Nguồn: Liu MS, Kuo TC, Ko CY, Wu DC, Li KY, Lin WJ, Lin CP, Wang YW, Schafleitner R, Lo HF, Chen CY, Chen LF. 2016. Genomic and transcriptomic comparison of nucleotide variations for insights into bruchid resistance of mungbean (Vigna radiata [L.] R. Wilczek). BMC Plant Biol. 2016 Feb 17;16(1):46. doi: 10.1186/s12870-016-0736-1.

Nguyên tắc chung: Đậu xanh (Vigna radiata [L.] R. Wilczek) là cây trồng họ đậu rất quan trọng vì giá trị dinh dưỡng cao của nó ở Nam Á và Đông Nam Á. Đậu xanh rất dễ nhiễm với côn trùng trong kho dự trữ ví dụ như con mọt  bruchids (Callosobruchus spp.). Một vài mẫu giống đậu xanh hoang dại và bản địa biểu hiện được tính kháng mọt đậu xanh. So sánh genomic và transcriptomic giống đậu xanh kháng mọt và giống đậu xanh nhiễm mọt giúp chúng ta xác định được gen kháng Br đối với côn trùng này và cung cấp những kiến thức cần thiết về di truyền tính kháng mọt bruchid của đậu xanh.

KẾT QUẢ

Kích thước genome của vùng chứa gen kháng này là 61 Mb (mega base pairs) trong tất cả những mẫu giống đậu xanh thử nghiệm. Thực hiện kỹ thuật NGS (next generation sequencing) bởi kỹ thuật tổng hợp lại các đoạn de novo trong genome của dòng cận giao kháng bruchid số 59 (RIL59) cho thấy có hơn 42.000 gen. So sánh ở mức độ transcriptomic các dòng bố mẹ kháng và nhiễm bruchid + các dòng con lai của chúng đã xác định được 91gen biểu hiện rất khác nhau DEGs (differentially expressed genes). Chúng được chia thành 17 gen chủ lực và 74 gen thứ yếu liên quan đến tính kháng. Các tác giả bài viết này đã tìm thấy 408 biến thiên của nucleotide (NVs) giữa dòng kháng và dòng nhiễm bruchid trong vùng quét ở mức độ 2 kb (kilo base pairs) của những promoters thuộc 68 DEGs. Hơn nữa, 282 NVs đã được người ta xác định trên exons của 148 SCPs (sequence-changed-protein genes: gen mã h1a protein có chuỗi trình tự thay đổi). Những DEGs và SCPs chứa những gen có liên quan đến tính kháng, đến Tes (transposable elements) và chu trình biến dưỡng có tính chất bảo tồn. Một số lớn các gen àny đã được lập bản đồ trong một vùng định vị trên nhiễm sắc thể số 5. Những chỉ thị phân tử gắn với các variants của những gen giả định kháng với bruchid có tính chất xét nghiệm (diagnostic) rất mạnh mẽ phục vụ tìm giống kháng mọt đậu xanh.

KẾT LUẬN:

Trong quá trình tìm kiếm gen kháng bruchid, nhóm tác giả đã tìm thấy một cơ chế bảo tồn và các nguyên tố chuyển vị TEs có thể xem chúng như những “modifier factors” đối với tính kháng mọt đậu xanh. Trình tự của bộ genome của dòng kháng bruchid cận giao, những gen ứng cử viên và biến thiên trình tự gen ở vùng có chứa promoters và exons với tính kháng có điều kiện theo giả định, các chỉ thị phân tử phát hiện các variants ấy có thể được sử dụng để phát triển giống đậu xanh kháng mọt trong kho vựa.

Xem http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/26887961

GS Bùi Chí Bửu lược dịch

Hình 3: Sơ đồ biểu thị các mức độ chức năng của DEGs và SCPs (sequence-changed-protein genes).

DEGs (a) và SCPs (b) được xếp lớp theo chức năng trên cơ sở chú thích (annotation) và những domain giả định của protein mà chúng tạo nên. Số gen của mỗi hạng mức được biểu thị trong khung ngoặc đơn