Trang chủJianxin Ma (Jen-SHIN’ Ma) – Phó Giáo sư về nông học và các nhà nghiên cứu đồng nghiệp đã phát hiện ra một đột biến ở gien GmHs1-1 gây ra tình trạng lớp vỏ cứng của hạt đỗ tương hoang dã trở thành có tính thấm. Người nông dân lựa chọn đặc tính đó vào khoảng 5.000 năm trước đây trong một bước quan trọng để thuần hoá từ loài hạt cứng có họ với chúng là Glycine soja.
Gien này có thể được sửa đổi để tạo ra các giống cải tiến cho các vùng trồng mà tại đó tính có thể thấm qua của hạt giống có thể là một điều bất lợi, Ma nói. GmHs1-1 cũng liên quan tới hàm lượng canxi của đậu tương, cung cấp một mục tiêu di truyền để tăng cường dinh dưỡng của sản phẩm đậu tương làm thực phẩm.
Hiểu được cơ chế xác định tính thấm của hạt cũng có thể cung cấp cho các nhà nghiên cứu cách tiếp cận tốt hơn với đa dạng di truyền phần lớn chưa được khai thác của đậu tương hoang dã để làm phong phú thêm cho các giống đưa vào canh tác – các giống thiếu sự phong phú di truyền đã làm hạn chế những cải thiện về năng suất.
Hạt cứng cho phép nhiều loài thực vật hoang dã tồn tại được lâu dài qua thời gian nhờ hạt giống được bảo vệ trong điều kiện và môi trường khắc nghiệt, cho phép chúng tiếp tục duy trì trạng thái ngủ đông cho đến khi gặp điều kiện thích hợp cho sự nảy mầm. Được bọc trong một lớp vỏ kín gió và nước, hạt giống có thể sống sót trong thời gian dài, trong một số trường hợp là hơn 100 năm.
Nhưng lớp da cứng mượn từ giống hoang dã khiến khả năng phục hồi của chúng cũng là một vấn đề trong sản xuất nông nghiệp. Nó ngăn cản hạt giống nảy mầm nhanh và đồng nhất. Hạt đậu tương hoang dã mất vài tuần đến vài tháng để nảy mầm, trong khi hạt giống đậu tương được canh tác có thể bắt đầu hấp thụ nước trong 15 phút.
Các yếu tố di truyền làm cơ sở cho tính thấm của vỏ hạt vẫn còn là một bí ẩn cho đến khi Ma và nhóm của ông đã sử dụng một phương pháp tiếp cận dòng vô tính dựa vào bản đồ để tập trung vào GmHs1-1 dưới hình thức là các gien chịu trách nhiệm về độ cứng của hạt.
Nhóm nghiên cứu đã phát hiện thấy một đột biến ở một cặp nucleotide trong gien khiến cho vỏ hạt có tính thấm – đó là một thay đổi trong một cặp trong số khoảng 1 tỷ cặp cơ sở tạo nên bộ gien đậu tương.
Ma cho biết việc sửa đổi gien có thể tạo ra các hạt giống cứng hơn cho khu vực miền Nam nước Mỹ và các vùng nhiệt đới, ở đó lớp vỏ mềm của đậu tương được đưa vào canh tác sẽ làm giảm khả năng phát triển và tồn tại của chúng ngay sau khi thu hoạch.
Mục tiêu tiếp theo của nhóm nghiên cứu là xác định các gien tương tác với GmHs1-1 và hiểu cách thức chúng hoạt động với nhau để kiểm soát canxi và hàm lượng khoáng chất có thể khác.
Bài báo đã được công bố trên tạp chí Nature Genetics.