Tuần tin khoa học 988 (13-19/4/2026)

Tích hợp phương pháp đánh giá kiểu hình bằng ảnh với bản đồ QTL để làm tăng tính kháng về di truyền và cải tiến giống lúa kháng bệnh thối hạt do vi khuẩn

Nguồn: Jae-Ryoung Park, Gileung Lee, Hyun-Sook Lee, Seung Young Lee, Su-Kyung Ha, Kyeongmin Kang, Mina Jin, Jung-Pil Suh, Jeonghwan Seo, Young Mi Choi, Bong Choon Lee & Hyun-Su Park. 2026. Integrating image-based phenotyping and QTL mapping to enhance genetic resistance and accelerate breeding for bacterial grain rot resistance in rice. TAG; March 26 2026; vol. 139; article 108

Hình: Bệnh “bacterial grain rot” do vi khuẩn Burkholderia glumae

Bệnh thối hạt vi khuẩn BGR (bacterial grain rot) bởi Burkholderia glumae, là bệnh chính làm giảm năng suất lúa (Oryza sativa L.), do vậy, nó đe dọa an ninh lương thực. Phân tích kiểu hình theo phương pháp truyền thống hạn chế khi đánh giá tính kháng bệnh và hạn chế hiểu biết cơ sở di truyền. Các tác giả tích hợp phân tích kiểu hình trên cơ sở chụp ảnh  với bản đồ QTL để sàng lọc những QTLs cũng như gen ứng cử viên gắn với tính kháng B. glumae. Vi khuẩn B. glumae được chủng vào 189 cá thể cây con, dòng cận giao tái tổ hợp (RILs) của cặp lai Kele (kháng) và IS592BB (nhiễm), theo sau bởi kết quả phân tích bằng mắt và phân tích di truyền số lượng với công cụ “DAB staining”. Thông số kiểu hình, bao gồm cho điểm tính kháng ngoài đồng, tỷ lệ hoa lúa bị bệnh (%), cường độ nhuộm phẩm màu DAB, và tỷ số diện tích nhiễm bệnh (%), tất cả được đo đếm và được đưa số liệu vào chạy QTL mapping. Trên nhiễm sắc thể 1, trong quãng phân tử Chr01_24592710-Chr01_37274755, có 4 QTLs—qFRS1 [LOD: 5.98, giải thích biến thiên kiểu hình (PVE): 15.41%], qRDS1 (LOD: 5.29, PVE: 18.56%), qQDS1 (LOD: 9.58, PVE: 22.02%), và qRDA1 (LOD: 8.44, PVE: 31.51%) – được xác định là chồng lấp lên nhau. Sau khi tiến hành “fine-mapping”, người ta thu hẹp quãng phân tử Chr01_33472174-Chr01_33838140  và có tổng số 16 gen ứng cử viên được sàng lọc trong vùng này. Tho đó, OsBGq1 mã hóa protein có tên là “nucleotide-binding LRR receptor” (NLR) domain. OsBGq1 biểu hiện làm tăng đáng kể sự xâm nhiễm của B. glumae. Hơn nữa, loại hình RILs Kele của quãng phân tử Chr01_33472174-Chr01_33838140 làm tăng hoạt tính men “ROS-scavenging” và tích tụ phytoalexin khi B. glumae xâm nhiễm, làm bệnh tăng thêm. Tích hợp phương pháp đánh giá kiểu hình bằng ảnh với “QTL mapping” được đề nghị là một chỉ định có tính khách quan hơn nhằm xác định được gen đích điều khiển tính kháng BGR.

Xem: https://link.springer.com/article/10.1007/s00122-026-05216-7

Tính trạng tích hợp cả sinh lý, sinh hóa và hormones xác định được tính chống chịu khô hạn và ổn định năng suất 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; 16(1):10179. doi: 10.1038/s41598-026-39321-w.

