Phân tích gwas gen kháng bệnh đạo ôn từ các mẫu phân lập của nấm Magnaporthe oryzae thu thập ở bốn nước Châu Phi

Nguồn: Emmanuel M. Mgonja, Elias G. Balimponya, Houxiang Kang, Maria Bellizzi, Chan Ho Park, Ya Li, Robert Mabagala, Clay Sneller, Jim Correll, Stephen Opiyo, Nicholas J. Talbot, Thomas Mitchell, and Guo-Liang Wang. 2016. Genome-Wide Association Mapping of Rice Resistance Genes Against Magnaporthe oryzae Isolates from Four African Countries. : Phytopathology, November 2016, 106(11): 1359-1365

TÓM TẮT

Bệnh đạo ôn lúa là đối tượng gây hại nghiêm trọng chủ yếu trong sản xuất lúa gạo tại châu Phi. Cho dù chiến lược nghiên cứu gen kháng kinh điển từ cặp lai đơn, có thể giúp chúng ta phân lập gen kháng (R) một cách hữu hiệu hoặc xác định QTL (quantitative trait loci) chứa gen kháng Magnaporthe oryzae, nhưng qui trình lập bản đồ di truyền cần nhiều thời gian và cần nhiều quần thể con lai để nghiên cứu di truyền tính kháng như vậy. Theo báo cáo này, nhóm tác giả đã thực hiện phân tích GWAS (genome-wide association study) để nhanh chóng lập bản đồ gen kháng với 8 mẫu phân lập (isolates) M. oryzae thu thập từ bốn quốc gia ở châu Phi. Hộ đã chủng các mẫu nấm bệnh này lên 162 giống lúa trồng, các giống ấy là thành viên của RDP1 (rice diversity panel 1). Chúng đã được đánh giá kiểu gen trước đó với bộ chip 44K (44,000 single-nucleotide polymorphism), đối với 8 mẫu phân lập nói trên. Kết quả GWAS đã xác định được 31 vùng trong bộ genome cây lúa liên quan chặt đến tính kháng đạo ôn (RABR). Thêm vào đó, họ đã sử dụng kết quả phân tích PCR để xác định mối kết hợp giữa gen Pish và một RABR chủ lực trên nhiễm sắc thể 1 mà chúng có liên quan đến bốn mẫu phân lập M. oryzae. Kết quả đã chứng minh rằng hiệu lực của công cụ GWAS rất tốt giúp chúng ta nhanh chóng xác định gen kháng R bệnh đạo ôn hoặc gen trong những vùng QTL  thể hiện tính kháng có hiệu quả đối với quần thể M. oryzae ở châu Phi. Các chỉ thị SNP được xác định này kết hợp với gen RABR có thể được dùng cho cải tiến giống lúa kháng bệnh đạo ôn ở châu Phi.

Xem http://apsjournals.apsnet.org/doi/full/10.1094/PHYTO-01-16-0028-R

GS. Bùi Chí Bửu lược dịch.

Hình 3: Phân tích GWAS trên cơ sở số liệu tổng thể của “Manhatttan plot” đối với 8 mẫu phân lập (isolates) của Magnaporthe oryzae.

Trục X là vị trí trên genome của SNP; trục Y là “negative logarithm” của xác suất P (mô phỏng GWAS). SNP có kết hợp chặt chẽ với tính trạng mục tiêu có giá trị Y cao hơn đường chuẩn. Mũi tên đỏ chỉ rõ vùng genome đã được xác định có gen kháng RABR