Di truyền tính trạng dạng hạt, chịu nóng, chịu kiềm của cây lúa thông qua Gγ protein

 Di truyền tính trạng dạng hạt, chịu nóng, chịu kiềm của cây lúa thông qua Gγ protein

Nguồn: Na Xu, Yuchao Qiu, Xin Cui, Cheng Fei & Quan Xu. 2024. Enhancing grain shape, thermotolerance, and alkaline tolerance via Gγ protein manipulation in riceTheoretical and Applied Genetics; June 10 2024; vol. 137; article 154

Kết quả tóm lược nguồn vật liệu bố mẹ có giá trị trong lai tạo giống lúa, chứng minh khả năng làm tăng cường dạng hạt lúa, tẳng tính chống chịu nóng, chống chịu kiềm thông qua thao tác Gγ protein.

 

Năng suất giống lúa japonica ôn đới kiểu hình Geng (GJ) đã và đang được cải tiến rất đáng kể, đáp ứng yêu cầu an ninh lương thực toàn cầu. Tuy nhiên, chọn giống lúa GJ mong muốn đang đối diện với thách thức, đó là làm sao tăng cường được phẩm chất hạt, đảm bảo năng suất lúa ổn định trong khi nhiệt độ ấm lên, trồng được trên đất kiềm. Nghiên cứu chỉ ra rằng người ta tiến hành chỉnh sửa gen qua hệ thống CRISPR/Cas9 để knock out locus GS3 trong 7 giống lúa GJ ưu việt với năng suất cao. Xem xét thành phần cấu thành năng suất cho thấy dòng lúa đột biến có gen GS3 bị knockout biểu thị chiều hạt hạt tăng, chiều cao cây thấp trong nền tảng di truyền đa dạng. Tác động của GS3 đối với số hạt trên bông và mật độ đóng hạt tùy thuộc vào nền tảng di truyền (genetic background). GS3 knockout không ảnh hưởng đến phẩm chất xay chà và protein bị thay đổi thấp nhất, hàm lượng amylose thay đổi thấp nhất, nhưng ảnh hưởng đáng kể đến các tính trạng liên quan bạc bụng. Dòng lúa GS3 knockout cải thiện một cách không chính thống (indiscriminately) tính chống chịu nóng và tính chống chịu kiềm trong giống lúa GJ. Phân tích transcriptome cho thấy biểu hiện gen khác nhau giữa dòng GS3 mutants và giống nguyên thủy của nó, làm phong phú thêm tiến trình sinh học liên quan đến quang tổng hợp, ổn định hệ thống photosystem II, và các lộ trình này gắn liền với quang hợp và sinh tổng hợp cutin, suberine, sáp. Kết quả cho thấy GS3 là nguồn vật liệu lai tạo giống phục vụ cùng một lúc tính trạng dạng hạt gạo, chịu nóng, chịu kiềm thông qua thao tác của protein Gγ trong cây lúa.

 

Xem https://link.springer.com/article/10.1007/s00122-024-04669-y