GWAS xác định GmARF9b/ GmARF2a điều tiết tiêu cực sự tăng trưởng rễ cây đậu nành

GWAS xác định GmARF9b/ GmARF2a điều tiết tiêu cực sự tăng trưởng rễ cây đậu nành

Nguồn: Di Li, Tianle Miao, Hong Liao, Yongjia Zhong. 2025. Genome-Wide Identification of GmARF9b/ GmARF2a Negatively Regulate Root Growth in Soybean. Int J Mol Sci.; 2025 May 9; 26(10):4547. doi: 10.3390/ijms26104547. 

Auxin là hormone thực vật quan trọng, điều tiết tăng trưởng và phát triển rễ của cây. Chức năng của ARFs là những regulators trung tâm trong sự truyền tín hiệu auxin ở cây mô hình, và chức năng của những ARF activators đã và đang được nghiên cứu sâu, trong khi đó chức năng của ARF repressors vẫn còn mơ hồ. Theo nghiên cứu này, người ta tiến hành xem xét họ gen  GmARFs của cây đậu nành thông qua GWAS và nghiên cứu chức năng gen của rễ cây đậu nành biểu hiện mạnh mẽ gen ARFs.

Tổng cộng người ta phân lập được 59 thành viên của GmARF trong hệ gen cây đậu nành. GmARFs mang phân tử kết gắn chuẩn B3 DNA-binding (B3), ARF (Aux rep), và domain của protein chức năng PB1.

Người ta xác định được hai gen có chức năng “repressor”: GmARF9b (Glyma.03G070500) và GmARF2a (Glyma.05G200800), chúng biểu hiện có tính chất chuyên biệt hay biểu hiện mạnh mẽ trong rễ cây đậu nành. Kết quả nhuộm mô hóa học cho thấy cả hai gen chủ yếu hiểu hiện ở trụ rễ, chóp rễ và góc rễ nhánh ngang.

Phân tích định vị trong tế bào  cho thấy chúng có trong nhân. Sự biểu hiện mạnh mẽ của gen GmARF9b và GmARF2a ức chế đáng kể tăng trưởng của rễ thông qua  xét nghiệm “transgenic hairy root”. Phân tích thành phần rễ cho thấy GmARF9b và GmARF2a điều tiết một cách tiêu cực lớp tế bào vỏ rễ và chiều dài tế bào theo chiều đứng của rễ, do vậy, điều chỉnh được sự phát triển của rễ. Nhín chung, nghiên cứu đã xác định được sơ bộ hai  gen GmARFs ức chế tăng trưởng rễ đậu nành. Phát hiện này đã làm sâu sắc hơn sự hiểu biết của chúng ta về chức năng của ARFs trong phát triển rễ và cung cấp sự hướng dẫn cho cải tiến giống có bộ rễ mong muốn  giúp cây cải thiện hiệu quả hấp thu dinh dưỡng trong đất.

Xem https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/40429693/

 

Cây gia hệ và phân tích synteny các gen ARF. (A) Cây gia hệ của ARF proteins. (B) Phân bố và collinearity của gen GmARF; (C) Phân tích syntany (hệ gen đồng dạng).