Hình dạng chồi mầm quyết định quá trình chuyển đổi “chồi thân-căn hành”của loài lúa hoang đa niên châu Phi Oryza longistaminata

Hình dạng chồi mầm quyết định quá trình chuyển đổi “chồi thân-căn hành”của loài lúa hoang đa niên châu Phi Oryza longistaminata

Nguồn: Kai Wang, Yufei Lu, Suwen Jing, Ru Yang, Xianjie Xu, Yourong Fan & Jiangyi Yang. 2024. Bud shapes dictate tiller–rhizome transition in African perennial rice (Oryza longistaminata). Theoretical and Applied Genetics; August 2024; vol. 137; article 194

 

Việc hình thành “rhizome” (rễ ngầm, căn hành) của loài lúa hoang Oryza longistaminata tùy thuộc vào “bud shape” (hình dạng chồi mầm). Các loci qBS3.1, qBS3.2 và qBS3.3 điều khiển sự hình thành rhizome có chức năng khá phong phú trong nền di truyền của Oryza longistaminata .

 

Căn hành (rhizome), thân ngầm mọc dưới đất như rễ, là cơ quan rất quan trọng đối với cỏ Hòa thảo để thực hiện đặc điểm tăng trưởng kiểu đa niên. Loài lúa hoang Oryza longistaminata, là loài hoang dại có tính chất “rhizomatous” (tạo ra căn hành) thuộc chi Oryza, có cùng hệ gen AA với loài lúa trồng AA. Đây là loài lúa hoang có nguồn di truyền quan trọng để phát triển cây lúa đa niên. Kết quả nghiên cứu cho thấy: sự hình thành rhizome của loài lúa O. longistaminata tùy thuộc vào dạng hình của chồi mầm (bud shape). Đó là kiểu hình “dome- like axillary bud” (dome bud) thường mọc xuyên qua bẹ lá, rồi phát triển thành rhizome (phân nhánh kiểu extravaginal), nhưng flat axillary bud (chồi nách phẳng: flat bud) được bao lại bởi bẹ lá lúa chỉ phát triển thành chồi thân (phân nhánh kiểu intravaginal). Những loci di truyền (QTL) điểu khiển tính trạng “bud shape” (BS) được lập bản đồ thông qua đánh giá kiểu gen quần thể con lai (F2) từ cặp lai O. longistaminata với giống lúa Balilla (Oryza sativa); rồi thực hiện phương pháp “selective genotyping mapping” trên quần thể con lai BC1F2 của hồi giao F1 với Balilla. Có tất cả 12 loci được xác định, bao gồm bốn QTL có ảnh hưởng chính: qBS2, qBS3.1, qBS3.2 và qBS3.3, hệ thống di truyền của 12 loci này được lập nên để nghiên cứu. Kiểu hình “dome bud” mất khả năng phát triển ra “rhizome” với sự gia tăng trong các thế hệ hồi giao theo nền tảng di truyền của giống Balilla. Xem xét sự mất nhanh “rhizome” trong nền tảng di truyền của Balilla, người ta làm ra quần thể gần như đẳng gen (NILs: near-isogenic lines) trên nền tảng di truyền của O. longistaminata, để xác định ảnh hưởng của những loci chủ yếu. Theo quần thể con lai BC3F2, BC4F2 và BC5F2 của nền tảng di truyền O. longistaminata, có nhiều gen chức năng được tìm thấy xung quanh qBS3.1, qBS3.2 và qBS3.3. Kết quả này cung cấp cách nhìn mới để phân tích cơ sở di truyền của đặc điểm cây đa niên (perenniality) và đặt nền móng cho thực hiện “fine mapping” cũng như minh chứng các gen có liên quan.

 

Xem https://link.springer.com/article/10.1007/s00122-024-04699-6