Protein có “homeodomain leucine zipper” điều khiển hình dạng lá thùy thông qua điều chỉnh phân phối auxin của cây dưa hấu

 Protein có “homeodomain leucine zipper” điều khiển hình dạng lá thùy thông qua điều chỉnh phân phối auxin của cây dưa hấu

Nguồn: Yimei Zhou, Chuchu Chen, Shiqi Yi, Kejia Zhang, Xiaolong Lyu, Jinghua Yang, Zhongyuan Hu & Mingfang Zhang. 2025. Homeodomain leucine zipper protein controls the lobed leaf formation by modulating auxin distribution in watermelon. Theoretical and Applied Genetics; June 20 2025; vol.138; article 156

Protein có thuật ngữ “homeodomain leucine zipper ClLMI1” có vai trò cực kỳ quan trọng trong phát triển hình thái của lá thùy cây dưa hấu bởi ảnh hưởng của auxin được phân bố trong cây.

Lá thùy (lobed leaf) là một tính trạng kiểu hình cần thiết ảnh hưởng sự xuyên thấu của ánh nắng và quang hợp dưới tán lá đóng góp và tiềm năng năng suất, có vai trò quan trọng cho cây trồng bò lan trên mặt đất như cây dưa hấu. Tuy nhiên, người ta chưa biết rõ cơ chế phân tử, biến dị di truyền của tính trạng lá thùy của cây dưa hấu. Theo nghiên cứu này, người ta tiến hành phân lập gen đích ClLMI1 mã hóa “homeodomain leucine zipper protein” điều khiển sự hình thành nên lá thùy nhờ phương pháp BSA-Seq và “subsequent fine mapping”. Một chỉ thị “splice-site SNP” tại một intron gây ra mất đoạn 24 bp  ở khung đọc mật mã di truyền của gen ClLMI1, dẫn đến sự mất đoạn của 8 amino acids trong domain có tên “leucine zipper” của protein đột biến cllmi1 trong kiểu hình không có lá thùy( lobe-free leaf). Bên cạnh đó, người ta tiến hành knockout nhờ hệ thống chỉnh sửa gen CRISPR/Cas9 đối với gen đích ClLMI1 để minh chứng vai trò cực kỳ cần thiết của gen trong hình thành lá thùy. Phân tích biểu hiện gen cho thấy sự biểu hiện của ClLMI1 đạt cao nhất ở đỉnh lá thùy, đồng thờ có tích tụ auxin. Ứng dụng xử lý auxin ngoại sinh và ức chế vận chuyển đến cực của auxin này bằng N-1-naphthylphthalamic acid (NPA). Kết quả ức chế sự phát triển thùy lá của lá dưa hấu. Tích hợp phương pháp “yeast one-hybrid (Y1H) assay”, EMSA (electrophoresis mobility shift assay) và “dual-luciferase assay” cho thấy ClLMI1 có thể kết gắn trực tiếp với những promoters của gen ClPIN1 và ClCUC2, kích hoạt sự phiên mã trung gian phân bố  “auxin gradient”  dọc theo mép lá dưa hấu. Kết quả làm rõ được gen đích ClLMI1 là một regulator chủ chốt trong hình thành kiểu hình lá dưa hấu và làm tăng cường sự hiểu biết của chúng ta về cơ chế điều tiết của hình dạng lá thùy, làm dễ dàng hơn cho nội dung cải tiến giống dưa hấu có hiệu quả quang hợp tán lá  nhờ  chọn giống phân tử để có giống dưa hấu đạt giá trị kinh tế cao.

Xem https://link.springer.com/article/10.1007/s00122-025-04931-x