Giống lúa biến đổi gen biểu hiện Exo-glucanase có ảnh hưởng thúc đẩy sản sinh ra đường ít hơn

Giống lúa biến đổi gen biểu hiện Exo-glucanase có ảnh hưởng thúc đẩy sản sinh ra đường ít hơn

Các nhà khoa học thuộc ĐH Tohoku và những cộng tác viên khác đã phát triển thành công giống lúa biotech có khả năng cải tiến việc sản sinh ra đường ít hơn bằng cách thể hiện EXG exo-glucanase dưới sự điều tiết của promoter “senescence-inducible”. Khi một trình tự mã hóa GUS được nối vào vùng promoter này của gen STAY GREEN (SGR) trong cây lúa và du nhập vào cây lúa khác, hoạt động GUS trở nên đặc biệt được quan sát ở giai đoạn senescence (lúa duy trì được màu xanh khi hóa già). Khi một phân tử EXG1 cDNA được gắn với SGR promoter và cho du nhập vào cây lúa, hoạt động của cellulase mạnh hơn được phát hiện sau giai đoạn senescence. Giống lúa biotech như vậy thể hiện được hiệu quả saccharose hóa có tính chất thúc đẩy hoặc hóa già theo nghĩa sinh học. Tuy nhiên, không có sự khác biệt ý nghĩa của saccharose hóa trước khi lúa ở giai đoạn senescence. Hiệu quả saccharification còn được người ta tìm thấy liên kết với hoạt động của enxyme cellulase trong cây lúa biến đổi gen ấy. Hơn nữa, cây lúa biotech không biểu hiện được tính trạng dị hình (physical deformity) cũng như hoạt động không bình thường về tính dục (reproductive glitch) sau khi gen EXG1 biểu hiện. Theo kết quả ấy, sự biểu hiện của cellulase và những enzyme có chức năng làm thoái hóa thành tế bào khác có thể cải tiến khả năng saccharification của sinh khối sợi (cellulosic biomass) mà không làm tổn hại đến sự tăng trưởng trong sản xuất có hiệu quả biofuels.

Xem bài tóm tắt http://link.springer.com/article/10.1007/s11248-014-9786-z.

QTLs chủ lực làm giảm ảnh hưởng xấu của nhiệt độ nóng đến hàm lượng amylose của hạt lúa, thông qua hiệu quả cắt phân tử RNA thành mRNA

QTLs chủ lực làm giảm ảnh hưởng xấu của nhiệt độ nóng đến hàm lượng amylose của hạt lúa, thông qua hiệu quả cắt phân tử RNA thành mRNA

Các nhà khoa học Trung Quốc Hua Zhang và ctv. đã công bố kết quả này trên tạp chí Theor. and Appl. Genetics (2014) 127:273–282. Họ đã tìm thấy 4 QTLs có chức năng duy trì hàm lượng amylose của gạo khi nhiệt độ tăng cao bằng cách tăng cường hoạt động splicing một cách có hiệu quả đối với gen Wx. Hàm lượng amylose được điều khiển bởi gen Wx. Đây là tính trạng chủ đạo quyết định phẩm chất nấu nướng và phẩm chất cơm của giống lúa nào đó. Trong suốt giai đoạn vào chắc của hạt, nhiệt độ nóng của khí quyển có thể làm tổn thương phẩm chất hạt bằng cách làm giảm hoặc một cách có ý nghĩa hàm lượng amylose trong nhiều giống lúa. Các tác giả chứng minh về mặt di truyền học rằng: sự thể hiện gen Wx và hàm lượng amylose ở nhiệt độ nóng, có nhiều QTL đóng vai trò điều hành. Họ đã thực hiện một kỹ thuật được gọi là “genome-wide survey” trên một quần thể con lai CCSLs (chromosome segment substitution lines). Quần thể này mang các đoạn phân tử có trên các nhiễm sắc thể mục tiêu của giống lúa indica chống chịu nóng 9311 lai với giống lúa japonica rất nhạy cảm với nhiệt độ nóng “Nipponbare”. Bốn QTLs đó là qHAC4, qHAC8a, qHAC8b và qHAC10. Chúng có vai trò làm giảm các ảnh hưởng bất lợi đến hàm lượng amylose ở điều kiện nhiệt độ cao. Chúng được xác định nằm trên nhiễm sắc thể số 4, 8, 8 và 10, theo thứ tự. QTL chủ lực qHAC8a, có giá trị LOD cao (6,196), được xây dựng bản đồ vật lý tại một đoạn phân tử ngắn (small chromosome segment: ~300 kb). Quần thể các dòng con lai CSSLs mang những QTL: qHAC8a, qHAC8b và/hoặc qHAC4 từ giống lúa 9311 có hiệu quả “splicing” cao đối với phân tử pre-mRNA của gen Wx. Chúng được xem như có chức năng làm ổn định hàm lượng amylose khi nhiệt độ nóng xảy ra. Do đó, nếu gia tăng được hiệu quả thúc đẩy tiến trình pre-mRNA đối với gen Wx, đây sẽ là một cơ chế điều tiết vô cùng quan trọng duy trì được hàm lượng amylose của giống lúa ở điều kiện nhiệt độ cao. Hơn nữa, đây là kết quả đóng góp về mặt lý thuyết làm cơ sở cho nhà chọn tạo giống lúa chống chịu nóng.

