Kết quả nghiên cứu hệ gen học thông qua trung gian của phân tử transcript nói về tính chịu khô hạn của cây bắp

Nguồn; Shulin Hao, Suwen Han, Zhenghua He, Nannan Dou, Zhijia Yu, Xiangguo Liu, Xingrong Wang, Yanjun Zhang, Mingqiu Dai, Xiaopeng Sun. 2026. Genomic basis underlying alternative transcripts-mediated drought tolerance in maize. Genome Biol.; 2026 Jan 20. doi: 10.1186/s13059-026-03939-w. 

Khô hạn là stress phi sinh học quan trọng nhất ảnh hưởng đến năng suất và phẩm chất bắp. Phân tử transcripts thay thế vô cùng cần thiết cho phản ứng của cây bắp với khô hạn. Tuy nhiên, cơ sở di truyền của phân tử “alternative transcripts” như vậy phản ứng với khô hạn của hệ gen cây bắp vẫn chưa rõ. Tác giả định tính hàng nghìn gen liên quan đến khô hạn trên cơ sở dữ liệu “transcriptomic” của 19 tập đoàn giống bắp trong điều kiện trồng có tưới và trồng bị khô hạn. Tác giả cho thấy phổ biểu hiện mRNA ở giai đoạn bắp non, 6 lá, xử lý khô hạn. Thông qua phân tích đồng biểu hiện gen và phương pháp minh chứng  xét nghiệm, người ta xác định được một “splicing” gắn kết với yếu tố ZmMBF1, mà phân tử này điều tiết tích cực phản ứng với khô hạn của bắp. Người ta còn tìm thấy hàng nghìn phân tử “alternative transcript QTLs” (atQTLs) và những QTLs biểu hiện (eQTLs), trong số đó, có phân tử được liên kết với gen phản ứng stress khi cây thiếu nước và cây bị khô hạn, thoe thứ tự. Phân tích đồng vị trí (co-localization) cho thấy hầu hết những biến dị di truyền tự nhiên của những “alternative transcripts” và mức độ biểu hiện của gen được điều tiết một cách độc lập bởi biến thể khác nhau của trình tự DNA. Những biến thể của transposons, lặp đoạn đảo ngược, và trình tự giàu UA gắn kết nhau đáng kể với atQTLs, chỉ ra vai trò quan trọng của những biến thể như vậy khi điều tiết “alternative transcripts” và phản ứng của cây với khô hạn. Bằng chứng là, những biến thể của trình tự giàu UA trong khu vực intron của  ZmPYL8 điều tiết tính chịu khô hạn bởi ảnh hưởng với ZmPYL8 alternative transcripts, phát sinh ra hai transcripts co chức năng đối kháng nhau khi điều hòa tín hiệu ABA và phản ứng với khô hạn. Kết quả cho thấy phản ứng của cây bắp với khô hạn thông quan phân tử “alternative transcripts” ở mức độ quần thể, làm rõ vai trò then chốt của biến thể intron khi điều tiết”alternative transcripts” của cây bắp và phản ứng với khô hạn. Kết quả cung cấp nguồn vật liệu di truyền và cơ sở lý thuyết về cải tiến giống bắp cao sản chống chịu khô hạn.

Xem: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41559689/

Tăng cường biểu hiện gen ScTpx2 điều khiển tính trạng chống chịu khô hạn của cây mía

Nguồn: Nery Tirabante Terrones, Vanessa Regina Gonçalvesa, Hilde Nelissenc, Nathalie Gonzalezc,Willian Souza Bernardesa, Rodrigo Faleiro de Lima, Juliana Mayer, Dirk Inzéc, and Marcelo Menossi. 2026. Enhanced expression of the ScTpx2 gene confers tolerance to drought stress in transgenic sugarcane. GM CROPS & FOOD2026, vol. 17, no. 1, 2612426; https://doi.org/10.1080/21645698.2025.2612426© 2026

Sự kiện khô hạn có thể gây tác động có hại nặng nề cho nông nghiệp bởi biến đổi khí hậu, mà những sự kiện cực đoan này được dự báo sẽ diễn ra ngày càng thường xuyên hơn.