Stress khô hạn, bởi biến đổi khí hậu cực đoan, đặc trưng cho yếu tố hạn chế chủ yếu đến tăng trưởng, phát triển sinh dục, và năng suất hạt của cây điều (Anacardium occidentale L.), đặc biệt ở sinh thái canh tác nước trời và cận biên. Xác định giống chịu khô hạn và hiểu được cơ chê thích nghi rất cần thiết nhằm ởn định năng suất hạt điều trong điều kiện hạn chế nước tưới. Mười bảy giống điều được đánh giá dưới nghiệm thức xử lý hạn nhằm xác định vật liệu bố mẹ và làm rõ cơ chế thích nghi về mặt sinh lý, sinh hóa, biến dưỡng, cũng như hormones. Áp dụng chỉ số MGIDI (multi-trait genotype ideotype distance index: chỉ số khoảng cách kiểu hình đa tính trạng) để hợp nhất các tính trạng dị biệt trong một dòng giống siêu khỏe (robust) xếp hạng giống và đánh giá khả năng chịu hạn toàn diện. Kết quả xác định hai giống điều ‘Priyanka’ và ‘Bhaskara’ chịu được hạn tốt, trong khi, giống ‘Ullal-2’, ‘Vengurla-2’, và ‘Madakkathara-1’ được xếp vào nhóm mẫn cảm với hạn. Stress khô hạn làm giảm đáng kể năng suất hạt điều (63.2%), kèm theo đó là hấp thu dinh dưỡng kém, hàm lượng diệp lục giảm (59.7%), tính toàn vẹn của màng bị tổ hại, với tác động rõ trên giống nhiễm. Trái lại, giống chịu hạn biểu thị  hoạt tính men “antioxidant” gia tăng, bao gồm ascorbate peroxidase và polyphenol oxidase, cùng với tích lũy ngày càng tăng những cơ chất biến dưỡng có tính chất đáp ứng với stress như proline và đường hòa tan, chúng góp phần vào giảm thiểu được stress có tính chất ô xi hóa và điều tiết thẩm thấu. Chịu hạn còn liên quan đến sự tích lũy đặc biệt khác như phenolic acids và flavonoids cũng như hormone nội sinh cao hơn: abscisic acid, jasmonic acid, và indole-3-acetic acid, tất cả, chúng đều tương quan thuận với năng suất hạt điều trong điều kiện khô hạn. Đánh giá kiểu tích hợp chỉ số MGIDI gắn với phản ứng có tính chất sinh lý, biến dưỡng, và diều hòa kích thích thực vật đôi với chống chịu hạn của cây điều, là tiêu chuẩn chọn lọc tuyệt vời phục vụ cải tiến giống và triển khai giống cây trồng cho vùng khô hạn.

Xem: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41724738/

Xác định gen có liên quan đến sắc tố trong quang hợp của đậu phụng (Arachis hypogaea L.) thông qua GWAS và RNA-seq

Nguồn: Tingting Chen, Zijun Huang, Yuwei Cui, Jing Cao, Ruier Zeng, Yiyang Liu, Qunjie Zhang, Shubo Wan, Guowei Li & Lei Zhang. 2026. Identification of photosynthetic pigment content-related genes in peanut (Arachis hypogaea L.) by GWAS and RNA-seq. Theoretical and Applied Genetics; April 6 2026; vol. 139; article 116

Phân tích GWAS và transcriptome hợp nhất được kết quả di truyền của hàm lượng sắc tố quang hợp trong cây đậu phụng, người tac phân lập được hai gen, Arahy. YWY61J và Arahy. VMJ95M, chúng có chức năng biến dị tự nhiên hàm lượng diệp lục tố và tích tụ carotenoid.

Những sắc tố quang hợp là rất cần thiết cho kết quả hấp thu ánh sáng và vận chuyển electron trong quang hợp, tác động trực tiếp đến năng suất cây trồng. Tuy nhiên, cơ sở di truyền của sắc tố quang hợp đậu phụng (Arachis hypogaea L.) ở giai đoạn cây non và giai đoạn cây trổ bông vẫn chưa được hiểu đầy đủ. Theo đó, người ta sử dụng tập đoàn đầu phụng có 241 mẫu giống để xác định các gen đích có liên quan đến 4 hàm lượng sắc tố quang hợp, chlorophyll a (Chl a), chlorophyll b (Chl b), chlorophyll tổng số (Chl a + b), hàm lượng carotenoids (Car), tại 5 địa điểm thí nghiệm. Tổng cộng có tất cả 2.110.659 chỉ thị SNPs chất lượng cao được thu nhận bởi kết quả chạy “resequencing” toàn hệ gen.  Người ta áp dụng GWAS trên cơ sở mô phỏng toán – giá trị “best linear unbiased estimation” của bốn hàm  lượng sắc tố quang hợp. Người ta tìm thấy 23 QTLs gắn với 4 sắc tố quang hợp ở giai đoạn cây đậu non và 45 QTLs ở giai đoạn cây đậu trổ bông. Thông qua phân tích RNA-seq của hai mẫu giống đậu phụng mà sắc tố quang hợp của chúng khác biệt rõ, 3829 gen DEGs và 4972 gen DEGs (differentially expressed genes) được tìm thấy ở giai đoạn cây non và giai đoạn cây trổ bông, theo thứ tự. Mười bảy DEGs  được xác định nhờ tích hợp kết quả gen gắn với QTL và cơ sở dữ liệu RNA-seq. Phân tích haplotype mgay sau đó cho thấy Arahy. YWY61J có chức năng với tổng hợp diệp lục a và diệp lục b;  gen Arahy.VMJ95M có chức năng tổng hợp diệp lục b và tổng hợp caroten ở lá đậu. Kết quả cung cấp luận điểm khoa học mới về điều tiết di truyền và sinh lý của sắc tố quang hợp; ghi nhận được gen ứng cử viên có giá trị phục vụ cải tiến hiệu quả quang hợp thông qua chọn giống đậu phụng nhờ marker.

