GWAS xác định tương tác giữa quang nhiệt của cây đậu nành

 GWAS xác định tương tác giữa quang nhiệt của cây đậu nành

Nguồn: Tingting Wu, Huiwen Wen, Xinyue Zhang, Hongchang Jia, Cailong Xu, Wenwen Song, Bingjun Jiang,  Shan Yuan, Shi Sun, Cunxiang Wu & Tianfu Han. 2023. Genome-wide association study for temperature response and photo-thermal interaction of flowering time in soybean using a panel of cultivars with diverse maturity groups. Theoretical and Applied Genetics; Published: 14 November 2023; volume 136, Article number: 245 (2023)

 

Có tất cả 101 QTNs được người ta tìm thấy có liên quan đến tính trạng thời gian đậu nành trổ bông phản ứng với điều kiện quang ký và nhiệt độ; 3 gen ứng cử viên với tính chất they thế không đồng dạng là:

 

Glyma.08G302500 (GmHY5)

Glyma.08G303900 (GmPIF4c)

Glyma.16G046700 (GmVRN1)

 

Chuyển đổi trạng thái trổ bông là rất quan trọng của đậu nành (Glycine max L. Merr.) khi phát triển. Tiến trình chuyển đổi trạng thái ấy được điều tiết bởi quang kỳ, nhiệt độ, và tương tác giửa hai yếu tố ấy. Muốn tìm hiểu kiến trúc di truyền có liên quan đến nhiệt độ, tương tác giữa nhiệt và quan kỳ trong sự trổ bông đậu nành, người ta tiến hành GWAS (genome-wide association study) trong một tập đoàn giống bao gồm 201 mẫu giống đậu nành đang canh tác với các nhóm thời gian sinh trưởng khác nhau từ MG 000 đến VIII. Mỗi giống được trồng trong nghiệm thức nhân tạo với quang kỳ có kiểm soát tại những mùa vụ trồng khác nhau trong năm 2017 và 2018 để đánh giá chỉ tiêu TR (thermal response) và chỉ tiêu IPT (interactive photo-thermal response) của thời gian trổ bông đậu nành. Tập đoàn này có tất cả 96.299 chỉ thị SNPs với tần suất alen thứ yếu  > 5%; 33, 19, và 49 của những chỉ thị SNPs liên quan đáng kể chỉ với TR, chỉ với IPT, cả hai TR và IPT, theo thứ tự. Hai mươi mốt chỉ thị SNPs định vị tại vùng hoặc gần vùng của những QTLs đã được ghi nhận trong các báo cáo trước đây đối với thời điểm trổ bông đầu tiên; có 16 SNPs định vị trong vùng có kích thước phân tử 200 kb, với ảnh hưởng chính (main-effect) của gen điều khiển trổ bông. Đó là GmFT2a, GmFT2b, GmFT3a, GmFT3b, GmFT5a, GmFT5b, GmCOL2b, GmPIF4b, và GmPIF4c, hoặc gần như gen đồng dạng (homologs) của cây mô hình Arabidopsis thaliana. Đó là gen BBX19, VRN1, TFL1, FUL, AGL19, SPA1, HY5, PFT1, và EDF1. Biến thiên di truyền của alen không đồng dạng (non-synonymous) được xác địnhtrong các gen ứng cử viên:     

 Glyma.08G302500 (GmHY5),

 Glyma.08G303900 (GmPIF4c),

 Glyma.16G046700 (GmVRN1).

Các giống có haplotypes khác biệt nhau chứng tỏ những biến dị di truyền này có ý nghĩa trong tính trạng TR, IPT, và thời gian trổ bông ở các địa diểm quan sát khác nhau. Alen ưu việt nhất, gen ứng cử viên tốt nhất, và chỉ thị SNP chẩn đoán tốt nhất được xác định trong nghiên cứu này. Đó là thông tin rất giá trị cho cải tiến giống đậu nành tương lai đáp ứng với quang chu kỳ, nhiệt chu kỳ, tạo điều kiện mở rộng vùng sản xuất đậu nành và cải tiến khả năng phục hồi của cây trước biến đổi khí hậu toàn cầu.

 

Xem https://link.springer.com/article/10.1007/s00122-023-04496-7