Tin tức > Trang tin Khoa học-Công nghệ
 
 
 
 
Các nhà nghiên cứu giải mã bộ gen cây đậu phộng
Ngày đăng: 23/05/2019       Số lượt xem: 165       Người đăng: luungocminh
 

 


Soraya Bertioli điều tra cây lạc (đậu phộng) tại Viện UGA về Chọn tạo, Di truyền giống cây trồng, và nhà kính Gen. Ảnh: UGA.

  

Nghiên cứu để hiểu được di truyền của tính kháng bệnh và năng suất của cây đậu phộng, các nhà nghiên cứu đã phát hiện ra sự tiến hóa khó có thể và phức tạp của cây đậu phộng.

 

Các nhà nghiên cứu của Hiệp hội Sáng kiến bộ Gen cây Đậu phộng Quốc tế đã xác định trước đây một trong hai tổ tiên hoang dã của cây đậu phộng và chỉ ra rằng đậu phộng là di sản sống của một số xã hội nông nghiệp sớm nhất của nông nghiệp Nam Mỹ. Kể từ đó, nhóm nghiên cứu đã lập bản đồ toàn bộ bộ gen của cây đậu phộng và đã xác định tổ tiên hoang dã thứ hai của cây trồng và cơ chế mới lạ mà cây trồng khó nhìn thấy, tích trữ hạt giống tạo ra sự đa dạng mà chúng ta thấy ngày nay.

 

"Do cấu trúc di truyền phức tạp của nó chỉ có thể sử dụng những phát triển gần đây trong công nghệ giải trình tự. Kết quả là chất lượng chưa từng có, và cung cấp một khung tham chiếu để nhân giống và cải tiến cây đậu phộng và một bộ hiểu biết hoàn toàn mới về cấu trúc di truyền đặc biệt của đậu phộng, "David Bertioli, Điều tra viên xuất sắc của Liên minh nghiên cứu Georgia và nhà nghiên cứu đậu phộng tại Đại học Khoa học Nông nghiệp và Môi trường đã cho biết.

 

Bertioli tiến hành nghiên cứu của mình thông qua Viện CAES về Chọn tạo & Di truyền giống cây trồng và Genome, nơi có một số chuyên gia hàng đầu thế giới trong lĩnh vực khoa học cây trồng này và đã cung cấp các công cụ và thông tin về genome mới để giúp các nhà tạo giống trên thế giới phát triển các giống cây trồng bền vững hơn, năng suất cao hơn.

 

Bài báo gần đây nhất của nhóm đã được xuất bản trên tạp chí Nature Genetic.

 

Theo Bộ Nông nghiệp Hoa kỳ (USDA), nông dân trên toàn thế giới tạo ra 44,9 triệu tấn đậu phộng trên hơn 64 triệu mẫu Anh. Cây trồng là thực phẩm chủ yếu ở nhiều vùng của Châu Phi và Châu Á và là nguồn bơ đậu phộng, đồ ăn nhẹ và dầu ăn ở Hoa Kỳ. Chỉ riêng ở Georgia, nông dân đã trồng đậu phộng đạt giá trị 825 triệu đô la mỗi năm.

 

Mặc dù với tầm quan trọng của chúng, các nhà nghiên cứu thực vật không có nhiều công cụ di truyền cần thiết để tăng tốc độ giới thiệu các giống đậu phộng bền vững và năng suất cao hơn. Đó là bởi vì, cho đến gần đây, các nhà khoa học đã không thể lập bản đồ bộ gen tứ bội hypercomplex của đậu phộng. Sự hợp tác quốc tế của Hiệp hội Sáng kiến Genome Đậu phộng và những tiến bộ trong công nghệ và xử lý dữ liệu mang lại những bước đột phá.

 

Giải trình tự Bộ gen đậu phộng

 

Nền tảng của những khám phá của nhóm là đã giải trình tự bộ gen. Bởi vì cây đậu phộng có nguồn gốc từ sự lai tạo của hai loài tổ tiên hoang dã từ hàng ngàn năm trước, các giai đoạn ban đầu của dự án có sự tham gia của các nhà nghiên cứu phát triển trình tự bộ gen cho những tổ tiên đó. Cùng với nhau, bộ gen tổ tiên đã tạo ra một nguyên mẫu cho cấu trúc di truyền của cây đậu phộng được trồng. Điều này đã được xuất bản vào năm 2016.

 

Trong tháng này, Hội Sáng kiến Bộ gen Đậu phộng thảo luận về toàn bộ trình tự bộ gen cho cây đậu phộng được trồng hiện đại trong một bài báo được đăng trên tạp chí Nature Genetic vào ngày 1 tháng 5.

 

Các nhà nghiên cứu đã sử dụng những tiến bộ mới trong công nghệ giải trình tự DNA để tạo ra một chuỗi bộ gen hoàn chỉnh có chất lượng chưa từng có. Chuỗi này bao gồm hơn 2,5 tỷ cặp DNA cơ sở được sắp xếp thành 20 cặp nhiễm sắc thể, 10 cặp từ mỗi loài của tổ tiên.

 

Thông tin trong trình tự làm sáng tỏ các phần của mã di truyền của cây kiểm soát các đặc điểm như kích thước hạt và khả năng kháng bệnh, điều này rất quan trọng đối với các nhà chọn tạo giống cây trồng. Tuy nhiên, trình tự cũng tiết lộ thêm về nguồn gốc của đậu phộng trong buổi đầu của nông nghiệp ở Nam Mỹ và về các cơ chế di truyền đã tạo ra sự đa dạng và cho phép thích nghi với môi trường trên toàn cầu.

