Gạo là một trong những loại lương thực chính quan trọng nhất trên thế giới, và việc tăng sản lượng gạo là yếu tố quyết định đối với sự gia tăng nhanh chóng của dân số toàn cầu.
Kích thước và trọng lượng hạt là những đặc điểm quan trọng về năng suất và chất lượng hình dạng hạt, vì vậy tối ưu hóa kích thước và trọng lượng hạt là chiến lược quan trọng để tăng năng suất cây trồng và cải thiện chất lượng ngoại hình.
Ảnh: Pixabay/CC0 Public DomainMới đây, một nhóm nghiên cứu chung đã tiết lộ lộ trình GW2-WG1-OsbZIP47 điều chỉnh kích thước và trọng lượng hạt gạo, cung cấp cái nhìn mới về ứng dụng tăng năng suất cây trồng và cải thiện chất lượng hình dạng hạt.
Nghiên cứu này đã được công bố trên tạp chí Molecular Plant vào ngày 27 tháng 4.
Các nhà nghiên cứu dẫn đầu bởi Giáo sư LI Yunhai tại Viện Di truyền và Sinh học Phát triển của Học viện Khoa học Trung Quốc, Giáo sư WANG Dekai tại Đại học Khoa học Công nghệ Chiết Giang, GS. QIAN Qian và ZENG Dali tại Viện Nghiên cứu Lúa gạo Quốc gia Trung Quốc và Giáo sư Dirk Inze tại Đại học Ghent tham gia vào nghiên cứu.
Các nhà nghiên cứu đã phân lập gen WG1 từ dòng chuyển gen ban đầu WG1-OE với hạt rộng và nặng hơn. WG1 mã hóa glutaredoxin OsGRX8 loại CC, được bản địa hóa trong nhân.
Việc điều chỉnh WG1 làm tăng đáng kể chiều rộng và trọng lượng của hạt, trong khi loại bỏ WG1 sử dụng công nghệ CRISPR / Cas9 khiến đến hạt dài hơn và mỏng hơn. Phân tích tế bào học cho thấy rằng WG1 điều chỉnh chiều rộng của hạt bằng cách thúc đẩy sự tăng sinh tế bào.
WG1 tương tác với yếu tố phiên mã OsbZIP47 và ngăn chặn hoạt động phiên mã của nó bằng cách sử dụng bộ ức chế đồng phiên mã ASP1, để điều chỉnh kích thước hạt. OsbZIP47 hạn chế sự phát triển chiều rộng của hạt bằng cách giảm sự tăng sinh của tế bào.
Các kết quả khác cho thấy rằng một chất điều chỉnh kích thước hạt đã biết-E3 ubiquitin ligase GW2 ubiquitin protein WG1 và nhắm mục tiêu phân hủy chúng. Các phân tích di truyền hỗ trợ rằng GW2, WG1 và OsbZIP47 hoạt động trong một con đường chung để kiểm soát sự phát triển của hạt.
Những phát hiện này cho thấy một khuôn khổ di truyền và phân tử cho việc kiểm soát kích thước và trọng lượng hạt qua trung gian mô-đun điều chỉnh GW2-WG1-OsbZIP47, mở ra triển vọng mới cho việc sử dụng con đường điều tiết này để cải thiện kích thước và trọng lượng hạt trên cây trồng.
Link: https://phys.org/news/2021-05-scientists-mechanisms-rice-grain-size.html
Hà Trần (Theo Phys.org)
Đăng nhập
