“Fine mapping” và phân tích gen ứng cử viên qSRC3 điều khiển màu râu bắp (Zea mays L.)

 “Fine mapping” và phân tích gen ứng cử viên qSRC3 điều khiển màu râu bắp (Zea mays L.)

Nguồn: Xueying Wang, Yang Zhou, Chong You, Jinchang Yang, Zhengjie Chen, Dengguo Tang, Jixing Ni, Peng Li, Le Wang, Kaili Zhu, Wujiao Deng, Haimei Wu, Ruifan Bao, Zhiqin Liu, Pengxu Meng, Sijia Yang, Tingzhao Rong & Jian Liu. 2024. Fine mapping and candidate gene analysis of qSRC3 controlling the silk color in maize (Zea mays L.). Theoretical and Applied Genetics; April 2024; vol. 137; article 90.

 

“Fine mapping” QTL qSRC3 trong hệ gen bắp, tương ứng với tính trạng màu sắc râu đỏ (red silk), người ta thấy gen ứng cử viên ZmMYB20 chưa được khám phá, nó mã hóa yếu tố phiên mã R2R3-MYB, biểu hiện một chút nhạy cảm, và điều hòa một cách giả định sự thể hiện của các gen  liên quan đến sinh tổng hợp anthocyanin.

 

Râu bắp không màu (colorless silk) là đặc điểm chính góp phần vào chất lượng quan sát bằng mắt trái bắp tươi (fresh corn) theo phân khúc thị trường. Tuy nhiên, việc xác định các loci theo di truyền Mendel và các gen liên quan điều khiển màu râu bắp rất ít. Theo nghiên cứu này, người ta sử dụng quần thể con lai F2 từ tổ hợp lai của dòng bắp “single-segment substitution” mang gen qSRC3MT1 với màu râu bắp đỏ, mang một alen du nhập từ bắp teosinte (Zea mays ssp. mexicana), lai với dòng bắp tái tục là dòng cận giao Mo17, có râu bắp màu xanh nhạt (green silk), rồi thực hiện “fine mapping”. Người ta thấy rằng: tính trạng râu bắp đỏ được điều khiển bởi một locus có tính chất “semi-dominant” được đặt tên là qSRC3, biểu hiện của gen này là nhạy cảm với điều kiện thiếu ánh sáng. Hơn nữa, qSRC3 giải thích được 68,78% biến thiên kiểu hình và được xác định trên vùng có độ lớn phân tử 133,2 kb, trong đó có tất cả 3 gen. Phân tích biểu hiện gen sau đó cho thấy gen ZmMYB20 (Zm00001d039700), mã hóa protein đóng vai yếu tố phiên mã R2R3-MYB, đây là gen ứng cử viên nặng ký trong qSRC3. Xét nghiệm “yeast one-hybrid and dual-luciferase reporter” cho kết quả minh chứng ZmMYB20 ức chế sự biểu hiện của 2 gen  cần thiết trong sinh tổng hợp anthocyanin, đó là gen ZmF3H và ZmUFGT, thông qua gắn trực tiếp với các vùng của promoter tương ứng. Kết quả rất có ý nghĩa của ZmMYB20 khi ánh sáng bị hạn chế (điều kiện trồng thiếu ánh sáng) trong việc điều tiết theo không gian và thời gian của sinh tổng hợp sắc tố anthocyanin. Những kết quả này giải thích được tính trạng râu bắp không màu trong trái bắp tươi, đáp lại quan niệm sai lầm trước đây rằng trái bắp non có râu bắp màu héo hắt là bắp không tươi, kết quả cung cấp nguồn di truyền giá trị để cải tiến giống bắp ngọt và giống bắp nếp.

 

Xem https://link.springer.com/article/10.1007/s00122-024-04598-w