Sử dụng SNP và haplotypes để xác định vùng giả định của gen của hạt đậu nành

Sử dụng SNP (single nucleotide polymorphisms) và haplotypes để xác định vùng giả định của gen mã hóa hàm lượng protein (PC) và protein hòa tan trong nước (SPC) của hạt đậu nành

Có bốn loci mã hóa protein “SPC-specific”(hàm lượng protein tan trong nước đặc biệt) đã được xác định, giải thích được 8,5–15,1 % biến thiến kiểu hình, và lý giải tại sao giống đậu nành có hàm lượng PC cao thì SPC thấp.

Hàm lượng protein tan trong nước (SPC: water-soluble protein content) là một yếu tố vô cùng cần thiết cho cả hai mục đích: phẩm chất thức ăn và sản lượng của protein đậu nành được xác định. Tuy nhiên, có rất ít số liệu về bản chất di truyền và cơ chế biến dưỡng làm sao gia tăng được SPC. Trong thí nghiệm này, người ta sử dụng tập đoàn đậu nành gốm có 192 mẫu giống có nguồn gốc địa lý khá rộng để xác định vùng nào trong genome cây đậu nành liên quan đến hàm lượng protein (PC: protein content) và hàm lượng protein hòa tan trong nước (SPC) thông qua cách tiếp cận với phương pháp “association mapping”, với 1.536 SNP makers và 232 haplotypes. Biến thiên di truyền của PC và SPC rất lớn thông qua kết quả “diverse panel”. Kết quả phân tích “association mapping” với ba phương pháp thông dụng nhằm giảm thiểu tối đa tác động của những kết hợp mang tính chất sai lệch (false-positive associations).

Như vậy, có 4/8 SNPs và 3/6 haplotypes kết hợp một cách ý nghĩa với hàm lượng protein PC/ hàm lượng SPC trong hai hoặc nhiều hơn môi trường trên cơ sở xem xét mô phỏng hỗn hợp (mixed model). Một chỉ thị SNP liên kết có ý nghĩa với PC, BARC-021267-04016,định vị ở quãng 0.28 cM với gen mã hóa glycin, G7, và được tìm thấy chúng biểu hiện qua tất cả bốn môi trường nghiên cứu. Bốn loci chủ lực liên quan đến SPC-specific, đó là BARC-029149-06088, BARC-018023-02499, BARC-041663-08059 và haplotype 15 (hp15), được người ta xác định trên nhiễm sắc thể 5 và 8. Chúng giải thích được 8.5–15.1 % biến thiên kiểu hình. Hơn nữa, gen mã hóa glutelin type-B 2-like cũng được xác định trên nhiễm sắc thể 8 và có khả năng liên quan đến tính chất dễ hòa tan của protein đậu nành.

Những markers như vậy định vị trên QTL đã được người ta báo cáo trước đây, chúng tái khẳng định lại những kết quả trước đó và trở thành những markers mục tiêu được sử dụng để xác định các gen có liên quan đến protein. Những SNPs mới này và những haplotypes ấy vô cùng quan trọng phục vụ cho nghiên cứu sâu hơn bản chất di truyền học của PC và SPC. Thông qua việc so sánh tương quan và loci di truyền giữa PC và SPC, người ta cung cấp cho các nhà khoa học cách nhận định mới về giống đậu nành tại sao khi hàm lượng PC cao thì SPC lại thấp.

 

Nguồn: Theoretical and Applied Genetics September 2014, Volume 127, Issue 9, pp 1905-1915

http://link.springer.com/article/10.1007/s00122-014-2347-2