quần thể dòng lai tái tổ hợp (Paldalkong × NTS1116), hàm lượng diệp lục lá (CC) và khối lượng thân khô (DW) được đo ở đối chứng và ngập.
Cải thiện khả năng chịu hạn của đậu tương có thể là một cách hiệu quả để giảm thiểu việc giảm năng suất ở các vùng thường xuyên bị hạn hán. Việc xác định quỹ tích các tính trạng số lượng (QTLs) liên quan đến khả năng chịu hạn rất hữu ích để tạo điều kiện phát triển các giống chịu được điều kiện bất thuận. Nghiên cứu này nhằm xác định các QTL về khả năng chịu hạn ở đậu tương bằng cách sử dụng quần thể dòng lai tái tổ hợp (RIL) được phát triển từ phép lai giữa giống cây PI416937 chịu hạn và cây trồng Cheonsang mẫn cảm.
Tách quả là một quá trình sinh sản quan trọng ở nhiều loài hoang dã. Tuy nhiên, vỏ quả bị vỡ ở giai đoạn chín có thể làm giảm năng suất nghiêm trọng. Mục tiêu của nghiên cứu này là phát hiện ra các locus tính trạng số lượng (QTL) đối với hiện tượng tách quả bằng cách sử dụng hai quần thể dòng lai tái tổ hợp (RIL) có nguồn gốc từ một giống cây ưu tú có khả năng chịu tách quả, cụ thể là Daewonkong và để dự đoán QTL/gen ứng cử viên mới liên quan trong vỏ quả bị vỡ dựa trên các mẫu alen của chúng.
Căng thẳng do ngập úng là một vấn đề nghiêm trọng trong sản xuất đậu tương, làm giảm năng suất đáng kể. Mùa mưa bắt đầu trong thời kỳ sinh trưởng sớm của đậu tương ở Hàn Quốc và một số nơi khác trên thế giới có khả năng khiến cây đậu tương bị ngập úng. Mục tiêu của nghiên cứu này là lập bản đồ các locus tính trạng số lượng (QTL) cho khả năng chịu ngập bằng cách sử dụng quần thể dòng lai tái tổ hợp (RIL) có nguồn gốc từ sự lai tạo giữa các giống Danbaekkong (chịu ngập) và NTS1116 (mẫn cảm với ngập) trồng trong nhà nhựa trong hai năm.
Ngập úng làm giảm năng suất đậu tương nghiêm trọng trên toàn thế giới. Sự phát triển của các giống cây trồng chịu được căng thẳng có thể một biện pháp hữu hiệu để giảm bớt tác động tiêu cực của ngập úng. Thông tin phân tử về biểu hiện các kiểu gen chống chịu và nhạy cảm với ngập úng có giá trị để cải thiện khả năng chống chịu ngập úng của cây đậu tương.
Mất sức sống của hạt là một trở ngại nghiêm trọng trong sản xuất và bảo quản hạt giống đậu tương. Hiểu được các yếu tố ảnh hưởng đến sức sống của hạt và xác định các kiểu gen đậu tương có sức sống cao hơn là rất quan trọng trong sản xuất đậu tương. Trong nghiên cứu này, hạt giống của 125 kiểu gen đậu tương của ba loài khác nhau (Glycine tomentella, Glycine soja và Glycine max) và 25 dòng lai tái tổ hợp (RIL) (Glycine soja x Glycine soja) đã được thử nghiệm sức nảy mầm ngay sau khi thu hoạch, sau đó là một, hai và ba năm bảo quản.
Nghiên cứu về đa dạng di truyền là một trong những bước đầu trong việc cải thiện giống cây trồng. Trong nghiên cứu này, chỉ thị phân tử ISSR được sử dụng để đánh giá đa dạng di truyền của 120 dòng/giống đậu nành đang được lưu giữ trong ngân hàng giống của Trường Đại học Cần Thơ. Kết quả khuếch đại từ 10 chỉ thị phân tử ISSR cho được tổng cộng 89 phân đoạn, trong đó có 79 phân đoạn đa hình, chỉ số PIC của các mồi ISSR dao động từ 0,06 đến 0,25 và hệ số tương đồng từ 0,55 - 0,91. Sự đa dạng di truyền tương đối cao và 120 dòng/giống đậu nành chia được thành 7 nhóm chính và một số phân nhóm.
Kết quả khảo nghiệm và sản xuất thử giống đậu tương cho vùng Đông Nam Bộ (ĐNB) và Đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL), đã xác định được giống đậu tương HLĐN 910 và giống đậu tương HLĐN 904 là 2 giống tốt, có khả năng phát triển trong sản xuất. Các giống có thời gian sinh trưởng (TGST) từ 78 - 83 ngày, có khả năng chống chịu tốt với bệnh gỉ sắt (điểm 1 - 3), chín tập trung, ít tách hạt ngoài đồng, hàm lượng protein 33,7%;
Độc tính nhôm (Al3+) là một độc tính phi sinh học điển hình làm hạn chế nghiêm trọng sản lượng cây trồng ở đất chua. Trong nghiên cứu này, một quần thể RIL (dòng lai tái tổ hợp, F12) có nguồn gốc từ tổ hợp lai Zhonghuang 24 (ZH 24) x Huaxia 3 (HX 3) (160 dòng) đã được thử nghiệm bằng cách trồng thủy canh. Độ dài rễ tương đối (RRE) và hàm lượng Al3+ đỉnh (AAC) được đánh giá cho mỗi dòng và mối tương quan âm đáng kể đã được phát hiện giữa hai chỉ số. Dựa trên bản đồ liên kết di truyền mật độ cao, dữ liệu kiểu hình được sử dụng để xác định các locus tính trạng số lượng (QTLs) liên quan đến các tính trạng này.
