Di truyền tính trạng kiến trúc rễ cây bắp (RSA)

 Di truyền tính trạng kiến trúc rễ cây bắp (RSA)

Nguồn: Zhigang Liu, Pengcheng Li, Wei Ren, Zhe Chen, Toluwase Olukayode, Guohua Mi, Lixing Yuan, Fanjun Chen & Qingchun Pan. 2023. Hybrid performance evaluation and genome-wide association analysis of root system architecture in a maize association population. Theoretical and Applied Genetics September 2023; vol. 136, Article number: 194

 

Kiến trúc di truyền của tính trạng RSA được nghiên cứu thông qua phân tích GWAS và phân tích hệ thống đồng thể hiện (coexpression networks) của tập đoàn giống bắp (maize association population).

 

Tính trạng RSA (root system architecture) là tính trạng rất cần thiết quy định hiệu quả hấp thu nước và dinh dưỡng của cây bắp. Tuy nhiên, kiến trúc di truyền của tính trạng RSA còn được biết rất ít bởi nhiều thách thức về định tính những tính trạng có liên quan đến rễ bắp, người ta thiếu nhiều chỉ thị phân tử liên kết với chúng. Kết quả ở đây, người ta tạo nên bản đồ di truyền kiểu “association mapping” với tập đoàn giống bắp bao gồm 356 dòng cận giao được lai với dòng tester chung là Zheng58, và thực hiện “test crosses”; người ta đ1nh giá kiểu hình của 12 tính trạng RSA tại 3 địa điểm. Tác giả ghi nhận một biến dị di truyền “1.3 ~ sixfold” đối với tính trạng RSA trong tập đoàn giống “association panel”. Tập đoàn giống bắp này có 4 “subpopulations”, đó là: dòng non-stiff stalk (NSS), stiff stalk (SS), tropical/subtropical (TST), và dòng hổn hợp (mixed). Cặp lai Zheng58 × TST có số rễ crown (CRN: crown root number)  cao hơn 2,1% và có số rễ brace (BRN) ít hơn 8.6% so với cặp lai Zheng58 × NSS và Zheng58 × SS, theo thứ tự. Sử dụng GWAS với 1,25 triệu chỉ thị SNPs và “correction” đối với kiến trúc quần thể, có 191 chỉ thị SNPs đa hình được xác định đối với những tính trạng rễ bắp. Chín mươi SNPs (47%) đa hình, biểu hiện ảnh hưởng allelic dương tính, và 101 chỉ thị SNPs (53%) biểu thị ảnh hưởng âm tính. Mỗi locus có thể giải thích được 0,39% đến 11,8% biến thiên kiểu hình. Khi tích hợp kết quả GWAS với kết quả so sánh “coexpression networks”, có 26 gen ứng cử viên đáng tin cậy được người ta phân lập. Gen GRMZM2G377215, thuộc họ gen COBRA-like, có ảnh hưởng đến sự tăng trưởng và phát triển rễ bắp. Gen GRMZM2G468657 mã hóa aspartic proteinase nepenthesin-1, có liên quan đến sự phát triển rễ và phản ứng với thiếu N. Như vậy, kết quả đã cung cấp một tiến bộ mới trong nghiên cứu di truyền về kiến trúc của rễ bắp. Kết quả nghiên cứu này sẽ phục vụ cho mục tiêu cải tiến di truyền các tính trạng rễ của cây bắp trong chương trình chọn tạo giống mới.

 

Xemhttps://link.springer.com/article/10.1007/s00122-023-04442-7