Di truyền tính trạng chống chịu sự che mát của tập đoàn đậu nành Trung Quốc

 Di truyền tính trạng chống chịu sự che mát của tập đoàn đậu nành Trung Quốc

Nguồn: Yanzhu Su, Zhipeng Zhang, Jianbo He, Weiying Zeng, Zhaoyan Cai, Zhenguang Lai, Yongpeng Pan, Xiaoshuai Hao, Guangnan Xing, Wubin Wang, Jiaoping Zhang, Yan Li, Zudong Sun & Junyi Gai. 2023. Gene–allele system of shade tolerance in southern China soybean germplasm revealed by genome-wide association study using gene–allele sequence as markers. Theoretical and Applied Genetics July 2023; vol. 136, Article number: 152 

Hình Đa dạng tính trạng kiểu hình của nguồn đậu nành hoang dại (MA Nawaz et al. 2020).

 

Có 53 gen điều khiển tính chống chịu sự che mát (shade tolerance) với tất cả 281 alen trong SCSGP được người ta phân lập thành công thông qua kỹ thuật “gene–allele sequence” như những markers trong RTM GWAS, từ đó người ta thực hiện những cặp lai tối hảo, những motivators có tính chất tiến hóa, và mạng lưới “gene–allele” này được khai thác.

 

Tính chống chịu sự che mát là chìa khóa then chốt phục vụ canh tác tối ưu cho đậu nành trồng xen canh với bắp. Muốn khai thác tính chống chịu sự che mát ở mức độ “gene–allele” trong tập đoàn giống đậu nành bản địa Trung Quốc, người ta đề xuất sử dụng chỉ thị phân từ có tính chất “gene–allele sequence markers” viết tắt là GASMs trong mẫu hình đa locus có hai giai đoạn hạn chế (restricted two-stage multi-locus model) và “genome-wide association study” viết tắt là GASM-RTM-GWAS. Tập đoàn giống đậu nành địa diện bao gồm 394 mẫu giống được trắc nghiệm về tính chống chịu sư che bóng theo giá trị STI (shade tolerance index), tại Nanning, TQ. Thông qua kết quả “whole-genome re-sequencing”, có 47.586 chỉ thị phân tử GASMs. Kết quả GASM-RTM-GWAS, có 53 gen ảnh hưởng chính trên chỉ số STI bao gồm tất cả 281 alen (2–13 alen trên mỗi gen) (có 63 gen bao gồm 308 alen, trong đó, có 38 gen tương tác G × E bao gồm 191 alen) được người ta phân lập; chúng được biểu hiện theo kết quả “gene–allele matrix” bao gồm tám submatrices tương ứng với những quần thể phụ mnang tính chất mùa vụ địa lý (geo-seasonal subpopulations). Quần thể này có đặc điểm là thay đổi một chút chỉ số STI (1.69 → 1.56–1.82) và thay đổi một chút “gene–allele” (92.5% alen di truyền, 0% alen bị loại trừ, 7.5% alen tự xuất hiện) từ nguyên thủy (SAIII) để hình thành nên bảy subpopulations, nhưng khả năng tái tổ hợp vượt trội hơn bố mẹ khá lớn (transgressive recombination) và cho cặp lai tối ưu khá lớn được người ta dự báo. Số gen theo chỉ số STI có tất cả 63 gen được chú thích di truyền (annotated) trên cơ sở 6 chuẩn mực sinh học (tiến trình biến dưỡng, hoạt động xúc tác, phản ứng với stress, phiên mã và dịch mã, truyền tín hiệu, dịch chuyển và những chức năng khác chưa biết), chúng tương tác với nhau hình thành  mạng lưới gen (gene networks). Từ hệ thống “gene–allele” căn cứ theo chỉ số STI, có 38 alen quan trọng thuộc 22 gen được đặt tên phục vụ cho nghiên cứu sau này. Kết quả GASM-RTM-GWAS hoàn thiện nghiên cứu di truyền quần thể quỹ gen đậu nành một cách mạnh mẽ và hiệu quả so với các phương pháp khác thông qua việc tiếp cận trực tiếp và định danh hệ thống “gene–allele” của nó, từ đó, chọn giống đậu nành theo kiểu “genome-wide breeding” nhờ thiết kế nói trên có thể thành công, những motivators mang tính chất tiến hóa, hệ thống “gene–allele” có thể được khai thác một cách hiệu quả.

 

Xem  https://link.springer.com/article/10.1007/s00122-023-04390-2