Chỉ thị SNPs gắn với chống chịu lạnh và gen ứng cử viên ở giai đoạn hạt đậu nành nẩy mầm thông qua phân tích GWAS

 Chỉ thị SNPs gắn với chống chịu lạnh và gen ứng cử viên ở giai đoạn hạt đậu nành nẩy mầm thông qua phân tích GWAS

Nguồn: Yuehan Chen, Zhi Liu, Dezhi Han, Qing Yang, Chenhui Li, Xiaolei Shi, Mengchen Zhang, Chunyan Yang, Lijuan Qiu, Hongchang Jia, Shu Wang, Wencheng Lu, Qian Ma & Long Yan. 2024. Cold tolerance SNPs and candidate gene mining in the soybean germination stage based on genome-wide association analysis. Theoretical and Applied Genetics; Published July 8 2024; vol.137; article 178

 

 

Ba QTLs gắn liền với tính trạng chống chịu lạnh được phân lập thành công bằng GWAS, và 15 gen ứng cử viên được xác định nhờ phân tích haplotype và phân tích biểu hiện gen.

 

Nhiệt độ lạnh là yếu tố cực trọng của đậu nành, ảnh hưởng đến sự phân bố địa lý, đến tăng trưởng và phát triển cây đậu nành cũng như năng suất hạt, với stress lạnh vào giai đoạn nẩy mầm của hạt làm cho mất năng suất sau này. Trong nghiên cứu, người ta sử dụng tập đoàn giống đậu nành bao gồm 260 mẫu giống, chúng được đánh giá 4 tính trạng hạt nẩy mầm và 4  tính trạng liên quan “cold tolerance index”, cho thấy có biến thể di truyền rất lớn về chống chịu lạnh. Genome-wide association study (GWAS) đã xác định được 10 QTNs (quantitative trait nucleotides) gắn liền với chống chịu lạnh, sử dụng 30.799 chỉ thị phân tử SNPs đa hình và 4 mô phỏng toán GWAS. Giá trị LD (linkage disequilibrium) định vị được những QTNs này nằm trong ba QTL điều khiển chịu lạnh và, với QTL19-1, nó được định vị bởi 3 mô phỏng toán “multi-locus”, khẳng định tính chất quan trọng của nó như là một QTL chủ chốt. Phân tích haplotype tích hợp, kèm theo là phân tích transcriptome, người ta tìm ra 15 gen ứng cử viên. Những haplotypes này nằm trong gen Glyma.18G044200, Glyma.18G044300, Glyma.18G044900, Glyma.18G045100, Glyma.19G222500, và Glyma.19G222600 biểu hiện biến thiên kiểu hình có ý nghĩa thống kê, với cách biểu hiện khác nhau (differential expression) như DEGs khi có thay đổi nghiệm thức chịu lạnh khác nhau. Những QTNs này và những gen ứng cử viên trong nghiên cứu này, có khả năng dùng trong chọn giống nhờ chỉ thị phân tử và chỉnh sửa gen (gene editing) để cải tiến giống đậu nành cao sản chịu được lạnh, cho chúng ta cách nhìn nhận mới về cô choe61 di truyền của tính chống chịu lạnh khi nẩy mầm hạt đậu nành.

 

Xem https://link.springer.com/article/10.1007/s00122-024-04685-y