Nghiên cứu transcriptomics có tính so sánh của tính trạng tích tụ anthocyanin accumulation ở vỏ hạt bắp tím

 Nghiên cứu transcriptomics có tính so sánh của tính trạng tích tụ anthocyanin accumulation ở vỏ hạt bắp tím

Nguồn: Anderson A. Holly, Paulsmeyer N. Michael & Juvik A. John. 2026. Comparative transcriptomics of anthocyanin accumulation in the pericarp of pigmented purple corn. Theoretical and Applied Genetics; January 17 2026; vol. 139; article 37

Kỹ thuật RNA-seq, bulked segregant analysis, định lượng anthocyanin, và WGCNA đã xác định được Pl1, Lc1, P1, và Wrky33 là những yếu tố điều tiết quan trọng để tăng cường hàm lượng anthocyanin của vỏ quả ngô (maize pericarp). Anthocyanins là sắc tố thực vậtcó thể được sử dụng làm màu thực phẩm tự nhiên (natural food colorants). Người ta phát triển dòng bắp Midwestern, có màu tím với hàm lượng anthocyanin gia tăng một cách độc đáo với tế bào mô vỏ hạt: hai dòng bắp near-isogenic cho ra dòng cận giao ưu việt B73 và Mo17 (B73 đã chuyển đổi màu và Mo17 đã chuyển đổi màu, theo thứ tự) cộng với hai dòng cận giao tái tổ hợp (RILs) với phổ biểu hiện anthocyanin đa dạng (Amazonas và Maize Morado). Trong thí nghiệm 1, một “time-series”, phân tích RNA-sequencing (RNA-seq) của hầu hết mô vỏ hạt bắp được tiến hành trên 3 dòng bắp có màu (B73 Color Converted, Amazonas, và Maize Morado). Kết quả xét nghiệm UHPLC (Ultra-High-Pressure Liquid Chromatography: sắc ký lỏng siêu cao áp) xác định được một sự gia tăng đáng kể anthocyanin tích lũy giữa thời kỳ 15 và 20 ngày sau khi tung phấn (DAP) của dòng bắp có màu. Kết quả phân tích BSA (bulk segregant analysis) phát hiện được Leaf color1 (Lc1) và Purple plant1 (Pl1) như những nguồn đóng góp chínhtạo nên màu sắc vỏ hạt bắp của dòng bắp B73 Color Converted. Những loci bổ sung Bronze2 (Bz2) và Pericarp color1 (P1) cũng được cho tính trạng bởi bố mẹ có màu tím. Trong thí nghiệm 2, kết quả RNA-seq thực hiện trên hạt ngô ở 18 ngày sau khi tung phấn (DAP) từ bốn dòng bắp có sắc tố (B73 Color Converted, Mo17 Color Converted, Amazonas, và Maize Morado), rồi so sánh màu sắc và  thành phần vỏ hạt bắp không sắc tố từ trộn lại các hạt của nhiều cá thể. Điều tiết theo kiểu “up” của gen Lc1, Pl1, và P1 cho thấy phức hợp protein MBW rất khác biệt trong vỏ hạt bắp có màu. Phân tích tương quan của các phần vỏ hạt sau 18 ngày bắp tung phấn (18 DAP pigmented pericarp fractions) cho thấy biểu hiện mạnh mẽ của những “anthocyanin transporters”, Bz2 và Multidrug resistance-associated protein3 (Mrpa3), bên cạnh, có một TF ứng cử viên  với thuật ngữ: WRKY-transcription factor 33 (Wrky33). Những gen ứng cử viên này có thể được dùng  trong chương trình lai tại giống bắp như một nguồn vật liệu tự nhiên làm phẩm màu thực phẩm và đồ uống, cải tiến cách suy nghĩ của chúng ta về cơ chế hình thành màu sắc vỏ hạt bắp.

Xem https://link.springer.com/article/10.1007/s00122-025-05137-x