Xem: https://link.springer.com/article/10.1007/s00122-026-05223-8

MeNADP-ME3 điều khiển tính trạng chống chịu mặn và khô hạn của Arabidopsis và dẫn đến hiệu quả đa dạng chức năng của họ gen NADP-ME trong cây sắn

Nguồn: Shuwen Wu, Zhanming Xia, Jiazheng Zhao, Changyi Wang, Yi Min, Dayong Wang. 2026. MeNADP-ME3 Confers Salt and Drought Tolerance in Arabidopsis and Drives Functional Diversification of the NADP-ME Family in Cassava. Curr Issues Mol Biol.; 2026 Mar 20; 48(3):331. doi: 10.3390/

Như một loài thực vật kiểu mẫu của chu trình C3-C4, sắn (Manihot esculenta Crantz) biểu hiện hiệu quả quang hợp cao và quang hô hấp thấp. Hệ men NADP-malic (NADP-ME) là một enzyme chủ chốt của lộ trình quang hợp C4, nó cung cấp hàm lượng CO₂ trong Rubisco. Tuy nhiên, nghiên cứu NADP-ME trong cây trung gian C3-C4 vẫn còn hạn chế. Tác giả tiến hành xác định 4 gen NADP-ME của genome cây sắn, với những phân tử lặp đoạn được dùng làm “primary driving force” (động lực ban đầu) của tiến hóa gen. Phân tích “cis-acting element” cho thấy vai trò rất tiềm năng của các gen MeNADP-ME để thích nghi với ngoại cảnh, phản ứng với stress, và điều tiết sự tăng trưởng. Phổ biểu hiện gen sử dụng kỹ thuật “bulk RNA sequencing” và “single-cell RNA sequencing”, kết quả là có từng phẩn biểu hiện khác biệt ở nhiều mô khác nhau và ở những subsets khác nhau của tế bào. Phân tích so sánh tham chiếu với họ NADP-ME của cây  Arabidopsis (Arabidopsis thaliana) và cây bắp (Zea mays) chứng minh rằng MeNADP-ME3 biểu hiện ở tế bào chuyên biệt tại bó mạch của bẹ lá tương đồng với ZmchlC4NADP-ME của cây bắp. Chú ý, các gen quang hợp và các gen plasmodesmata (PD) đồng biểu hiện rất cao trong mô diệp nhục (mesophyll) ở subcluster 13 và tế bào bó mạch, minh chứng ở mức độ phân tử về chu trình quang hợp C4  của sắn. Dự đoán về tương tác protein-protein chỉ ra MeNADP-ME3 trong biến dưỡng carbon quang hợp và điều tiết quang hô hấp. bên cạnh, kết quả chạy qRT-PCR cho thấy phản ứng mạnh đáng kể của gen MeNADP-ME3 đối với nhiều loại hình stress khác nhau, và tiêu điểm xác nhậnchúng định vị trên chloroplast. Làm rõ được chức năng ấy cho thấy trên cây mô hình  Arabidopsis, sự biểu hiện mạnh mẽ của gen MeNADP-ME3 đạt đến 30-120% đã tăng cường hoạt tính của “antioxidant enzyme” (SOD, POD, CAT) và đạt 20-32% đã làm giảm chỉ thị thiệt hại bởi ô xi hóa (MDA, H₂O₂) khi xử lý khô hạn và mặn. Kết quả cho thấy quỹ đạo tiến hóa của họ gen NADP-ME trong loài cây trung gian C3-C4, cung cấp nguồn vật liệu di truyền phục vụ giống sắn chịu hạn mặn tốt.

Xem https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41899482/

Hình: Cây gia hệ của họ NADP-ME của cây có kiểu quang hợp khác nhau. Màu sắc khác nhau biểu thị nhóm khác nhau: Nhóm I (loại hình đơn tử diệp cytosolic), Nhóm II (loại hình đơn tử diệp plastidic), Nhóm III (loại hình song tử diệp cytosolic), Nhóm IV (loại hình cytosolic chia sẻ bởi cả đơn tử diệp và song tử diệp). Bootstrap có giá trị thấp hơn 0.5