Du nhập gen kháng đạo ôn tạo ra giống cao sản CO 51 kháng bệnh phổ rộng và bền vững

Du nhập gen kháng đạo ôn tạo ra giống cao sản CO 51 kháng bệnh phổ rộng và bền vững

Nguồn: Thiyagarajan Thulasinathan, Bharathi Ayyenar, Rohit Kambale, Sudha Manickam, Gopalakrishnan Chellappan, Priyanka Shanmugavel, Manikanda B Narayanan, Manonmani Swaminathan, Raveendran Muthurajan. 2023. Marker Assisted Introgression of Resistance Genes and Phenotypic Evaluation Enabled Identification of Durable and Broad-Spectrum Blast Resistance in Elite Rice Cultivar, CO 51. Genes (Basel); 2023 Mar 15; 14(3):719. doi: 10.3390/genes14030719.

 

Trên toàn thế giới, canh tác lúa bị bệnh đạo ôn gây hại vô cùng nghiêm trọng bởi nấm Magnaporthe oryzae. Bệnh làm thiệt hại năng suất trong những năm vừa qua. Về nguyên tắc, chiến lược hợp lý và thân thiện với môi trường nhất là du nhập gen kháng vào giống cao sản tử giống cho nguồn kháng (donor). Tuy nhiên, ở đây không những chỉ có thách thức làm sao tiến hóa của các dòng lúa kháng thông qua chọn giống truyền thống, mà còn thời gian lai tạo và chọn lọc rất lâu. Do đó, chọn dòng kháng nhờ chỉ thị phân tử liên kết với gen kháng được người ta đề nghị như một chiến lược nhanh chóng để phát triển giống lúa kháng bệnh phổ rộng và bền vững. Nghiên cứu này tiến hành du nhập gen đích, i.e., gen Pi9, vào giống lúa CO 51, giống cao sản mà giống lúa ấy đang có một gen kháng khác là Pi54. Sự hiện diện của hai gen kháng đạo ôn thành công nhờ vật liệu con lai hồi giao cải tiến (BC2F2:3) được xác định trong kết quả nghiên cứu này thông qua phương pháp chọn lọc “foreground selection” với những markers như NBS4 và Pi54MAS có chức năng.Các dòng lúa được chọn theo hướng du nhập tích cực như vậy được đánh giá kiểu gen với 55 chỉ thị phân tử SSR; đặc trưng cho CO 51. Kết quả ghi nhận cả hai gen Pi9 cũng như Pi54 được tích hợp vào một dòng lúa, với 82.7% và 88.1% kết quả phục hồi hệ gen bố mẹ tái tục (recurrent parent genome recovery), chúng được phân lập thành công và các dòng lúa đã chọn được đánh giá tại điểm nóng của bệnh đạo ôn. Kết quả phân tích cho thấy các dòng có mức độ kháng cao với bệnh đạo ôn trong giai đoạn mạ. Bên cạnh đó, người ta còn ghi nhận được các dòng ưu việt mang gen Pi9 + Pi54 tỏ ra hiệu quả về bản chất tự nhiên và biểu hiện mức độ kháng cao với bệnh đạo ôn so với các dòng được du nhập chỉ có một gen đơn. Đây là kết quả chọn lọc nhanh và thành công, tích hợp 2 gen kháng, với sự giúp đỡ của markers. Dòng lúa “pyramided” (chồng gen) có thể được khai thác làm nguồn vật liệu cho gen đích phục vụ cải tiến giống lúa cao sản kháng bệnh đạo ôn.

 

Xem https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36980991/

 

Hình: Bản đồ GGT của các dòng lúa hồi giao cải tiến. Màu đỏ là đồng hợp tử alen của giống CO 51 (giống tái tục). Màu xanh dương là đồng hợp alen của giống 562-4 (donor) và màu xanh lá cây nhạt là vùng của alen dị hợp tử.