Tuần tin khoa học 922 (23-29/12/2024)
Chủ nhật, 22-12-2024 | 06:24:27
|
Steroids đậu nành cải tiến được tính chống chịu căng thẳng phi sinh học và nâng cao năng suất
Nguồn: Tai-Fei Yu, Ze-Hao Hou, Hai-Long Wang, Shi-Yang Chang, Xin-Yuan Song, Wei-Jun Zheng, Lei Zheng, Ji-Tong Wei, Zhi-Wei Lu, Jun Chen, Yong-Bin Zhou, Ming Chen, Su-Li Sun, Qi-Yan Jiang, Long-Guo Jin, You-Zhi Ma, Zhao-Shi Xu. 2024. Soybean steroids improve crop abiotic stress tolerance and increase yield. Plant Biotechnol J.; 2024 Aug; 22(8):2333-2347. doi: 10.1111/pbi.14349.
Xem https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38600703/
Áp dụng kỹ thuật “map-based cloning” gen BhAPRR2 điều tiết sự hình thành vỏ trái bí đao (Benincasa hispida) có màu đen
Nguồn; Xuling Zhai, Jinqiang Yan, Wenrui Liu, Zheng Li, Zhenqiang Cao, Ying Deng, Renlian Mo, Baochen Wang, Xiaoxin Cheng, Dasen Xie & Biao Jiang. 2024. Map-based cloning revealed BhAPRR2 gene regulating the black peel formation of mature fruit in wax gourd (Benincasa hispida). Theoretical and Applied Genetics; December 10 2024; vol.138, article 3
Thông qua kỹ thuật BSA-seq (bulked segregant analysis sequencing) và map-based cloning, người ta xác định được gen đích Bh.pf3chr5g483 – gen ứng cử viên. Gen này mã hóa một protein điều tiết hai thành phần phản ứng và tương đồng với APRR2, liên quan tới BhAPRR2. So sánh với giống P170, gen BhAPRR2 trong giống YD1 biểu hiện đột biến đa thể ở cả mức độ “coding” (phần mang mật mã) và promoter. Chú ý, những đột biến ấy ở vùng mang mật mã di truyền không ảnh hưởng đến ở định vị của nó trong nhân hoặc hoạt động kích hoạt phiên mã. Tuy nhiên, những đột biến này trong vùng promoter tăng đáng kể biểu hiện của nó trong vỏ của giống YD1, khả năng đóng góp rất đáng kể vào kiểu hình vỏ trái màu đen của giống nói trên. Hơn nữa, người ta phát triển chỉ thị InDel trên cơ sở 93-base pair (bp) insertion/deletion mutation tại vùng promoter của gen BhAPRR2, kết quả chính xác 95.8% kiểu hình trong quần thể tự nhiên bao gồm 165 mẫu giống bí đao trong tập đoàn. Như vậy, kết quả gợi ra rằng những đột biến trong vùng promoter của gen BhAPRR2 có thể đóng góp vào sự phát triển giống bí đao có vỏ trái đen. Đây là cơ sở khoa học mới trên cơ cở di truyền và phân tử quy định đa dạng về màu vỏ trái và có giá trị khoa học về chỉ thị phân tử trong cải tiến giống bí đao.
Xem https://link.springer.com/article/10.1007/s00122-024-04796-6
Phổ biểu hiện gen kháng bệnh mốc sương khoai tây, giống SD20
Nguồn: Xiaohui Yang, Xiao Guo, Yu Yang, Pei Ye, Xingyao Xiong, Jun Liu, Daofeng Dong, Guangcun Li . 2024. Gene Profiling in Late Blight Resistance in Potato Genotype SD20. Int J Mol Sci.; 2018 Jun 11; 19(6):1728. doi: 10.3390/ijms19061728.
Xem https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/29891775/
Giảm hàm lượng gamma-aminobutyric acid làm tăng cường tính kháng bệnh “bacterial wilt” của khoai tây
Nguồn: Achen Zhao, Qiuyi Li, Pengfei Meng, Ping Liu, Siqun Wu, Zhaobo Lang, Yi Song, Alberto P. Macho. 2024. Reduced content of gamma-aminobutyric acid enhances resistance to bacterial wilt disease in tomato. Plant Biotechnology Journal; 09 December 2024; https://doi.org/10.1111/pbi.14539
Xem https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/pbi.14539
Tiến bộ kỹ thuật và triển vọng GWAS trong nghiên cứu hệ gen cây bắp (tổng quan)
Nguồn: Javed Hussain Sahito, Hao Zhang, Zeeshan Ghulam Nabi Gishkori, Chenhui Ma, Zhihao Wang, Dong Ding, Xuehai Zhang, Jihua Tang. 2024. Advancements and Prospects of Genome-Wide Association Studies (GWAS) in Maize. Int J Mol Sci.; 2024 Feb 5; 25(3):1918. doi: 10.3390/ijms25031918.
