Phục hồi biến thể STP1 bị mất trong cà chua hiện đại để cải thiện hàm lượng chất rắn hòa tan trong quả

Phân tích liên kết trên toàn bộ bộ gen (GWAS) về hàm lượng chất rắn hòa tan (SSC) trong quả cà chua.

Trong một nghiên cứu được công bố gần đây trên tạp chí Horticulture Research, các nhà nghiên cứu đã thực hiện nghiên cứu tương quan trên toàn bộ hệ gen (GWAS) đối với tính trạng hàm lượng chất rắn hòa tan (SSC) của quả chín đỏ trong một quần thể bao gồm 481 mẫu cà chua có biến thể tự nhiên và tìm thấy một locus tính trạng số lượng mới, STP1, mã hóa protein vận chuyển đường.

Biến thể của STP1 là đột biến thêm hoặc bớt 21bp trong vùng gen khởi động có độ dài 1.124bp vùng ngược dòng của codon khởi đầu, làm thay đổi biểu hiện của nó. Việc chèn thêm cấu trúc STP1^Insertion với phần chèn 21-bp có SSC cao hơn việc sử dụng cấu trúc  STP1^Deletion với việc loại bỏ 21-bp.

Loại bỏ STP1 trong ở dòng cà chua TS-23 có SSC cao khi sử dụng CRISPR/Cas9 đã làm giảm đáng kể SSC trong quả. Các thử nghiệm in vivo và in vitro đã chứng minh ZAT10-LIKE, một yếu tố phiên mã protein (ZFP TF), có thể liên kết chuyên biệt với trình khởi động của STP1^Insertion để tăng cường biểu hiện STP1, nhưng không liên kết với trình khởi động của STP1^Deletion, dẫn đến SSC thấp hơn trong quả cà chua hiện đại. Phân tích đa dạng cho thấy STP1 đã được chọn trong quá trình cải tiến cà chua.

Các tác giả đã xác định được một biến thể xảy ra tự nhiên liên quan SSC ở cà chua và vai trò mới của ZFP TF trong việc điều chỉnh các chất vận chuyển đường. Những phát hiện này làm phong phú thêm sự hiểu biết về quá trình tiến hóa và thuần hóa cà chua, đồng thời cung cấp cơ sở di truyền để nhân giống cà chua ngon.

Bùi Anh Xuân theo Phys.org