Di truyền tính chống chịu khô hạn của cây lúa

 Di truyền tính chống chịu khô hạn của cây lúa

Nguồn: Zilong Guo, Shouchuang Wang, Feng Zhang, Denghao Xiang, Jun Yang, Dong Li, Baowei Bai, Mingqiu Dai, Jie Luo, Lizhong Xiong. 2024. Common and specific genetic basis of metabolite-mediated drought responses in rice. Stress Biol.; 2024 Jan 23; 4(1):6. doi: 10.1007/s44154-024-00150-4.

 

Cây điều phối phản ứng với với khô hạn ở mức độ biến dưỡng, nhưng cơ chế di truyền về cách điều phối ấy vẫn còn mù mờ trong cây lúa. Nghiên cứu tiến hành với 233 DRMs (drought-responsive metabolites) chất biến dưỡng có liên quan đến phản ứng khô hạn được định tính trong tập đoàn giống lúa khá lớn với 510 mẫu giống đa dạng, xét nghiệm khô hạn ở giai đoạn sinh dục. Biến thiên rất lớn các biến dưỡng khi cây lúa phản ứng với khô hạn được tìm thấy, và có rất ít tương quan tính theo mức độ biến dưỡng giữa nghiệm thức khô hạn và bình thường. Đáng chú ý là, hầu hết những DRMs này có thể dự đoán được tính kháng hạn với độ chính xác cao. Áp dụng GWAS với 2522 tín hiệu kết hợp có ý nghĩa đối với 233 chất biến dưỡng DRMs, có 98% (2471/2522) tín hiệu mang tính chất đồng vị trí với nhiều loci gắn kết với kiểu hình chống chịu hạn trong cùng một quần thể cây lúa hoặc những QTLs trên bản đồ di truyền liên kết tính trta5ng kháng hạn trong nhiều quần thể khác nhau. Có tổng cộng 10 gen ứng cử viên được phân lập đối với 9 chất biến dưỡng DRMs, bảy gen gắn với cis-eQTLs trong nghiệm thức xử lý khô hạn. Trên cơ sở GWAS có tính so sánh của những DRMs chung nhất của lúa và bắp, đặc trưng cho cây trồng có tưới và cây trồng cạn, người ta xác định được ba cặp gen đồng dạng gắn với ba chất biến dưỡng DRMs giữa hai loài cây trồng nói trên. Trong những gen đồng dạng ấy, một gen mã hóa transferase  có nhiệm vụ tạo biến thể các biến dưỡng của nhóm N-feruloylputrescine được người ta xác địnhlà tăng cường tính chịu hạn của cây lúa. Kết quả này không những xác định kiến trúc di truyền của phản ứng biến dưỡng với stress khô hạn và còn là nguồn dữ liệu biến dưỡng chỉ ra những phản ứng biến dưỡng với khô hạn theo kiểu chung nhất và theo kiểu chuyên biệt của nhiều cây trồng khác nhau different crops.

 

Xem https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38253937/