Phân tích sự phát triển của gen và những gen có liên quan đến tự vệ của họ Anacardiaceae xét theo quan điểm tiến hóa

 Phân tích sự phát triển của gen và những gen có liên quan đến tự vệ của họ Anacardiaceae xét theo quan điểm tiến hóa

Nguồn: Bing-Liang Fan, Lin-Hua Chen, Ling-Ling Chen. 2025. Analysis of gene expansion and defense-related genes in Anacardiaceae family from an evolutionary aspect. Front Plant Sci.; 2025 Jul 16: 16:1638044. doi: 10.3389/fpls.2025.1638044.

Họ Anacardiaceae, bao gồm cây trồng thuộc chi Rhus, Mangifera, và Pistacia, có giá trị kinh tế quan trọng, thể hiện sự đa dạng hệ gen và tính trạng phức hợp quy định sự thích nghi. Tuy nhiên, kết quả phương pháp phân tích “comparative genomic” và tiến hóa cho thấy những cơ chế có liên quan đến tự vệ trong họ thực vật này chưa được khai thác đáng kể. Người ta tiến hành phân tích phylogenomic (huyết thống di truyền) một cách toàn diện, gen đồng dạng “synteny”, và phân tích học gen thông qua sáu loài của chi Rhus (dẻ) và 3 loài bổ sung trong họ Anacardiaceae (Mangifera indica: xoài, Pistacia vera: hạt dẻ, và Anacardium occidentale: điều). Kết quả cho thấy nhiều lộ trình tiến hóa riêng biệt: Mangifera/Anacardium trải qua tự tái bản toàn bộ genome (WGDs: whole-genome duplications) có tính chất theo dòng đặc biệt (lineage-specific) với những sắp xết lại nhiễm sắc thể, trong khi đó, Rhus/Pistacia chỉ giữ lại tự tái bản kiểu gamma của tổ tiên. Hệ gen của Pistacia mở rộng thông qua TEs (nguyên tố chuyển vị), trong khi, chi Rhus bảo tồn “synteny” của nhiễm sắc thể (tính đồng dạng) cho dù, tích tụ được các biến thiên di truyền có tính cấu trúc theo TE. Vài họ gen có liên quan đến tự vệ, bao gồm “WRKY transcription factors” và họ gen NLRs (nucleotide-binding leucine-rich repeat), biểu thị phát triển đáng kể và có những phần biểu hiện phản ứng được với stress, có 31 gen WRKY điều tiết kiểu “up” trong giai đoạn bị xâm nhiễm bởi aphid. Họ gen NLRs tạo thành chùm gen trên nhiễm sắc thể 4/12 biểu thị dấu ấn tích cực bởi chọn lọc. Long terminal repeat retrotransposons biểu hiện vào kỷ Pleistocene hoạt động kích hoạt, có khả năng liên quan đến thích nghi theo khí hậu biến đổi. Nghiên cứu thông báo sự đa dạng khác biệt trên cơ sở TE là cách thức điều khiển chủ lực, trong tiến hóa họ Anacardiaceae, bổ sung vào chiến lược lệ thuộc WGD của các dòng cây nhiệt đới. Việc xác định rõ những biến thiên di truyền về cấu trúc chuyên biệt từng dòng như vậy, hoạt động của TE, và chùm gen liên quan đến tự vệ phác họa nên những đánh đổi có tính thích ứng, bởi stress phi sinh học và lịch sử của địa sinh học của các loài trong họ Anacardiaceae. Kết quả nghiên cứu đặt nền tảng cho tận dụng nguồn tài nguyên di truyền làm tăng cường tính chịu đựng stress và khả năng thích ứng của các loài cây giá trị kính tế thuộc họ Anacardiaceae.

Xem https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/40741127/