Di truyền tính kháng bệnh thối rễ đậu nành do Pythium irregulare và P. sylvaticum

 Di truyền tính kháng bệnh thối rễ đậu nành do Pythium irregulare và P. sylvaticum

Nguồn: Feng Lin, Wenlong Li, Austin G. McCoy, Kelly Wang, Janette Jacobs, Na Zhang, Xiaobo Huo, Shabir H. Wani, Cuihua Gu, Martin I. Chilvers & Dechun Wang. 20222. Identification and characterization of pleiotropic and epistatic QDRL conferring partial resistance to Pythium irregulare and P. sylvaticum in soybean. Theoretical and Applied Genetics October 2022; vol. 135: 3571–3582

 

Hình: Triệu chứng bệnh thối rễ đậu nành do Pythium.

 

QDRL điều khiển tính kháng bệnh thối rễ đậu nành có tính chất gen đa tính trạng (pleiotropic) và tương tác không alen (epistatic) của những gen số lượng; làm cho tính kháng có tính chất từng phần (partial resistance) đối với nhiều mẫu phân lập của Pythium irregulare và Pythium sylvaticum.

Bệnh thối rễ đậu nành do Pythium là bệnh quan trọng xảy ra ở giai đoạn cây non của đậu nành [Glycine max (L.) Merr.], một loài cây trồng quan trọng được trồng trên toàn thế giới để cung cấp protein và dầu thực vật. Pythium irregulare và P. sylvaticum là hai loài nấm phổ biến và tấn công mạnh nhất trong các loài của Pythium trên rễ đậu nành ở North Central U.S. Rất ít nghiên cứu được thực hiện từ trước đến nay để xác định di truyền tính kháng này để quản lý bệnh cây đối với hai pathogens nói trên. Người ta thực hiện một quần thê mapping (dẫn xuất từ cặp lai giữa E13390 x E13901) với 228 dòng con lai F4:5 cận giao tái tổ hợp; rồi sàng lọc kiểu hình cây kháng nấm có mẫu phân lập P. irregulare isolate MISO 11–6 và mẫu phân lập P. sylvaticum  C-MISO2-2–30 phục vụ yêu cầu “QDRL mapping”. Phân tích tương quan cho thấy tương quan thuận có ý nghĩa  giữa phản ứng đậu nành với 2 pathogens này, và một pleiotropic QDRL (qPirr16.1) đã được phân lập (di truyền đa tính trạng). Kết quả nghiên cứu sâu cho thấy qPirr16.1 biểu hiện kháng bởi tính trội (dominant) với nấm P. irregulare, nhưng kháng trên bản chất di truyền tính lặn với nấm P. sylvaticum. Hơn nữa, hai QDRL, qPsyl15.1, và qPsyl18.1 được xác định là di truyền kháng từng phần (partial resistance) với nấm P. sylvaticum. Kết quả phân tích sâu cho thấy tương tác không alen (epistatic interactions) giữa qPirr16.1 và qPsyl15.1 đối với RRW và DRX, trong khi đó qPsyl18.1 đóng góp đáng kể vào tính kháng RSE. Phân tích chỉ thị phân tử giúp chọn dòng kháng theo quần thể con lai F6:7 xác minh được tính kháng của qPirr16.1 với 4 mẫu phân lập bổ sung của P. irregulare . Hết sức bất ngờ, cho dù có tương tác epistatic của qPirr16.1 và qPsyl15.1 có thể được người ta xác định, sử dụng hai mẫu phân lập bổ sung của nấm P. sylvaticum, sự tương tác ấy biểu hiện bị ức chế đối với hai mẫu phân lập khác của P. sylvaticum. Mô hình ‘epistatic gene-for-gene’ ở đây giải thích được  tương tác epistatic có tính chất chuyên tính với mẫu phân lập (isolate-specific epistatic interactions). Sự tích hợp các gen QDRL vào dòng đậu nành cao sản có chứa tất cả những alen mong muốn đã và đang được tiến hành.

Xem https://link.springer.com/article/10.1007/s00122-022-04201-0