Tuần tin khoa học 993 (25-31/05/2026)

Điều tiết biến dưỡng và phân tử tính trạng tích tụ anthocyanin trong diều kiện bị stress P của giống khoai lang ruột tím

Nguồn: Lei Zhang, Afsheen Zehra, Rong Jin, Jinhua Zhou, Lili Lu, Wei Jiang, Yan Yang, Zulfiqar Ali Sahito, Wanlin Yang, Zhonghou Tang. 2026. Molecular and metabolic regulation of anthocyanin accumulation under phosphorus stress in purple-fleshed sweet potato. Plant Physiol Biochem.; 2026 Apr: 233:111061. doi: 10.1016/j.plaphy.2026.111061.

Khoai lang ruột tím PFSP (purple-fleshed sweet potato) (Ipomoea batatas) là giống khoai lang giàu nguồn anthocyanins, mà chất này có khả năng thực hiện antioxidants (chống ô xi hóa), đóng góp nhiều vào kết quả chống chịu stress. Tuy nhiên, những cơ chế phân tử điều tiết sinh tổng hợp anthocyanin của giống khoai lang PFSP trong điều kiện thiếu hoặc đói lân vẫn chưa được biết rõ. Theo nghiên cứu này, người ta tiến hành phân tích transcriptomic và metabolomic trên giống khoai lang Xuzishu No. 8 được trồng với 3 nghiệm thức xử lý lân khác nhau: XP0 (0 g), XP1 (1.85 g), và XP2 (3.70 g). Cho dù phosphorous không ảnh hưởng đáng kể đến hàm lượng anthocyanin tổng số, nhưng có sự thay đổ đáng chú ý trong hoạt tính của những enzymes chủ lực về sinh học (CHl, DFR, OPC, PAL và UFGT). Kết quả phân tích RNA-seq xác định được 8,906 gen DEGs (differentially expressed genes) với 11.215 gen mới qua nghiệm thức xử lý này. Phương pháp “KEGG pathway enrichment analysis” cho kết quả là hấu hết những gen DEGs đếu gắn liền với sinh tổng hợp chất phenylpropanoid. PHổ biểu hiện metabolomic đã phát hiện được 110 chất biến dưỡng DEMs (differentially expressed metabolites), trong đó, có sáu DEMs là phỗ biến cho mọi nghiệm thức và có 16 DEMs được chia sẻ giữa 2 nhóm nghiệm thức. Chú thích chức năng di truyền của DEMs chỉ ra rằng có một ức chế chung trong lộ trình sinh tổng hợp anthocyanin, qua những nghiệm thức xử lý, trong khi đó, sinh tổng hợp flavone và flavonol vẫn duy trì hoạt động rất nhất quán. Chú ý, quercetin-3-O-glucoside xuất hiện để đóng vai chủ chốt trong việc khôi phục sinh tổng hợp anthocyanin. Phân tích có tính chất tích hợp transcriptome và metabolome cho thấy có mo65tsu75 điều tiết rất mạnh kết hợp giữa DEGs và DEMs, đặc biệt, trong lộ trình sinh tổng hợp anthocyanin và flavonoid. Bên cạnh, kết quả phân tích “canonical correspondence” (CCA) và PCA (principal component analysis),biểu đồ “biplot” cho thấy tính trạng tích tụ anthocyanin được điều khiển bởi hoạt động tích hợp của rất nhiều gen, với phần mềm Tai6.6720 xác định được một gen điều tiết chủ yếu liên kết chặt với các chất biến dưỡng tích cực (pelargonidin-3-O- glucoside và cyanidin-3-O- glucoside). Kết quả nhấn mạnh tác động có ý nghĩa của stress thiếu lân trên sự tái lập trình phiên mã và biến dưỡng của lộ trình sinh tổng hợp anthocyanin như một phản ứng thích nghi. Kết quả cho thấy luận điểm khoa học mới về hệ thống điều tiết di truyền điều khiển tính trạng tích tụ anthocyanin trong khoai lang, một nền tảng có giá trị của chiến lược quản lý dinh dưỡng  và nội dụng cải tiến giống phân tử nhằm cải thiện giống khoai chống chịu stress.

Xem https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41941854/

Tìm kiếm gen chịu lạnh và những alen khả thi trong giống lúa nếp Kam ở nhiều giai đoạn tăng trưởng khác nhau

Nguồn: Kunchi Yu, Chunhui Liu, Joohyun Lee, Xiaoding Ma, Bing Han, Zhengwu Zhao, Soon-Wook Kwon,  Longzhi Han & Di Cui. 2026. Discovery of cold tolerance genes and favorable alleles in Kam sweet rice across various growth stages. Theoretical and Applied Genetics; 11 May 2026;Volume 139, article number 152

Tích hợp phương pháp “combined association” và “phân tích quét có chọn lọc” trong di truyền, người ta xác định được OsCTD2 and OsLTPL159 là 2 gen ứng cử viên chủ chốt gắn liền với tính chống chịu lạnh ở cả 2 giai đoạn nẩy mầm và giai đoạn mạ.

