Việc phát hiện gen ra hoa ở cacao có thể tăng tốc độ nhân giống

Theo đồng tác giả nghiên cứu Mark Guiltinan, J. Franklin Styer, Giáo sư về Thực vật học Làm vườn và phân tử thực vật sinh học: “Đặc điểm của gen Flowering Locus T trong cacao, đóng vai trò lớn trong việc sản sinh florigen - một loại protein kích thích sự ra hoa ở hầu hết các loài thực vật”. Ông hy vọng tiến bộ này sẽ cho phép các nhà khoa học phát triển cây kháng bệnh tốt hơn, đó là việc rất quan trọng vì 20% đến 30% cây cacao trên thế giới bị mất trắng hàng năm.

Ông nói: “Việc nhân giống cây trồng như cacao rất chậm và có thể mất 20 năm trở lên để đưa ra một giống mới. Kiến thức về cơ chế ra hoa có thể dẫn đến các phương pháp đẩy nhanh việc nhân giống cacao và phát triển cây cho quả sớm hơn các giống thông thường mất từ ​​hai đến bốn năm. Mỗi năm, chúng tôi tiến gần hơn đến những mục tiêu này khi tiếp tục khám phá sinh học phân tử của cây cacao".

Để tìm gen ra hoa trong cacao, trưởng nhóm nghiên cứu Sarah Prewitt, ứng viên tiến sĩ khoa học thực vật tại trường Đại học Khoa học Nông nghiệp, lần đầu tiên xem xét các gen đóng vai trò quan trọng cho việc ra hoa ở cây Arabidopsis, đã nghiên cứu rộng rãi bộ gen của chúng trong nhiều thập kỷ qua. Trước khi tìm gen ra hoa của cacao, bà đã thử nghiệm gen ra hoa Arabidopsis trong cacao để xem cây phát triển ra sao.

Thử nghiệm theo lý thuyết của mình, bà đã biểu hiện gen quá mức đó để kích hoạt sự ra hoa rất sớm ở các "cây con" cacao trong phòng thí nghiệm và cho thấy rằng những bông hoa nhỏ bé đó tạo ra các hạt phấn có thể sống được.

Prewitt nói: “Để tìm ra gen ra hoa trong cacao, chúng tôi đã sử dụng phương pháp tin sinh học, lấy trình tự của gen từ cây Arabidopsis và tìm kiếm các gen tương tự trong bộ gen của cacao. Tôi tìm thấy gen cacao thúc đẩy sự ra hoa vì các trình tự trông rất giống nhau".

Các nhà di truyền học coi chức năng của gen tạo hoa florigen là " tính bảo tồn cao". Prewitt nói thêm: "Điều đó có nghĩa là gen này cực kỳ nhất quán - nó thực hiện những gì nó làm trong mọi bộ gen thực vật mà bạn thấy". Bà nói: "Gen ra hoa florigen chắc chắn đã được xem xét ở rất nhiều loài thực vật và nó rất đáng tin cậy. Nó kiểm soát thời gian ra hoa".

Trong công bố ngày 15 tháng 5 trên tạp chí BMC Plant Biology, các nhà nghiên cứu đã báo cáo về vai trò của gen ra hoa đơn của cacao, chứng minh Flowering Locus T bằng phân tích biểu hiện gen. Họ cũng ghi lại kết quả của việc đưa gen ra hoa từ cây Arabidopsis vào cây cacao. Họ giải thích rằng việc biểu hiện gen quá mức đó đã dẫn đến ra hoa "sớm" trong nuôi cấy mô cacao, việc này đã chứng minh chức năng cực kỳ giống nhau của các gen florigen và cơ chế kiểm soát sự ra hoa ở cả Arabidopsis và cacao. 

Guiltinan lưu ý, mặc dù hấp dẫn ở cấp độ khoa học, nhưng trong thực tế việc phát hiện ra gen Locus T của cacao có thể có tác động đáng kể, bằng cách giúp cải thiện cuộc sống của hàng triệu nông dân trồng cacao ở các nước đang phát triển. Ông chỉ ra rằng việc lai tạo các giống cacao cho năng suất cao, kháng bệnh, chống chịu với biến đổi khí hậu và các đặc tính chất lượng mong muốn là mục tiêu quan trọng hơn là phát triển hệ thống canh tác bền vững cho cacao.

Ông nói: “Các giống cacao tốt hơn có thể tăng thu nhập và do đó mang lại hạnh phúc lớn lao cho những người nông dân trồng cacao sống ở một số vùng nghèo khó nhất trên thế giới, chẳng hạn như Tây Phi, mang lại lợi ích cho nền kinh tế, môi trường của các quốc gia này và sẽ cung cấp nguồn nguyên liệu chính bền vững cho ngành công nghiệp sô cô la".

Pen State

Đỗ Quyên dịch

Nguồn: Lab Manager – Hoa Kỳ