Kết hợp lập bản đồ QTL và GWAS để tìm gen đích điều khiển tính trạng số lá bao cùi bắp (maize husk)

 Kết hợp lập bản đồ QTL và GWAS để tìm gen đích điều khiển tính trạng số lá bao cùi bắp (maize husk)

Nguồn: Zhenjuan Liang, Na Xi, Tao Liu, Minglin Li, Mengxiang Sang, Chaoying Zou, Zhong Chen, Guangsheng Yuan, Guangtang Pan, Langlang Ma & Yaou Shen. 2024. A combination of QTL mapping and genome-wide association study revealed the key gene for husk number in maize. Theoretical and Applied Genetics; May 2024; vol.137; article 112

 

Hình: Lá bao cùi bắp (maize husk).

 

Hai gen đích Zm00001d021232 và Zm00001d048138 được phân lập thành công nhờ bản đồ di truyền QTL và phân tích GWAS. Bên cạnh đó, hai gen này được minh chứng về sự liên quan đáng kể đến tính trạng HN, số lá bao cùi bắp (maize husk number) thông qua kỹ thuật “gene-based association” (kiểu hình kết hợp trên cơ sở gen).

 

Là phụ phẩm của cây bắp, lá bao cùi bắp là nguồn nguyên liệu quan trọng cho công nghiệp. Số lá bao cùi bắp (HN) là tính trạng nông học quan trọngảnh hưởng đến năng suất lá bao. Tuy nhiên, cơ chế di truyền của tính trạng HN chưa được hiểu rõ. Nghiên cứu này phân tích 13 QTLsdiều khiển tính trạng HN thông quan quần thể IBM Syn 10 DH (đơn bội kép) tại nhiều địa điểm khác nhau. Trong đó, ba QTL được tìm thấy có tính chất lập lại trong cá thể ở ít nhất 2 địa điểm. Như vậy, người ta tìm thấy 26 chỉ thị phân tử SNPs độc nhất liên kết có ý nghĩa thống kê (p < 2.15 × 10–6) với tính trạng HN theo “association pool”. Trong các SNPs, có 3 markers được tìm thấy cùng một lúc qua nhiều địa điểm hoặc môi trường khác nhau và ghi nhận được giá trị dự đoán BLUP (best linear unbiased prediction). Người ta tập trung xem xét các loci này phải ổn định theo môi trường và có đặc điểm chung nhất trong quần thể để khai thác gen ứng cử viên có chức năng đối với tính trạng HN. Cuối cùng có 173 gen ứng cử viên được xác định, trong đó, 22 gen ứng cử viên có trong cả phát triển cơ quan đa bào và đơn bào, kế tiếp, người ta xác định được gen ứng cử viên của tính trạng HN. Phân tích “gene-based association” cho thấy các biến thể di truyền này trong bốn gen tương quan có ý nghĩa (p < 0.01/N) với HN, trong số đó, gen Zm00001d021232 và Zm00001d048138 biểu hiện mạnh mẽ nhất trong lá bao cùi bắp và râu bắp ở giai đoạn phát triển sớm tại nhiều mô khác nhau. Kết quả nghiên cứu góp phần giải thích cơ chế di truyền phân tử của lá vỏ bao cùi bắp phục vụ công nghiệp trong tương lai.

 

Xem https://link.springer.com/article/10.1007/s00122-024-04617-w