 Cây mía có vai trò quan trọng trong nền kinh tế Brazil bởi nó sản xuất đường và bioethanol,góp phần tích cực vào việc giảm thiểu khí CO₂ phát thải. Mặc dù mía được được xem là cây trồng chịu được hạn hán, nhưng  stress khô hạn vẫn còn là yếu tố phi sinh học sơ đẳng làm giảm lượng đường và năng suất sinh khối. Ơ đây, tác giả mô tả vai trò của một gen đích, đó là ScTpx2, gen này được kích hoạt khi bị khô hạn trong lá mía ở ngoài đồng. Khi gen ScTpx2 biểu hiện mạnh mẽ trong cây mô hình Arabidopsis, nó làm tăng sự sống của cây khi nghiệ thức xử lý thiếu nước cực đoan và cải tiến tính hiệu quả trong điều kiện stress nhẹ, mà kịch bản hiện trường biểu hiện tốt hơn. Tác giả sau đó cho biểu hiện mạnh mẽ gen ScTpx2 trong cây mía. Sau 10 ngày xử lý thiếu nước ở mức độ thủy dung ngoài đồng là 30% (thí nghiệm nhà lưới), quang hợp thuần của dòng mía biểu hiện mạnh mẽ ScTpx2 (ScTpx2OE) đạt 12–23% cao hơn cây lía nguyên thủy (wild-type). Trong khi, hàm lượng malondialdehyde (MDA), một  marker của stress có tính chất ô xi hóa, tăng 129% trong cây wild-type ở nghiệm thức thiếu nước, trong cây có gen ScTpx2OE, mức tăng này từ 20% đến 107%. Song song, diện tích bó mạch và bó gỗ trở nên rộng hơn của cây mía ScTpx2OE so với cây mía WT. Kết quả cho thấy rằng ScTpx2 mã hóa protein gây ảnh hưởng đến sự phát triển của  hệ thống mạch dẫn, do vậy, cải tiến được hiệu quả vận chuyển nước trong cây. Kết quả chứng răng rằng biểu hiện mạnh mẽ của gen ScTpx2 làm giảm thiểu ảnh hưởng của thiếu nước trong cây mía, cho thấy triển vọng ứng dụng công nghệ sinh học để phát triển giống mía cao sản chịu khô hạn.

Xem: https://www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/21645698.2025.2612426#abstract

Chỉnh sửa gen OsSWEET11 qua hệ thống CRISPR/Cas9 trên vùng promoter để làm tăng tính kháng bệnh đốm vằn của cây lúa

Nguồn:Vignesh Ponnurangan, R.K., Mohana Pradeep, Raghunandhan Namachivayam, Shanthinie Ashokkumar, Krish

K. Kumar, Kokiladevi Eswaran, Arul Loganathan, Paranidharan Vaikuntavasan, Djanaguiraman Maduraimuthu, Varanavasiappan Shanmugam. 2026. CRISPR/Cas9-mediated promoter editing of OsSWEET11 confers resistance to sheath blight in rice. Physiological and Molecular Plant Pathology: Volume 142, March 2026, 103117

Bệnh đốm vằn (ShB do nấm Rhizoctonia solani gây ra là một trong những bệnh nguy hại cho sảnh xuất lúa trên toàn thế giới. Quản lý bệnh có hiệu quả vẫn còn là thách thức bởi vì không có nguồn vật liệu giống cho gen kháng bệnh và khả năng của pathogen có thể tồn tại trên nhiều môi trường khác nhau.

Gen OsSWEET11 là “sugar transporter” (vận chuyển đường)  đóng vai trò một yếu tố nhiễm bởi tạo điều kiện cho dòng chảy sucrose kích hoạt pathogen, nhưng lại hoàn toàn là đột biến kiểu “loss-of-function” ảnh hưởng đến việc làm đầy hạy và năng suất lúa. Theo nghiên cứu này, tác giả khai thác chỉnh sử vùng promoter của gen OsSWEET11 nhờ hệ thống CRISPR/Cas9 để cho biểu hiện gen linh hoạt. Giống lúa thử nghiệm là ASD16. Thí nghiệm nhằm tăng cường tính kháng bệnh trong khi vẫn bảo tồn được tính trạng nông học có lợi. Chỉnh sửa ngẫu nhiên được du nhập vào các vùng khác nhau của promoter gen OsSWEET11, tạo ra 4 classes của dòng đột biến chỉnh sửa promoter (S11–47, S11–91, S11-157, và S11-189). Dòng đột biến chỉnh sửa promoter, đồng hợp tử cho thấy mức độ bệnh đốm vằn nặng giảm thấp hơn khoảng 20–35 % so với cây lúa nguyên thủy wild-type (WT). Đánh giá tính trạng nông học cần thiết của hai dòng đột biến đồng hợp tử từ mỗi class nói trên cho thấy kết quả chỉnh sửa vùng EBE (effector-binding element): S11–47, S11-91, và S11-157: vẫn duy trì được tăng trưởng bình thuo2ng và năng suất bình thường, trong khi,  dòng chỉnh sửa chồng lấp vùng EBE (S11-189) cho kết quả giảm một chút hạt chắc và năng suất. Từ mỗi vùng của promoter chỉnh sửa, dòng đột biến không có transgene được tuyển chọn trong phân tiếp tiếp theo đó. Theo cách lây nhiễm của nấm R. solani, dòng đột biến chỉnh sửa promoterbiểu hiện ∼48.7–∼60.7 % sự giảm mạnh sinh khối nấm so với dòng WT nhờ kết quả chạy qPCR. Biểu hiện căn bản gen OsSWEET11 thấp hơn trong dòng đột biến, và sau khi nhiễm bệnh, giảm ∼2.2–2.4-lần so với WT (∼3.3-lần). Tương tự, tích tụ đường trong dòng đột biến (∼40.4–∼68.0 %) thấp hơn WT (∼83.6 %) sau khi lây nhiễm nấm R. solani. Biểu hiện gen OsSWEET11 giảm và hàm lượng đường sucrose thấp hơn tương quan với mức nhiễm bệnh đốm vằn giảm trong dòng lúa đột biến promoter chỉnh sửa. Kết quả chứng minh rằng chỉnh sửa promoter của gen OsSWEET11 là một chiến lược triển vọng để thao tác công nghệ di truyền tạo giống lúa cao sản chống bệnh đốm vằn mà không ảnh hưởng đến năng suất.

