Biến dị di truyền gen ClACO cải tiến tính trạng hấp thu nitrogen thông qua kiểu hình rễ và ethylene của cây dưa hấu

 Biến dị di truyền gen ClACO cải tiến tính trạng hấp thu nitrogen thông qua  kiểu hình rễ và ethylene của cây dưa hấu

Nguồn: Kejia Zhang, Wei Gao, Yimei Zhou, Haoshun Zhao, Yuelin Xia, Mengyi Zhang, Yongming Bo, Xiaolong Lyu, Zhongyuan Hu, Jinghua Yang & Mingfang Zhang. 2023. Allelic variations of ClACO gene improve nitrogen uptake via ethylene-mediated root architecture in watermelon. Theoretical and Applied Genetics September 2023; vol. 136, Article number: 199

 

Gen ClACO mã hóa protein 1-aminocyclopropane-1-carboxylate oxidase cho phép hấp thu đạm cao nhờ chỉ thị 15N trong cây dưa hấu.

 

Nitrogen là một trong đại dưỡng chất cần thiết có vai trò quan trọng trong điều tiết tăng trưởng và phát triển của cây. Làm sáng tỏ cơ sở di truyền của tính trạng hấp thu nitrogen cao là mục tiêu chính để cải tiến hiệu quả sử dụng đạm phục vụ năng suất nông sản bền vững. Những nhà nghiên cứu trước đây về khả năng hấp thu nitrogen  chủ yếu tập trung vào một số ít loài cây trồng mô hình. Hiện nay, các gen mục tiêu xác định tính trạng hấp thu cao và hiệu quả nitrogen của cây dưa hấu vẫn chưa được thực hiện bản đồ di truyền và người ta chưa được biết rõ cơ chế di truyền. Ở đây, tác giả thực hiện “fine-mapped” gen 1-aminocyclopropane-1-carboxylate oxidase (ClACO) gắn liền với kiểu hình hiệu quả hấp thu đạm của cây dưa hấu thông qua phương pháp “bulked segregant analysis” (BSA). Biến dị di truyền của gen ClACO dẫn đến những thay đổi về mức độ biểu hiện gen giữa hai mẫu giống dưa hấu với hiệu quả hấp thu phân đạm khác nhau. Rất thú vị là sự kiện có nhiều phân tử transcript của ClACO, nó đi kèm với những khác biệt đáng kể về ethylene trong rễ cây và kiến trúc rễ giữa hai mẫu giống dưa hấu và các dòng con lai của quần thể con lai hồi giao BC2F1(ZJU132)-18. Như vậy ethylene là một regulator tiêu cực làm thay đổi hiệu quả hấp thu đạm của dưa hấu thông qua điều khiển phát triển rễ. Kết luận, nghiên cứu này sẽ sẽ cung cấp gen đích có giá trị làm rõ ràng hiệu quả chọn tạo giống dưa hấu xanh có hiệu quả hấp thu đạm cao.

 

Xem https://link.springer.com/article/10.1007/s00122-023-04448-1