Lập bản đồ QTL và minh chứng vai trò của chúng về độ dầy tầng aleurone của Oryza sativa

 Lập bản đồ QTL và minh chứng vai trò của chúng về độ dầy tầng aleurone của Oryza sativa

Nguồn: Yiwen Xu, Siming Chen, Mingming Xue, Xingyu Chen, Zhibo Liu, Xuefeng Wei, Ji-Ping Gao & Chen Chen. 2023. Mapping and validation of quantitative trait loci associated with dorsal aleurone thickness in rice (Oryza sativa).  Theoretical and Applied Genetics May 2023; vol. 136, Article number: 117

 

Hình: Tầng aleuron hạt gạo (Bechtel DB et al 2009) – DAT: dorsal aleuron thickness.

 

Bản đồ QTL của tính trạng DAT (dorsal aleurone thickness) được hoàn thiện nhờ phân tích quần thể con lai CSSLs (chromosome segment substitution lines) của cây lúa. Ba QTLs có tên là qDAT3.1, qDAT3.2, và qDAT7.1, đã được tìm thấy qua nhiều địa điểm thí nghiệm khác nhau.

 

Là kiểu tế bào nội nhũ hết sức đâc biệt (endosperm cell), tầng aleurone chứa rất nhiều chất dinh dưỡng trong hạt gạo. Gia tăng số tầng aleurone là cách làm thực tiễn để phát triển hạt mễ cốc có dinh dưỡng cao. Phân lập các gen đích làm tăng độ dầy tầng aleurone rất hữu hiệu cho chương trình cải tiến giống lúa. Một khi tầng aleuron được cải  tiến cũng có nghĩa là cải tiến giá trị sức khỏe con người, giá trị dinh dưỡng hạt gạo. Ở đây, người ta tìm thấy kết quả thông qua phương pháp nhuộm màu iodine. Kết quả tách biệt rõ các tầng aleurone, biểu hiện sự đa dạng rất lớn  về độ dầy tầng aleuron của hạt gạo, đặc biệt là vị trí lưng hạt gạo (dorsal side of the seed). Do đó, người ta  ti61n hành thực hiện nghiên cứu trên quần thể con lai CSSLs dẫn xuất từ giống lúa Koshihikari và Nona Bokra để phân tích QTL mục tiêu điều khiển tính trạng “dorsal aleurone thickness” (DAT). Ba QTLs, qDAT3.1, qDAT3.2, và qDAT7.1, được tìm thấy qua nhiều mùa vụ thí nghiệm. Trong đó, qDAT3.2 định cư trong vùng của Hd6 và Hd16, hai QTLs được tìm thấy trước đó, chúng điều khiển tính trạng ngày trổ bông từ giống lúa Koshihikari, giải thích có tương quan nghịch giữa DAT ngày trổ bông (DTH). Minh chứng còn được ghi nhận là tính trạng trổ bông sớm (early-heading) khẳng định được sự vào chắc của hạt thóc dưới điều kiện nhiệt độ nóng để làm tăng sự dầy lên của tầng aleuron. qDAT7.1, là QTL ổn định nhất biểu hiện qua nhiều địa điểm thí nghiệm lúa khác nhau, chức năng của nó hoàn toàn độc lập với tính trạng ngày trổ bông. Mặc dù giống lúa Nona Bokra có DAT thấp hơn, nhưng alen qDAT7.1 của nó làm gia tăng đáng kể DAT trong hạt gạo, kết quả được minh chứng trong 2 quần thể con lai NILs (near-isogenic lines). Kết quả này dẫn đường cho dòng hóa gen tiếp theo đối với QTLs có liên quan đến tính trạng aleuron và có thể giúp chúng ta cải tiến giống lúa có phẩm chất dinh dưỡng hạt cao.

 

Xem https://link.springer.com/article/10.1007/s00122-023-04368-0