Cây trồng giữ các đột biến có hại làm giảm năng suất

Các giới hạn về việc cải thiện đặc tính trên ngô và các loại cây trồng khác có thể là do các đột biến có hại liên quan di truyền đến sự kết hợp gen có lợi đã được lựa chọn trong quá trình thuần hóa và lai tạo

Các giới hạn về việc cải thiện năng suất và những tính trạng quan trọng khác của ngô có thể là do các đột biến có hại liên quan di truyền với sự kết hợp gen có lợi đã được lựa chọn trong quá trình thuần hóa và lai tạo, theo một nghiên cứu được đăng trên tạp chí Nature.

Những đột biến di truyền có hại này là kết quả của những sai sót trong DNA mà nó xảy ra ngẫu nhiên trong mọi thế hệ và tích lũy từ những đột biến cổ xưa qua việc nhân giống của các giống tốt nhất hiện nay. Vấn đề tương tự cũng có thể xảy ra không chỉ ở ngô mà trong tất cả các loại cây trồng.

Karl Kremling, tác giả chính của nghiên cứu, cho biết: "Các thế hệ tiếp theo của các giống cải tiến có thể sẽ đến bằng cách cố định những đột biến hiếm gặp này, điều này có thể dẫn đến năng suất cây trồng được cải thiện, hiệu suất hoạt động của cây trồng cao hơn và có thể trồng cây trên diện tích ít hơn.

Để đánh giá tác động của các đột biến có hại, các nhà nghiên cứu đã tạo ra một bộ dữ liệu lớn nhất về sự biểu hiện gen ở thực vật. Các đột biến có hại có thể dẫn đến sự biểu hiện gen quá cao hoặc quá thấp, gây ra hiệu suất hoạt động kém. Ở người, giống như cây cối, các đột biến nguy hại, bao gồm những biểu hiện rối loạn (biểu hiện gen không bình thường), có thể dẫn đến hiệu quả hoạt động thấp và bệnh tật.

Bộ dữ liệu bao gồm gần 300 dòng ngô và gần 80 triệu quan sát về biểu hiện gen. Với nó, các nhà chọn giống sẽ có thể liên kết một kiểu hình-một đặc tính có thể quan sát được hoặc tính trạng biểu hiện - đối với sự khác biệt trong biểu hiện gen. Ngay cả những tương quan tinh tế giữa một kiểu hình và biểu hiện gen có thể bị ảnh hưởng bởi nhiều đặc tính sinh lý, bệnh tật hoặc dinh dưỡng với cơ sở dữ liệu này.

Trong nghiên cứu này, bộ dữ liệu cho phép các nhà nghiên cứu liên kết các đột biến có hại trong ngô với các kiểu hình bất thường nhất định. Họ cũng chỉ ra rằng một số trong số những đột biến hiếm này đã trở nên phong phú hơn trong quá trình thuần hoá và thích nghi với môi trường.

Ông Buckler cho biết: "Chúng tôi đã có thể chứng minh được rằng một phần đáng kể về sự khác nhau ở năng suất ngô là do sự rối loạn". "Bộ dữ liệu là tài nguyên của cộng đồng, cho phép các nhà nghiên cứu cây trồng giải quyết được nhiều câu hỏi", ông nói thêm.

Bùi Anh Xuân theo ARS.