Định tính và “fine mapping” dòng ngô đột biến bắt chước vết bệnh (Les8) làm tăng cường tính kháng “Curvularia leaf spot” và bệnh “southern leaf blight”

 Định tính và “fine mapping” dòng ngô đột biến bắt chước vết bệnh (Les8) làm tăng cường tính kháng “Curvularia leaf spot” và bệnh “southern leaf blight”

Nguồn: Jiankun Li, Tianyuan Fan, Ying Zhang, Ye Xing, Mengyao Chen, Ying Wang, Jie Gao, Na Zhang, Jinjun Tian, Chenyang Zhao, Sihan Zhen, Junjie Fu, Xiaohuan Mu, Jihua Tang, Hongbin Niu & Mingyue Gou. 2024. Characterization and fine mapping of a maize lesion mimic mutant (Les8) with enhanced resistance to Curvularia leaf spot and southern leaf blight. Theoretical and Applied Genetics; January 2024; vol.137; Article 7

 

Một dòng đột biến trội mới, có tính bắt chước, tùy thuộc ánh sáng với khả năng tăng hoạt tính kháng nhiều bệnh được định tính về mặt sinh lý, sinh hóa và di truyền; gen đích được lập bản đồ di truyền có độ lớn phân tử 909 kb bao gồm tất cả 38 gen.

 

Việc phân lập các gen có chức năng điều khiển nhiều kháng bệnh (multiple disease resistance: MDR) là vô cùng cần thiết để cải tiến giống bắp cao sản kháng bệnh. Tuy nhiên, có rất ít gen được xác định là MDR trong hệ gen cây bắp. Nghiên cứu này cho thấy người ta định tính được một gen đột biến trội có tên “disease lesion mimics 8 (Les8)” có bản chất là “chlorotic lesions” (vết on khảm dạng choloric) trên lá bắp. Làm tăng cường được tính kháng bệnh “curvularia leaf spot” (bệnh đốm nâu) và bệnh “southern leaf blight” (bệnh cháy lá miền nam). Những tính trạng nông học chính không bị thay đổi chút nào, trong khi, hàm lượng diệp lục tố trong dòng bắp đột biến, và ảnh hưởng di truyền của đột biến Les8 khá ổn định trong các nề di truyền khác nhau. Người ta áp dụng phương pháp phân tích BSR-seq và map-based cloning, gen LES8 được hình thành trên bản đồ ở vùng có kích thước 909 kb mang tất cả 38 gen ứng cử viên trên nhiễm sắc thể 9, nơi đó, không có “lesion mimic” (vết bệnh bắt chước) hoặc gen kháng bệnh nào cả được công bố trước đây. Áp dụng kỹ thuật phân tích transcriptomics, người ta thấy rằng: các gen có trong hệ thống tự vệ và sinh tổng hợp chất biến dưỡng thứ cấp vô cùng phong phú trong các gen được điều tiết theo kiểu “up” một cách có ý nghĩa, trong khi, gen có trong hệ thống quang hợp và chu trình carbohydrate rất phong phú trong các gen điều tiết theo kiểu “down” của Les8. Bên cạnh đó, có một sự tích tụ mạnh mẽ (overaccumulation) JA (jasmonic acid) và lignin, nhưng có có tích tụ SA (salicylic acid) trong Les8. Gộp lại, kết quả cho thấy được những gen ứng cử viên và cơ chế tiềm năng của Les8 liên quan đến tính kháng nhiều bệnh (MDR) trong hệ gen cây bắp.

 

Xemhttps://link.springer.com/article/10.1007/s00122-023-04511-x