GIF1: Gene ảnh hưởng đến năng suất lúa

Trong các loại lương thực chính, gạo đứng vị trí thứ hai tính theo lượng tiêu thụ (1). Chính vì vậy, các biện pháp nhằm tăng sản lượng lúa đóng vai trò quan trọng. mặc dù các tiến bộ khoa học kỹ thuật càng ngày càng được áp dụng nhưng trong hầu hết các hệ thống sản xuất (theo khu vực và theo quốc gia)
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
GIF1: Gene ảnh hưởng đến năng suất lúaGIF1: Gene ảnh hưởng đến năng suất lúaTrong các loại lương thực chính, gạo đứng vị trí thứ hai tính theolượng tiêu thụ (1). Chính vì vậy, các biện pháp nhằm tăng sản lượnglúa đóng vai trò quan trọng. mặc dù các tiến bộ khoa học kỹ thuậtcàng ngày càng được áp dụng nhưng trong hầu hết các hệ thống sảnxuất (theo khu vực và theo quốc gia) năng suất lúa thực tế vẫn còncách khá xa so với năng suất tiềm năng hay nói cách khác khoảng (2)cách năng suất (yield gap) vẫn còn lớn . Bên cạnh các yếu tố thuộcvề điều kiện ngoại cảnh và canh tác thì phẩm chất giống lúa là mộttrong những yếu tố quyết định năng suất và phẩm chất lúa gạo.Phát hiện GIF1 (3)Đối với từng giống lúa, các đặc điểm ảnh hưởng đến năng suất nhưsố hạt/bông và khối lượng hạt được quy đinh bởi một nhóm gene.Tương tác giữa các gene trong nhóm sẽ ảnh hưởng đến tính trạngquy định năng suất này. Chính vì vậy, tìm kiếm các gene ảnh hưởngđến năng suất là công việc của nhiều nhà khoa học trên khắp thếgiới. Gene đó là GIF1 (grain incomplete filling).Biện pháp thường được áp dụng để tìm hiều chức năng của gene làtạo các đột biến thông qua các can thiệp chèn ngẫu nhiên làm thayđổi cấu trúc và chức năng các gene. Với phương pháp này có thểdẫn đến bất hoạt gene. Các nhà khoa học Trung Quốc đã sử dụngphương pháp này để tìm kiếm trong quần thể lúa đột biến những cáthể có quá trình vào mẩy kém hay hoàn toàn không sảy ra (trongtrường hợp này các gene quyết định quá trình vào mẩy của nhữngcá thể này đã bị ảnh hưởng ở các mức độ khác nhau).Trong số những đột biến thu được, biến đổi của gif1 đã làm chậmquá trình đông sữa và vào mẩy của hạt lúa làm cho hạt lúa nhỏ đi,mềm, nhẹ và có lượng tinh bột thấp hơn so với những hạt khôngmang gif1 đột biến. Những khác biệt này có thể khó phát hiện bằngmắt thường. Các phương pháp kiểm tra tiếp theo đã xác định GIF1mã hóa enzyme ở vách tế bào có chức năng xúc tác quá trình thủyphân (bẻ gãy) các phân tử đường để hình thành tinh bột.Một kết quả ngạc nhiên nữa là gene GIF1 điều khiển quá trìnhchuyển hóa này trong mô mạch của hạt lúa (phần cấu tạo được biếtđến với chức năng vận chuyển chất dinh dưỡng bao gồm cả đường)đến phần hạt đang phát triển. Phát hiện này, ở một góc độ nào đó,được cho là không mong muốn bởi vì enzyme thủy phân đườngsucrose được sử dụng bởi nhiều loại tế bào khác nhau.Nhóm nghiên cứu đã nghiên cứu và phát hiện có sự khác nhau trongmức độ biểu hiện của GIF1 lúa hoang và lúa trồng tại ở các mô khácnhau như noãn, vỏ hạt v.v. Theo các nhà khoa học, đây có thể là kếtquả của quá trình tích lũy các đột biến sảy ra đối với gene điều hòa.GIF1 được cho là một trong những gene được chọn lọc trong suốtlịch sử canh tác lúa. Trải qua hàng ngàn năm được trồng và chọnlọc, các quần thể mang GIF1 biến đổi có lợi đã được giữ lại và cũngvì nguyên do đó, theo GS Mã (trưởng nhóm nghiên cứu), GIF1 đãbiểu hiện chức năng đặc biệt tại mô mạch làm tăng kích thước và độchắc của hạt lúa. Hy vọng hơn, các thiệp làm tăng độ hiện của geneGIF1 có triển vọng giúp nâng cao năng suất lúa, tạo nguồn cho cácgiống lúa lai.