Tuần tin khoa học 983 (09-15/3/2026)

Chùm gen PPR của loài Solanum aethiopicum làm nền tảng cho tính trạng phục hồi phấn hoa của cà bất dục đực tế bào chất (S. melongena L.)

Nguồn: Xiaohui Zhou, Songyu Liu, Hesbon Ochieng Obel, Yan Yang, Jun Liu, Lei Xia, Yuhui Wang & Yong Zhuang. 2026. A PPR gene cluster from Solanum aethiopicum underlies fertility restoration in cytoplasmic male-sterile eggplant (S. melongena L.). TAG; February 28 2026; vol. 139; article 82

Bất dục đực tế bào chất (CMS) và phục hồi hữu thụ (phục hồi phấn hoa) do di truyền trong nhân điều khiển là công cụ cần thiết phục vụ sản xuất con lai hybrid nhằm cải tiến năng suất cây trồng. Đối với giống cà tím (Solanum melongena), các dòng CMS lđã và đang được phát triển phổ biến thông qua lai giữa loài (interspecific hybridization), nhưng cơ sở di truyền của phục hồi phấn hoa chưa được biết rõ. Theo nghiên cứu này, dòng cà tím du nhập gen “restorer” (Rf) có tên là ‘3–26’ được tạo ra thông qua lai giữa loài S. aethiopicum và loài cà tím trồng trọt. Locus Rf  chủ lực được “fine-mapped” ở đoạn phân tử  ~ 118.4-kb trên nhiễm sắc thể 6 thông qua phương pháp “whole-genome resequencing” theo ‘67/3’ version 3.0. Phân tich đồng tuyến (collinearity) cho thấy đoạn phân tử này là một đoạn gen du nhập tương ứng với ~ 436-kb của hệ gen loài S. aethiopicum, mà loài này có một chùm gen gồm 17 “tandemly arranged pentatricopeptide repeat” (gen PPR). Trong đó, gen Solaet3_06g003840 là ứng cử viên tốt nhất theo kết quả RNA-seq, phân tích kiến trúc gen, phân tích di truyền huyết thống. Phân tích di truyền đồng dạng (syntenic) cho thấy chùm gen Rf-PPR hiện diện trong 4 loài cà tím hoang dại khác, không thấy trong loài cà trồng. Tác giả tạo ra  chỉ thị Rf-linked KASP áp dụng thực tiễn để chọn tạo giống cà tím CMS/Rf. Kết quả mở rộng được hiểu biết của chúng ta về phục hồi phấn hoa của hệ thống “alloplasmic CMS” và cung cấp công cụ phục vụ chọn dòng cà tím “MAS hybrid”.

Xem https://link.springer.com/article/10.1007/s00122-026-05190-0

Tính trạng tích hợp được sinh lý, sinh hóa và kích thích tố quy định chống chịu khô hạn của cây điều (Anacardium occidentale L.)

Nguồn: Babli Mog, S G Harsha, Laxmi Sharma, J Dinakara Adiga, Krishnappa Rangappa, Shamsudheen Mangalassery, S V Ramesh, Manjesh Guligenahalli Narayanappa, G S Mohana, Veena Gonibeedu Lakshmana, H P Bhagya, Prabha Moirangthem, E Eradasappa, Suman Roy, C Anilkumar, A N Lokesha, B Chowdhury. 2026. Integrated physiological, biochemical and hormonal traits determine drought tolerance and yield stability in cashew (Anacardium occidentale L.). Sci Rep.; 2026 Feb 22. doi: 10.1038/s41598-026-39321-w.

Thiệt hại khô hạn, bởi biến đổi khí hậu, biểu thị yếu tố hạn chế tăng trưởng chủ yếu, khả năng phát triển sinh dục của cây, và năng suất hạt điều (Anacardium occidentale L.), đặc biệt là hệ thống canh tác vùng lệ thuộc chủ yếu vào nước mưa rainfed, hệ thống cận biên (nông dân nghèo khó). Xác định giống điều chịu hạn và hiểu rõ được cơ chế thích nghi trở nên bức thiết để duy trì năng suất điều bền vững trong điều kiện môi trường thiếu nước ngọt. Theo nghiên cứu, có 17  giống điều được đánh giá trong điều kiện stress khô hạn để xác định dòng giống chống chịu và làm rõ cơ chế sinh lý, sinh hóa, biến dưỡng, và hormone cơ bản thích nghi với khô hạn.

