Tuần tin khoa học 998 (29/6 - 5/7/2026)

Tích hợp kết quả phân tích omics về tính trạng tinh bột sắn trong điều kiện bón phân hữu cơ

Nguồn: Jiongyu Chen, Zizhou Huang, Lijun Wei, Kaiwen Lei, Di Wang, Ruirui Chen, Ping Lv, Benchi Yu, Saiqing Lu. 2026. Integrated omics analysis on organic fertilizer-mediated regulation of starch synthesis in cassava. Front Plant Sci.; 2026 Jun 1: 17:1821836. doi: 10.3389/fpls.2026.1821836.

Sắn (Manihot esculenta Crantz) là loài cây trồng đóng góp vào an ninh lương thực đồng thời cung cấp vật liệu trong công nghiệp thức ăn gia súc trên toàn thế giới. Sự bón phân hóa học dư thừa đe doạn đến sức khỏe đất và nông nghiệp bền vững, nên việc bón phân hữu cơ cung cấp giải pháp thân thiện với môi trường được áp dụng. Theo nghiên cứu này, phân hữu cơ (phân gà) được chọn làm nghiệm thức xử lý so với đối chứng phân hóa học Cơ chế điều tiết sự tổng hợp tinh bột sắn lần đầu tiên được minh chứng nhờ đánh giá nhiều tính trạng nông học, các chỉ số sinh lý thực vật, và kết quả phân tích hệ “transcriptome-metabolome”. Kết quả cho thấy phân hữu cơ làm phát triển đáng kể  diện tích tế bào mô li be lá, làm tăng cường hiệu quả hấp thu dinh dưỡng và sử dụng dinh dưỡng. Nó cải tiến đáng kể  hiệu suất đồng hóa trong quan  hợp lá sắn và sinh tổng hợp tinh bột sắn tại rễ. Suy cho cùng, phân hữu cơ làm tăng năng suất sắn 13.72%-26.08% và tăng tinh bột 9.90%-11.21%. Kết quả phân tích tích hợp OMICS cho thấy rằng phân hữu cơ điều hòa các chu trình có liên quan đến stress thông qua rất nhiều cơ chế, bao gồm mức độ tăng lên của caffeoylshikimic acid và caffeoylquinic acid, điều tiết gen kiểu “up” liên quan đến biến dưỡng glutathione, và điều tiết kiểu “down” các gen β-1, 3-glucanase. Kết luận, phân hữu cơ làm tăng hiệu quả đồng hóa trong quang hợp, làm tăng sinh tổng hợp tinh bột thông qua nhiều cơ chế. Những ảnh hưởng như vậy dẫn đến làm tăng đồng thời năng suất dự trữ của rễ và hàm lượng tinh bột.

Xem https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/42306429/

Tạo ra tính kháng bọ phấn trắng Bemisia tabaci trên cây sắn thông qua công nghệ RNAi can thiệp gen đích trong tiến trình biến dưỡng của côn trùng

Nguồn; Narayanan Narayanan, Rekha A R Swamy, Jackson Gehan, Tira Jones , Shelly Lazar, Dor Wintraube, Esther Yakir, Oren Hasson, Adam Lampert, John Colvin, Nigel J Taylor, Shai Morin, Osnat Malka. 2026. Creating resistance to the whitefly Bemisia tabaci in cassava through RNAi-mediated targeting of multiple insect metabolic processes. Front Plant Sci.; 2026 May 22: 17:1822258. doi: 10.3389/fpls.2026.1822258. 

Điều rất phổ biến ở Đông Phi là 100% cánh đồng trồng sắn đều bị xâm nhiễm bởi bệnh CMD (Cassava mosaic disease) và/hoặc bệnh CBSD (Cassava brown streak disease), làm thiệt hại sản lượng hàng năm hơn 1,25 tỷ USD và đe dọa an ninh kinh tế và lương thực cho nông dân ở đây. Vector mang hai bệnh này là bọ phấn trắng sắn châu Phi Bemisia tabaci. Từ cuối thập niên 1990s, số lượng quần thể bọ phấn trăng tăng lên nhanh chưa từng có, đến mức mà người ta gọi là "super-abundant" (siêu khủng). Mọi nổ lực trong nghiên cứu từ cuối thập niên 1990s tập trung chủ yếu vào phát triển giống cây kháng bọ phấn trắng, vector mang pathogens là siêu vi và ít chú ý đến phải hiểu biết rõ gốc rễ của vấn đề dịch tể bệnh hoặc kiểm soát sự bộc phát bọ phấn trắng.

