Knockdown gen β-conglycinin α′ và α subunits làm thay đổi thành phần protein hạt đậu nành, cải tiến tính chống chịu mặn
Knockdown gen β-conglycinin α′ và α subunits làm thay đổi thành phần protein hạt đậu nành, cải tiến tính chống chịu mặn
Nguồn; Rufei Yang, Yujie Ma, Zhongyi Yang, Yixiang Pu, Mengyu Liu, Jingyi Du, Zhiri Xu, Zefei Xu, Shanshan Zhang, Hengyou Zhang, Wei Zhang, Deyue Yu, Guizhen Kan. 2024. Knockdown of β-conglycinin α′ and α subunits alters seed protein composition and improves salt tolerance in soybean. The Plant Journal; First published: 09 October 2024; https://doi.org/10.1111/tpj.17062
Đậu nành là nguồn protein thực vật quan trọng của thế giới. Nhu cầu protein thực vật gia tăng khiến người ta phải tiến hành cải tiến giống đậu nành có hàm lượng protein trong hạt tốt hơn. Theo nghiên cứu này, GmCG-1, gen mã hóa β-conglycinin α′ subunit, được xác định thông qua GWAS kết hợp với phân tích hệ thống transcriptome. Người ta tiến hành knocked down gen GmCG-1 và gen đồng dạng của nó GmCG-2 (paralogues); cùng với gen GmCG-3 nhờ hệ thống CRISPR-Cas9 rồi tạo ra hai dòng đột biến ổn định có tính chất “multigene” bị knockdown. Kết quả là, β-conglycinin giảm, trong khi 11S/7S ratio, protein tổng số và hàm lượng amino acid có lưu huỳnh tăng lên. Đáng ngạc nhiên là, dòng đột biến globulin biểu hiện được tính chống chịu mặn trong cả hai giai đoạn: nẩy mầm và tăng trưởng cây non. Người ta ít biết đến môi quan hệ giữa thành phần protein trong hạt với phản ứng với stress mặn của đậu nành. Phân tích hệ thống metabonomics và chạy trình tự RNA-seq cho thấy sa sánh với cây nguyên thủy (WT), dòng đậu nành đột biến này được hình thành thông qua lộ trình giống với sinh tổng hợp tích cực salicylic acid; tuy nhiên, tổng hợp cytokinin biễu hiện nhiều khiếm khuyết hơn, mà khiếm khuyết ấy có thể dẫn đến kết quả tăng biểu hiện các proteins chống chịu mặn có nguồn gốc dehydrin và làm tăng các chất vận chuyển ion ở màng tế bào. Phân tích tiến hóa quần thể cho thấy GmCG-1, GmCG-2, và GmCG-3 được sàng lọc khi thuần hóa giống đậu nành. Các mẫu giống đậu nành mang gen GmCG-1Hap1 biểu thị đặc trưng tương đối cao 11S/7S ratios và chống chịu mặn tương đối cao. Kết luận, knockdown gen β-conglycinin α và α′ subunits có thể cải tiến được phẩm chất dinh dưỡng của hạt đậu nành, làm tăng tính chống chịu mặn của cây đậu nành, tạo ra chiến lược mới để thiết kế giống đậu nành cao sản có dinh dưỡng cao, chịu mặn tốt.
Comments
Post a Comment