Xác định sự thể hiện gen theo phân tích “toàn hệ gen” đối với tính trạng chịu khô hạn của giống bắp cận giao, phản ánh ý nghĩa của yếu tố phiên mã (TFs)

Nguồn: Zhang X, Liu X, Zhang D, Tang H, Sun B, Li C, Hao L, Liu C, Li Y, Shi Y, Xie X, Song Y, Wang T, Li Y. 2017. Genome-wide identification of gene expression in contrasting maize inbred lines under field drought conditions reveals the significance of transcription factors in drought tolerance. PLoS One. 2017 Jul 12;12(7):e0179477. doi: 10.1371/journal.pone.0179477. eCollection 2017.

TÓM TẮT

Khô hạn là mối đe dọa chủ yếu cho sản xuất và tăng trưởng của cây bắp. Hiểu rõ mạng lưới điều tiết ở mức độ phân tử về tính chống chịu khô hạn của cây bắp là vô cùng quan trọng. Theo kết quả nghiên cứu này, hai dòng bắp cận giao có mức độ tương phản rõ rệt giữa chống chịu và nhiễm khô hạn được người ta khảo sát trong điều kiện ruộng đất tự nhiên bị khô hạn và ruộng đất có tưới đầy đủ. Như vậy, những phân tử transcriptomes trên lá bắp được phân tích bởi kỹ thuật RNA-Seq. Nhìn chung, người ta tìm thấy 555 gen liên quan đến chống chịu khô hạn và 2.558 liên quan đến tính trạng nhiễm khô hạn, với một xu hướng tương quan thuận nhiều hơn xảy ra trong giống bắp chống chịu hạn. Hơn nữa, có 4.700 gen biểu hiện rất khác nhau giữa hai giống bắp này trong điều kiện khô hạn nhẹ, 4.748 gen trong điều kiện khô hạn trung bình, 4.403 gen trong điều kiện khô hạn nặng và 4.288 gen trong điều kiện có tưới nước bình thường. Những yếu tố phiên mã (TFs: transcription factors) trong cả hai giống bắp đều rất phong phú biểu hiện kháng vô cùng đa dạng, khác biệt nhau đặc biệt là những gen có chức năng đặc biệt của giống bắp chịu hạn. Người ta thấy rằng phản ứng khác biệt của giống bắp của 20 TFs trong giống chống chịu hạn và biểu hiện khác biệt được duy trì trong từng giống là 22 TFs, chúng có thể tăng cường tính chống chịu khô hạn của cây bắp. Kết quả cung cấp cho chúng ta kiến thức về các hệ thống điều hòa có liên quan đến tính chống chịu khô hạn và cung cấp nguồn gen để phục vụ cho nhiều nghiên cứu sau này và giúp nhà chọn giống cải tiến giống chịu hạn tốt hơn.

GS. Bùi Chí Bửu lược dịch.

Xem https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/28700592

Hình 3: Phân tích “gene ontology” (bản thể học của gen) của những gen phản ánh tính chất cá thể của từng giống bắp, trong điều kiện bị khô hạn.