Tuần tin khoa học 994 (1-7/6/2026)

OsCBL10 điều tiết ngược tính trạng chịu mặn ở gia đoạn mạc của cây lúa

Nguồn: Xuemei Kuang, Ruofeng Liu, Lei Jin, Shengping Wang, Shufeng Gao, Yilan Qiu. 2026. OsCBL10 negatively regulates salt tolerance at seedling stage in rice. Plant Physiol Biochem.; 2026 Feb: 231:110999. doi: 10.1016/j.plaphy.2025.110999.

Đất mặn là nguy cơ ngày càng gia tăng cho sản xuất lúa. Cho dù, người ta biết các phức CBL-CIPK giải mã được bản chất di truyền của muối gây ra đột biết Ca²⁺ để tăng hoạt sự vận chuyển ion và lộ trình antioxidant, nhưng vai trò in vivo của OsCBL10 trong cây lúa vẫn chưa được biết rõ, để lại mộ khoảng trống trong cơ chế chống chịu mặn dựa trên nền ion Ca²⁺. Trong nghiên cứu này, tác giả minh chứng rằng OsCBL10 là một Ca²⁺sensor định vị tại màng không bào, nó điều tiết phiên mã kiểu “up” khi cây lúa bị mặn, hầu hết gen đích biểu hiện cao ở túi phấn và chội thân khi cho xử lý mặn. Thực hiện đột biến có chủ đích bằng bằng knockout nhờ hệ thống CRISPR-Cas9 các dòng lúa cbl10-1/2 biểu hiện mức độ cây sống cao hơn, chồi thân dài hơn 25 và chồi lú có hàm lượng Na⁺/K⁺ thấp hơn 30% sovo71i dòng lúa gốc (WT) trong nghiệm thức 100 mM NaCl, trong khi, dòng lúa biểu hiện mạnh mẽ (OE1/2) rất nhạy cảm với mặn. Tính trạng chịu mặn được cải tiến của dòng đột biến cbl10 mutants gắn liền với (i) tăng cường đẩy Na⁺ ra ngoài và thu hồi K⁺, (ii) tích tụ H₂O₂ giảm, (iii) điều tiết phiên mã kiểu up gen OsSOS1, OsNHX1 và OsMIOX. Do đó, chức năng của protein OsCBL10 như một phanh “tonoplast”, làm giảm áp lực tín hiệu SOS và loại bỏ ROS khi bị stress mặn. Nghiên cứu này mở rộng vai trò hiểu biết họ protein CBL của cây lúa và nhấn mạnh OsCBL10 là gen đích phục vụ cải tiến giống lúa bằng công nghệ di truyền -  chỉnh sửa gen.

Xem https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41483744/

Nghiên cứu di truyền tính trạng hàm lượng dầu trong hạt bắp thông qua GWAS và bản đồ liên kết

Nguồn: Shijiang He, Xiaolei Zhang, Hengshuo Chang, Xin Tian, Zhike Deng, Zhong Chen, Chaoying Zou, Guangsheng Yuan, Langlang Ma & Yaou Shen. 2026. Genetic dissection of oil content in maize kernel using combined genome-wide association analysis and linkage mapping. TAG; 19 May 2026; vol. 139; article 155

Tích hợp kết quả bản đồ QTL có tính chất nhiều địa điểm khảo nghiệm và kết quả phân tích GWAS, người ta tìm thấy 3 gen ứng cử viên ZmFum1, ZmDGAT1-1, và ZmLPAAT4 là những regulatorschủ lực quyết định hàm lượng dầu tách chiết trong hạt bắp.