Phương pháp nghiên cứu: ở đây, người ta muốn phát triển giải pháp kiểm soát bọ phấn trắng dài hạn thông qua phân tử RNA can thiệp trên thực vật, tiếp cận kỹ thuật RNAi. Đầu tiên, kết quả phân tích hệ transcriptome xác định được gen ứng cử viên có vai trò chủ chốt trong sinh học bọ phấn trắng: điều hóa áp suất thẩm thấu, biến dưỡng đường và vận chuyển đường, sự công sinh với vi khuẩn endosymbiotic (nội cộng sinh) và sự hóa giải cac độc tố thực vật. Kế tiếp là, có 15 phân tử RNAi có cấu trúc lập lại và đảo chiều được tạo ra, được thiết kế nhằm vào những gen ứng cử viên và 140 dòng transgenic độc lập được tạo ra trong giống sắn NASE 13.

Tất xẻ những xét nghiệm thực vật đều biểu thị hoạt động tiêu diệt côn trùng (insecticidal activity) của cây chuyển gen, đạt 58% sự gây chết đối với con trưởng thành trong 7 ngày và 75-90% sự gây chết đối với con ấu trùng sau 25 ngày, so với nghiệm thức đối chứng. Các gen đích được xác định  điều tiết kiểu “down” đạt 2.5 lần của bọ phấn trấng trường thành và ấu trùng.

Tác giả sử dụng mô phỏng cơ động của quần thể để dự đoán được khả năng của công nghệ RNAi nhằm kiểm soát bọ phấn trắng trên ruộng ở điều kiện Đông Phi. Kết quả phân tích cho thấy công nghệ này mang lại một lựa chọn thực tế để có sự kiểm soát bền vững đối với bọ phấn trắng cây sắn trên đồng ruộng châu Phi.

Xem  https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/42255296/

Phát triểm đa bội thể và đa dạng hóa độ bội thể trong họ gen “Kelch repeat F-box” của cây khoai lang

Nguồn: Yanxingzi Ma, Guangli Zhou, Jinchai Chen, Fanqing Meng, Runze Wei, Shijian Zhou, Jiayuan Shi, Jiahui Chen, Liheng He, Ling Yuan, Xiaoyun Jia. 2026. Polyploidy-driven expansion and regulatory diversification of the Kelch repeat F-box gene family in sweetpotato. BMC Genomics; 2026 Apr 28; 27(1): 545. doi: 10.1186/s12864-026-12867-9.

Protein KFB (Kelch repeat F-box) là thành phần của cơ chất SCF (SKP1-CULLIN1-F-box) E3 ubiquitin ligases, chúng có vai trò quan trọng trong gấp cuộn cấu trúc protein, đặc biệt là cơ chế biến dưỡng, và phản ứng với stress của cây. Tuy nhiên, lịch sử tiến hóa của họ gen KFB qua nhiều mức độ bội thể khác nhau vẫn chưa được biết rõ trong hệ gen cây khoai lang (Ipomoea batatas), một loài cay trồng quan trọng thuộc đa bội thể. Ở đây, tác giả trắc nghiệm giả thuyết  rằng các gen KFB của khoai lang và những họ hàng của nó đã trải qua tiến trình mở rộng, đa dạng hóa phiên mã trong khi tiến hóa tính chất đa bội thể, duy trì được khung cấu trúc bảo tồn rất cần cho sự phân giải protein trên cơ sở  SCF.