Xem http://link.springer.com/article/10.1007/s00122-013-2216-4

Đa dạng di truyền cây lúa toàn cầu thông qua bản đồ vật lý có tính so sánh

 Đa dạng di truyền cây lúa toàn cầu thông qua bản đồ vật lý có tính so sánh  

Xiaoming Wang, David A. Kudrna^†, Yonglong Pan, Hao Wang, Lin Liu, Haiyan Lin, Jianwei Zhang, Xiang Song, Jose Luis Goicoechea, Rod A. Wing, Qifa Zhang and Meizhong Luo

 TÓM TẮT

Bản đồ vật lý trên cơ sở BAC (Bacterial artificial chromosome) với số lượng lớn các dòng BAC ở trạng thái BESs (BAC end sequences). Các dòng này được sáng tạo ra trên cơ sở Oryza sativa ssp. indica với giống lúa Minghui 63 (MH63), giống lúa Zhenshan 97 (ZS97). Chúng được so sánh trình tự với bộ gen của O. sativa spp. japonica với giống lúa Nipponbare, O. sativa ssp. indica với giống lúa 93-11. Những so sánh như vậy biểu thị sự đa dạng trên cơ sở mức độ biến dị có tính chất cấu trúc rộng và có tính chất bổ sung hẹp (small substitutions), và kể cả những phân tử indels. Những biến dị rộng có tính chất “Genome-wide BAC-sized” và có tính chất “contig-sized” được các tác giả tìm thấy. Họ đã phân tích các biến dị như vậy. Các vùng được mở rộng thêm trên trình tự bộ gen giống lúa tham khảo Nipponbare, được so sánh với trình tự trên bản đồ vật lý của giống lúa MH63 và ZS97, cũng như bản đồ vật lý của 93-11 đã được thực hiện trước đó. Số lượng các đoạn phân tử lập lại (repeats), và kết quả phân tích ontology của gen, khác biệt có ý nghĩa trên toàn bộ genome. Sử dụng bản đồ vật lý của 4 loài lúa hoang Oryza từ cơ sở dữ liệu OMAP (http://www.omap.org) làm đối chứng, các tác giả đã phát hiện được nhiều vùng bảo tồn và vùng đa dạng có liên quan đến quá trình tiến hóa của O. sativa. Giữa các BESs của giống MH63 và ZS97 và hai trình tự tham khảo, người ta tìm thấy 1532 các phân tử lập lại giản đơn, đa hình (SSRs), 71.383 SNPs, 1767 multiple nucleotide polymorphisms, 6340 phân tử insertions, và 9137 phân tử deletions. Nghiên cứu cho thấy toan bộ các genome có tính độc lập cao đối với vật chất dưới loài (subspecies) có tính chất intra và  inter. Cả bản đồ vật lý và GBrowse, chúng hợp nhất QTL và chỉ thị phân tử trong GRAMENE (http://www.gramene.org) với 4 bản đồ vật lý và được phân tích, ngần ấy mở ra một nguồn cơ sở dữ liệu đại chúng cho phép chúng ta lấy trên Web site (http://gresource.hzau.edu.cn/resource/resource.html).

Xem http://www.genetics.org/content/196/4/937.abstract?etoc

QTL liên kết với tính chống chịu nóng của cây lúa

QTL liên kết với tính chống chịu nóng của cây lúa (Oryza sativa L.)

Công trình nghiên cứu về QTL tính chống chịu nóng của cây lúa do Bùi Chí Bửu và ctv. thực hiện đã được chấp thuận cho đăng trên tạp chí Plant Breeding and Biotechnology trong tháng Hai 2014.

Nghiên cứu phân tích trên 310 cá thể con lai thuộc BC₂F₂ của tổ hợp lai OM5930/N22 đối với tính chống chịu nóng ở giai đoạn trổ bông. Bản đồ di truyền được tạo nên với 264 chỉ thị SSRs đa hình để tìm kiếm giá trị liên kết đối với các tính trạng có liên quan đến tính chống chịu nóng. Độ che phủ trên bản đồ đạt 2.741,63 cM trên 12 nhiễm sắc thể, với khoảng cách trung bình giữa hai marker loci là 10,55 cM. Chỉ thị phân tử có liên quan đến tính chống chịu nóng định vị trên các nhiễm sắc thể 3, 4, 6,  8 , 10, và 11. Những QTL giả định liên kết với các chỉ thị phân tử có thể giải thích được biến thiên kiểu hình chấp nhận được là  RM3586, RM160 trên nhiễm sắc thể số 3, RM3735 trên nhiễm sắc thể số 4  là 36,2, 17,1 và 32,6%, theo thứ tự. Bốn QTLs giả định được tìm thấy có liên quan đến hạt chắc trên bông định vị trên nhiễm sắc thể số 4 tại quãng giữa hai marker RM468-RM7076 và RM241 –RM26212, giải thích được 13,1% và 31,0% biến thiên kiểu hình, theo thứ tự. Hai QTLs điều khiển tỷ lệ hạt lép cũng được tìm thấy ở loci RM554, RM3686 trên nhiễm sắc thể số 3 giải thích được 25,0% và 11,2% biến thiên kiểu hình. Một QTL giả định được tìm thấy có liên quan đến khối lượng 1.000 hạt tại locus RM103 trên nhiễm sắc thể số 6, giải thích được  30,6% biến thiên kiểu hình. Một QTL tại locus RM5749 trên nhiễm sắc thể số 4 được xác định, giải thích 10,8% biến thiên kiểu hình của tính trạng năng suất. Chú ý quãng giữa RM3586- RM160 trên nhiễm sắc thể số 3 với độ lớn 10,1 cM trong mối liên quan đến điểm chống chịu nóng.

Xem chi tiết http://dx.doi.org/10.9787/PBB.2014.2.1.001