Bản đồ liên kết vùng mục tiêu những QTL điều khiển việc cải tiến thành tế bào cây bắp

Nguồn: Theoretical and Applied Genetics, Volume 126, Issue 5, May 2013, p.1151-1165

Audrey Courtial và ctv. thuộc INRA, Pháp đã tiến hành nghiên cứu nhiều QTL có liên quan đến tính trạng phân rả của thành tế bào và hàm lượng lignin, trước đây họ đã tìm thấy trong quần thể con lai cận giao tái tổ hợp (RIL) của tổ hợp lai F288 × F271, bao gồm những QTL chủ lực định vị tại bin 6.06. Họ gặp trở ngại vì khi giải trình tự alen của các gen định vị xung quan vị trí “bin 6.06”, người ta ghi nhận đó là một vùng đơn hình (monomorphous), như vậy các QTL này giống như những bóng ma thoạt ẩn, thoạt hiện (ghost QTLs). Người ta thực hiện kỹ thuật “refining” (bản đồ phân giải cao) vùng của những QTL được tìm thấy trong quần thể, trên cơ sở tạo ra một sự dầy đặt của bản đồ liên kết (linkage map densification) đối với hầu hết những QTL quan trọng, ngay cả ở nhiều vùng chưa được đánh dấu. Kỹ thuật phân tích lập lại các dữ liệu (re-analysis) với một bản độ di truyền có cải tiến (173 markers thay vì 108) cho thấy những QTL bóng ma này định vị ở bin 6.06 được phân ra thành hai vị trí QTL có mặt ở upstream và downstream của vùng đa hình. Vùng trên của bin 0.06 (upstream of bin 6.06) mang những QTL chủ lực, giải thích được 37 - 59 % biến thiên kiểu hình và kéo dàichỉ trong 6 cM, tương đương với khoảng cách vật lý 2.2 Mbp. Trong 92 gen hiện diện ở vùng tương ứng của genome tham khảo cây bắp số B73, chín gen có thể được xem xét như nguyên nhân của việc hình thành tha2nhte61 bào thứ cấp [bHLH, FKBP, laccase, fasciclin, zinc finger C2H2-type và C3HC4-type (hai gen), NF-YB, và WRKY]. Hơn nữa, trên cơ sở bản đồ di truyền có cải tiến như vậy, tám QTLs được phát hiện trong bin 4.09, trong khi đ1o, chỉ có một QTL được ghi nhận bước đầu. Ảnh hưởng tương tác epistasis có ý nghĩa đối với tất cả tính trạng giữa những QTLs này tại bin 4.09 và haiQTLs chủ lực tại bin 6.05. Ba gen có quan hệ với thành tế bào thứ cấp là ZmMYB42, COV1-like, PAL-like hỗ trợ tích cực cho những quãng chứa QTL ở vùng bin 4.09. Kết quả nghiên cứu này, trên cơ sở con lai RIL, làm rõ sự tích cực của kỹ thuật “targeted marker mapping” trên bản đồ di truyền nhằm cải tiến vị trí chính xác của QTL.

Giải trình tự gen trên cơ sở thế hệ kế tiếp de novo, tổng hợp và chú thích trên bộ gen cây đậu phụng Arachis hypogaea L., loại hình Spanish, thông qua bộ transcriptome của toàn thân cây

Nguồn: Theoretical and Applied Genetics, May 2013, Volume 126, Issue 5, pp 1145-1149

Tác giả: Ning Wu, Kanyand Matand, Huijuan Wu, Baoming Li, Yue Li, Xiaoli Zhang, Zheng He, Jialin Qian, Xu Liu, Stephan Conley.