Genome-wide association studies (GWAS) xuất hiện như một công cụ đầy sức mạnh làm sáng tỏ mối liên hệ giữa kiểu gen và kiểu hình trong nhiều loài sinh vật. Bắp (Zea mays L.), nổi tiến là loài cây trồng có đa dạng di truyền lớn và mất cân bằng liên kết nhanh (rapid LD), đáp ứng làm ứng cử viên đạt chuẩn đối với GWAS. Trong cây bắp, GWAS đã có nhiều tiến bộ về xác định vị trí gen đích, nhiều loci di truyền và nhiều gen có khả năng đối với tính trạng phức tạp, bao gồm phản ứng với stress sinh học và phi sinh học. Những phát hiện này đầy triển vọng nâng cao khả năng thích nghi và cho năng suất cao thông qua các chiến lược cải tiến giống đầy hiệu quả. Tuy nhiên, tác động stress do ngoại cảnh trên tăng trưởng cây trồng và năng suất được thể hiện rõ qua những tính trạng nông học khác nhau. Do vậy, hiểu biết nền tảng di truyền phức tạp ấy trở nên tối quan trọng. Tổng quan này đi sâu vào kết quả hiện tại và triển vọng tương lai chủ đích là năng suất, chất lượng, và chống chịu stress do ngoại cảnh của cây bắp và nó còn giải quyết những thách thức trong quá trình sàng lọc di truyền và thực hiện chọn giống teo phân tử, tất cả đều được tạo thuận lợi nhờ GWAS. Bên cạnh đó, sự tích hợp có tính chất OMICS, bao gồm genomics, transcriptomics, proteomics, metabolomics, epigenomics, và phenomics đã và đang làm phong phú hơn hiểu biết của chúng ta những đặc điểm phức tạp của cây bắp, nhờ vậy mà tăng cường tính chống chịu stress do ngoại cảnh và làm tăng sản lượng bắp. Những hiểu biết này không chỏ có lợi trong hiểu biết di truyền trong điều tiết những tính trạng phức tạp, mà còn thúc đẩy việc sử dụng chỉ thị phân tử trong chọn giống, mà GWAS đóng vai trò then chống. Vì vật, GWAS cung cấp hỗ trợ mạnh mẽ trong khai thác cơ chế di truyền đối với nhiều tính trạng phức tạp của cây bắp và tăng cường các chiến lược cải tiến giống.
Xem https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38339196/
Yếu tố sốc nhiệt “20-HSF4-cellulose synthase A2 module” điều tiết tính chống chịu căng thẳng nhiệt của cây bắp
Nguồn: Ze Li, Zerui Li, Yulong Ji, Chunyu Wang, Shufang Wang, Yiting Shi, Jie Le, Mei Zhang. 2024. The heat shock factor 20-HSF4-cellulose synthase A2 module regulates heat stress tolerance in maize. Plant Cell; 2024 Jul 2; 36(7):2652-2667. doi: 10.1093/plcell/koae106.
Nhiệt độ ảnh hưởng đến địa lý và tập tính sinh học của thực vật. Hiểu biết được cơ chế điều tiết ấy trong điều kiện phản ứng của cây với nhiệt độ nóng lên là quan trọng để phát triển giống cây trồng chịu được biến đổi khí hậu, trong đó có cây bắp (Zea mays). Muốn xác định những yếu tố phiên mã (TFs) có thể tham gia vào phản ứng chống chịu stress nóng của bắp, người ta tạo ra một cơ sở dữ liệu về thay đổi “short- and long-term transcriptome” kèm theo là thời gian xử lý nhiệt độ của dòng bắp cận giao B73. Phân tích “co-expression network” cho thấy có nhiều TFs, bao gồm lớp protein B2a heat shock factor (HSF) ZmHSF20. Cây non biểu hiện gen đột biến Zmhsf20 tăng cường được chống chịu stress nóng. Bên cạnh đó, chạy trình tự “DNA affinity purification” và “Cleavage Under Targets”, “Tagmentation assays” cho kết quả ZmHSF20 gắn với những promoters của Cellulose synthase A2 (ZmCesA2);ba lớp A của gen Hsf, bao gồm ZmHsf4, đặc trưng cho phiên mã của chúng. Kết quả cho thấy ZmCesA2 và ZmHSF4 làm tăng cường phản ứng với stress nóng, với ZmHSF4 trực tiếp kích hoạt phiên mã của gen ZmCesA2. Thống nhất với kết quả phân tích transcriptome, ZmHSF20 ức chế sự tích tụ cellulose và chèn ép sự biểu hiện củacác gen liên quan đến thành tế bào. Quan trọng hơn là, đột biến kép Zmhsf20 Zmhsf4 biểu hiện làm giảm thermotolerance, đặt ZmHsf4 ở downstream của gen ZmHsf20. Tác giả phác thảo một “mô phỏng” phát triển từ kết quả phản ứng với stress nóng trong cây bắp, theo đó, ZmHSF20 làm cây bắp non thấp hơn chống chịu nóng bằng cách ức chế ZmHsf4 và ZmCesA2, rồi làm cân bằng sự tăng trưởng cây non và hệ thống bảo vệ cây.
Xem https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38573521/
Hình: Phân tích sự biểu hiện đồng thời và hệ thống điều tiết gen đích phản ứng với stress nóng của cây bắp bởi WGCNA. A) Cluster dendrogram, module detection, và kết quả heatmap phổ biểu hiện gen phản ứng với nhiệt độ nóng ở nhiều thời điểm, có xử lý stress nóng B) Phân tích “GO term enrichment” của các gen đích theo “turquoise module” C) Họ gen HSF TF biểu hiện có ý nghĩa trong “turquoise module” D) Hệ thống “co-expression” trên cơ sở “eigengenes” của “turquoise module”. Genbiểu thị hình tròn, đường màu xám biểu thị “gene–gene associations” (false discovery rate < 0.01). Các “hub genes” (TF genes of the Hsf family) với giá trị |weight| > 0.4 biểu thọ bằng hình diamonds. Diamond sizes có nghĩa là |weight| value. |
![]() ![]() ![]() |
[ Tin tức liên quan ]___________________________________________________
|