Phân tích transcriptome, giải phẩu học và hình thái học trong cơ chế điều tiết tính trạng chiều cao cây sắn

 Phân tích transcriptome, giải phẩu học và hình thái học trong cơ chế điều tiết tính trạng chiều cao cây sắn

Nguồn; Zhaoqin Cai, Lixia Ruan, Wanling Wei, Wen He, Haixia Yang, Huixian Chen, Zhenhua Liang, Zhenling Huang, Xiu Lan, Xiufen Zhang, Ruolan Huang, Chunhui Zhao, Tianyuan Li, Longfei He, Hengrui Li. 2024. Morphological, anatomical, and transcriptomics analysis reveals the regulatory mechanisms of cassava plant height development. BMC Genomics; 2024 Jul 17; 25(1):699. doi: 10.1186/s12864-024-10599-2.

 

Sắn là một trong ba cây có củ chủ lực (khoai tây, khoai lang) và cây thứ sáu trong loài lương thực quan trọng của thế giới. Cải tiến năng suất vẫn là mục tiêu hàng đầu trong chọn tạo giống sắn. Chú ý, chiều cao cây tác động có ý nghĩa đến năng suất củ và phẩm chất củ; tuy nhiên, cơ chế phát triển chiều cao cây sắn vẫn chưa rõ ràng.

 

Theo nghiên cứu này, người ta tiến hành xem xét các cơ chế liên quan đến chiều cao cây sắn thông qua phân tích kiểu hình, giải phẩu học, và transcriptomic. Kết quả phân tích kiểu hình và giải phẩu thực vật cho cây sắn thân lùn so với cây sắn thấn cao, biểu thị sự giảm đáng kể chiều cao và tăng đáng kể diện tích mạch mô lóng thân (xylem area). Trong khi đó, phân tích sinh lý thực vật cho thấy hàm lượng lignin của sắn thân lùn cao hơn đáng kể so với giống sắn thân cao. Chú ý, kết quả phân tích transcriptome  ở các mô lóng thân  xác định được nhiều gen chức năng DEGs (differentially expressed genes) bao gồm kết quả tổng hợp thành tế bào và mở rộng thành tế bào, sự truyền tín hiệu hormone thực vật, sinh tổng hợp phenylpropanoid, sinh tổng hợp flavonoid giữa 2 giống sắn thân lùn và thân cao.

 

Kết quả cho thấy mô tế bào của lóng thân (internode tissue), sự phân bào, lignin hóa thành tế bào thứ cấp, biểu hiện gen có liên quan đến hormone; chúng đóng vai trò quan trọng quyết định chiều cao cây sắn. Cuối cùng, nghiên cứu đã cung cấp cho chúng ta cách nhìn mới về cơ chế hình thái học chiều cao cây sắn, xác định được gen ứng cử viên điều tiết chiều cao cây, chúng có thể đóng vai trò là nguồn vật liệu di truyền đáng giá cgo cải tiến giống sắn cao sản, lùn, trong tương lai.

 

Xem https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/39020298/

 

Hình: So sánh đạc điểm kiểu hình giữa cây sắn XX048 và NZ199. (A) Chiều cao cây của XX048 và NZ199. Scale bars = 0.1 m. (B) Chiều cao cây của XX048 và NZ199 qua sáu giai đoạn phát triển; màu vàng camm là NZ199, màu blue nhạt là XX048. Thanh sai số chỉ giá trị SD. *** khác biệt có ý nghĩa ở p < 0.001.

Tổng quan di truyền tính kháng sâu bệnh hại sắn

 Tổng quan di truyền tính kháng sâu bệnh hại sắn

Nguồn; Valentine Otang Ntui, Jaindra Nath Tripathi, Samwel Muiruri Kariuki, Leena Tripathi. 2024. Cassava molecular genetics and genomics for enhanced resistance to diseases and pests. Mol Plant Pathol.; 2024 Feb; 25(2):e13432. doi: 10.1111/mpp.13432.

 

Sắn (Manihot esculenta) là một trong những nguồn cho calories quan trọng tại nhiệt đới, đóng vai trò trung tâm trong an ninh lương thực và kinh tế của biết bao nông dân sản xuất nhỏ. Sản lượng sắn bị ức chế bới tấn công của sâu bệnh hại, phổ biết là bệnh CMD (cassava mosaic disease: khảm lá sắn) và bệnh CBSD (cassava brown streak disease: bệnh sọc nâu). Những bệnh này gây ra mất năng suất lớn, ảnh hưởng đến an ninh lương thực và an sinh của nông hộ nhỏ. Phát triển giống sắn kháng bệnh là cách rất tốt để gia tăng năng suất sắn. Mặc dù người ta ta đạt được một vài mức độ tính kháng bệnh như vậy, nhưng có hiện tượng tính kháng bị phá vỡ trong bệnh CMD. Việc đánh giá lại định kỳ về tính trạng kháng bệnh như vậy  rất cần thiết để chắc chắn rằng giống kháng còn khả năng chịu được áp lực tiến hóa của sâu bệnh hại sắn. Tiếp cận phương pháp chọn giống mới như genomic-assisted selection )chọn giống nhờ tiến bộ genomics) kết hợp với kỹ thuật công nghệ sinh học như kỹ thuật di truyền kinh điển hay chỉnh sử hệ gen (genome editing) có thể thúc đẩy được sự phát triển giống sắc kháng sâu bệnh hại. Bài tổng quan này tóm tắt những kết quả  phát triển gần đây và thảo luận khả năng ứng dụng di truyền phân tử và genomics để sản xuất giống sắn cao sản kháng được sâu bệnh hại.

 

Xem https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC10788594/

 

Triệu chứng bệnh trên lá sắn: (a) cassava mosaic disease; (b) lá khỏe mạnh.