Di truyền giống bắp chống chịu mặn thông qua nghiên cứu rễ bắp

 Di truyền giống bắp chống chịu mặn thông qua nghiên cứu rễ bắp

Nguồn: Pengcheng Li, Xiaoyi Yang, Houmiao Wang, Ting Pan, Yunyun Wang, Yang Xu, Chenwu Xu & Zefeng Yang. 2021. Genetic control of root plasticity in response to salt stress in maize. Theoretical and Applied Genetics May 2021; vol. 134:1475–1492

 

GWAS đã xác định được 559 chỉ thị phân tử SNP có liên quan đến sự kiện tái mô phỏng lại (remodelling) của kiến trúc rễ bắp khi phản ứng với stress mặn. Có 168 gen ứng cử viên được ưu tiên hóa bởi kỹ thuật integrating RNA-seq, DEG và cơ sở dữ liệu WGCNA.

 

Mặn là yếu tố ngoại cảnh chủ yếu  làm ảnh hưởng đến năng suất cây trồng. Hệ rễ cây là cơ quan đầu tiên phản ứng với mặn, do vậy ảnh hưởng của mặn ở vùng rễ cây bắp phát triển như thế nào, vẫn còn là điều chưa biết rõ. Theo kết quả nghiên cứu này, biến thiên tự nhiên của rễ bắp thông qua 14 tính trạng và của chồi thân thông qua 4 tính trạng đã được đánh giá, trong quần thể bao gồm 319 dòng bắp cận giao giữa nghiệm thức đối chứng và nghiệm thức xử lý mặn. Những biến thiên kiểu hình đáng chý ý là ở nghiệm thức nồng độ mặn cao, chiều dài rễ giảm đáng kể, nhưng đường kính rễ lại tăng lên. Phân tích GWAS  những tính trạng nông học và tính chất co dãn trong phản ứng với stress (relative variation). Người ta phát hiện thấy có 55 chị thị SNP có ý nghĩa thống kê, trong đó, có 125 SNPs biểu hiện trong nghiệm thức đối chứng, 181 SNP trong nghiệm thức có stress mặn và 253 SNPs biểu hiện trong giá trị tương đối giữa stress và đối chứng (trait plasticity). Có 168 gen thuộc 587 gen ứng cử viên được phân lập bởi kết quả GWAS. Hai gen ứng cử viên ZmIAA1 và ZmGRAS43 được minh chứng bởi kết quả chạy trình tự DNA (theo kỹ thuật resequencing). Trong những gen ấy, có 130 gen được tìm thấy trong nghiệm thức có stress mặn, hoặc trong phương pháp tính giá trị tương đối, bao gồm nhiều tiến trình sinh học đa dạng, sự truyền tín hiệu hormone, sinh tổng hợp phenylpropanoid, và tổng hợp acid béo. Kết quả nghiên cứu đã làm rõ được  bản chất của “root remodelling” khi cây bắp phản ứng với mặn, xác định được những loci và gen ứng cử viên. Chúng rất quan trọng để cải tiến di truyền kiến trúc rễ bắp và giống bắp cao sản chống chịu mặn.

 

Xem: https://link.springer.com/article/10.1007/s00122-021-03784-4