Các nhà khoa học tìm thấy vị trí đầy triển vọng cho việc nhân giống theo thiết kế phân tử ở cây họ đậu
Thứ năm, 02-11-2023 | 08:09:55
|
Medicago microgreens. Nguồn: Dmitriy Zub from Pexels.
Ở cây trồng thuộc loại ngũ cốc và cây họ đậu, kích thước của các cơ quan thực vật, đặc biệt là hạt, có liên quan chặt chẽ đến năng suất cuối cùng. Tuy nhiên, cơ chế phân tử kiểm soát kích thước cơ quan ở cây họ đậu vẫn chưa được hiểu rõ.
Trong một nghiên cứu trước đây, các nhà nghiên cứu từ Vườn thực vật nhiệt đới Tây Song Bản Nạp (Xishuangbanna Tropical Botanical Garden - XTBG) của Viện Khoa học Hàn lâm Trung Quốc đã mô tả một bộ điều chỉnh chính, protein F-box MINI ORGAN1 (MIO1)/SMALL LEAF AND BUSHY1 (SLB1), kiểm soát kích thước cơ quan thực vật trong mô hình cây họ đậu Medicago truncatula.
Trong một nghiên cứu mới được công bố trên Physiologia Plantarum, các nhà nghiên cứu đã khám phá xa hơn về cách protein MIO1 điều chỉnh kích thước cơ quan. Họ đã thực hiện sàng lọc thư viện men và cô lập chất tương tác tiềm năng, MtKIX8, bằng cách sử dụng MIO1 làm mồi nhử.
Sự tương tác giữa MIO1 và MtKIX8 đã được xác nhận thêm bằng các thử nghiệm kéo xuống (tương tác giữa nhiều protein, pull-down assays) và bổ sung Y2H, BiFC, tách-luciferase. Các phân tích phát sinh gen chỉ ra rằng MtKIX8 rất tương đồng với Arabidopsis KIX8, loài điều chỉnh tiêu cực kích thước cơ quan.
PCR sao chép ngược định lượng và kết hợp lai tại chỗ cho thấy MtKIX8 được biểu hiện ở hầu hết các cơ quan đang phát triển. Họ cũng phát hiện ra rằng MtKIX8 đóng vai trò như một bộ chuyển đổi phân tử quan trọng, tạo điều kiện thuận lợi cho sự tương tác với các protein BIG SEEDS1 (BS1) và MtTOPLESS (MtTPL) ở M. truncatula.
Kết quả Y2H cho thấy MtKIX8 cũng tương tác trực tiếp với BS1 và MtTOPLESS (MtTPL), cho thấy rằng MtKIX8 ức chế kích thước cơ quan bằng cách hình thành phức hợp ức chế được bảo tồn ở M. truncatula.
Sau đó, các nhà nghiên cứu đã tìm cách xác minh chức năng gen của MtKIX8 ở M. truncatula. Họ đã thực hiện sàng lọc di truyền ngược để xác định đột biến chứa retrotransposon Tnt1 trong locus gen MtKIX8. Họ quan sát thấy đột biến mtkix8 tạo ra lá và hạt to ra. Khi MtKIX8 được biểu hiện lệch vị trí ở cây Arabidopsis thì nó đã cứu được sự tăng lên kích thước cơ quan kiểu hình của đột biến kix8.
Nghiên cứu chứng minh rằng MtKIX8 đóng một vai trò quan trọng và được bảo tồn trong việc điều chỉnh kích thước cơ quan và nó sẽ là một vị trí/địa điểm đầy hứa hẹn cho việc nhân giống thiết kế phân tử ở cây họ đậu.
Chen Jianghua của XTBG cho biết: “Nghiên cứu của chúng tôi cung cấp một gen mục tiêu hữu ích cho việc cải tiến di truyền trong tương lai của cây họ đậu nói riêng và cây trồng nói chung”.
Nguyễn Thị Quỳnh Thuận theo Phys.org
|
![]() ![]() ![]() |
[ Tin tức liên quan ]___________________________________________________
|