Lúa rẫy/nương được trồng trong điều kiện môi trường/đất hiếu khí và có khả năng chống chịu với điều kiện khô hạn. Tuy nhiên, cơ sở di truyền của tính trạng thích nghi điều kiện khô hạn và hiếu khí này vẫn chưa được hiểu rõ ràng, vì vậy có thể ảnh hưởng đến việc tận dụng biến dị gen/di truyền của nguyên vật liệu này trong chọn tạo giống lúa. Trong công trình được công bố trên tạp chí Nature Communications (2022) gần đây, TS. Sun và cộng sự ở Học viện nông nghiệp Trung Quốc đã sử dụng kết hợp phương pháp GWAS và phân tích dòng lúa được du nhập gen và transcriptomic, đã nhận dạng một gen DROUGHT 1 (DROT1) có thể kiểm soát tính kháng khô hạn ở lúa rẫy. Gen DROT1 mã hóa một dạng protein COBRA và nó biểu hiện chuyên biệt trong mô mạch. Protein này được điều hóa trực tiếp bởi yếu tố phiên mã ERF3 và ERF71. DROT1 gia tăng tính kháng khô hạn bằng cách gia tăng hàm lượng cellulose và duy trì tính kết tinh cellulose (ảnh hưởng độ bền và cứng của cellulose và nguyên liệu từ cellulose) thông qua việc điều chỉnh cấu trúc vách tế bào. Biến dị ở nucleotide C thành T trong yếu tố điều hòa phiên mã (promoter) sẽ làm gia tăng sự biểu hiện DROT1 và tính kháng khô hạn ở lúa rẫy. Kiểu gen đơn bội hay một biến thể của một trình tự nucleotide trong nhiễm sắc thể của DROT1 ở lúa rẫy có thể bắt nguồn từ lúa hoang O. Rufipogon và có thể có ích rất nhiều cho việc chọn tạo giống lúa rẫy.

Nguồn: Hình ảnh được trích từ bài báo của TS. Sun và cộng sự đăng trên tạp chí Nature Communications (2022). a: tính kháng khô hạn của drot1-1 và IL349. b: tính kháng khô hạn của dòng chuyển gen chứa DROT1 và đối chứng. Cây lúa tăng trưởng trong điều kiện bình thường 4 tuần và sau đó được xử lý khô hạn cho 15 ngày, và được cung cấp nước trở lại cho 10 ngày sau khi xử lý khô hạn.

 Nguồn: https://doi.org/10.1038/s41467-022-31844-w.

Tài liệu tham khảo

Xingming Sun, Haiyan Xiong, Conghui Jiang, Dongmei Zhang, Zengling Yang, Yuanping Huang, Wanbin Zhu, Shuaishuai Ma, Junzhi Duan, Xin Wang, Wei Liu, Haifeng Guo, Gangling Li, Jiawei Qi, Chaobo Liang, Zhanying Zhang, Jinjie Li, Hongliang Zhang, Lujia Han, Yihua Zhou, Youliang Peng & Zichao Li. Natural variation of DROT1 confers drought adaptation in upland rice. Nature Communications 13:4265 (2022).