Chỉnh sửa gen BADH2 kích hoạt sự tiến hóa mùi thơm hạt gạo bằng hệ thống CRISPR-Cas9

Chỉnh sửa gen BADH2 kích hoạt sự tiến hóa mùi thơm hạt gạo bằng hệ thống CRISPR-Cas9

Nguồn: Muhammad Imran, Sarfraz Shafiq, Xiangru Tang. 2023. CRISPR-Cas9-mediated editing of BADH2 triggered fragrance revolution in rice. Physiologia Plantarum; First published: 07 February 2023; https://doi.org/10.1111/ppl.13871

 

Mùi thơm là một trong những tính trạng quan trọng của phẩm chất lúa gạo trong cải tiến giống. Cơ chất quyết định mùi thơm trong tự nhiên là 2-acetyl-1-pyrroline (2-AP) đóng vai trò thành phần căn bản của hơn 200 vật chất bay hơi quy định mùi thơm hạt gạo. Bên cạnh đó, còn nhiều loài thực vật khác có ngân hàng gen tập họp tính trạng “fragrant aroma”. Những loài thực vật khác ấy thường biểu hiện hoạt tính thấp hơn của hệ men BETAINE ALDEHYDE DEHYDROGENASE 2 (BADH2). Do đó, hiệu quả cải tiến mùi thơm thường tập trung vào nghiên cứu sâu. Những nghiên cứu gần đây được thao tác kỹ thuật di truyền vào gen BADH2, mà gen này có chức năng điều khiển tính trạng mùi thơm trong giống lúa không thơm, thông qua hệ thống chỉnh sửa gen CRISPR-Cas9. Cho dù kết quả kỹ thuật di truyền gen BADH2 có thể hữu ích đối với điều tiết kiểu “up” trong biểu hiện 2-AP, nhưng vẫn có một hạn chế là làm thế nào ứng dụng trong thực tiễn. Bài tổng quan này được các tác giả thảo luận về những phát triển gần đây trong chỉnh sửa gen BADH2 và đề nghị chiến lược tiềm năng trong tương lai với gen đích BADH2 trong điều tiết phiên mã, nhằm mục tiêu sản sinh ra giống lúa có mùi thơm tốt hơn.

 

Xem https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1111/ppl.13871

 

Hình: Sơ đồ chỉ ra vị trí của những primers gắn với gen đích Badh2 và vị trí mất đoạn 8-bp được cải biên từ công trình nghiên cứu của Bradbury et al. (2005).