 

Mẹ của đậu phộng

 

Sử dụng trình tự bộ gen mới làm khung, nhóm nghiên cứu đã có thể phân tích các biến thể trong hơn 200 loại đậu phộng đa dạng nhất từ khắp nơi trên thế giới. Các nhà nghiên cứu tìm thấy dấu vân di truyền đặc trưng được chia sẻ bởi tất cả các cây đậu phộng được thử nghiệm, cung cấp bằng chứng mới cho thấy tất cả các giống đậu phộng hiện đại đều bắt nguồn từ cùng một giống lai.

 

“Nghiên cứu mới nhấn mạnh nguồn gốc của đậu phộng là do hoàn cảnh rất đặc biệt từ hàng ngàn năm trước. Nông dân cổ đại đã vận chuyển một loài vào phạm vi của một loài khác, cho phép lai tạo và hình thành một loài cây trồng mới”, Soraya Leal-Bertioli, nhà khoa học nghiên cứu chính của Viện UGA về Chọn tạo và Di truyền giống cây trồng và Genome và Phòng NC bệnh cây trồng CAES, cho biết.

 

Các nhà khoa học với sáng kiến được tìm thấy trước đây cây đực cho nguồn gốc lai và nguồn gốc của gen phụ "B" của đậu phộng. Trong nghiên cứu mới này, họ đã xác định được cây đậu phộng cái cho, việc theo dõi quần thể đậu phộng hoang dã có nguồn gốc từ cây đậu phộng "A" ở Rio Seco, Argentina. Những cá thể này tạo thành quần thể "mẹ" của đậu phộng.

 

Tuy nhiên bằng chứng cho thấy tất cả đậu phộng hiện đại có thể được truy tìm đến một giống lai đơn tạo ra một bí ẩn khác, Leal-Bertioli đã nói. Làm thế nào mà một cây trồng với cơ bản di truyền hẹp như vậy phát triển rất nhiều biến thể và giống?

 

"Sự Xáo trộn, sự thay đổi" 

 

Hầu hết các loài thực vật có hoa đều dựa vào côn trùng hoặc thời tiết để phát tán phấn hoa hoặc hạt của chúng sang các cây khác để tạo ra sự đa dạng di truyền. Phấn hoa và hạt có thể di chuyển hàng dặm, lan truyền những đặc điểm mới xảy ra đối với các quần thể mới.

 

Nhưng đậu phộng, sản xuất hạt của chúng dưới đất, không làm điều đó. Phải tốn công những người nông dân đầu tiên và khoảng cách xa vận chuyển hạt giống để kết hợp hai bố mẹ đậu phộng tổ tiên đầu tiên với nhau.

 

Tuy nhiên, kể từ đó, cây trồng đã sử dụng một cơ chế mới để tạo ra sự đa dạng.

 

Đậu phộng có hai bộ nhiễm sắc thể, một bộ từ mỗi tổ tiên. Bằng cách phân tích hơn 200 cây lạc được trồng từ khắp nơi trên thế giới, người ta đã chứng minh rằng nguồn gốc chủng và giống khác nhau đã thay đổi vật liệu di truyền của tổ tiên và xóa một số phần của nhau. Trong 10.000 năm qua, sự thay đổi này đã xảy ra hàng ngàn lần - cho phép một thế hệ đa dạng có nhịp độ nhanh hơn nhiều so với việc thực vật chỉ đơn giản dựa vào đột biến.

 

Trong một nhà kính tại UGA, Bertiolis đã làm việc với các giống lai để tái tạo đậu phộng tổ tiên ban đầu và đã quan sát sự thay đổi trong thời gian thực tế. Họ đã ghi nhận tác dụng của nó trong sự xuất hiện tự phát của các màu hoa khác nhau. Những cơ chế di truyền tương tự cũng tạo ra các loại biến thể khác, David Bertioli đề cập.

 

Hiện tượng giải thích sự to lớn về sự đa dạng được thấy trong đậu phộng ngày nay, Leal-Bertioli nói.

 

Nguyễn Thị Quỳnh Thuận theo Sciencedaily.


Nguồn: iasvn.org


 
Các tin tức khác [Quay về] 
 
     MIT: Vượt qua “ngưỡng carbon” có thể dẫn đến tuyệt chủng hàng loạt    (12/07/2019 | 50)
     Người rung chuyển cây sự sống của Darwin    (01/07/2019 | 117)
     Biết thêm về phân bón nano trong sản xuất nông nghiệp    (13/06/2019 | 252)
     Phân bón cải tạo đất trong điều kiện khô hạn    (07/06/2019 | 135)
     `Phân bón tương lai` đã trở thành hiện thực    (29/05/2019 | 187)


  :: TIN MỚI NHẤT
Vì sao nhiều nông sản Việt vẫn khó chen chân vào kênh bán lẻ hiện đại?
Quảng Ngãi lên kế hoạch trồng gần 1.000ha dược liệu
Giống lúa chủ lực cho ĐBSCL: Vang danh OM xuất khẩu
Chương trình làm việc của PGĐ Lê Quốc Thanh
Chương trình làm việc của PGĐ Phạm Văn Toản

  :: TIN ĐỌC NHIỀU NHẤT
Bí quyết nấu canh giò heo khoai sọ cực ngon
Kỹ thuật trồng bắp, ngô
Hạnh phúc là biết hài lòng với những gì mình đang có
Điều khiển sự ra hoa của cây Thanh Long
Rau hữu cơ được sản xuất như thế nào ?
 

Cơ quan chủ quản: Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn.

 

Trang tin điện tử của Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam.


Người chịu trách nhiệm chính: Giám đốc Nguyễn Hồng Sơn

 

Giấy phép số: 114/GP-BTTTT ngày 23/03/2007 Bộ Thông tin và Truyền thông.


Trụ sở: Thanh Trì - Hà Nội;  Điện thoại: 84.24.38615487;  Fax: 84.24.38613937.