Với tỷ trong năng lượng vượt trội và hàm lượng acid béo có tính chất không bão hòa (polyunsaturated) cao, chức năng dầu bắp đáp ứng cho công nghiệp thức ăn gia súc đa dạng. Khai thác kiến trúc di truyền của tính trạng OC (oil content; hàm lượng dầu bắp) trong hạt là yêu cầu cấp thiết phục vụ cải tiến giống bắp giàu hàm lượng dầu. Nghiên cứu này kết hợp phân tích di truyền “association” (GWAS) và bản đồ di truyền liên kết nhằm khai thác những QTL giả định  và các gen ứng cử viên gắn với tính trạng OC trong hạt bắp, tại 4 địa điểm khác nhau. Bản đồ di truyền liên kết xác định được 17 QTLs điều khiển tính trạng OC, trong đó, có 3 QTLs biểu hiện lập lại trong điều kiện các môi trường khác nhau. Kết quả phân tích GWAS cho thấy có 17 chỉ thị SNPs gắn với OC, trong đó, có 12 SNPs biểu thị mật độ đóng góp kiểu hình lớn, một SNP đóng góp đến 17.2% của phương sai khiểu hình. Tích hợp số liệu tại 3 địa điểm khảo nghiệm, bản đồ di truyền liên kết cho kết quả QTL với 17 chỉ thị SNPs có ý nghĩa thống kê nhờ GWAS, có tất cả 1142 gen được phân lập là ứng cử viên. Theo chú thích di truyền chức năng (functional annotations), phổ biểu hiện gen, phân tích di truyền association, có 3 gen ứng cử viên được ưu tiên xếp hạng là: Zm00001d029084, Zm00001d037760, và Zm00001d043267, chúng mã hóa protein fumarate hydratase 1 (ZmFum1), diacylglycerol acyltransferase-type I2 (ZmDGAT1-1), và 1-acyl-sn-glycerol-3-phosphate acyltransferase 4 (ZmLPAAT4), theo thứ tự. Các chỉ thị phân tử SNPs này trong chuỗi trình tự của gen Zm00001d029084 và Zm00001d037760 gắn kết có ý nghĩa thống kê với tính trạng OC và kết quả “amino acid substitutions”, trong khi đó, vùng promoter và vùng 3′UTR của gen Zm00001d043267 mỗi vùng mang một chỉ thị SNP gắn kết có ý nghĩa với OC. Kết quả cung cấp luận điểm khoa học về cơ sở di truyền của tính trạnng OC, nhấn mạnh các mục tiêu quan trọng đầy tiềm năng phục vụ chiến lược chọn giống nhờ marker để cải tiến giống bắp giàu hàm lượng dầu bắp.

Xem https://link.springer.com/article/10.1007/s00122-026-05271-0

Tìm marker của gen ứng cử viên ở locus Rk (red kidney) để phát triển giống đậu cô ve hạt màu  hồng chậm bị sẫm màu

Caroline Osborne, Phillip E. McClean, Alvaro Soler Garzón, Atena Oladzad-Nejad, Rian Lee,  Phillip N. Miklas, Juan M. Osorno, Justin D. Faris & Jayanta Roy. 2026. A candidate gene marker at the red kidney color locus (Rk) enables the development of slow-darkening pink beans. Theoretical and Applied Genetics; 20 May 2026; vol. 139; article157

Xác định gen ứng cử viên Rk và những markers chẩn đoán cho phép nhà chọn giống du nhập được chính xác alen SD (slow‑darkening: làm chậm lại sự sậm màu) trong giống đậu hồng (pink beans), cho ra giống đậu có kiểu hình  SD ổn định và mở rộng sự hữu dụng của chọn giống theo phân khúc thị trường.

Đậu cô ve - common bean (Phaseolus vulgaris L.) là cây thực phẩm quan trọng của thế giới về dinh dưỡng và có phân khúc thị trường theo thị hiếu người tiêu dùng khác nhau. Đa gen điều khiển tính trạng màu vỏ hạt (seed coat color) và hoa văn vỏ hạt. Chúng phải phù hợp với thị hiếu trên thị trường. Do đó, hiểu biết về di truyền tính trạng này là yêu cầu bức thiết cho cải tiến giống đậu cô ve, đặc biệt phan khúc thị trường rất khác nhau. Một gen Rk, viết tắt từ chữ “red kidney” là gen quy định màu hạt đậu. Alen lặn rk^p điều khiển biểu hiện màu hồng theo phân loại thị trường (market class). Kết quả phân tích GWAS, chạy trình tự gen ứng cử viên thông qua nhiều “market classes” khác nhau, kết quả bản đồ di truyền, kết quả phân tích di truyền huyết thống, cho phép người ta xác định “gene model” (mô phỏng gen) của PvUI111.02G213800, nó mã hóa protein “anthocyanidin reductase”, đây là ứng cử viên nặng ký cho gen Rk. Cô ve hồng, kèm theo là những đòi hỏi theo chuẩn thị trường, gặp phải hiện tượng sẫm màu hạt sau thu hoạch (postharvest seed coat darkening), vấn đề phẩm chất hạt này làm giảm giá trị kinh tế và chưa đáp ứng cho người tiêu dùng và giá trị dinh dưỡng đậu (nutritional value). Alen P^sd có trong giống pinto tác động “slow-darkening” (làm chậm sự sẫm màu) viêt tắt SD. Du nhập alen P^sd này vào giống đậu cô ve trên thị trường đậu hồng, thông qua lai hữu tính 3 giống đậu “pink” và giống đậu trồng “SD pinto” có tên thương mại ND Palomino. Sàng lọc 2240 con lai F₂ với chỉ thị PACE nhằm đến đa gen (P^sd, rk^p, và pi) điều khiển tính trạng màu hồng và tính trạng “slow-darkening”, 32 cá thể biểu hiện các alen mong muốn và cho kiểu kình “SD pink”. Kiểu hình SD này được xác minh bằng xét nghiệm ultra-violet (UV) (λ = 254 nm), và xét nghiệm ngoài đồng ở quần thê con lai F₅ – tất cả đều minh chứng tính ổn định của kiểu hình cần có. Các nỗ lực song song đang được triển khai nhằm đưa tính trạng SD này vào giống đậu cô ve hồng (light red kidney) và giống đậu cô ve “cranberry”, mở rộng tính hữu dụng theo phân khúc thị trường

Xem https://link.springer.com/article/10.1007/s00122-026-05256-z

Hình: Biểu đồ Manhattan plot vàQ-Q plot theo phân tích GWAS. Biểu đồ Manhattan plot có đỉnh rất mạnh của Rk trên nhiễm sắc thể 2. Di truyền association còn cho kết qua gen Pi và gen B.

