Di truyền tính chống chịu khô hạn và kiến trúc rễ lúa

 Di truyền tính chống chịu khô hạn và kiến trúc rễ lúa

Nguồn: Jonaliza L. Siangliw, Burin Thunnom, Mignon A. Natividad, Marinell R. Quintana, Dmytro Chebotarov, Kenneth L. McNally, Jonathan P. Lynch, Kathleen M. Brown³ and Amelia Henry. 2022. Response of Southeast Asian rice root architecture and anatomy phenotypes to drought stress. Front. Plant Sci., 19 October 2022; Sec. Plant Abiotic Stress.
https://doi.org/10.3389/fpls.2022.1008954

Stress khô hạn ở Đông Nam Á ảnh hưởng rất lớn đến sản xuất lúa gạo, hệ thống rễ lúa đóng vai trò quan trọng trong chiến lược tránh stress khô hạn (avoiding drought stress). Trong nghiên cứu này, người ta xem xét mối tương quan giữa kiểu hình và kiểu gen của tính trạng nông học, hình thái học, giải phẩu học trên nhiều vụ lúa trên đồng ruộng. Tập đoàn giống lúa bao gồm hơn 200 mẫu giống của Đông Nam Á (thuộc của 3000 Rice Genomes Project) được tiến hành định tính nhằm mục đích xác định kiểu hình giải phẩu học và hình thái học của rễ lúa có liên quan đến năng suất trong điều kiện có stress khô hạn. Stress khô hạn làm gia tăng một ít đường kính metaxylem và đường kính stele của rễ mắt lóng (nodal roots). Mặc dù có những tương quan trực tiếp rất hiếm hoi giữa kiểu hình rễ và năng suất, nhưng sinh khối chắc chắn có tương quan thuận với số rễ của bộ rễ hình crown (crown root number) và tương quan nghịch với đường kính stele. Các mẫu giống lúa năng suất cao nhất được định tính bởi số rễ của của bộ rễ hình crown và đường kính metaxylem trung bình, đường kính stele nhỏ. Genome-wide association study (GWAS) cho thấy 162 chỉ thị SNPs và 210 chỉ thị SNPs có ý nghĩa liên quan đến các kiểu hình rễ lúa trong hai vụ mùa, theo thứ tự. Xác định được 59 gen ứng cử viên liên quan đến sự phát triển rễ lúa. Gen OsRSL3 được tìm thất trong vùng mục tiêu QTL đối với tính trạng đường kính metaxylem trung bình. Bón chỉ thị SNPs về gen OsRSL3 được tìm thấy, chúng gây ra những thay đổi về amino acid liên quan có ý nghĩa thống kê với kiểu hình rễ lúa. Trên cơ sở phân tích haplotype đối với đường kính “median metaxylem”, các mẫu giống lúa trong thí nghiệm được xếp nhóm thành 5 “allele combinations” để xác định được haplotypes có ý nghĩa nhất. Những gen ứng cử viên và “favorable haplotypes” là thông tin vô cùng có ích để cải tiến di truyền kiểu hình rễ lúa khi bị stress khô hạn.

Xem https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fpls.2022.1008954/full