Tác động của gen GmTSA và GmALS giúp đậu nành chống chịu mặn

 Tác động của gen GmTSA và GmALS giúp đậu nành chống chịu mặn

Minghao Sun, Siming Wei, Jiarui Liu, Luyao Wang, Yu Zhang, Limin Hu, Jingxi Piao, Zhao Liang, Hongwei Jiang, Dawei Xin, Ying Zhao, Qingshan Chen, Christine H. Foyer, Chunyan Liu & Zhaoming Qi. 2023. The impact of GmTSA and GmALS on soybean salt tolerance: uncovering the molecular landscape of amino acid and secondary metabolism pathways. Theoretical and Applied Genetics October 2023; vol. 136, Article number: 212

 

GmTSA và GmALS được sàng lọc di truyền đối với stess mặn của đậu nành và khai thác những chu trình biến dưỡng thứ cấp các amino acid.

 

Đậu nành (Glycine max L.) là cây cho dầu thực vật và cho protein thực vật quan trọng trên thế giới. Mặn ảnh hưởng đáng kể đối với  tăng trưởng cây đậu nành. Ở đây, tác giả tiến hành nghiên cứu trên quần thể con lai hồi giao đậu nành CSSL (chromosome segment substitution lines) nhằm xác định dòng con lai có khả năng chống chịu cao với stress mặn. Nhìn chung, có tất cả 24 quantitative trait loci (QTLs) định vị trên bảy nhiễm sắc thể có liên quan mật thiết đến tính chống chịu mặn. CSSL_R71 đã được chọn để phân tích sâu. Mặc dù số gen đích được biểu hiện khác biệt nhau trong vùng CSSL_R71 khi phản ứng với mặn không có ý nghĩa thống kê, nhưng mức độ biểu hiện transcript của gen đích phản ứng với mặn có tính chất kinh điển (classical salt-response genes), bao gồm lộ trình rất nhạy cảm với mặn. Hơn nữa, tính chống chịu mặn trong vùng CSSL_R71 được gắn liền với những đổi thay của amino acid và biến dưỡng lipid. Đặc biệt, thay đổi mức độ của p-coumaric acid, shikimic acid, và pyrrole-2-carboxylic acid song hành với chống chịu mặn của CSSL_R71. Mười một gen DEGs (differentially expressed genes) liên quan đến amino acid và cơ chế biến dưởng thứ cấp (secondary metabolism) được người ta xác định như nhửng gen ứng cử viên trong đoạn phân tử “substituted chromosome fragment”. Sáu gen trong số đó biểu hiện tính chất khác biệt trong chuỗi trình tự mật mả di truyền giữa những giống bố mẹ. Điều quan trọng là, biểu hiện mạnh mẽ cyu3a gen GmTSA (Glyma.03G158400, tryptophan synthase) làm tăng cường đáng kể tính trạng chống chịu mặn của cây đậu nành tại vùng rễ tơ (soybean hairy roots), trong ki đó, sự biểu hiện mạnh mẽ gen GmALS (Glyma.13G241000, acetolactate synthase) làm suy giảm chống chịu mặn. Hai chỉ thị phân tử KASP dẫn xuất từ gen đích GmALS được sử dụng trong đánh giá kiểu gen các dòng đậu nành chống chịu mặn và dòng nhiễm mặn trong quần thể con lai CSSL. Đột biến có tính chất non-synonymous đã được gắn trực tiếp với tính trạng chống chịu mặn. Như vậy, cơ sở dữ liệu này là minh chứng của thay đổi amino acid và cơ chế biến dưỡng thứ cấp trở thành khả năng giúp cây đậu nành chống chịu mặn tốt hơn.

 

Xem https://link.springer.com/article/10.1007/s00122-023-04461-4