Chỉ số MGIDI (multi-trait genotype ideotype distance index) được áp dụng để tích hợp các tính trạng đa dạng ấy trong một dòng điều khỏe và đánh giá toàn diện khả năng chịu khô hạn. Phân tích xác định được ‘Priyanka’ và ‘Bhaskara’ là hai giống điều chịu hạn giỏi, trong khi, giống ‘Ullal-2’, ‘Vengurla-2’, và ‘Madakkathara-1’ là những giống nhạy cảm với hạn. Stress khô hạn làm giảm đáng kể năng suất hạt điều (63.2%), đi liền theo đó là hấp thu dinh dưỡng kém, hàm lượng diệp lục giảm (59.7%), và tính tòan vẹn của màng bị tổn hại, với nhiều ảnh hưởng xấu cho giống nhiễm. Trái lại, giống điều chống chịu hạn biểu thị hoạt tính “antioxidant enzyme” tăng, đó là ascorbate peroxidase và polyphenol oxidase, theo đó là gia tăng tích tụ các chất biến dưỡng phản ứng với stress ví dụ như proline và đường hòa tan, mà chúng đã tham gia tích cực cải tiến làm giảm thiểu stress do ô xi hóa và điều tiết thẩm thấu. Chống chịu hạn còn liên quan đến sự tích tụ rất khác biệt  của phenolic acids và flavonoids cũng như hàm lượng cao hơn của hormone nội sinh như abscisic acid, jasmonic acid, và indole-3-acetic acid, tất cả tương quan thuận với năng suất hạt điều trong điều kiện bị khô hạn. Điều này dung hợp được phương pháp đánh giá trên cơ sở MGIDI với phản ứng sinh lý, sinh hóa, biến dưỡng, và phản ứng của phytohormone  với tính trạng chịu hạn của cây điều, thu nhận được tiêu chí chọn lọc mạnh mẽ phục vụ chọn tạo giống và phát triển giống điều chịu được biến đổi khí hậu ở vùng khô hạn.

Xem: https://www.nature.com/articles/s41598-026-39321-w

Bản đồ gen và xác định gen ứng cử viên điều khiển tính chống chịu thuốc cỏ fomesafen của đậu xanh (Vigna radiata L.)

Nguồn: Huiying Shi, Changyou Liu, Shen Wang, Yan Wang, Zhixiao Zhang, Yingchao Shen, Sivakumar Paramasivam, Jing Tian & Baojie Fan. 2026. Gene mapping and identification of candidate genes associated with fomesafen herbicide tolerance in Mung bean (Vigna radiata L.). Theoretical and Applied Genetics; 28 February 2026; vol. 139; article 139

Thông qua phương pháp tiếp cận tổng hợp về bản đồ di truyền, transcriptomics, và làm rõ chức năng gen, người ta đã xác định được VrGSTU18 là gen đầu tiên gắn với tính trạng kháng thuốc fomesafen của cây đậu xanh, cung cấp vật liệu di truyền phục vụ lai tạo giống kháng thuốc cỏ.

Thuốc diệt cỏ được áp dụng rộng rải để quản lý cỏ dại trong canh tác đậu xanh, sự phát triển giống mới kháng thuốc cỏ mang tính cấp thiết để quản lý cỏ dại. Theo đó, người ta sử dụng quần thể con lai cận giao tái tổ hợp (RIL), dẫn xuất từ cặp lai giữa giống kháng fomesafen  LZ177 và giống nhiễm LD235, để lập bản đồ di truyền các gen đích có liên quan đến tính kháng thuốc cỏ fomesafen. Phân tích sự phân ly thế hệ con lai cho thấy tính kháng fomesafen được kiểm soát bởi một gen trội, tỷ lệ phân ly 3:1. Bản đồ di truyền kết hợp kỹ thuật BSA-seq cho thấy có một vùng ứng cử viên 1.17 Mb định vị trên nhiễm sắc thể 11. Kết quả phân tích RNA-seq dòng dị hợp còn lại số 198—so với giống kháng (RHL198-R) và giống nhiễm (RHL198-S) trồng dồn ở các nghiệm thức 0, 12, 24, 48, và 72 h sau khi phun fomesafen — xác định được 14.402 gen phản ứng với thuốc cỏ. Áp dụng kỹ thuật WGCNA (weighted gene coexpression network analysis) xác định kỹ hơn chín mô đun tương quan mạnh mẽ với tính kháng fomesafen, mà theo đó, 13 gen ứng cử viên tiềm năng được chọn trong vùng phân tử có độ lớn 1.17 Mb. Trong số gen ấy, đột biến chèn đoạn/mất đoạn tại 1 base (A) của exon của gen jg37117, gen này mã hóa tau-class glutathione S-transferase U18 (GSTU18), xuất hiện như một gen ứng cử viên triển vọng nhất. Biểu hiện dị hợp của VrGSTU18 được dòng hóa từ LZ177 của cây mô hình Arabidopsis mang lại khả năng kháng fomesafen tăng lên trong dòng cây non T₁ transgenic so với cây nguyên thủy (WT). Kết quả xác định VrGSTU18 là một gen ứng cử viên chủ lực đáp ứng với tính kháng thuốc fomesafen và cung cấp luận điểm khoa học phục vụ “molecular breeding” cây đậu xanh.

