​

Chú thích: Ray Ming (trái), giáo sư về ngành sinh học thực vật tại Đại học Illinois, sinh viên cao học Robert VanBuren và các cộng sự đã giải trình tự bộ gen loài sen thiêng liêng. Ảnh: L. Brian Stauffer

Hiện nay, các nhà nghiên cứu báo cáo trong tạp chí Genome Biology rằng, họ đã giải trình tự bộ gen của cây sen, và kết quả đem lại hiểu biết sâu sắc về trung tâm của một số bí ẩn xoay quanh loài sen này. Việc giải trình tự cho thấy rằng, trong tất cả các thực vật được giải trình tự cho đến nay, thì loài sen thiêng liêng có sự tương đồng gần nhất với tổ tiên của tất cả thực vật hai lá mầm, với một nhóm lớn các thực vật có hoa bao gồm táo, bắp cải, cây xương rồng, cà phê, vải bông, nho, dưa, đậu phộng, bạch dương, đậu nành, hướng dương, thuốc lá và cà chua.

Dòng thực vật này bao gồm hoa sen linh thiêng tạo thành một nhánh riêng biệt trong phả hệ thực vật hai lá mầm, và do đó thiếu sự nhân ba của bộ gen được quan sát thấy ở hầu hết các thành viên khác của họ này, giáo sư Ray Minh cho biết. Ông thực hiện phân tích cùng với Jane Shen-Miller, một giáo sư về thực vật và sinh học tại Đại học California ở Los Angeles (người làm nảy mầm một hạt sen thiêng liêng 1.300 tuổi) và Shaohua Li, giám đốc Vườn bách thảo Vũ Hán tại Học viện Khoa học Trung Quốc.

"Sao chép toàn bộ hệ gen - nhân đôi, nhân ba (hoặc nhiều hơn) toàn bộ khả năng di truyền của một sinh vật - là một việc quan trọng trong quá trình tiến hóa của thực vật, " Minh giải thích. Một số gen nhân đôi giữ lại cấu trúc và chức năng ban đầu của chúng, và do đó tạo ra nhiều hơn một sản phẩm gen nhất định – ví dụ như một protein. Một số dần dần thích nghi các dạng mới để đảm nhận chức năng mới. Nếu những thay đổi đó có lợi, thì các gen này tồn tại, nếu chúng có hại, thì chúng biến mất khỏi bộ gen.

Nhiều loại cây trồng nông nghiệp có lợi từ việc sao chép bộ gen, bao gồm chuối, đu đủ, mía, dâu tây, dưa hấu và lúa mì, Robert VanBuren, một sinh viên cao  học trong phòng thí nghiệm của giáo sư Ming và cộng tác viên cho nghiên cứu này, cho biết.

Mặc dù thiếu đi việc nhân ba kéo dài 100 triệu năm tuổi trong bộ gen của mình mà có ở hầu hết các thực vật hai lá mầm khác, nhưng loài sen thiêng liêng có sự sao chép độc lập và toàn bộ hệ gen cách đây khoảng 65 triệu năm trước đây, theo các nhà nghiên cứu phát hiện. Một tỷ lệ lớn các gen nhân đôi (khoảng 40%) đã được giữ lại, theo bản báo cáo nghiên cứu cho biết.

"Một điều thú vị về việc sao chép này là chúng tôi có thể xem xét các gen đã được giữ lại và xem liệu chúng có nằm trong các quá trình cụ thể hay không," VanBuren cho hay. Ví dụ như, các nhà nghiên cứu đã tìm thấy bằng chứng cho thấy các gen nhân đôi mà liên quan đến sự hình thành sáp (cho phép cây đẩy nước và luôn sạch bóng) và tồn tại trong một môi trường sống trong nước thiếu chất khoáng đã được giữ lại.

Bằng cách xem xét những thay đổi trong các gen nhân đôi, các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng hoa sen có tỷ lệ biến dị chậm so với các cây khác, giáo sư Minh cho hay. Những tính trạng này khiến cho hoa sen trở thành một cây tham khảo lý tưởng cho việc nghiên cứu các thực vật hai lá  mầm khác, các nhà nghiên cứu cho biết.

Xem thêm tại http://www.eurekalert.org/pub_releases/2013-05/uoia-slg051013.php

Thanh Vân - Dostdongnai, Theo Eurekalert.