Gen ứng cử viên điều khiển tính trạng dạng hạt gạo trên cơ sở GWAS

Gen ứng cử viên điều khiển tính trạng dạng hạt gạo trên cơ sở GWAS

 Nguồn: Wei Xin, Ning Chen, Jiaqi Wang, Yilei Liu, Yifeng Sun, Baojia Han, Xinghua Wang, Zijie Liu, Hualong Liu, Hongliang Zheng, Luomiao Yang, Detang Zou & Jingguo Wang. 2024. Candidate gene analysis of rice grain shape based on genome-wide association study. Theoretical and Applied Genetics; September 29 2024; vol.137; article 241

 

Mười ba QTLs gắn liền với tính trạng dạng hạt gạo định vị trên nhiễm sắc thể được phát hiện nhờ GWAS (genome-wide association study). LOC_Os01g74020, gen ứng cử viên giả định cùng định vị tại quãng phân tử QTL-qGSE1.2, đười người ta phân lập và minh chứng.

 

Tính trạng dạng hạt gạo (GS: grain shape) là tính trạng chủ chốt có ảnh hưởng đến năng suất và phâm chất lúa. Người ta tiến hành xác định các gen có liên quan đến GS và làm rõ cơ chế sinh lý, sinh hóa và sinh học phân tử; điều này rất quan trọng cho cải tiến giống lúa. Theo đó,  người ta thực hiện GWAS trên cơ sở 1.795.076 chỉ thị phân tử SNPs và 3 tính trạng có liên quan đến  GS,: chiều dài hạt (GL), chiều rộng hạt (GW) và khối lượng 1.000 hạt (TGW), trong tập đoàn giống lúa tự nhiên gồm 374 mẫu giống. Có tổng cộng 13 quantitative trait locus (QTLs) liên quan đến tính trạng GL, GW và TGW được xác định, theo thứ tự, hai QTLs (qGSE1.2 và qGSE5.3) liên quan đến tính trạng GL và TGW. Một gen chủ chốt được biết về tính trạng GS  là GW5, gen này có trong quãng phân tử chứa qGSE5.3. Kết quả qRT-PCR cho thấy: LOC_Os01g74020 (OsGSE1.2) được xác định là gen ứng cử viên của tính trạng GS. Phân tích chức năng gen OsGSE1.2 cho thấy chiều rộng của tế bào “vỏ trấu: glume” và tính trạng GW đã giảm đáng kể, trong khi, chiều dài tế bào vỏ trấu, tính trạng GL, TGW và tính trạng năng suất gia tăng đáng kể trong dòng lúa đột biến bởi knockout gen OsGSE1.2. Gen OsGSE1.2 có ảnh hưởng đến chiều dài hạt thông qua ức chế sự kéo dài của tế bào vỏ trấu và là một gen điều tiết mới tính trạng GS. Kết quả nghiên cứu đặt nền tảng cho chiến lược “molecular breeding” để cải tiến tính trạng GS và làm tăng năng suất lúa và lợi nhuận.

 

Xem https://link.springer.com/article/10.1007/s00122-024-04724-8