GWAS xác định căn cứ di truyền tính kháng bệnh đạo ôn gắn với ngày trổ bông lúa

 GWAS xác định căn cứ di truyền tính kháng bệnh đạo ôn gắn với ngày trổ bông lúa

Nguồn: Seung Young Lee, Gileung Lee, Jiheon Han, Su-Kyung Ha, Chang-Min Lee, Kyeongmin Kang, Mina Jin, Jung-Pil Suh, Ji-Ung Jeung, Youngjun Mo, Hyun-Sook Lee. 2024. GWAS analysis reveals the genetic basis of blast resistance associated with heading date in rice. Front Plant Sci; 2024 May 21: 15:1412614. doi: 10.3389/fpls.2024.1412614. 

 

Bệnh đạo ôn lúa do nấm ảnh hưởng đến cây trong mọi giai đoạn tăng trưởng, là mối đe dọa có ý nghĩa lớn đối với an ninh lương thức toàn cầu. Phát triển giống lúa kháng bệnh là phương pháp thực tiễn trong kiểm soát bệnh này. Nhìn chung, ban đồ “association” với một tập đoàn giống lúa đa dạng phân lập được nguồn alen mới rất tiềm năng về tính kháng bệnh. Mặt khác, sử dụng tập đoàn bố mẹ lai có thuận lợi là áp dụng được trực tiếp cho chương trình cải tiến giống lúa. Người ta tiến hành phân tích GWAS (genome-wide association study)  về tính kháng đạo ôn thông qua 296 giống lúa thương mại với kiến trúc quần thể thấp nhưng đa dạng kiểu hình rất lớn. Người ta cố gắng trả lời được cơ sở di truyền gì bên cạnh tính kháng bệnh đạo ôn lúa trong các giống lúa ngắn ngày thông quan chia nhỏ quần thể dựa trên chức năng gen Heading date 1 (Hd1). GWAS có tính chất đặc thù “subpopulation” như vậy với thuật toán MLM (mixed linear model: mô phỏng tuyến tính kết hợp) được quan sát trên nương mạ đạo ôn suốt 3 năm liền với tổng số 26 tín hiệu có ý nghĩa, bao gồm ba hệ gen nucleotide-binding site leucine-rich repeat (NBS-LRR) (Os06g0286500, Os06g0286700, và Os06g0287500) định vị trên locus của Piz nằm trong nhiễm sắc thể 6, và một gen trên locus của Pi-ta (Os12g0281300) tại nhiễm sắc thể 12. Phân tích haplotype cho thấy tính kháng đạo ôn gằn liền với locus Piz đặc trưng cho Type 14 hd1 trong giống lúa  japonica. Kết quả cung cấp hiểu biết sâu sắc về tính kháng bệnh đạo ôn cây lúa, nêu bật khả năng ứng dụng của các giống lúa ưu việt để phát hiện alen kháng kết hợp với những tính trạng nông học quan trọng.

 

Xem  https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38835858/

 

Hình: Giản đồ Manhattan & quantile-quantile (Q-Q) plots từ kết quả GWAS đối với tính kháng đạo ôn của giống lúa trồng Korean thông qua MLM. (A) Tập đoàn giống lúa có 296 mẫu giống. (B) NHóm gen Hd1 có chức năng (n=183). (C) NHóm gen hd1 không chức năng (n=113). Trục X biểu thị SNPs trên mỗi nhiễm sắc thể; trục Y là −log10 (P). Vị trí chỉ thị SNP màu đỏ là tín hiệu có ý nghĩa được chú thích bản chất mô típ di truyền NBS-LRR.