Phương pháp tiếp cận mới tăng độ chính xác của việc nhân giống lúa mì

Tạo giống cây trồng liên quan đến việc tập hợp các tổ hợp mong muốn của các tính trạng được xác định bởi sự biến đổi di truyền cơ bản. Một phần của sự biến đổi di truyền này thường giữ nguyên giữa các thế hệ, với một số gien nhất định được di truyền cùng nhau. Những khối gien này - rất hiếm khi bị phá vỡ trong quá trình tái tổ hợp di truyền - được gọi là khối kiểu gien đơn bội haplotype. Các đơn bội này là đơn vị mà các nhà lai tạo chuyển đổi và chọn lọc giữa các cây để tạo ra các dòng cây trồng mới.

Trong nghiên cứu mới xuất hiện trên tạp chí Communications Biology, các nhà nghiên cứu của Trung tâm John Innes do nhóm giáo sư Cristobal Uauy đứng đầu cho thấy rằng các nền tảng hiện tại được các nhà lai tạo sử dụng không cung cấp độ phân giải cần thiết để phân biệt giữa các loài đơn bội, có khả năng dẫn đến các quyết định lai tạo không chính xác.

Họ đã xác định các khối haplotype được chia sẻ trên 15 giống lúa mì được tập hợp trong Dự án bộ gien lúa mì 10+, một sự hợp tác quốc tế lớn được công bố trên tạp chí Nature.

Để minh họa việc áp dụng phương pháp tiếp cận haplotype này nhằm hỗ trợ cải tiến cây trồng, họ tập trung vào một vùng cụ thể của bộ gien lúa mì trên nhiễm sắc thể 6A.

Thông qua các nghiên cứu di truyền chi tiết và các thí nghiệm trên diện rộng, họ đã chỉ ra rằng các nhà lai tạo ở Anh đang duy trì nhiều gien dưới dạng đơn bội 6A nhiễm sắc thể nguyên vẹn để tối đa hóa sự biểu hiện của các đặc điểm mong muốn bao gồm thời gian ra hoa và năng suất.

Do sự đa dạng thấp trên nhiễm sắc thể 6A, họ đã thử nghiệm phương pháp haplotype để phát hiện và giới thiệu các kiểu haplotype mới từ các chủng lúa mì không được nhân giống hiện đại.

Kết hợp kiến ​​thức haplotype, di truyền học và nghiên cứu thực địa, họ đã xác định được ba kiểu haplotype mới trong các chủng tộc liên quan đến các đặc điểm năng suất được cải thiện trong các môi trường ở Vương quốc Anh.

Vì các dạng đơn bội này không có trong tế bào mầm hiện đại, nên chúng đại diện cho các biến thể mới có thể được nhằm mục tiêu để cải thiện năng suất ở các giống cây trồng ưu tú, sử dụng các công cụ gien hiện đại.

Tác giả chính, Tiến sĩ Jemima Brinton nói: “Chúng tôi đã sử dụng các tiêu chí nghiêm ngặt để phân biệt các khối haplotype được chia sẻ này với các trình tự gần giống nhau. Chúng tôi cho rằng sự nghiêm ngặt này là cần thiết để cải thiện cây trồng. Quá trình nhân giống đã sẵn sàng để trải qua sự cải thiện về độ chính xác và hiệu quả thông qua việc nhân giống dựa vào haplotype”.

Kiến thức được tạo ra trong nghiên cứu ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình nhân giống và cho phép các nhà khoa học:

• Thực hiện việc phát hiện tập trung các dạng đơn bội mới và sử dụng các chiến lược nhân giống để đưa sự đa dạng di truyền này vào nguồn gien hiện đại.
• Ưu tiên các mục tiêu nghiên cứu để tìm hiểu các chức năng sinh học của các trình tự được chọn bởi các nhà lai tạo.
• Thực hiện lựa chọn chính xác hơn các cặp bố mẹ để tối đa hóa lợi ích di truyền trong các chương trình nhân giống.
• Tập hợp các tổ hợp haplotype được tối ưu hóa.

​Nguồn: www.mard.gov.vn