Xem https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0885576526000081

Theo dõi sự du nhập giống mới trong quần thể giống khoai tây châu Âu

Nguồn: Craig I. Dent, Lisa C. Baus, Sergio Tusso, Klaus J. Dehmer, Ronald C. B. Hutten, Herman J. van Eck & Korbinian Schneeberger. 2026. Tracing modern breeding introgressions in European potato. Theoretical and Applied Genetics; February 17 2026; vol. 139; article 73

Ngân hàng gen giống khoai tây châu Âu có nguồn gốc từ một ít dòng giống mới được tìm thấy, và cơ sở di truyền hẹp của giống này đã và đang được mở rộng nhờ du nhập gen đích từ loài khoai tây hoang dại. Người ta kết hợp những hồ sơ phả hệ và cơ sở dữ liệu của chỏ thị phân tử “genome-wide SNP” để theo dõi dấu vết của nguồn gốc, sự lan rộng, và sự đóng góp của tổ tiên khoai tây du nhập vào giống khoai tây mới tại châu Âu. Tác giả lần đầu tiên sử dụng một dữ liệu “pedigree” có tuyển chọn để xác định MCAs (Major Contributing Ancestors: dòng tổ tiên có đóng góp chủ yếu) của 1209 giống trong danh mục “European Common Catalogue”, nhấn mạnh giống có ảnh hưởng trong sản xuất như Katahdin, Saskia, và Agria như những giống có đóng góp lớn cho ngân hàng gen mới của châu Âu. Trên khuôn khổ ấy, người ta phát triển phương pháp tiếp cận MCA có tính chất cải biên; sử dụng “SNP alleles” để theo dõi dấu vết của những “haplotypes” đax phát triển, chúng đã được du nhập vào nguồn gen của châu Âu sau 1945; hai trong số đó là giống khoai tây đã bao phủ hơn một nửa tập đoàn giống khoai tây châu Âu hiện nay. Sử dụng cơ sở dữ liệu bố mẹ để tìm thấy nguồn gốc của sự du nhập mới này, người ta đã theo dõi được những đóng góp chủ chốt từ loài S. vernei, S. demissum, và S. tuberosum Group Andigena, dòng vô tính CPC 1673. Người ta quan sátnhiều haplotypes khác nhau của R3a/b điều khiển tính kháng bệnh “late blight” du nhập vào nhiễm sắc thể 11. Bên cạnh đó, người ta phát sinh ra tập họp hệ gen của S. demissum để minh chứng được nguồn gốc một “sub-genome” đơn của du nhập R3a/b. Người ta còn theo dấu một sự du nhập có tính chất giả định liên quan đến tinh bột, dẫn xuất từ loài S. vernei. Khuôn khổ này gắn với những kỷ lục lịch sử về lai tạo giống với cơ sở dữ liệu hệ gen, khẳng định di sản của cải tiến giống hiện đại trong ngân hàng gen giống khoai tây châu Âu.

Xem https://link.springer.com/article/10.1007/s00122-025-05143-z

Tương quan giữa tập đoàn giống MCAs, 25 giống tốt nhất (Major Contributing Ancestors: MCAs) của bộ giống khoai tây châu Âu.

1. Đóng góp của di truyền trong cải tiến giống
2. Giống được ưa chuộng nhất ở thang điểm 1.
3. Thang điểm đánh giá giống khoai tây châu Âu xếp theo “Most Contributing Ancestors” (MCAs).

Tương quan của những giống thuộc “top 25 MCAs”.