Di truyền tính trạng chống chịu mặn từ loài lúa hoang

 Di truyền tính trạng chống chịu mặn từ loài lúa hoang

Nguồn: Guntupalli Padmavathi, Umakanth Bangale, K Nagendra Rao, Divya Balakrishnan, Melekote Nagabhushan Arun, Rakesh Kumar Singh, Raman Meenakshi Sundaram. 2024. Progress and prospects in harnessing wild relatives for genetic enhancement of salt tolerance in rice. Front Plant Sci.; 2024 Jan 31: 14:1253726. doi: 10.3389/fpls.2023.1253726. 

 

Stress mặn là stress phi sinh học thứ hai có tác động và hạn chế sản lượng thóc toàn cầu. Sự tiến bộ di truyền về tính chống chịu mặn cây lúa là triển vọng và là cách tiếp cận kinh tế nhất đảm bảo năng suất lúa trong vùng bị nhiễm mặn xảy ra. Cải tiến giống lúa chống chịu mặn là thách thức lớn bởi vì sự phức tạp về di truyền  khi cây lúa phản ứng với mặn, vì nó bị điều khiển bởi nhiều gen thứ yếu có hệ số di truyền thấp (low heritability) và tương tác G × E cao. Rất nhiều yếu tố sinh lý và sinh hóa phức tạp can thiệp vào cơ chế này. Việc chọn lọc tiêu tốn nhiều công sức cũng như những cố gắng trong chọn tạo giống nhằm cải tiến năng suất hạt trong kỷ nguyên “cách mạng xanh” vô tình dẫn đến sự biến mất dần các loci điều khiển tính chống chịu mặn và có một sự suy giảm đáng kể biến dị di truyền trong các giống lúa trồng hiện nay. Việc sử dụng có giới hạn nguồn di truyền và cơ sở di truyền quá hẹp như vậy của các giống lúa cải tiến đã và đang dẫn đến một nền tảng nghèo nàn phản ứng với chống chịu mặn trong nhiều giống lúa mới.

 

Loài hoang dại (wild species) là nguồn tài nguyên di truyền tuyệt vời làm mở rộng cơ sở di truyền của giống lúa bản địa được thuần hóa. Khai thác những gen mới ấy của họ hàng lúa hoang chưc được sử dụng đúng mức để phục hồi các loci chống chịu mặn bị mất đi trong tiến trình thuần hóa; có thể mang lại hiệu quả chọn lọc di truyền có ý nghĩa trong giống lúa trồng. Loài hoang dại của cây lúa, Oryza rufipogon và Oryza nivara, đã được khai thác trong quá trình phát triển một vài giống lúa cải tiến như Jarava và Chinsura Nona 2. Bên cạnh đó, việc tiếp cận ngày càng tăng đối với thông tin giải trình tự và kiến thức cũng tăng thêm về genome học của tính chống chịu mặn từ loài hoang dại gần gủi, chúng cung cấp cơ hội để khai thác hiệu quả mẫu giống lúa hoang trong các chương trình lai tạo giống mới, trong khi đó, người ta phải khắc phục những rào cản do tính chất không tương thích khi lai và những rào cản vởi liên kết với tính trạng xâu (linkage drag) khi lai lúa trồng với lúa hoang. Nguồn vật liệu mang tên “pre-breeding” là một đại lộ cho phép vật liệu xây dựng sẵn sàng phục vụ chương trình cải tiến giống mới. Mội nỗ lực phải tập trung vào thu thập nguồn vật liệu có hệ thống, đánh giá, định tính và giải mã cơ chế chống chịu mặn của dòng lúa du nhập gen đích từ lúa hoang, rồi khai thác các các loci mới đề cải tiến chống chịu mặncủa giống lúa. Tổng quan này tóm lược khả năng của loài lúa hoang Oryza nhằm tăng cường tính chống chịu mặn, theo dõi tiến bộ công việc chọn giống và đưa ra những luận điểm nghiên cứu trong tương lai.

 

Xem https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38371332/

 

Nguồn gen của cây lúa từ loài lúa hoang dại và loài thực vật có quan hệ gần với lúa.