Hua Zhang · Lian Duan · Ji‑Song Dai · Chang‑Quan Zhang · Juan Li · Ming‑Hong Gu · Qiao‑Quan Liu · Ying Zhu

Theor. And Appl. Genetics (2014) 127:273–282

TÓM TẮT

Tác giả tìm thấy 4 QTLs có chức năng duy trì hàm lượng amylose của gạo khi nhiệt độ tăng cao bằng cách tăng cường hoạt động splicing một cách có hiệu hóa đối với gen Wx.

Hàm lượng amylose được điều khiển bởi gen Wx. Đây là tính trạng chủ đạo quyết định phẩm chất nấu nướng và phẩm chất cơm của giống lúa nào đó. Trong suốt giai đoạn vào chắc của hạt, nhiệt độ nóng của khí quyển có thể làm tổn thương phẩm chất hạt bằng cách làm giảm hoặc một cách có ý nghĩa hàm lượng amylose trong nhiều giống lúa. Các tác giả chứng minh về mặt di truyền học rằng: sự thể hiện gen Wx và hàm lượng amylose ở nhiệt độ nóng high, có nhiều QTL đóng vai trò điều hành. Họ đã thực hiện một kỹ thuật được gọi là “genome-wide survey” trên một quần thể con lai CCSLs (chromosome segment substitution lines). Quần thể này mang các đoạn phân thể có trên các nhiễm sắc thể mục tiêu của giống lúa indica chống chịu nóng 9311 lai với giống lúa japonica rất nhạy cảm với nhiệt độ nóng “Nipponbare”, Bốn QTLs đó là QTls, qHAC4, qHAC8a, qHAC8b và qHAC10. Chúng có vai trò làm giảm các ảnh hưởng bất lợi đến hàm lượng amylose ở điều kiện nhiệt độ cao. Chúng được xác định nằm trên nhiễm sắc thể số 4, 8, 8 và 10, theo thứ tự. QTL chủ lực qHAC8a, có giá trị LOD cao (6,196), được xây dựng bản đồ vật lý tại một đoạn phân tử ngắn (small chromosome segment: ~300 kb). Quần thể các dòng con lai CSSLs mang những QTL: qHAC8a, qHAC8b và/hoặc qHAC4 từ giống lúa 9311 có hiệu quả “splicing: cao đối với phân tử pre-mRNA của gen Wx. Chúng được xem như có chức năng làm ổn định hàm lượng amylose khi nhiệt độ nóng xảy ra. Do đó, nếu gia tăng được hiệu quả thúc đẩy tiến trình pre-mRNA đối với gen Wx, đây sẽ là một cơ chế điều tiết vô cùng quan trọng duy trì được hàm lượng amylose của giống lúa ở điều kiện nhiệt độ cao. Hơn nữa, đây là kết quả đóng góp về mặt lý thuyết làm cơ sở cho nhà chọn giống lúa chống chịu nóng.

Xem chi tiết tại  http://link.springer.com/article/10.1007/s00122-013-2216-4

GS. Bùi Chí Bửu lược dịch.

Hình 2.  Bản đồ QTL hàm lượng amylose trong hạt gạo khi phản ứng với nhiệt độ khí quyển nóng (HT).

Hình 2A: Bản đồ QTL hàm lượng amylose trong điều kiện nhiệt độ nóng với kiểu phân tích :Single-QTL. Giá trị LOD có ý nghĩa tại 1.000 vị trí (1,000 permutations) (LOD = 3,79, p = 0,01); mũi tên chỉ ra các vị trí đánh dấu.

Hình 2B: Bản đồ vật lý của những QTLs trong bộ gen cây lúa. Các thanh màu xám biểu hiện cho các “substituted segments” từ giống cho gen kháng và thành trống biểu hiện cho những đóng góp từ nhiễm sắc thể của giống Nipponbare. Giá trị DD của các dòng CSSL (chromosome segment sub-stitution lines) được xem xét thông qua đánh giá kiểu hình.