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
Thiết lập chuỗi giá trị nông sản thông minh và an toàn tại Việt Nam Cà chua bi

Thống kê truy cập
 Đang trực tuyến :  28
 Số lượt truy cập :  34003459
Điều chỉnh góc lá bằng công cụ CRISPR để cải thiện năng suất mía
Thứ sáu, 14-06-2024 | 08:22:22

Eleanor Brant thu thập mẫu lá cây mía đã chỉnh sửa gen để phân tích. Nguồn: Charles Keato.

 

Mía là cây trồng lớn nhất thế giới tính theo năng suất sinh khối, cung cấp 80% lượng đường và 40% nhiên liệu sinh học được sản xuất trên toàn thế giới. Quy mô của nhà máy và việc sử dụng nước và ánh sáng hiệu quả khiến nó trở thành ứng cử viên hàng đầu để sản xuất các sản phẩm sinh học và nhiên liệu sinh học có giá trị gia tăng, tái tạo tiên tiến.

 

Tuy nhiên, như là giống lai giữa Saccharum officinarumSaccharum spontaneum, cây mía có bộ gen phức tạp nhất trong tất cả các loại cây trồng. Sự phức tạp này có nghĩa là việc cải thiện cây mía thông qua nhân giống thông thường là một thách thức. Do đó, các nhà nghiên cứu chuyển sang sử dụng các công cụ chỉnh sửa gen, chẳng hạn như hệ thống CRISPR/Cas9 để nhắm mục tiêu chính xác vào bộ gen cây mía để cải thiện.

 

Trong bài báo mới của họ, được xuất bản trên tạp chí Plant Biotechnology Journal, một nhóm các nhà nghiên cứu từ Đại học Florida tại Trung tâm Đổi mới năng lượng sinh học và sản phẩm sinh học tiên tiến (CABBI) đã tận dụng sự phức tạp di truyền này để tạo thuận lợi cho họ khi sử dụng hệ thống CRISPR/Cas9 để điều chỉnh góc lá mía. Những cải tiến di truyền này cho phép cây mía nhận được nhiều ánh sáng mặt trời hơn, từ đó làm tăng lượng sinh khối được tạo ra.

 

Công trình này hỗ trợ phương pháp tiếp cận “thực vật như nhà máy” của Trung tâm Nghiên cứu Năng lượng Sinh học CABBI và mục tiêu chính của nghiên cứu Sản xuất Nguyên liệu thô của Trung tâm này - để tổng hợp nhiên liệu sinh học, sản phẩm sinh học và các phân tử có giá trị cao trực tiếp trong thân cây như cây mía.

 

Sự phức tạp của bộ gen cây mía một phần là do mức độ dư thừa cao: Nó sở hữu nhiều bản sao của mỗi gen. Do đó, kiểu hình mà cây mía thể hiện thường phụ thuộc vào sự biểu hiện tích lũy của nhiều bản sao của một gen nhất định. Hệ thống CRISPR/Cas9 hoàn hảo cho nhiệm vụ này vì nó có thể được thiết kế để chỉnh sửa một vài hoặc nhiều bản sao của gen cùng một lúc.

 

Nghiên cứu này tập trung vào LIGULELESS1, hay LG1, một gen đóng vai trò chính trong việc xác định góc lá ở cây mía. Rồi kết quả là góc lá quyết định lượng ánh sáng mà cây có thể nhận được, điều này rất quan trọng cho việc sản xuất sinh khối. Do bộ gen rất dư thừa của cây mía chứa 40 bản sao LG1 nên các nhà nghiên cứu có thể điều chỉnh góc lá bằng cách chỉnh sửa số lượng bản sao khác nhau của gen này, dẫn đến góc lá hơi khác nhau tùy thuộc vào số lượng bản sao LG1 được chỉnh sửa.

 

Baskaran Kannan đánh giá cây mía được chỉnh sửa gen ngoài đồng ruộng. Nguồn: Uzair Khan.

 

Fredy Altpeter, trưởng nhóm nghiên cứu và giáo sư Nông học tại Đại học Florida cho biết: “Ở một số cây mía được chỉnh sửa gen LG1, chúng tôi chỉ biến đổi một số bản sao. Và khi làm như vậy, chúng tôi có thể điều chỉnh cấu trúc lá cho đến khi tìm ra góc lá tối ưu giúp tăng năng suất sinh khối”.

 

Khi các nhà nghiên cứu trồng mía trong các thí nghiệm ngoài đồng ruộng, họ phát hiện ra rằng kiểu hình lá thẳng đứng để cho nhiều ánh sáng xuyên qua tán cây hơn, dẫn đến năng suất sinh khối tăng lên. Đặc biệt, có một dòng mía, có các chỉnh sửa ở khoảng 12% số bản sao LG1 và cho thấy góc nghiêng của lá giảm 56%, đã có năng suất sinh khối khô tăng 18%.

 

Bằng cách tối ưu hóa cây mía để thu được nhiều ánh sáng hơn, những chỉnh sửa gen này làm tăng năng suất sinh khối mà không cần phải bón thêm phân bón ngoài đồng ruộng. Ngoài ra, việc hình thành sự hiểu biết sâu sắc hơn về di truyền phức tạp và chỉnh sửa bộ gen giúp các nhà nghiên cứu hướng tới các phương pháp cải tiến để cải thiện cây trồng.

 

Altpeter cho biết: “Đây là công trình đầu tiên được bình duyệt mô tả thí nghiệm ngoài đồng về cây mía được chỉnh sửa bằng công cụ CRISPR. Và công việc này cũng cho thấy những cơ hội duy nhất để chỉnh sửa bộ gen cây trồng đa bội, nơi các nhà nghiên cứu có thể điều chỉnh một tính trạng cụ thể”.

 

Nguyễn Tiến Hải theo Phys.org

 

Trở lại      In      Số lần xem: 119

[ Tin tức liên quan ]___________________________________________________
  • Bản đồ di truyền và chỉ thị phân tử trong trường hợp gen kháng phổ rộng bệnh đạo ôn của cây 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