Tuần tin khoa học 977 (26/1 - 1/2/2026)

Mất đoạn 6-bp của gen SmFAP1 làm thay đổi domain R2R3-MYB, và làm mất khả năng gắn kết DNA, dẫn đến thiếu anthocyanin ở vỏ trái cà tím

Nguồn: Wenqian Hou, Hengya Wang, Weiwei Zhao, Xinru Jia, Jiaqi Zhang, Jiajia Yang, Cailing Bian, Yangshuo Huang, Tao Xu & Lei Zhang. 2026. A 6-bp deletion in the R2R3-MYB domain of the SmFAP1 gene disrupts DNA-binding capacity and leads to anthocyanin deficiency in eggplant peels.Theoretical and Applied Genetics; January 19 2026; vol. 139; article 39

Triệu chứng thiếu anthocyanin ở vỏ trái cà tím là kết quả từ sự kiện biến thể di truyền tự nhiên ở locus SmFAP1, bao gồm đốt biến mất đoạn 6-bp làm xáo trộn phân tử DNA và làm biến thể alen thứ hai theo kiểu đột biến “loss-of-function”, alen này có thể giúp thực hiện MAS (chọn giống nhờ chỉ thị phân tử). Anthocyanins, là những sắc tố có nhiệm vụ tạo thành màu tím của vỏ trái cà tím, ảnh hưởng đáng kể đến thị hiếu người tiêu dùng và giá trị thị trường. Tuy nhiên, cơ sở di truyền của biến thể này trong tự nhiên, đặc biệt là tác động của đột biến alen như vậy, người ta chưa biết rõ ràng. Theo kết quả này, tác giả tìm thấy sự hiện diện của anthocyanin được kiểm soát bởi một gen trội, cùng vị trí với QTL FAP10.1. Sử dụng kỹ thuật BSR-seq và linkage mapping, người ta xác định được gen SmFAP1, mã hóa protein TF có tên là R2R3-MYB, như một gen đích tại locus ấy. Kết quả phân tích trình tự DNA của alen không chức năng, Smfap1-1, từ một vật liệu bố mẹ có vỏ trái màu xanh cho thấy có sự mất đoạn 6-bp làm mất đi 2 amino acids (R44 và A45) của domain protein R2R3-MYB. Minh chứng về chức năng gen nhờ kỹ thuật biểu hiện “transient” trong hệ gen cây mô hình (thuốc lá) Nicotiana benthamiana và kỹ thuật “chuyển nạp ổn định” trong hệ gen cây cà chua cho thấy rằng SmFAP1 tăng hoạt các gen sinh tổng hợp anthocyanin rồi làm gia tăng sự tích tụ chất anthocyanin, trong khi, gen Smfap1-1 không làm được điều đó. Xét nghiệm phân tử sâu hơn khẳng định rằng chính đột biến kiểu “loss-of-function” là nguyên nhân của sự xáo trộn khả năng protein để gắn kết với những promoters của gen làm ra cấu trúc anthocyanin Marker CAPS có tính chất đồng trội tại đích đến phân tử mất đoạn 6-bp này là chỉ thị InDel biểu hiện kết hợp có ý nghĩa với biến dị di truyền “mày vỏ trái” của tập đoàn cà tím với 238 mẫu giống, xác định được sự đóng góp của nó với biến thể tự nhiên. Hơn nữa, alen đột biến “loss-of-function” có tính bổ sung, Smfap1-2, được xác định trong các mẫu giống cà không có màu tím thiếu sự mất đoạn nói trên, mang đoạn phân tử bị mất 26-bp đoạn này làm xáo trộn sự kiện splicing (cắt rời intron và gắn lại các exon); và đột biến dịch khung (frameshift) chèn vào sẽ dẫn đến kết quả “stop codon” dừng lại sớm. Kết quả là luận cứ khoa học về di truyền tính trạng vỏ trái cà tím có màu sắc biến động hết sức đa dạng, cung cấp công cụ thực tiễn phục vụ nội dung “marker-assisted breeding” để cải tiến giống cà tím có phẩm chất tốt và dinh dưỡng cao.

