Di truyền tính trạng chống chịu thiếu lân của cây lúa (Oryza sativa L.)
Nguồn: Dinh Thi Lam. 2021. Studies on wild genetic resources to improve phosphorus deficiency tolerance in rice (Oryza sativa L.). PhD Thesis Abstract. The United Graduate School of Agricultural Sciences - Iwate University, JAPAN. IAS English News (iasvn.org)
Lúa hoang, chi Oryza là nguồn cung cấp gen cho trong chương trình cải tiến giống lúa vì tính đa dạng di truyền cao của các loài hoang dại. Ở đây, nhóm tác giả nghiên cứu biến dị di truyền của hệ gen chloroplast (maternal lineage) trong quần thể lúa hoang Oryza rufipogon được thu thập ở ĐBSCL; sử dụng 8 chỉ thị phân tử cpINDELs. Trong 166 mẫu giống lúa hoang ở ĐBSCL có tất cả 10 plastid types, mang 5 dạng hình độc đáo và khác biệt hẳn với mẫu đối chứng trong ngân hàng gen. Thực hiện “re-sequencing” hệ gen ty thể bộ thu nhận kết quả hai markers mất hoặc bị khuyết, mà kết quả được minh chứng bằng điện di PCR. Sản phẩm PCR của gen orf153 và vùng trình tự “upstream” được sử dụng làm phân tử thăm dò (probes), xác định mất đoạn bằng chạy Southern blot. Hai deletions này đều hiện diện trong cùng một nền di truyền tế bào chất (single maternal lineage). Đa dạng di truyền và quan hệ di truyền huyết thống được đánh giá thông qua 20 chỉ thị SSR cho kết quả: quần thể lúa hoang của Đồng Tháp Mười đạt giá trị cao nhất, He=0.659; quần thể lúa hoang vùng tây Sông hậu thành phố Cần Thơ đạt giá trị thấp nhất, He=0.300. Do đó, mẫu lúa hoang Đồng Tháp Mười được sử dụng để nghiên cứu. Phân tích di truyền tính trạng chống chịu thiếu lân trên đất phèn từ Oryza rufipogon (Acc. 106412, Tràm Chim), thông qua dòng dẫn xuất của nó là AS996. Giống tái tục làm mẹ là IR64. Quần thể con lai F2 và quần thể con lai hồi giao được sử dụng làm bản đồ liên kết. Tổng số 391 dòng con lai của tổ hợp lai IR64 x AS996 được thanh lọc chống chịu lân trong môi trường dinh dưỡng Yoshida. Nghiệm thức thiếu lân (0.5 mg P2O5 / L) và đủ lân (10.0 mg P2O5 /L). Muốn nghiên cứu sự hiện hữu của gen PSTOL1, người ta sử dụng 5 cặp mồi phủ trên vùng gen đích 975 bp (CDS region). Kết quả đánh giá kiểu hình, giống lúa AS996 có số chồi cao hơn giống lúa IR64 trong nghiệm thức thiếu lân. Hàm lượng P trong rễ, thân, lá trên thân chồi chính và lá trên cùng được đo vào lúc lúa đẻ nhánh và lúa thu hoạch. So sánh chuỗi trình tự với hệ trình tự tham chiếu (sequence alignment), chạy phân tích RNA-seq và điện di PCR xác minh được sự hiện diện của PSTOL1 trong AS996, IR64, Oryza rufipogon (Acc. 106412). Tất cả được thực hiện nhờ công cụ “CLC Genomics Workbench”. Trình tự gen Pup của giống lúa Kasalath được sử dụng làm trình tự tham chiếu để phát hiện ra các chỉ thị SNPs liên quan đến gen PSTOL1. Các gen DEGs biểu hiện cùng profile như nhau với nghiệm thức thiếu lân và đủ lân của AS996 và IR64, được người ta phân lập ra thành các gen có tính chất độc lập với P. Tổng cộnng 276 DEGs có trong chồi thân và 184 DEGs có trong rễ lúa được xác định sau khi sàng lọc DEGs và các gen có tính chất “P-independent”. Kết quả dự đoán được những đọn phân tử du nhập từ lúa hoang vào lúa trồng bằng chạy NGS (next generation sequencing). Kết quả khẳng định tần suất chỉ thị SNPs của AS996 cao hơn rất nhiều so với IR64. Những đoạn phân tử lớn được tìm thấy trên nhiễm sắc thể 4, nhiều hơn ở giống lúa AS996 so với giống IR64. Những vùng phân tử ứng cử viên khác cũng được quan sát; ví dụ đoạn 9.5-10.13 Mb trên nst 2; 6.16-6.2 Mb và 24.1-24.7 Mb trên nst 5. Từ nhiễm sắc thể 7 đến nst 12, có 2 đoạn phân tử ứng cử viên được tìm thấy 21.74-21.80 Mb trên nst 11 và đoạn 22.24-13-39 trên nst 12.
Tính trạng chống chịu thiếu lân của AS996 bên cạnh hiệu quả sử dụng lân cao sẽ đáp ứng được yêu cầu chọn tạo giống lúa cao sản trong điều kiện phân lân được bón vào hạn chế và hiệu quả nhả lân trong đất acid khá thấp.
Không có nhận xét nào:
Đăng nhận xét