Tính trạng nhiễm lạnh của cây lúa dẫn đến kết quả mất năng suất đáng kể. Xác định nguồn vật liệu giống lúa chịu lạnh và khám phá những gen đích rất cần thiết để phát triển gi61ng lúa cao sản chịu lạnh. Kam Sweet Rice (KSR) là giống lúa biểu hiện tính chống chịu lạnh đáng chú ý, là nguồn vật liệu di truyến vô giá để tiến hành xác định các gen đích. Tác giả đánh giả kiểu hình chống chịu mặn ở nhiều giai đoạn khác nhau trong tập đoàn bao gồm 104 mẫu giống lúa KSR và 268 mẫu giống lúa bản dịa khác. Kết quả GWAS (genome-wide association studies) xác định 89 loci gắn liền có ý nghĩa với chịu lạnh: 57 loci có ỡ giai đoạn nẩy mầm, 9 có ở giai đoạn đâm chồi thân, và 28 có ở giai đoạn mạ, với 61 loci (69%) là mới tìm thấy. Kết hợp di truyền association và phân tích di truyền quét chọn lọc, người ta xác định được hai gen ứng cử viên rất đáng tin cậy, OsCTD2 và OsLTPL159, gắn với tính chống chịu lạnh ở gđ nẩy mầm và gđ mạ. Kết quả phân tích haplotype cho thấy có khác biệt ý nghĩa thống kê về cấp độ chịu lạnh và mức độ cây sống sót trong nhiều haplotypes khác nhau của những gen này, với những haplotypes tối ưu đều có trong giống lúa KSR. Kết quả phân tích RNA-seq và qRT-PCR cho thấy những haplotypes tối ưu của gen OsCTD2 và OsLTPL159 biểu hiện đáng kể trong các mẫu giống lúa chịu lạnh giỏi, trong khi, không có khác biệt đáng kể nào được quan sát trong mẫu giống lúa nhiễm lạnh với những haplotypes yếu kém. Gen OsCTD2 và OsLTPL159 có trong phản ứng chịu lạnh của hệ gen cây lúa. Bên cạnh, người ta xác định được hai gen ứng cử viên triển vọng và những haplotypes ưu việt của chúng điều khiển tính trạng chịu lạnh: OsGRS7 ở giai đoạn nẩy mầm và OsBSR6 ở giai đoạn đâm chồi thân. Đây là cơ sở khoa học để dòng hóa gen chịu lạnh và là luận cứ khoa học cho chiến lược cải tiến giống lúa bằng pp phân tử.

Xem https://link.springer.com/article/10.1007/s00122-026-05246-1

Phân tích toàn diện hàm lượng protein VOZ trong khoai lang và những loài có quan hệ gần cho thấy động thái tiến hóa và khả năng đáp ứng với stress phi sinh học

Nguồn: Zhidan Zuo, Yeshun Sheng, Chenglin Jia, Huihui Ma, Yuxin Wang. 2026. Comprehensive analysis of VOZ proteins in sweet potato and related species reveals their evolutionary dynamics and responses to abiotic stresses. Front Plant Sci.; 2026 Mar 13: 17:1775128.doi: 10.3389/fpls.2026.1775128.

Yếu tố phiên mã VOZ (Vascular Plant One-Zinc Finger) đặc trưng cho họ protein rất chuyên biệt với cây (protein điều chỉnh), chúng đóng vai trò then chốn trong tăng trưởng, phát triển cây trồng, đồng thời thích ứng với stress sinh học và stress phi sinh. Mặc dù các gen VOZ đã và đang được báo cáo trong nhiều loài thực vật, nhưng tổ chức trong hệ gen như thế nào, lịc sử tiến hóa ra sao, động thái biến dị theo chức năng của cây khoai lang vẫn còn chưa được khai thác.

