Người ta đã thu hoạch nho khoảng gần 8.000 năm. Tất cả các loại nho hoang dã là cây đơn tính, với hoa đực và hoa cái trên các cây khác nhau. Sự ra đời của hoa lưỡng tính, là do thực vật có các bộ phận chức năng của hoa đực và cái, đóng một vai trò quan trọng trong việc thuần hóa. Bây giờ các nhà nghiên cứu của UC Davis đã phát hiện ra di truyền đằng sau của quá trình này. Hình ảnh cho thấy nho trong một vườn nho tại UC Davis. Thực hiện bởi: Gregory Urquiaga / UC Davis.

Các chuyên gia thực vật tại UC Davis đã xác định cơ sở di truyền của việc xác định giới tính ở cây nho, một trong những cây trồng lâu đời nhất và có giá trị nhất trên toàn thế giới.

Trong nghiên cứu mới được công bố trên tạp chí Nature Communications, giáo sư nghiên cứu về rượu vang và trồng nho Dario Cantu và Mélanie Massonnet, tác giả chính và nhà nghiên cứu Sau tiến sĩ trong phòng thí nghiệm của Cantu, đã đề xuất một mô hình mới về tiến hóa giới tính trước và trong quá trình thuần hóa cây nho gần 8.000 năm trước. Công việc của họ có thể có ứng dụng rộng rãi trong nhân giống nho và các loài thực vật khác.

Tất cả các loài nho hoang dã (chi Vitus) đều là cây đơn tính, có nghĩa là hoa đực và hoa cái nằm trên các cây riêng biệt. Các cá thể đực mang hoa với nhụy hoa giảm và cây nho cái có hoa với các nhị hoa và bao phấn tác động trở lại tạo ra các hạt phấn vô tính.

Chỉ một loài Vitis, cây nho Vitis vinifera ssp. vinifera được trồng, đã trở lại lưỡng tính, dẫn đến sự ra đời của những cây nho mang hoa hoàn hảo với cả nhụy hoa và nhị hoa chức năng.

"Luôn luôn là một thách thức lớn để xác định các gen và đột biến dẫn đến sự phân biệt giới tính thực vật", Cantu lưu ý. "Chúng tôi cho thấy đặc điểm thuần hóa quan trọng của hoa lưỡng tính ở cây nho có thể được xác định bằng hoạt động của hai gen riêng biệt có trong một locus liên kết giới tính".

So sánh các gen xác định giới tính ở nho hoang dã và nội địa

Để tiết lộ các cơ chế phân tử liên quan đến xác định giới tính, các nhà nghiên cứu đã xây dựng bộ gen của giống nho hoang dại gồm ba đực và hai cái và năm loại giống thuần chủng lưỡng tính, bao gồm bộ gen quy mô nhiễm sắc thể của Cabernet Sauvignon (giống nho được trồng rộng rãi nhất trên thế giới). Họ đã so sánh cấu trúc của locus xác định giới tính, trình tự và gen giữa các cá thể lưỡng tính, cái và đực.

"Lượng dữ liệu chưa từng có được tạo ra ở đây hỗ trợ cho một mô hình xác định giới tính trong đó các đột biến vô tính ở cái chiếm ưu thế và đực có hướng thục lùi ở các cá thể lưỡng tính tổ tiên đã tạo ra các loài hoang dã còn sót lại đơn tính và một sự kiện tái tổ hợp hiếm gặp trong quá trình thuần hóa dẫn đến lưỡng tính ở các cây nho trồng, "Cantu cho biết. "Từ những phát hiện của chúng tôi, chúng tôi đề xuất rằng các cá thể cái phát sinh từ việc xóa gen trong gen cần thiết cho sự nảy mầm của phấn hoa, trong khi nổi lên cây nho đực xuất hiện từ đột biến trội ở gen thứ hai, dẫn đến vô tính cái".

Những phát hiện và phương pháp được áp dụng đặc biệt có giá trị cho những nỗ lực nhân giống nho và để thúc đẩy sự hiểu biết về xác định giới tính ở nho và các loài thực vật khác.

Nguyễn Thị Quỳnh Thuận theo Phys.org