Phân tích ở quy mô “pan-genome” và phổ biểu hiện họ gen HIPP của cây sắn

 Phân tích ở quy mô “pan-genome” và phổ biểu hiện họ gen HIPP của cây sắn

Nguồn: Zhanming Xia, Jiazheng Zhao, Changyi Wang, Shuwen Wu, Yuwei Zang, Dayong Wang, Shousong Zhu, Yi Min. 2026. Pan-Genome Analysis and Expression Profiling of HIPP Gene Family in Cassava. Genes (Basel); 2026 Jan 27; 17(2):136. doi: 10.3390/genes17020136.

Cây sắn (Manihot esculenta Crantz) được xếp vào loài cây trồng lớn thứ sáu trên thế giới, nó đóng vai trò cây lương thực quan trọng và cây cho năng lượng. Protein HIPPs (heavy-metal-associated isoprenylated plant proteins) là những metallochaperones bao gồm tính chất bảo hòa kim loại (metal homeostasis) và sự thích nghi với stress của thực vật có mạch. Tuy nhiên, nghiên cứu xác định và nghiên cứu chức năng của HIPPs trong cây sắn vẫn chưa được khai thác. Nghiên cứu được thực hiện ở quy mô phân tích “pan-genome-wide” nhằm xác định và định tính MeHIPPs trong 31 mẫu giống sắn. Những phân tích tiếp theo sau đó đã xác định thông số vật lý, hóa học, định vị trong tế bào, cây gia hệ, Ka/Ks, định vị trên nhiễm sắc thể, synteny (gen đồng dạng), kiến trúc gen, và các nguyên tố cis-acting.

Bên cạnh, người ta làm ra phổ biểu hiện MeHIPPs ở các mô khác nhau và ở các subsets của tế bào; tất cả được xử lý dưới điều kiện stress khác nhau; rồi đem phân tích thông qua cơ sở dữ liệu “transcriptome”, qRT-PCR.  Có tất cả 59 MeHIPP pan-genes được phân lập, bao gồm 5 gen cơ bản (core genes), 22 softcore genes, 17 dispensable genes, và 15 private genes, chúng được phân bố không cân xứng trên những nhiễm sắc thể. Trên kết quả phân tích di truyền huyết thống, những gen này được phân thành 5 subgroups chủ lực. Phân tích sự tiến hóa cho thấy sự kiện “segmental duplication” (lặp đoạn) chiếm ưu thế trong khi phát triển họ gen này; hầu hết các thành viên của họ gen có thể chịu sự sàng lọc thuần khiết. Phân tích “cis-element” nhấn mạnh tầm quan trọng của MeHIPPs khi cây thích nghi với stress có tính chất môi trường. Các phổ biểu hiện của những gen MeHIPP khi phản ứng với xâm nhiễm của vi khuẩn Xanthomonas phaseoli pv. manihotis (Xpm) và khi cây bị khô hạn. Những gen MeHIPP khác nhau biểu hiện mức độ phân tử transcript thay đổi ở từng mô khác nhau và các subsets của tế bào. Phân tích  qRT-PCR cho thấy những gen MeHIPP được sàng lọc có thành phần biểu hiện khác nhau khi cây bị nhiễm độc Cd. Nghiên cứu này cung cấp được luận cứ khoa học quan trọng về đặc điểm chức năng của các gen MeHIPP và tương quan đến kết quả tiến hóa, đặt nền tảng lý thuyết cho nghiên cứu chức năng sau này về tính trạng kháng với stress.

Xem https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41751520/