Các nhà khoa học khám phá ra gen giúp tăng lượng dầu trong hạt

Sự biểu hiện của gen UPL3 làm hạn chế sự phát triển hạt của cây cải dầu Brassica napus, hình minh họa cho thấy quả dài màu xanh, hạt có nhiều dầu. Ảnh chụp của Peng Gao/Trung tâm nghiên cứu phát triển nguồn lợi cây trồng và thủy sản.
Một nhóm các nhà khoa học thuộc Trung tâm John Innes, đứng đầu là nhà di truyền học Charlotte Miller đã phân lập được một gen điều khiển cả hàm lượng dầu và kích cỡ hạt cải dầu (Brassica napus). Khám phá này giúp chúng ta cải tiến giống cải dầu có nhiều dầu hơn.

Cải dầu được sản xuất nhiều ở Canada, giống cải “rapeseed” hoặc cây “oilseed rape”, là cây có dầu thực vật phổ biến vào bậc nhất trên thế giới. Miller và ctv. đã trồng khoảng 100 giống “rapeseed”, mỗi giống được giải trình tự toàn bộ hệ gen ở mức độ phiên mã – mà những gen của chúng biểu hiện riêng biệt trong từng giống khác nhau, cho thấy có sự khác biệt rất lớn trong hoạt động của gen thông qua những giống cây trồng ấy. Miller còn thu hoạch và cân khối lượng của hạt của từng giống riêng biệt, một vài giống cho hạt nặng hơn giống khác, đặc trưng cho hàm lượng dầu của chúng. Nhóm nghiên cứu của Miller so sánh những khác biệt như vậy trong khối lượng hạt cải và tìm thấy một gen mục tiêu, gen UPL3, hoạt động tích cực trong loại hạt nhẹ cân, cho thấy rằng protein mã hóa từ gen UPL3 có thể có trong sự phát triển của hạt. Các nhà khoa học xem xét dòng đột biến không có chức năng hoạt động của gen UPL3 ở cây mô hình Arabidopsis và thấy rằng: hạt của chúng nặng hơn 10% so với hạt đối chứng (dạng dại). Muốn biết làm thế nào gen UPL3 ảnh hưởng đến khối lượng hạt, các nhà khoa học đã tiến hành xem xét các gen đã biết để kiểm chứng trong quá trình phát triển của hạt. Họ đã tìm thấy 3 gen, tất cả được điều tiết bởi cùng protein, LEC2, một yếu tố phiên mã (transcription factor) làm gia tăng sự biểu hiện gen, dẫn đến kết quả cho hạt to hơn, nhiều dầu hơn.

Tham khảo thêm trên PNAS Blog article.
Nguồn: www.isaaa.org