Yếu tố phiên mã SBP-box của bộ gen cây bắp “unbranched2” và “unbranched3” ảnh hưởng đến các thành phần quyết định năng suất thông qua sự điều hòa tượng khối sơ khởi nhánh ngang
Thứ bảy, 03-01-2015 | 06:53:22
|
George S. Chuck, Patrick J. Brown, Robert Meeley, and Sarah Hake MỨC ĐỘ Ý NGHĨANăng suất cây trồng tùy thuộc rất lớn vào số lượng khối sơ khởi nhánh ngang (lateral primordia) được hình thành khi trổ bông. Trong bộ gen cây bắp, đột biến “unbranched”, tượng khối sơ khởi nhánh ngang được hình thành khá nhiều trong tế bào gốc định vị tại trung tâm sinh mô (meristem). Sau cùng, đột biến sinh mô unbranched không đủ số tế bào để tái sinh mô và kết thúc trước khi chín. Nghiên cứu cho thấy các yếu tố phiên mã lập lại (duplicate) unbranched2 và unbranched3 chia sẻ chức năng cùng nhau để làm giảm mật độ tượng khối sơ khởi nhánh ngang, sau đó cá tế bào gốc có đủ thời gian để tái sinh. Các biến thể của gen unbranched3 ảnh hưởng đến các khía cạnh khác nhau trong tượng khối sơ khởi nhánh ngang điều khiển năng suất cây trồng. TÓM TẮTSự phân ra hoa đực và hoa cái của cây bắp cho thấy khả năng của việc điều hòa độc lập của những tính trạng quyết định năng suất. Ví dụ, số nhánh cờ (tassel branch number) điều khiển số lượng hạt phấn, độ dài của thời gian ra hoa, bên cạnh đó, số hạt trên một hàng bắp ảnh hưởng trực tiếp đến năng suất bắp. Những đột biến của yếu tố phiên mã SBP-box lặp đoạn gen unbranched2 (ub2) và ub3 ảnh hưởng cả hai tính trạng nêu trên. Những đột biến kép có chức năng làm giảm số nhánh gié cờ và làm tăng số hàng bắp, cả hai tính trạng này bị kích hoạt bởi đột biến mất gen tasselsheath4 (tsh4). Hơn nữa, đột biến “triple” làm gia tăng chồi thân và lá bắp – kiểu hình giống như đột biến Corngrass1 từ sự ức chế của gen SBP-box. Định vị theo kiểu “immunolocalization” của protein UB2 và UB3 cho thấy có sự tích lũy thông qua sinh mô đỉnh nhưng không có đoạn phân tử hiện diện của domain chính giữa sinh mô này, nơi ấy, tế bào tái sinh. Do đó, ub2, ub3, và tsh4 có chức năng như những “redundant factors” hạn chế bớt mật độ của sự kiện phân hóa tế bào đến những domain phân nhánh ngang của sinh mô. Nếu những gen ấy bị đột biến, các tế bào sẽ bị phân chia thành những khối sơ khởi nhánh ngang (lateral primordia) với mức độ cao hơn nhiều, tạo nên một mất mát về số lượng tế bào từ domain trung tâm và kết thúc giai đoạn tiền trưởng thành của phát hoa. Locus ub3 gần như kết gắn yếu với QTL qui định số hàng bắp hạt và số nhánh gié cờ trong cả hai quần thể NAM (nested association mapping) và B73 từ các quần thể Mo17 (IBM) của các dòng bắp cận giao tái tổ hợp (RILs), điều đó khẳng định gen này co thể quan trọng đối với tính trạng nông học mong muốn. Phân tích QTL về bắp và cờ qua các quần thể con lai giữa hai bố mẹ cho thấy rằng những đột biến trong gen ub3 có tính chất độc lập trong điều hòa sự phát triển hoa đực và hoa cái.
GS. Bùi Chí Bửu lược dịch.
Xem: http://www.pnas.org/content/111/52/18775.abstract.html?etoc Tạp Chí PNAS 30-12-2014 vol. 111 no. 52: 18775–18780
Hình 2. Kiểu hình của hoa bắp đột biến ub2 và ub3. (A) Kiểu hình cờ bắp của alen đột biến ub2 và ub3; ub2-mum1, ub3-mum1, và thể đột biến kép trong quần thể con lai W22 cận giao. Đột biến ba (triple-mutant) của cờ bắp trong quần thể W22 biểu thị trong Inset. (B) Kiểu hình bắp của W22 và những thể đột biến kép. (C) Razor blade hand sections ở điểm giữa của bắp trong C. Dấu hoa thị chỉ số hàng hạt bắp. (D) Hạt bắp hữu thụ của thể đột biến kép so với với dòng nguyên thủy của nó WT A619. (E) Cây bắp trưởng thành trên ruộng của quần thể W22, ub2, ub3, và thể đột biến kép. (F) Cây bắp trưởng thành trên ruộng của tsh4 và thể đột biến kép, đột biến ba phối hợp nhau trong quần thể W22 cho thấy có xu hướng tăng số chồi thân (tillering). |
Trở lại In Số lần xem: 3384 |
[ Tin tức liên quan ]___________________________________________________
|