Kiến trúc di truyền của teosinte – tổ tiên của loài bắp trồng hiện nay

 Kiến trúc di truyền của teosinte – tổ tiên của loài bắp trồng hiện nay

Nguồn: Q Chen, LF Samayoa, CJ Yang, PJ Bradbury, BA Olukolu, MA Neumeyer, MC Romay, Q Sun,  A Lorant, ES Buckler, J Ross-Ibarra, JB Holland, JF Doebley. 2020. The genetic architecture of the maize progenitor, teosinte, and how it was altered during maize domestication. PloS Genet.; 2020 May 14;16(5):e1008791.

 

Di truyền liên quan đến thuần hóa đã được khai thác rất sâu, từ sau định luật Mendel ra đời cho đến nay. Di truyền tính trạng của ancestors (tổ tiên) so sánh với dòng con cháu hiện đại, những khác biệt đã được phân tích. Câu hỏi đặt ra là: quá trình thuần hóa như vậy đã làm thay đổi kiến trúc di truyền như thế nào, thông qua so sánh kiến trúc di truyền của 18 tính trạng được thuần hóa trong cây bắp và tổ tiên chúng '‘teosinte'’ bằng những quần thể có tính chất khớp với mục tiêu tính trạng (matched populations). Người ta quan sát số QTL giảm đáng kể của những tính trạng thuần hóa trong cây bắp so với loài teosinte, sự suy giảm quá mức của những additive variance (biến thiên di truyền gen ảnh hưởng cộng tính) bởi sự chọn lọc của con nngười trong suốt thời kỳ thuần hóa ấy. Người ta quan sát có nhiều hơn ảnh hưởng gen tính trội (dominance) trong cây bắp trồng so với teosinte, như một kết quả của những biến thể additive và selective. Ảnh hưởng rất lớn của QTL có tần suất alen thứ yếu MAF diễn ra trong cây bắp bình thường và cây teosinte (MAF: minor allele frequency). Các vùng mục tiêu trong genome rất khác biệt nhau giữa cây teosinte và cây bắp FST cao, giải thích được biến dị di truyền số lượng trong cây bắp thấp hơn so với cây teosinte. Trong vùng ấy, các biến thể alen tiếp cận gần với mục tiêu cố định di truyền (fixation), trong tiến trình thuần hóa. Các vùng đích trong genome có tái tổ hợp cao, giải thích tần suất lớn, không cân xứng của biến dị di truyền, cả trước và sau thuần hóa. Cuối cùng, khoảng 75% variance mang tính chất additive của cây teosinte và cây bắp đang biến mất (missing) trong ngữ cảnh không phải do QTL. Chỉ có 25% bản đồ biến thể đặc thù với những QTL đích biểu hiện rõ ràng. Sự tiến hóa hình thái của cây bắp trong tiến trình thuần hóa đã góp phần rất lớn vào gia tăng số lượng QTLs có những ảnh hưởng rất nhỏ. Xem: See https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32407310/