Phân tích haplotype và phát triển bộ chỉ thị phân tử của gen điều khiển tính trạng chống chịu lạnh OsCTS11 ở giai đoạn mạ của cây lú

Phân tích haplotype và phát triển bộ chỉ thị phân tử của gen điều khiển tính trạng chống chịu lạnh OsCTS11 ở giai đoạn mạ của cây lúa

Nguồn: Jianghui Yu, Shaoran Suo, Huang Zhou, Yunpeng Peng, Zhijun Wang, Huan Cao, Yongkang Liu, Xiwen Shi, Ling Liu, Dingyang Yuan, Cheng Zheng & Meijuan Duan. 2025. Haplotype analysis and molecular marker development for the cold tolerance gene OsCTS11 at the seedling stage of rice. Theoretical and Applied Genetics; December 1 2025; vol. 138; article 315

Tổn thương do lạnh đối với cây lúa giai đoạn mạ là thách thức to lớn cũa tăng trưởng và năng suất thóc. Cho dù người ta đã xác định được QTLs trên bản đồ di truyền và ghi nhận được các gen đích của tính trạng chịu lạnh, những mọi cố gắng trong cải tiến giống lúa vẫn còn đối mặt với sự thiếu nhiều các chỉ thị phân tử chính xác. Trong nghiên cứu này người ta tiến hành phân tích 529 mẫu giống lúa từ tập đoàn  3K Rice Genomic Diversity để nghiên cứu các biến thể di truyền của gen OsCTS11, một regulator âm tính với tính chống chịu lạnh vào giai đoạn mạ. Phân tích giá trị LD (linkage disequilibrium) xác định được ba “LD blocks” cực trọng (BLOCK1-3) trong phân tử gen OsCTS11. Mỗi block có 4  haplotypes khác biệt nhau. Phân tích di truyền kiểu “association” cho thấy Hap4 trong BLOCK1, Hap3 trong BLOCK2, và Hap4 trong BLOCK3 làm tăng đáng kể tỷ lệ sống sót cây mạ bị xử lý lạnh; với kết quà 65,38%, 58,41%, và 51,48%, theo thứ tự, ưu thế thuộc về loại hình cây lúa japonica. Những haplotypes có ưu thế thuận lợi này minh chứng được tính thích nghi của cây lúa với vùng canh tác lúa ôn đới (30°–40°N) và cao nguyên trồng lúa nhiệt đới (cao trình 800–1500 m), phù hợp với quá trình tiến hóa của tính chống chịu lạnh của cây lúa japonica. Việc sử dụng KASP molecular markers trên cơ sở các vị trí của SNP được minh chứng thông qua kết quả này. Trong số 42 giống lúa được sàng lọc, giống indica R676 và giống japonica Nangeng 5718, cả hai đều có những haplotypes trội (dominant), biểu hiện tỷ lệ cây sống cao hơn so với giống lúa thiếu các haplotypes như vậy. “Marker-assisted backcrossing” (hồi giao nhờ chỉ thị phân tử) giúp cho việc phát triển ra 4 nguồn vật liệu chịu lạnh mới (YR05-YR08) được tích hợp trong những haplotypes OsCTS11 có lợi. Chú ý, YR08 (Hap4 + Hap3 + Hap4) biểu thị sự cải tiến đáng kể sự phát triển cây mạ bị stress lạnh, minh họa lợi ích cộng dồn  của những haplotypes chồng lấp lên nhau. Kết quả  ghi nhận tiềm năng của việc tận dụng haplotypes có biến thể tự nhiên để sáng tạo nên những markers chính xác phục vụ xác định haplotypes của gen OsCTS11. Kết quả cung cấp một phương pháp tiếp cận mới nhằm khai thác hiệu quả gen điều tiết có tính chất tiêu cực trong chương trình lai tạo giống lúa.

Xem: https://link.springer.com/article/10.1007/s00122-025-05071-y