Tổng quan: Cải tiến giống đậu pigeonpea để kháng bệnh và sản lượng đậu ổn định

Nguồn: Mohammad Ekram Hussain, Vikas Verma, Mk Maqbool Qutub, N. Mustafa, Amiruddin Ali, Pratiksha Adhikari & Himal Luitel. 2026. Breeding for next-generation biotic stress-tolerant pigeonpea for sustainable food legume production. Theoretical and Applied Genetics; May 21 2026; vol. 139; article159

Đậu săng - pigeonpea, có tên khoa học Cajanus cajan (L.) Millsp, là loài cây trồng họ Đậu đuộc phát triển tại vùng nhiệt đới, cận nhiệt đới. Sản lượng đậu săng thường xuyên bị đe dọa bởi stress sonh học, đó là bệnh SMD (sterility mosaic disease: bệnh khảm gây bất thụ), bệnh FW (Fusarium wilt), bệnh do nấm Helicoverpa armigera, Maruca vitrata, và bệnh do những nguồn vi sinh tấn công khác, đặt ra thách thức đáng kể cho sản xuất bền vững. Ngân hàng vật liệu giống đậu săng biểu thị sự đa dạng đáng kể về tính kháng sâu bệnh hại, mang lại tiềm năng cải tiến giống kháng bệnh. Việc thiết lập các tập đoàn giống “well-defined core” (giống cốt lõi) và tập đoàn giống “mini-core” (giống bổ sung nhưng không làm nền với nền gen cho tính kháng hẹp) giúp đơn giản hóa quy trình cải tiến giống thông qua cung cấp sớm nguồn bố mẹ có đa dạng di truyền mong muốn và làm dễ dàng hơn chiến lược phát triển giống kháng với stress sinh học. Kết quả chạy chuỗi trình tự DNA của hệ gen thử nghiệm (draft genome sequence) đã sẵn sàng trong cơ sở dữ liệu để phục vụ nhà chọn giống, kèm theo đó là nguồn chỉ thị phân tử tương ứng rất phong phú, tất cả đã và đang chuyển từ định hướng nghiên cứu sang lĩnh vực bản đồ di truyền các tính trạng chủ chốt, đạc biệt là tính kháng bệnh hại cây đậu. Nguồn vật giống đầu nguồn này đã và đang cung cấp những hiểu biết sâu sắc về hệ gen cây đậu săng, tạo điều kiện cho các giải pháp chính xác và hiệu quả, đáp ứng với những bất cập trong sản xuất. Nguồn tài nguyên đa dạng di truyền này trong ngân hàng gen dù đã sẵn sàng, nhưng hầu hết đều chưa được khai thác và tận dụng trong chương trình cải tiến giống săng kháng bệnh bền vững. Công cụ genomic hiện đại như chạy trình tự thế hệ mới (NGS: next generation sequencing), chọn giống trên cơ sở trình tự haplotype, sàng lọc di truyền “genome-wide” đang giúp chúng ta tăng cường hiệu quả chọn lọc và dẫn dắt tiếp cận một chiến lược cải tiến giống thế hệ mới – cách tiếp cận cần thiết trong cải tiến di truyền hệ gen cây đậu săng. Chọn giống chống chịu stress sinh học được hỗ trợ có hiệu quả bởi chỉ thị phân tữ và sự phân lập các gen ứng cử viên gắn liền với cơ chế kháng bệnh. Bên cạnh đó, sự phát triển và thẩm định những ngân hàng sinh học lưu trữ lớn nguồn bố mẹ đáp ứng với “fusarium wilt” (FW) và chỉ thị phân tử ESTs  (advanced expressed sequence tags: phân tử tag trong trình tự biểu hiện nâng cao) đang làm giàu ngày càng nhiều hơn nguồn gen bố mẹphục vụ nghiên cứu cây đậu săng.

Tổng quan này làm nổi bậc kết quả cải tiến di truyền đang diễn ra trên thế giới về hệ gen cây đậu săng thông qua tích hợp giữa chọn giống truyền thống với nghiện cứu hệ gen, nhấn mạnh phương pháp tiếp tiếp cận mang tính hiệp lực (synergistic approach) nhằm giải quyết thách thức đối với stress sinh học.

Xem https://link.springer.com/article/10.1007/s00122-026-05268-9