Xem https://link.springer.com/article/10.1007/s00122-026-05149-1

Nghiên cứu transcriptomics có tính so sánh của tính trạng tích tụ anthocyanin accumulation ở vỏ hạt bắp tím

Nguồn: Anderson A. Holly, Paulsmeyer N. Michael & Juvik A. John. 2026. Comparative transcriptomics of anthocyanin accumulation in the pericarp of pigmented purple corn. Theoretical and Applied Genetics; January 17 2026; vol. 139; article 37

Kỹ thuật RNA-seq, bulked segregant analysis, định lượng anthocyanin, và WGCNA đã xác định được Pl1, Lc1, P1, và Wrky33 là những yếu tố điều tiết quan trọng để tăng cường hàm lượng anthocyanin của vỏ quả ngô (maize pericarp). Anthocyanins là sắc tố thực vậtcó thể được sử dụng làm màu thực phẩm tự nhiên (natural food colorants). Người ta phát triển dòng bắp Midwestern, có màu tím với hàm lượng anthocyanin gia tăng một cách độc đáo với tế bào mô vỏ hạt: hai dòng bắp near-isogenic cho ra dòng cận giao ưu việt B73 và Mo17 (B73 đã chuyển đổi màu và Mo17 đã chuyển đổi màu, theo thứ tự) cộng với hai dòng cận giao tái tổ hợp (RILs) với phổ biểu hiện anthocyanin đa dạng (Amazonas và Maize Morado). Trong thí nghiệm 1, một “time-series”, phân tích RNA-sequencing (RNA-seq) của hầu hết mô vỏ hạt bắp được tiến hành trên 3 dòng bắp có màu (B73 Color Converted, Amazonas, và Maize Morado). Kết quả xét nghiệm UHPLC (Ultra-High-Pressure Liquid Chromatography: sắc ký lỏng siêu cao áp) xác định được một sự gia tăng đáng kể anthocyanin tích lũy giữa thời kỳ 15 và 20 ngày sau khi tung phấn (DAP) của dòng bắp có màu. Kết quả phân tích BSA (bulk segregant analysis) phát hiện được Leaf color1 (Lc1) và Purple plant1 (Pl1) như những nguồn đóng góp chínhtạo nên màu sắc vỏ hạt bắp của dòng bắp B73 Color Converted. Những loci bổ sung Bronze2 (Bz2) và Pericarp color1 (P1) cũng được cho tính trạng bởi bố mẹ có màu tím. Trong thí nghiệm 2, kết quả RNA-seq thực hiện trên hạt ngô ở 18 ngày sau khi tung phấn (DAP) từ bốn dòng bắp có sắc tố (B73 Color Converted, Mo17 Color Converted, Amazonas, và Maize Morado), rồi so sánh màu sắc và  thành phần vỏ hạt bắp không sắc tố từ trộn lại các hạt của nhiều cá thể. Điều tiết theo kiểu “up” của gen Lc1, Pl1, và P1 cho thấy phức hợp protein MBW rất khác biệt trong vỏ hạt bắp có màu. Phân tích tương quan của các phần vỏ hạt sau 18 ngày bắp tung phấn (18 DAP pigmented pericarp fractions) cho thấy biểu hiện mạnh mẽ của những “anthocyanin transporters”, Bz2 và Multidrug resistance-associated protein3 (Mrpa3), bên cạnh, có một TF ứng cử viên  với thuật ngữ: WRKY-transcription factor 33 (Wrky33). Những gen ứng cử viên này có thể được dùng  trong chương trình lai tại giống bắp như một nguồn vật liệu tự nhiên làm phẩm màu thực phẩm và đồ uống, cải tiến cách suy nghĩ của chúng ta về cơ chế hình thành màu sắc vỏ hạt bắp.

Xem https://link.springer.com/article/10.1007/s00122-025-05137-x

Gen IbMYB1-4 điều tiết tích cực tính trạng thân tím của khoai lang và ảnh hưởng đến màu sắc lá thông qua hiệu ứng về lượng của sự kiện biểu hiện gen

Nguồn: Fang Dong, Yanlan Huang, Wen Dong, Ya Zhang, Shidong Kang, Wei Xiang, Jiawen Yao, Yangcang Gong, Chaofan Zhang, Qiang Li & Daowei Zhang. 2026. IbMYB1-4 positively regulates purple stem and influences leaf color via dosage effect of gene expression in sweet potato (Ipomoea batatas (L.) Lam.).TAG; January 19 2026; vol. 139; article 40