Người ta tình hành nghiên cứu toàn diện toàn bộ hệ gen của những thành viên thuộc họ gen VOZ qua sáu loài thuộc chi Ipomoea, đó là I. aquatica (Iaq), I. cairica (Ica), I. nil (Inil), I. triloba (Itb), I. trifida (Itf), và Ipomoea batatas (Ib). Theo quan hệ di truyền huyết thống, đặc điểm protein, kiến trúc gen, các motifs bảo thủ, promoter cis-elements, định vị trên nhiễm sắc thể, tính đồng dạng tuyến tính (collinearity patterns), có 14 gen VOZ đã được phân lập và phân tích một cách hệ thống. Kết quả cho thấy có một giảm sút số bản sao chép gen VOZ, kèm theo đó là sự đa dạng về kiến trúc và chức năng của gen trong suốt thời kỳ tiến hóa (evolutionary trajectory) của các loài Ipomoea này. Hơn nữa, phổ biểu hiện phiên mã và đặc điểm của tương tác  protein-protein trong cây khoai lang chỉ ra rằng các gen VOZs của I. trifida (ItfVOZs) và I. batatas (IbVOZs) có liên quan đến sự điều hòa phát triển, chu trình truyền tín hiệu qua hormone, và khả năng thích ứng với stress. Kết quả nghiên cứu cung cấp toàn hiện khung hệ gen của họ gen VOZ qua sáu loài của chi Ipomoea và cung cấp một luận cứu chắc chắn làm rõ vai trò chức năng của khoa lang trồng.

Xem https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41907756/

Tích hợp gen Ty-1/Ty-3 và Ty-6 cải thiện được tính kháng bền vững bệnh siêu vi trên cà chua do begomoviruses

Nguồn: Moeno Shimoide, Misaki Nakajima, Nadya Syafira Pohan, Elly Kesumawati & Sota Koeda. Integration of Ty-1/Ty-3 and Ty-6 confers improved and durable resistance to highly pathogenic begomoviruses in tomato. Euphytica 30 March 2026, Volume 222, article number 67

Begomoviruses là tác nhân gây bệnh hại cà chua trên toàn thế giới, và người ta phải du nhập các gen Ty vào giống cà chua trồng như một chiến lược căn bản trong quản lý bệnh. Tuy nhiên, chỉ có một gen đơn Ty thường cung cấp sự bảo vệ không đầy đủ các loài begomovirus có độc tính cao. Các tác giả sử dụng những giống cà chua trồng thương mại và một loạt các dòng con lai được phát triển trong chương trình cải tiến giống của tổ chức World Vegetable Center (WorldVeg). Chúng được chủng bệnh với một trong ba loải begomovirus với độc tính hết sức khác biệt nhau. Sự hiện diện của các gen Ty-1, Ty-2, Ty-3, Ty-3a, ty-5, và Ty-6 được minh chứng nhờ chỉ thị phân tử (in-gene markers). Cây cà chua nào chỉ mang gen Ty-2 đều nhiễm bệnh với tất cả virus thử nghiệm, trong khi, những cây cà chua mang gen Ty-1 đều kháng với begomovirus ít độc tính, tuy nhiên, nó trở nên nhiễm với virus có nhiều độc tính. Trong 7 dòng cà chua của WorldVeg, dòng cà chua AVTO1919 (Ty-1/Ty-1, Ty-6/Ty-6) và AVTO1920 (Ty-3/Ty-3, Ty-6/Ty-6) đểu không có triệu chứng bệnh trong hầu hết trường hợp, và tích tụ thấp nhất “viral DNA” (DNA của siêu vi) trong tất cả các dòng cà chua thử nghiệm; cho thấy rằng: kháng begomovirus mạnh. Tính kháng của dòng cà chua AVTO1919 mạnh hơn dòng AVTO1701, một đồng hợp tử của Ty-2, Ty-3, ty-5, và Ty-6. Hơn nữa, cây F₁ dẫn xuất từ tổ hợp lai giữa AVTO1919 và AVTO1920 đều nhiễm bệnh. Chỉ thị phân tử Moneymaker biểu thị tính kháng bệnh giảm, cho thấy tính kháng này được tạo ra bởi gen Ty-1 hoặc Ty-3 và Ty-6 là những gen không hoàn toàn trội (incomplete dominance). Kết quả cho thấy tích hợp gen Ty-1/Ty-3 và Ty-6 ở trạng thái đồng hợp tửcó thể tạo ra tính kháng bệnh mạnh mẽ và bền vững, phổ kháng rộng đối với begomoviruses và trở thành một chiến lược phục vụ cải tiến giống cà chua cao sản kháng bệnh siêu vi for breeding durable resistant tomato cultivars.

Xem https://link.springer.com/article/10.1007/s10681-026-03711-y

Hình: Minh chứng sự hiện diện của những protein Ty-1, Ty-2, Ty-3, Ty-3a, ty-5, và Ty-6 trong các dòng giống cà chua sử dụng markers của gen có tính chất rất chuyên biệt theo alen.