Thông qua hệ thống CRISPR/Cas9 làm bất hoạt gen agglutinin Le1 để cải thiện tính trạng phẩm chất hạt đậu nành

Thông qua hệ thống CRISPR/Cas9 làm bất hoạt gen agglutinin Le1 để cải thiện tính trạng phẩm chất hạt đậu nành

Nguồn: João Matheus Kafer, Alessandra Koltun, Rodrigo Thibes Hoshino, Larissa Girotto, Cesar Augusto Silveira, Silvana Regina Rockenbach Marin, Elibio Leopoldo Rech Filho, Alexandre Lima Nepomuceno, Liliane Marcia Mertz-Henning. 2025. CRISPR/Cas9-mediated inactivation of the soybean agglutinin Le1 gene to improve grain quality. FRONTIER Plant Science; Sec. Plant Biotechnology; 29 Nov 2025 (accepted)

Áp dụng công nghệ chỉnh sửa gen nhờ hệ thống CRISPR/Cas9 để làm bất hoạt hàm lượng agglutinin của đậu nành, một yếu tố nổi tiếng là phản dưỡng (antinutritional) có trong hạt cây họ Đậu, nhằm mục đích cải tiến mức độ dễ tiêu hóa phục vụ công nghệ thức ăn gia súc. Gen Le1 (Glyma.02G012600), mã hóa lectin chủ lực trong hạt đậu nành, là gen đích trong giống đậu nành BRS 537. Muốn đạt được điều ấy, người ta thiết kế “binary vector” thông qua vi khuẩn Agrobacterium tumefaciens phương pháp chuyển nạp gián tiếp, mang hai phân tử gRNAs mà chúng đã tạo ra được 20 cây sự kiện có tính độc lập nhau và kết quả chỉnh sử hiệu quả 10%. Theo đó, cây sự kiện được chỉnh sửa gen là AF12-13-1 mang một mất đoạn 4-bp trong gen đích Le1, làm cho protein bị truncated (cắt chụt) và không bền. Mất chức năng lectin được xác định nhờ xét nghiệm sinh hóa bổ sung: SDS-PAGE cho thấy mất ~30 kDa trong lectin band, và xét nghiệm hemagglutination (ngưng kết hồng cầu) cho kết quả không có hoạt động ngưng kết nào xảy ra, phù hợp với sự gián đoạn của khả năng gắn kết carbohydrate. Quan trọng là, đột biến này bần, di truyền được, cây T2 không có transgene thiếu mất trình tự của công cụ chỉnh sửa gen (editing machinery) (Bar, Cas9, AtU6 promoter) mà người ta đã xác định được. Đánh giá kiểu hình nông học cho thấy dòng chỉnh sửa gen vẫn duy trì được tính trạng nông học ưu việt cần thiết so với giống wild-type, không có khác biệt nào xảy ra về năng suất, khối lượng 100 hạt, như vậy, tính trạng nông học then chốt vẫn được bảo tồn. Kết quả chứng minh được chỉnh sửa gen Le1 là phương pháp có hiệu quả nhằm phát triển giống đậu nành có gia trị dinh dưỡng tốt, dễ tiêu hóa mà không ảnh hưởng xấu nào đến tính trạng nông học cần thiết của đậu nành. Dễ tiêu hóa còn có thể làm tăng cường khả năng hấp thu dinh dưỡng, tối ưu hóa hiệu quả thức ăn, và cuối cùng hỗ trợ mục tiêu tăng cân tốt hơn đặc biệt cho gia súc dạ dày đơn (monogastric animals).

Xem https://www.frontiersin.org/journals/plant-science/articles/10.3389/fpls.2025.1737513/abstrac