Phân tích di truyền tính kháng bệnh đạo ôn bằng GWAS

 Phân tích di truyền tính kháng bệnh đạo ôn bằng GWAS

Nguồn: Liu MH, Kang H, Xu Y, Peng Y, Wang D, Gao L, Wang X, Ning Y, Wu J, Liu W, Li C, Liu B, Wang GL. 2020. Genome-wide association study identifies an NLR gene that confers partial resistance to Magnaporthe oryzae in rice. Plant Biotechnol J. 2020 Jun, 18(6):1376-1383.

Gen kháng chủ lực R thường bị phá vở, cho nên người ta cần xác định những gen R mới, có tính kháng trung bình đối với nấm gây bệnh đạo ôn lúa. Đây là mục tiêu chọn giống khá quan trọng. Trong nghiên cứu này, các tác giả đã dùng tập đoàn căn bản thuộc Rice Diversity Panel II (C-RDP-II) trong ngân hàng gen, bao gồm 584 mẫu giống (accessions). Họ tiến hành đánh giá kiểu gen với bộ chỉ thị phân tử 700.000 SNPs. Các mẫu giống thuộc tập đoàn C-RDP-II được chủng nấm bệnh với 3 chủng nòi (strains) được phân lập ở miền Nam Trung Quốc. Họ thực hiện GWAS (genome-wide association study) xác định được 27 loci liên quan đến tính kháng đạo ôn (LABRs). Theo đó, có 22 loci LABRs không liên quan đến bất cứ gen R nào được biết trước đây hoặc QTLs. Rất thú vị là, một chùm gen mã hóa NLR (nucleotide-binding site leucine-rich repeat) hiện hữu trong vùng LABR12 trên nhiễm sắc thể 4. Một trong các gen NLR này có tính bảo tồn rất cao trong nhiều giống lúa kháng trung bình, nó thể hiện theo kiểu điều tiết up ở thời điểm bệnh mới bắt đầu xâm nhiễm vào cây lúa. Knockout gen này thông qua hệ thống CRISPR-Cas9 trong cây lúa transgenic làm giảm trung bình tính kháng đạo ôn đối với 4 chủng nòi nấm. Việc xác định gen mới, kháng trung bình, không chuyên biệt với chủng nòi nấm (partial R gene), được người ta sử dụng với thuật ngữ là rice blast Partial Resistance gene 1 (PiPR1), đây là nguồn vật liệu hữu ích, giúp người ta hiểu được cơ chế tính kháng trung bình, phục vụ mục tiệu tạo giống kháng bền vững với bệnh đạo ôn. Xem: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/31742855/