Các nhà nghiên cứu tạo cây dưa hấu đơn bội kép thông qua hệ thống cảm ứng đơn bội dựa trên hạt in vivo

 Các nhà nghiên cứu tạo cây dưa hấu đơn bội kép thông qua hệ thống cảm ứng đơn bội dựa trên hạt in vivo

Tạo cây đơn bội nhằm mục đích thu được dòng đơn bội kép (DH) thuần được công nhận rộng rãi là một trong những chiến lược nhân giống hiệu quả nhất trong nông nghiệp hiện đại. Dưa hấu (Citrullus lanatus), một loại cây ăn quả quan trọng được biết đến với giá trị dinh dưỡng và hương vị, đã trải qua quá trình chọn lọc nhân tạo lâu dài dẫn đến sự hạn hẹp di truyền. Do đó, nhu cầu cấp thiết về một hệ thống cảm ứng đơn bội để tăng cường các phương pháp nhân giống truyền thống và tạo điều kiện phát triển các dòng DH (double haploid, đơn bội kép) thuần có giá trị.

 

Vào tháng 3 năm 2023, tạp chí Công nghệ Sinh học Thực vật (Plant Biotechnology Journal) đã xuất bản bài báo "Sản xuất dưa hấu đơn bội kép thông qua cảm ứng đơn bội từ mẹ" của nhóm của Xu Yong từ Học viện Khoa học Nông Lâm nghiệp Bắc Kinh. Báo cáo này giới thiệu việc sản xuất thành công cây DH thông qua hệ thống cảm ứng đơn bội in vivo (dựa trên hạt giống), một thành tựu tiên phong trong nhân giống cây họ bầu bí. Điều này giới thiệu một con đường mới để thực hiện hệ thống nhân giống đơn bội trong họ Cucurbitaceae.

 

Thật trùng hợp, vào tháng 4 năm 2023, tạp chí Nghiên cứu Làm Vườn (Horticulture Research) cũng xuất bản một bài báo có tiêu đề "Tạo ra dòng cảm ứng đơn bội dưa hấu thông qua quá trình thụ tinh đơn lẻ qua trung gian ClDMP3 của tế bào trung tâm" của nhóm của Yuan Li tại Đại học Canh tác Vườn, Đại học A&F Tây Bắc (Northwest A&F University).

 

Xác định các đơn bội được tạo ra bởi dòng cảm ứng cldmp3. Nguồn: Horticulture Research.

 

Các nghiên cứu trước đây đã chứng minh rằng việc chiếu xạ các hạt phấn hoa có thể tạo ra các đơn bội trong cây bầu bí, có thể là do sự thụ tinh ưu tiên của tế bào nhân so với tế bào trứng. Được biết, sự gián đoạn của gen DMP có thể gây ra sự thụ tinh đơn lẻ của tế bào nhân, dẫn đến sự phát triển của cây đơn bội.

 

Nghiên cứu mới này trên tạp chí Horticulture Research cung cấp một phương pháp chi tiết để tạo ra dòng cảm ứng đơn bội dưa hấu thông qua đột biến ClDMP3. Đột biến cldmp3 đã tạo thành công cây đơn bội trong nhiều kiểu gen dưa hấu với tỷ lệ lên tới 1,12%. Những cây đơn bội này đã được xác nhận thông qua việc sử dụng chất đánh dấu huỳnh quang, tế bào học dòng chảy, chất đánh dấu phân tử và nhuộm màu miễn dịch. Việc tạo ra dòng cảm ứng đơn bội này có tiềm năng to lớn để thúc đẩy đáng kể việc nhân giống dưa hấu trong tương lai.

Sơ đồ minh họa giả thuyết về cảm ứng đơn bội qua trung gian DMP. Nguồn: Horticulture Research.