Người ta thực hiện phân tích so sánh giữa các mức bội thể khác nhau trong họ gen KFB của 4 loài thuộc chi Ipomoea đại diện cho ba mức độ đa bội thể: diploid I. trifida và I. triloba, tetraploid I. tabascana, và hexaploid là khoai làng trồng trọt (I. batatas). Người ta xác định được 24, 27, 16, và 102 gen KFB trong những loài nói trên, theo thứ tự. Sự mở rộng đáng kể của khoai lang  lục bội thể (hexaploid sweetpotato), cùng với danh mục KFB được thu gọn trong loài I. tabascana, tứ bội thể cho thấy rằng qui mô của họ KFB không tăng lên tuyến tính theo mức bội thể, thay vào đó là phản ánh sự duy trì đặc biệt theo dòng (lineage-specific retention), sự mất đi trong khi họ gen tiến hóa. Tự tái bản đoạn phân tử là mode ưu tiên kết hợp với sự phát triển KFB, trong khi, tự tái bản có tính tuần tự chưa được tìm thấy. Hầu hết các cặp gen tự tái bản có tỷ lệ Ka/Ks thấp hơn 1 đơn vị, cho thấy có sự thuần khiết mạnh khi chọn trên những bản sao chép được lưu giữ. Mặc dù bản sao có khác biệt đáng kể, nhưng những protein KFB duy trì được domain bảo thủ F-box/Kelch, với biến thể trung bình khi so sánh protein motif và cấu trúc của gen. Phổ biểu hiện transcriptome, phân tích co-expression, phân tích qRT-PCR cho thấy sự khác biệt đáng kể về biểu hiện mô, stress, và hormone trong các gen KFB.

Xem https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/42050392/

Sàng lọc di truyền 4 alen đột biến trong hệ gen cây đậu nành quy định tính trạng hàm lượng acid béo bởi gen mã hóa “desaturase” nhằm duy trì oleic acid cao và linolenic acid thấp

Nguồn: Hyun Jo, Aaron Lorenz, Brian Diers, Andrew Scaboo, Vincent Pantalone, Zenglu Li & Kristin Bilyeu. 2026. Selection of four mutant alleles of fatty acid desaturase genes for a stable high oleic and low linolenic acid soybean seed oil trait. TAG; June 24 2026; vol. 139; article 189

Sự kết hợp của 4 alen biến thể quy định tính trạng oleic acid cao và linolenic acid thấp, trong hạt đậu nành sản xuất ở các điểm trồng đậu nành tại Hoa Kỳ.

Đậu nành là loài cây trồng trên toàn cầu đại diện cho một nửa sản lượng dầu ăn toàn thế giới. Dầu đậu nành được sự dụng trong hệ thống thực phẩm trên cơ sử đặc điểm dinh dưỡng và sức khỏe; người ta cần phải điểu chỉnh acid béo trong dầu đậu nành đáp ứng được nhu cầu của thị trường hiện nay. Đậu na2h có hàm lượng oleic acid cao (> 75%) kết hợp với hàm lượng linolenic acid thấp (< 3%) đã và đang nổi lên như một giải pháp cải tiến dầu đậu nành. Mục tiên nghiên cứu nhằm xác định kiểu gen đậu nành với nhóm có những alen biến thể thược gen mã hóa men “fatty acid desaturase”  có thể đáp ứng được mục tiêu acid béo trong hạt ổn định ở ngưỡng trên các vùng sản xuất đậu nành Hoa Kỳ. Giống đậu nành mới được tạo ra có những phối hợp gen đa dạng điều tiết hàm lượng acid béo trong hạt và những nhóm đậu nành có độ chín khác nhau (maturity groups), hạt được sản xuất ở các vùng trọng điểm, thành phần acid béo của hạt được xác định. Kết quả chứng minh một tổ hợp có 4 gen trong giống đậu nành đã sử dụng một trong hai phiên bản biến thể cho ra được cả hai mục tiêu trong vùng trồng đậu nành của Mỹ. Có khác biệt đáng kể mức độ acid béo của cá thể con lai  về hàm lượng dầu khi so sánh hai nhóm mang 4 gen. Tác động của kết quả này  là cung cấp kiến thức mới về giống đậu nành đang canh tác tại những vùng trồng của Hoa Kỳ với thành phần acid béo trong hạt đáp ứng được nhu cầu thị trường hiện nay; thành phần acid béo có thể là cơ sở quyết định sản phẩm có cải tiến hay không.

Xem https://link.springer.com/article/10.1007/s00122-026-05302-w

Hình: So sánh hàm lượng oil oleic acid trong hạt đậu nành được trồng tại nhiều địa điểm khác nhau giữa giống oleic acid cao và alen có đột biến missense hoặc null đối với gen đích FAD2-1A.