Phân lập “adaptor protein 2σ gene” đối với OsTGW12 điều khiển khối lượng hạt thóc và phẩm chất gạo trong cải tiến giống lúa

 Phân lập “adaptor protein 2σ gene” đối với OsTGW12 điều khiển khối lượng hạt thóc và phẩm chất gạo trong cải tiến giống lúa

Nguồn: Xiaoqiong Li, Huangai Li, Ke Xie, Jinling Han, Kaiqiang Liu, Ying Chen, Jingang Qi, Hongpei Jin, Hanhua Tong, Aihua Sha & Sibin Guo, 2025. Identification of an adaptor protein 2σ gene for OsTGW12 to determine grain weight and potentiate quality breeding in rice. TAG; August 21 2025; vol.138; article 221

Nghiên cứa xác định gen mã hóa protein đóng vai adaptor, đó là gen OsAP2σ (LOC_Os12g10560) là gen mã hóa OsTGW12, một QTL chủ lực định vị trên nhiễm sắc thể hệ gen cây lúa quy định tính trạng khối lượng 1000 hạt (TGW), minh chứng vai trò của SNP đặc hiệu (G266A) trong gen này khi xác định kích cỡ hạt bởi số lượng tế bào có ảnh hưởng, và chứng minh được tương tác giữa OsAP2σ và OsSAMS1, chỉ ra một cơ chế điều tiết mới liên kết giữa clathrin-mediated endocytosis (CME) với biến dưỡng S-adenosylmethionine trong giai đoạn hạt lúa phát triển.

Trong cây lúa,nhiều QTLs/gen quy định khối lượng 1.000 hạt (TGW) đã và đang được phân lập, rồi ứng dụng trong cải tiến giống lúa cao sản. Ở đây, tác giả phân lập một alen OsAP2σ89G từ mẫu giống lúa indica có khối lượng hạt thấp – giống G1025, gen OsTGW12 định vị trên nhiễm sắc thể 12 để xác định khối lượng hạt. AP2σ là một adaptor protein (AP) subunit 2σ có trong CME (clathrin-mediated endocytosis) của tế bào sinh vật bậc cao (eukaryote). Bên cạnh, sự biểu hiện mạnh alen K1561-OsAP2σ89E mà không phải alen G1025-OsAP2σ89G mới làm tăng chiều dài và chiều rộng hạt, khối lượng hạt nhiều hơn so với dòng lúa nguyên thủy G1025, trong khi,  dòng đột biến RNAi-mediated OsAP2σ cho thấy ngược lại. Phương pháp Co-IP-MS (Co-immunoprecipitation mass spectrometry), yeast two-hybrid (Y2H), và xét nghiệm luciferase chứng minh rằng có tương tác giữa OsAP2σ và S-adenosylmethionine synthetase (OsSAMS1), một enzyme chủ chốt có trong lộ trình biến dưỡng methionine. Hơn nữa, cả OsAP2σ và OsSAMS1 đều định vị trên màng plasma (PM) và trong nhân. Phân tích transcriptomic cho kết quả OsAP2σ điều tiết các gen có liên quan đến CME, truyền tín hiệu MAPK (mitogen activated protein kinase), và vận chuyển auxin cũng như điều tiết phiên mã trong suốt giai đoạn hạt phát triển. Nghiên cứu cho thấy vai trỏ mới của OsAP2σ và cung cấp khả năng của chương trình cải tiến giống lúa tương lai có phẩm chất gao tốt hơn.

Xem: https://link.springer.com/article/10.1007/s00122-025-05022-7