Tìm thấy QTL mới điều khiển hấp thu P ở rễ lúa (Oryza sativa L.)

 Tìm thấy QTL mới điều khiển hấp thu P ở rễ lúa (Oryza sativa L.)

Nguồn: Lam Thi Dinh, Yoshiaki Ueda, Daniel Gonzalez, Juan Pariasca Tanaka, Hideki Takanashi and Matthias Wissuwa. 2023. Novel QTL for Lateral Root Density and Length Improve Phosphorus Uptake in Rice (Oryza sativa L.).Rice (2023) 16:37; doi.org/10.1186/s12284-023-00654-z

 

Hệ thống rễ lúa có hai dạng hình rễ nhánh ngang, loại L lớn không xác định có khả năng đâmm nhánh nữa, và loại S xác định, ngắn, không phân nhánh nữa. Loại nhánh ngang  L tương ứng với các rễ điển hình của mễ cốc, trong khi đó, loại rễ ngang S độc nhất vô nhị trong cây lúa mà thôi. Cả hai dạnh hình này đều đóng góp vào khả năng hấp thụ dinh dưỡng và nước với biến dị di truyền về mật độ và chiều dài rễ có thể được người ta khai thác trong cải tiến giống lúa nhằm tăng cường khả năng thích nghi với điều kiện ngoại cảnh có dinh dưỡng và nước hạn chế. Mục tiêu nghiên cứu: xác định mật độ rễ ngang bao nhiêu là tốt nhất và chiều dài rễ, xác định markers liên kết với biến thiên di truyền ấy. Sử dụng nhiều môi trường khác nhau mà rễ lúa được trồng cho thấy rằng sàng lọc trong dung dịch dinh dưỡng biểu thị được biến thiên kiểu gen đối với mật độ số nhánh ngang S-type và L-type, nhưng chỉ có nhánh ngang trong đất trồng lúa mới biểu hiện được biến thiên theo chiếu dài rễ. Một QTL đích được thức hiện trong quần thể “mapping” từ bố mẹ có sự tương phản giữa tính trạng rễ ngang được trồng trên ruộng lúa nghèo lân, rồi lấy mẫu rễ lúa, tiến hành “scan”, rồi đo mật độ rễ, chiều dài rễ. Mỗi một QTL được tìm thấy biểu thị tính trạng LDC ( L-type density), SDC (S-type density), SDL (S-type density on L-type), SLL (S-type length on L-type), và RNO (crown root number). QTL của LDC định vị trên nhiễm sắc thể 5 có ảnh hưởng chính, giải thích được 46% biến thiên kiểu hình. Ảnh hưởng tích cực mạnh nhất được khẳng định trên kết quả bổ sung của thí nghiệm đồng ruộng, chỉ ra rằng các dòng lúa có alen của dòng bố “donor” ở qLDC5 chiếm 50% cao hơn LDC. Nghiên cứu cho thấy tính trạng rễ nhánh ngang đối với khả năng hấp thu lân theo “stepwise regressions” cho kết quả LDC và RNO có ảnh hưởng lớn nhất, theo sau đó là SDL. Hiệu ứng mô phỏng toán của những khác biệt rễ nhánh ngang được điều hành bởi QTL chủ lực trong “P uptake model” xác định chính qLDC5 quyết định hiệu quả cải tiến sự hấp thu lân, theo sau đó là qRNO9 đối với RNO và qSDL9 đối với “S-type lateral density thuộc loại hình L-type. Tích hợp các qLDC5 với qRNO9 và qSDL9 sẽ có thể là sự bổ sung cho nhau giữa các tính trạng chưa được tìm thấy. Sàng lọc kiểu hình đối với tính trạng RNO trong giai đoạn phát triển của giống sẽ có tính khả thi, tuy nhiên, sẽ tốn nhiều tiền để có kết quả đáng tin cậy đối với tính trạng mật độ rễ; markers được xác định ở đây là cơ hội đầu tiên kết hợp các tính trạng này trong chương trình cải tiến giống lúa.

 

Xem https://thericejournal.springeropen.com/articles/10.1186/s12284-023-00654-z

 

 

Hình: Xác định ảnh hưởng của alen tại qLDC5 trong quần thể con lai hồi giao BC1F6 từ số liệu “L-type lateral root density” trên ruộng lúa nghèo lân tại Tsukuba, năm 2022.