Đậu phụng là cây trồng chính thuộc họ Đậu, là nguồn nguyên liệu quan trọng để chế biến dầu ăn, cung cấp proteins, vitamins, khoáng cho con người, gia súc, làm năng lượng sinh học và các sản phẩm phục vụ cho sức khỏe con người. Nghiên cứu genome cây đậu phụng khá tụt hậu so với cây trồng họ đậu khác, chủ yế do kiến trúc genomic của nó quá thiếu những phần cần thiết, không có đủ công cụ, nguồn tài nguyên di truyền, đặc biệt là sự phức tạp của genome cây đậu phụng. Đây là một nghiên cứu có tính chất đi tiên phong khai thác nhóm đậu phụng Spanish trên toàn bộ transcriptome của nó và nổ lực phát triển cơ sở dữ liệu “unigenes”. Nghiên cứu này áp dụng nhiều công nghệ mới như “normalization” (bình thường hóa) và giải trình tự thế hệ kế tiếp (next-generation sequencing). Trình tự tổng bao gồm 8.308.655.800 nucleotides và phát sinh được 26.048 unigenes; trong đó, 12.302 gen được chú thích (annotated), 8.817 gen được định tính rõ. Số còn lại, 13.746 (52,77 %) unigenes, người ta vẫn chứa biết rõ chức năng của gen. Kết quả này sẽ được ứng dụng như những tham chiếu về trình tự trên cơ sở transcriptome đối với kỹ thuật “expanded transcriptome sequencing” của ba loại hình đậu phụng còn lại là: Valencia, Runner, và Virginia), công việc đang tiếp tục với RNA-seq, phân lập exome, phát triển chỉ thị phân tử (genomic markers). Đây là công cụ vô cùng quan trọng và nguồn tư liệu cho những loài họ đậu khác trong nghiên cứu genome học.

Thực hiện kỹ thuật fine-mapping và phát triển chỉ thị phân tửđối với gen Pi56(t), một gen có domain NBS-LRR liên quan đến tính kháng phổ rộng đối với nấm gây bệnh đạo ôn Magnaporthe oryzae trên cây lúa

Nguồn: Theoretical and Applied Genetics, May 2013, Volume 126, Issue 4, pp 985-998

Tác giả: Liu Y, Liu B, Zhu X, Yang J, Bordeos A, Wang G, Leach JE, Leung H.

Viện Nghiên Cứu Lúa Quốc tế (IRRI)

Locus qBR9.1 (major quantitative trait locus) liên quan đến tính kháng phổ rộng đối với bệnh đạo ôn cây lúa được lập bản đồ trên vùng ~69,1 kb thuộc nhiễm sắc thể số 9, kế thừa đặc tính di truyền của giống lúa Sanhuangzhan No 2 (SHZ-2). Trong vùng này, chỉ có một gen kháng bệnh đạo ôn, với domain NBS (nucleotide binding site) và LRR (leucine-rich repeat). Chỉ thị phân tử đặc biệt tương ứng với gen này đồng phân ly trong quần thể F₂ và F₃ từ tổ hợp lai giữa giống kháng này (SHZ-2) với giống nhiễm Texianzhan 13 (TXZ-13) thông qua dòng kháng hồi giao BC-10. Các tác giả đã ký hiệu gen này là Pi56(t). Phân tích chuỗi trình tự gen cho thấy Pi56(t) mã hóa một protein NBS-LRR có 743 amino acids. Pi56(t) rất nhạy cảm trong phản ứng với các nòi vi nấm gây bệnh đạo ôn trên dòng kháng SHZ-2 và BC-10. Alen tương ứng của Pi56(t) dòng dòng nhiễm bệnh TXZ-13 mã hóa một protein với một NBS domain nhưng không có LRR domain. Nó không hề nhạy cảm với sự tấn công của Magnaporthe oryzae. Có ba chỉ thị phân tử liên quan đến gen kháng, CRG4-1, CRG4-2 và CRG4-3, đã được phát triển. Thêm vào đó, họ đã đánh giá tính đa hình của những marker như vậy giữa những cá thể của quần thể lập bản đồ từ chương trình chọn giống của Châu Á và Châu Phi. Sự có mặt của alen CRG4-2 SHZ-2 đồng phân ly với một kiểu hình kháng đạo ôn trong hai quần thể BC₂F₁ của SHZ-2 lai với IR64-Sub1 và Swarna-Sub1. CRG4-1 và CRG4-3 biểu hiện rất rõ tính đa hình trong 19 giống lúa, điều này chứng minh rằng: người ta có thể áp dụng chọn giống nhờ chỉ thị phân tử đối với gen Pi56(t) trong chương trình cải tiến giống lúa.