Di truyền tính kháng đạo ôn phổ rộng và chống chịu khô hạn của cây lúa

 Di truyền tính kháng đạo ôn phổ rộng và chống chịu khô hạn của cây lúa

Nguồn: Maria Gay C Carrillo, Federico Martin, Mukund Variar, J C Bhatt, Alvaro L Perez-Quintero, Hei Leung, Jan E Leach, Casiana M Vera Cruz. 2021. Accumulating candidate genes for broad-spectrum resistance to rice blast in a drought-tolerant rice cultivar. Sci Rep. ; 2021 Nov 2;11(1):21502.

 

Những stress sinh học, bao gồm bệnh hại cây trồng, ảnh hưởng nghiêm trọng đến sản xuất lúa, đến nhu cầu tiêu dùng gạo của toàn thế giới. Hiểu biết những phản ứng có tính chất số lượng của tính kháng đối với nguồn pathogen hết sức đa dạng như vậy có thể dẫn dắt người ta phát triển được những chỉ thị phân tử đáng tin cậy, mà những chỉ thị ấy kết hợp với việc hình thành ra quần thể hồi giao cải tiến, có thể thúc đẩy nhanh ra nhiều giống lúa cao sản kháng bệnh đạo ôn. Một gen ứng cử viên CG (candidate gene) có thể được sử dụng để tăng cường những QTL kháng bệnh từ giống lúa Moroberekan, giống cung cấp tính kháng bệnh đạo ôn, vào giống lúa Vandana, giống chống chịu khô hạn tốt. Con lai của quần thể hồi giao cải tiến (advanced backcross) được đánh giá kiểu hình tính kháng bệnh đạo ôn và tính chống chịu khô hạn ở 5 địa điểm tại Ấn Độ và Philippines. Chỉ thị phân tử trên cơ sở gen kháng được thiết kế để xác định hiện tượng du nhập các alen của giống lúa Moroberekan đối với 11 gen ứng cử viên (11 CGs). Sáu gen CGs, mã hóa chitinase, HSP90, oxalate oxidase, germin-like proteins, peroxidase và thaumatin-like protein. Có 21 chỉ thị phân tử SSR liên quan có ý nghĩa với tính kháng bệnh đạo ôn trên sàng lọc con lai. Đa dòng với những kết hợp klhác nhau xảy ra, các phân nhóm (classes) và số gen CGs được kết hợp ở mức độ có ý nghĩa thống kê đối với tính kháng không chuyên tích nòi (race non-specific resistance) bệnh đạo ôn và bệnh đốm vằn. Nhìn chung, mức độ kháng bệnh khá hiệu quả theo kết quả nhiều địa điểm khảo nghiệm tương ứng với số alen của gen ứng cử viên tích hợp lại trong những dòng lúa ưu việt. Những dòng lúa kháng bệnh này duy trì được tính chống chịu khô hạn ở gia đoạn cây lúa phát dục, và áp lực bệnh đạo ôn cao.

 

Xem: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34728643/

 

Hình 3

Cây gia hệ “Neighbor-joining” được tạo ra nhờ thuật toán khoảng cách Gower giữa các dòng lúa F₆ trên cơ sở giá trị tương đồng. Đánh giá kiểu gen các intermated lines bằng 60 SSR markers trên 5 nhiễm sắc thể mục tiêu  và 10 CG markers (hộp đen) cho thấy giá trị đồng dạng lớn hơn đối với giống lúa Vandana (1-vàng) so sánh với giống Moroberekan (2-xanh blue); một vài vùng mục tiêu biểu thị dị hợp (3-màu xanh lá cây nhạt), trong khi cái khác không khớp với những classes ở trên (4- màu xanh lá cây đậm). Đương thẳng tích hợp các vùng đích của giống Moroberekan hoàn thiện tốt hơn trong điều kiện thanh lọc nương mạ đạo ôn tại Almora (phải). Đường giống nhau  biểu hiện năng suất cao hơn trong điều kiện bị áp lực bệnh đạo ôn rất nặng. Kết quả xử lý khô hạn cho thấy tại IRRI rất nhất quán theo giống Vandana. Chi (Chitinase), OXO (Oxalate Oxidase), ar (Aldose reductase), thau7 (Thaumatin like), pox (Peroxidase), oxlp (Germin-like protein), HSP90 (Heat shock protein 90), PR1 và PR10 (Pathogenesis-related genes).