Nguồn: Merot-L'anthoene V, Tournebize R, Darracq O, Rattina V, Lepelley M, Bellanger L, Tranchant-Dubreuil C, Coulée M, Pégard M, Metairon S, Fournier C, Stoffelen P, Janssens SB, Kiwuka C, Musoli P, Sumirat U, Legnaté H, Kambale JL, Ferreira da Costa Neto J, Revel C, de Kochko A, Descombes P, Crouzillat D, Poncet V. 2018. Development and evaluation of a genome-wide Coffee 8.5K SNP array and its application for high-density genetic mapping and for investigating the origin of Coffea arabica L. Plant Biotechnol J. 2018 Dec 24. doi: 10.1111/pbi.13066.

TÓM TẮT

Loài cà phê Coffea canephora P. (robusta) và C. arabica L. (Hình: bông và hạt của Arabica) là loài cây trồng quan trọng của vùng nông nghiệp nhiệt đới. Loài C. arabica có bản chất di truyền tế bào là “allotetraploid” (2n = 4x = 44) có nguồn gốc từ sự lai chéo của hai loài lưỡng bội C. canephora và C. eugenioides (2n = 2x = 22). Thật lý thú, tổ tiên của chúng mang đặc biệt biến dị di truyền ở mức độ cao và trở thành nguồn gen quan trọng làm cho loài C. arabica  có nền tảng di truyền khá đa dạng. Ở đây, các nhà nghiên cứu đã mô tả sự phát triển, kết quả đánh giá và sử dụng công cụ bộ chỉ thị “SNP array” trên nhiều cá thể cây cà phê. Có tất cả 8.580 chỉ thị SNPs độc nhất và phản ánh thông tin rất tốt được sang lọc từ số liệu chạy trình tự DNA trên hệ gen cây C. canephora và C. Arabica. Người ta tìm thấy 40% chỉ thị SNP định vị trên những loci có khả năng đọc được chú thích của gen (annotation). Đặc biệt là, bộ “array” này có 227 markers gắn liền với 149 gen qui định những tính trạng nông học quan trọng cho cây cà phê chè. Trong số ấy, có 7.065 chỉ thị SNPs (~82.3%) được đánh giá theo thang điểm chuẩn; phân bố rải rác trong toàn hệ gen, với khoảng cách trung bình giữa những chỉ thị là 54.4 Kb. Căn cứ kết quả chạy trên bộ array này, người ta đã cải tiến bản đồ di truyền phân giải cao của hệ gen cây cà phê vối “Robusta” bằng cách bổ sung thêm 1307 chỉ thị SNP markers, trong khi đó có 945 chỉ thị SNPs được tìm thấy đang phân ly ở bản đồ dòng con lai của cà phê chè “Arabica”. Một panel của những mẫu giống thuộc loài cà phê C. canephora đã được tách biệt thành công và có hơnr 70% of chỉ thị phân tử SNP được chuyển đổi thành công chung cho cả 3 hệ gen của các loài cây cà phê nói trên. Thêm vào đó, hệ gen phụ (subgenome) dẫn xuất từ  canephora thành C. arabica được quan sát thấy có vẻ gần với các mẫu giống thuộc loài C. canephora tại vùng Bắc của Uganda hơn so với các quần thể cà phê hiện đang sử dụng khác. Kết quả này minh chứng rằng các chỉ thị phân tử SNP và bản đồ di truyền phân giải cao sẽ rất hữu dụng cho di truyền phân tử và cho nội dung cải tiến giống cà phê sau này.

GS. Bùi Chí Bửu lược dịch.

Xem: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/30582651

Hình 2: Phân bố di truyền của hệ gen theo công cụ “Coffee8.5K array SNPs”. (a) Phân bố trong hệ gen của 8580 chỉ thio5 phân tử SNPs, tổng hợp trên bộ array của 11 pseudo‐chromosomes và nhiễm sắc thể ảo (virtual pseudo‐chromosome 0) của những trình tự DNA chưa được neo giữ (unanchored sequences). Mỗi “pseudo‐chromosome” này được xác định có bao nhiêu SNPs markers trên từng loài cà phê (C. arabica, Ara hoặc C. canephora, Can), khoảng cách trung bình giữa những markers và mật độ của những chỉ thị phân tử liên quan đến kích thước của “pseudo‐chromosome”. (b) Bản đồ di truyền phân giải cao của C. canephora thong qua quần thể con lai BP409xQ121, có 11 nhóm lien kết (linkage groups). SNP markers (1307) được ghi nhận từ công cụ “Coffee8.5K array” biểu thị bằng màu đỏ.