Trong cây khoai lang, biến dị di truyền số lượng của sắc tố anthocyanin cho ra một phổ biểu hiện màu liên tục (continuous color spectrum) là nền tảng của khoai lang kiểng (trang trí) và chất lượng dinh dưỡng. Dù ho nhiều nghiên cứu trước đây xác định được biểu hiện của gen IbMYB1 là cần thiết cho sắc tố màu tímtrong ngân hàng giống bố mẹ, nhưng gen này có trong rất nhiều bản sao chép với genome đa bội thể, dẫn đến sự phúc tạp về di truyền mà chưa ai hiểu hết được cho đến giờ. Các tác giả đã tìm thấy genome lục bột thể của cây khoai lang có ít nhất 5 bảo sao chép của gen IbMYB1, ký hiệu là IbMYB1-1, IbMYB1-2a/b, IbMYB1-3 và IbMYB1-4. Dòng hóa trình tự gen, bổ sung transgene và kỹ thuật phân tích theo không gian với độ phân giải cao cho thấy rằng: gen chưa được định tính trước đây IbMYB1-4 là gen biểu hiện rất đặc biệt trong vỏ thân cây khoai lang và biểu bì mô lá, ở đó,  nó điều phối nhịp nhàng sự tích lũy có tính chất “differential” (khác biệt theo từng điều kiện) của những đồng phân kiểu monomers hàm lượng anthocyanin khác nhau, kết quả là, trong dây khoai lang thay đổi màu từ tím cho đến gần như màu đen. Kỹ thuật “Yeast one-hybrid screening” được kết hợp với kỹ thuật “dual-luciferase reporter assays” xác định được yếu tố phiên mã bHLH  (IbbHLH2) gắn kết với một motif G-box rất kinh điển trong promoter của gen IbMYB1-4, do vậy, làm tăng sự biểu hiện của gen IbMYB1-4. Quần thể con lai F1 nghịch đảo dẫn xuất từ tổ hợp lai giữa giống bắp ‘Purple_X20’ × ‘X99’  và ‘Black_leaf’ × ‘X99’ biểu hiện sự đồng phân ly rất nghiêm ngặt giữa gen IbMYB1-4 và locus đơn trội Purple (P) mà locus này liên kết với tính trạng màu tím trên thân. Hơn nữa, tính trạng lá có màu tím đen có thể đã và đang được điều tiết bởi một tương tác có tính chất độc lập về lượng giữa P locus và R locus giả định giống như có thể quy định cho sự biểu hiện khác biệt có điều kiện (differential expression) của gen IbMYB1-4. Như vậy, kết quả cung cấp cho chúng ta nguồn vật liệu di truyền mới phục vụ cải tiến giống khoai lang và phát triển được khung lý thuyết cho phát triển theo mục tiêu trong ngân hàng vật liệu giống khoai lang.

Xem https://link.springer.com/article/10.1007/s00122-025-05082-9

Omics trong hệ gen cây đậu phụng: Một nền tảng toàn diện về “atlas” tích hợp tất cả chuyên ngành OMICS trong nghiên cứu cây đậu phụng

Nguồn: Hongzhang Xue, Kunkun Zhao, Xiaorui Dong, Qian Ma, Sa Sa Hu, Zenghui Cao, Yang Shu, Yanzhe Li, Xiaoxiang Huang, Kai Zhao, Ding Qiu, Wenguang Shao, Rui Ren, Zhongfeng Li, Fangping Gong, Xingli Ma, Chaochun Wei, Dongmei Yin. 2026. PeanutOmics: A comprehensive platform with an integrative multi-omics atlas for peanut research. Plant Commun.; 2026 Jan 12; 7(1):101622. doi: 10.1016/j.xplc.2025.101622.

Đậu phụng (Arachis hypogaea) là cây trồng họ Đậu có giá trị kinh tế quan trọng, nhưng người ta chưa biết đầy đủ về động thái biểu hiện của gen đích tại nhiều giai đoạn phát triển khác nhau.

Để khắc phục khiếm khuyết này, người ta đã xây dựng ATLAS tích hợp các kết quả nghiên cứu của chuyên ngành OMICS thông qua phổ biểu hiện transcriptomic, proteomic, và metabolomic tại 22 mô tế bào tăng trưởng thực vật và sinh trưởng phát dục. Người ta đã xác định được 53.030 DEGs (differential expressed genes) ở mức độ phân tử transcript, 12.826 có minh chứng sản phẩm protein, và 2.035 chất biến dưỡng (metabolites).

Trong số ấy, có 2147 gen mã hóa những protein mới, 274 gen tạo ra microproteins. Phân tích chức năng gen xác định được WDR13, TANGO, RPP13, DEF3, SLR1-BP, và SLE2 là những gen chủ chốt có trong sinh lý phát triển và phản ứng với stress. Kết quả phân tích đồng biểu hiện (co-expression analysis) đã tập họp thành nhóm gen với 24 modules, nhiều nhóm biểu hiện ở mô rất chuyên biệt. Vô số lộ trình biến dưỡng và kết quả phân tích tương quan hệ thống đã nhấn mạnh được vai trò cực trọng của họ gen IAA và ARF trong sự truyền tín hiệu hormone và sự tăng trưởng của tế bào, đặc biệt là sự phát triển mấu chốt (peg development). Truy cập dữ liệu nhờ phần mềm PeanutOmics (https://cgm.sjtu.edu.cn/PeanutOmics), trang web thân thiện này tích hợp cơ sở dữ liệu có tính chất multi-omics datasets. Atlas này cung cấp nguồn có giá trị để hiểu được gen và điều tiết chất biến dưỡng của đậu phụng, đặt nền tảng cho cải tiến giống phân tử.

Xem https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41277040/

Hình: Bản đồ proteomic và transcriptomic của 22 mô tế bào đậu phụng.