Gen Pi-d2 điều khiển tính kháng bệnh đạo ôn lúa

 Gen Pi-d2 diều khiển tính kháng bệnh đạo ôn lúa

Pengfei Xie, Jia Liu, Ruisen Lu, Yanmei Zhang, Xiaoqin Sun. 2022. Molecular evolution of the Pi-d2 gene conferring resistance to rice blast in Oryza. Front Genet.; 2022 Sep 6; 13:991900. doi: 10.3389/fgene.2022.991900. 

Khai thác gen kháng bệnh (R) của cây trồng trong các chương trình cải tiến giống là một chiến lược nghiên cứu hiệu quả để quản lý các pathogens. Sự hiểu biết về biến thiên di truyền gen kháng R là cơ sở của luận điểm này. Bệnh đạo ôn lúa bởi nấm Magnaporthe oryzae, là bệnh hại nặng nề đối với sản xuất lúa. Gen kháng bệnh đạo ôn lúa Pi-d2 đại diện cho một lớp mới (new class) của gen kháng R bởi domain mới của nó có tính chất bên ngoài tế bào (novel extracellular domain). Người ta nghiên cứu tính đa hình trong nhân, topology có tính di truyền huyết thống và các thành phần định hình tiến hóa của gen Pi-d2 trong 67 mẫu giống lúa trồng và lúa hoang có quan hệ gần. Gen Pi-d2 có nguồn gốc rất sớm trong Poales và duy trì như một gen đơn mà không phát triển (expansion). Phát hiện cho thấy rằng những alen nhiễm Pi-d2 có thể được dẫn xuất từ sự thay thế của một nucleotide nào đó trong những alen kháng sau khi phân nhánh  subspecies của chi Oryza. Tính chất gen đa tính trạng mang chức năng rõ (functional pleiotropy) và các ảnh hưởng liên kết gen cho thấy có sự tiến hóa và sự sở hữu của những alen nhiễm bệnh trong quần thể cây lúa. Một bộ cặp mồi DNA được người ta phát triển từ các vị trí đa hình để tìm kiếm được đa hình nucleotide có chức năng (functional nucleotide polymorphism) quy định tính kháng bệnh của gen Pi-d2 trên cơ sở kết quả chạy PCR kinh điển. Mức độ đa dạng nucleotide  biến thiên giữa những domains khác nhau của gen Pi-d2, mà gen này có thể liên quan đến các chức năng hết sức đa dạng của từng domain của phản ứng cây lúa với bệnh đạo ôn. Chọn lọc định hướng (directional hoặc purifying) biểu thị bản chất trội (dominant) trong sự kiện tiến hóa ở mức độ phân tử của gen Pi-d2 được ghi nhận và biểu thị từng phần biến thiên di truyền mang chất bảo thủ.

Xem https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36147495/