Phân tích transcriptome QTL Pup1 điều khiển tính chống chịu thiếu lân ở giai đoạn đẻ nhánh

 Phân tích transcriptome QTL Pup1 điều khiển tính chống chịu thiếu lân ở giai đoạn đẻ nhánh 

Nguồn: Suresh Kumar, Anuradha Agrawal, Karishma Seem, Santosh Kumar, K K Vinod, Trilochan Mohapatra. 2022. Transcriptome analysis of a near-isogenic line and its recurrent parent reveals the role of Pup1 QTL in phosphorus deficiency tolerance of rice at tillering stage. Plant Mol Biol.; 2022 Mar 11.  doi: 10.1007/s11103-022-01254-z. Online ahead of print.

 

Phosphorus (P) là nguyên tố chính rất cần thiết cho các tiến trình xảy ra ở tế bào như hô hấp, quang hợp, sinh tổng hợp phospholipids ở màng, v.v.... Để thích ứng được stress thiếu lân, cây lúa phải tái lập trình sự biểu hiện của những gen chức năng bao gồm trong nhiều lộ trình khác nhau như biến dưỡng, truyền tín hiệu để cây lúa sống sót, tăng trưởng, và phát triển. Cây sử dụng bộ máy phiên mã, hậu phiên mã, và / hoặc hậu giải mã để có được trạng thái P homeostasis. Nhiều yếu tố phiên mã TFs (transcription factors), phân tử miRNAs, và phân tử P transporters có vai trò quan trọng trong chống chịu thiếu lân; tuy nhiên, những cơ chế này trong giải thích đáp ứng của cây lúa với thiếu lân vẫn chưa được biết rõ. Nghiên cứu phản ứng đói lân / thiếu lân của cây lúa ở giai đoạn mạ trong chu trình tăng trưởng được báo cáo nhưng chỉ  tập chỉ một vài phản ứng phân tử của cây lúa ở giai đoạn đẻ nhánh hoặc giai đoạn phát dục. Muốn hoàn chỉnh chiến lược nghiên cứu cây lúa phản ứng ra sao ở giai đoạn đẻ nhánh trong điều kiện stress do thiếu lân, người ta sử dụng một cặp giống lúa Pusa-44 (cao sản, nhạy cảm thiếu lân) và dòng gần như đẳng gen (near-isogenic line) NIL-23, chống chịu thiếu P đối với gen đích Pup1 QTL để phân tích hình thái học, sinh hóa, và phân tử. THực hiện các phân tích mang tính so sánh ở mô chồi thân và mô rễ của cây lúa 45 ngày tuối, trồng trong dung dịch dinh dưỡng, nghiệm thức thiếu P (16 ppm) và nghiệm thức thiếu  P (4 ppm) để tìm hiểu đầy đủ về phản ứng hình thái học, sinh lý học. Bên cạnh đó, kết quả phân tích chạy RNA-seq cho thấy vai trò quan trọng của phosphate transporters, TFs, auxin-responsive proteins, modulation của thành tế bào, biến dưỡng acid béo, và kiến trúc chromatin, sự cải biên trong di truyền biểu sinh (epigenetic modifications) cung cấp thông tin về chống chịu thiếu lân đối với NIL-23, dòng này được mang đặc điểm ấy nhờ du nhập Pup1 QTL trong giống Pusa-44. Nghiên cứu cho thấy khái niệm về chức năng phân tử của Pup1 đối với tính chống chịu thiếu lân, rất hữu dụng để cải tiến hiệu quả sử dụng P của cây lúa cho năng suất cao hơn khi trồng trên đất thiếu lân.

 

Xem: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35275352/

và https://link.springer.com/article/10.1007/s11103-022-01254-z