Nghiên cứu khám phá vai trò của BraRGL1 trong việc điều hòa sự ra hoa và cuống hoa của cải Brassica rapa

Mô hình sơ đồ của con đường GA qua trung gian BraRGL1 điều chỉnh quá trình ra hoa và cuống hoa ở Brassica rapa. Nguồn: Horticulture Research.

Vào tháng 6 năm 2023, nhóm của giáo sư Riyuan Chen thuộc Đại học Nông nghiệp Nam Trung Quốc đã đăng một bài báo nghiên cứu có tựa đề "Vai trò của BraRGL1 trong việc điều hòa sự ra hoa và cuống hoa của cải Brassica rapa" trên tạp chí Horticulture Research.

Trong nghiên cứu này, các tác giả đã thực hiện quá trình gây đột biến di truyền hiệu quả cao bằng cách sử dụng hệ thống chỉnh sửa bộ gen CRISPR/Cas9 đối với các gen BraPDS (phytoene desaturase) và BraRGL1 (protein DELLA). Sự khác biệt về nụ hoa và thời gian bắt đầu nở hoa của các đột biến mất chức năng BraRGL1 đã được cải thiện đáng kể.

Sự biểu hiện của protein điều hòa GA (BraGASA6), gen liên quan đến sự ra hoa (BraSOC1, BraLFY), protein mở rộng (BraEXPA11) và gen endotransferase xyloglucan (BraXTH3) cũng được điều chỉnh tăng đáng kể ở những đột biến này. Các dòng biểu hiện quá mức BraRGL1 hiển thị các kiểu hình tương phản. Các đột biến BraRGL1 nhạy cảm hơn với tín hiệu GA. BraRGL1 tương tác với BraSOC1 và cường độ tương tác giảm sau khi xử lý GA₃.

Ngoài ra, BraRGL1 đã ức chế khả năng kích hoạt phiên mã của BraSOC1 đối với các gen BraXTH3 và BraLFY, nhưng sự hiện diện của GA₃ đã tăng cường khả năng kích hoạt của BraSOC1, cho thấy rằng môđun BraRGL1-BraSOC1 điều hòa quá trình ra hoa và cuống hoa của cải Brassica rapa thông qua quá trình tải nạp tín hiệu GA. Do đó, các nhà nghiên cứu đã đưa ra giả thuyết rằng BraRGL1 bị suy giảm và BraSOC1 được giải phóng với sự có mặt của GA₃, giúp thúc đẩy sự biểu hiện của BraXTH3 và BraLFY, do đó tạo ra sự phát triển thân ở Brassica rapa.

Hơn nữa, đột biến BraRGL1-M đã thúc đẩy sự phân hóa chồi hoa mà không ảnh hưởng đến chất lượng cuống. Do đó, BraRGL1 có thể đóng vai trò là mục tiêu có giá trị cho việc nhân giống phân tử của các giống chín sớm, cung cấp cơ sở khoa học cho các chiến lược nhân giống để kiểm soát tính trạng quan trọng này.

Bùi Anh Xuân theo Phys.org