Những phân tích kiểu hình và kiểu gen ở đậu nành rau cung cấp nguồn vật liệu di truyền giá trị cho các chương trình chọn tạo giống tại Hoa Kỳ

Sự đa dạng về kích thước, hình dạng và màu sắc vỏ hạt ở các mẫu giống đậu nành có kích thước hạt lớn được đánh giá nhằm phục vụ công tác chọn giống đậu nành rau (edamame). Một mẫu giống đậu nành thông thường được đặt ở góc dưới bên phải để so sánh, qua đó làm nổi bật kích thước hạt lớn của nguồn vật liệu di truyền đậu nành rau. Nguồn: Chengjun Wu, Rafael Marmo và Caio Canella Vieira, Đại học Arkansas.

Đậu nành rau (edamame) là loại thực phẩm giàu dinh dưỡng, được đánh giá cao nhờ hàm lượng protein, các axit amin thiết yếu, vitamin, khoáng chất và chất xơ. Thị trường đậu nành rau đông lạnh toàn cầu đạt giá trị 200 triệu USD vào năm 2023 và được dự báo sẽ tăng trưởng 34% trong thập kỷ tới. Tuy nhiên, khoảng 70% sản lượng đậu nành rau đông lạnh tại Hoa Kỳ hiện nay vẫn được nhập khẩu từ khu vực Đông Á.

Một thách thức lớn đối với việc mở rộng sản xuất đậu nành rau trong nước là sự khan hiếm các giống có khả năng thích nghi với điều kiện canh tác địa phương, đồng thời đáp ứng kỳ vọng của người tiêu dùng về hình thái hạt, hương vị và chất lượng dinh dưỡng. Nhằm mở rộng nguồn vật liệu di truyền và tài nguyên hệ gen phục vụ công tác chọn giống, các nhà nghiên cứu đã tiến hành đánh giá 223 mẫu giống đậu nành đa dạng thuộc Bộ sưu tập nguồn quỹ gen đậu nành của Bộ Nông nghiệp Hoa Kỳ (USDA) tại bang Arkansas trong hai năm.

Kết quả nghiên cứu đã xác định được 30 mẫu giống có sự kết hợp các tính trạng mong muốn và có giá trị như những nguồn vật liệu di truyền tiềm năng phục vụ cải tiến các giống đậu nành rau thích nghi với điều kiện canh tác địa phương. Phân tích tương quan kiểu hình cho thấy tồn tại mối quan hệ đánh đổi giữa kích thước hạt và khả năng duy trì độ ẩm. Đây là mục tiêu chọn giống quan trọng nhằm duy trì chất lượng hạt, đồng thời tăng tính linh hoạt trong thời điểm thu hoạch và quá trình chế biến. Bên cạnh đó, phân tích liên kết toàn hệ gen (Genome-Wide Association Study- GWAS) đã xác định được 33 đa hình đơn nucleotide (Single-Nucleotide Polymorphisms-SNPs) có liên quan đến các tính trạng hình thái hạt. Các mô hình dự đoán hệ gen cũng đạt độ chính xác từ mức trung bình đến cao đối với phần lớn các tính trạng được đánh giá, cho thấy tiềm năng ứng dụng của phương pháp này trong việc lựa chọn các kiểu gen ưu tú.

Những kết quả nghiên cứu này cung cấp các nguồn tài nguyên di truyền và hệ gen ban đầu, góp phần hỗ trợ công tác phát triển các giống đậu nành rau có chất lượng cao, thích nghi với điều kiện sinh thái từng vùng và đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng của thị trường Hoa Kỳ.

Nguyễn Tiến Hải theo Sciencesocieties.