Xem https://link.springer.com/article/10.1007/s00122-026-05184-y

Hệ transcriptome trên cơ sở tham chiếu của hồ tiêu Piper nigrum L. cho thấy những gen mới và transcripts mới quy định tính trạng chống chịu khô hạn

Nguồn: Sona Charles, Muhammed Fayad Abdulkabeer, K S Krishnamurthy, Theertha Azhakoth Parambathu, T E Sheeja. 2026. Reference based transcriptome assembly of Piper nigrum L. reveals novel genes and transcripts in drought tolerance. Front Plant Sci.; 2026 Jan 21:16:1708920. doi: 10.3389/fpls.2025.1708920.

Hồ tiêu (Piper nigrum L.), nổi tiếng như "Vua của Gia Vị," có giá trị kinh tế và y học rất có ý nghĩa như nhạy cảm vô cùng khi bị khô hạn, nó tác động đến tăng trưởng và năng suất hạt. Nhiều nghiên cứu báo cáo tác độc của stress khô hạn lên đặc điểm hình thái, sinh lý và sinh hóa, trong khi, cơ chế phân tử về tính trạng chịu khô hạn vẫn chưa được khai thác rộng. Nghiên cứu này tập trung vào cơ sở phân tử của chống chịu khô hạn cây hồ tiêu thông qua xác địnhcác gen DEGs (differentially expressed genes) nhờ kết quả so sánh hệ transcriptome có mẫu giống tiêu chịu hạn (acc. no. 4226) trong nghiệm thức xử lý khô hạn và thiếu nước, rồi minh chứng những gen DEGs này thông quaphân tích đồng biểu hiện bao gồm mẫu giống chịu hạn (IISR Thevam and Acc. No. 4226) và mẫu giống nhạy cảm với khô hạn (Panniyur-1) khi cử lý nghiệm thức thiếu nước. Tham chiếu dựa trên cơ sở lắp ráp dữ liệu RNAseq với phân tích DEGs cho thấy có 2.780 gen DEGs ví dụ RUBISCO-S, 50S_RP, SPX, gắn liền với đồng hóa carbon quan hợp, điều hóa bị stress kích hoạt của tổng hợp protein và trạng thái bão hòa phosphate (homeostasis) trong điều kiện stress khô hạn và thiếu dưỡng chất, theo thứ tự. Chú thích di truyền về chức năng gen nhấn mạnh được các tiến trình sinh học khá phong phú như tái lập trình biến dưỡng và sinh tổng hợp cơ chất thứ cấp, trong khi, các phân tích chu kỳ (lộ trình) đã nhấn mạnh được vai trò của biến dưỡng tinh bột và sucrose; lộ trình thực hiện của phân tử RNA để thích nghi với khô hạn. Minh chứng cho các gen DEGs chủ lực như catalase, defensin, RUBISCO, MYB101, SGNH, GIB67 và ZAT10 thông qua kết quả phân tích RT-qPCR xác định được cơ sở dữ liệu transcriptome và sự biểu hiện cao hơn của các mẫu giống chịu khô hạn, điều này cho thấy có sự tham gia của chúng trong thực hiện tính trạng chống chịu khô hạn. Kết quả còn cung cấp được luận cứ khoa học về tương quan giữa cơ chế phân tử và sinh lý về khả năng chịu khô hạn của cây hồ tiêu, nhờ vậy, đặt nền móng phát triển giống tiêu năng suất cao, chống chịu khô hạn.

Xem https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41647647/

Hình: Những thông số liên quan đến hệ transcriptome: (a) phân loại các gen DEGs; (b) Họ protein các TFs; (c) chú thích di truyền KEGG; (d) Số lượng các GO Terms; (e) COG Categories.