Các nhà khoa học giải trình tự bộ gien của lúa basmati

Sử dụng công nghệ giải trình tự bộ gen, các nhà nghiên cứu đã tập hợp bản thiết kế di truyền hoàn chỉnh của hai giống lúa basmati, bao gồm một giống chịu hạn và kháng bệnh vi khuẩn. Những phát hiện cũng cho thấy lúa basmati là giống lai của hai nhóm lúa khác.

Lúa là một trong những cây trồng quan trọng nhất trên toàn thế giới, và các giống trong nhóm basmati là một số giống lúa mang tính biểu tượng và được đánh giá cao nhất. Tuy nhiên, cho đến gần đây, một bộ gen tham chiếu chất lượng cao cho lúa basmati đã không tồn tại, ông Jae Young Choi, một học giả sau tiến sĩ tại Đại học New York (NYU) và là tác giả chính của nghiên cứu cho biết.

Trình tự toàn bộ bộ gen - xác định trình tự DNA hoàn chỉnh của một sinh vật - được coi là một công cụ quan trọng để nghiên cứu thực vật và cải thiện các giống cây trồng. Các nhà nghiên cứu của NYU giải thích rằng nghiên cứu trước đây đã tập hợp bộ gen bằng cách sử dụng trình tự đọc ngắn - trong đó DNA bị vỡ thành các mảnh nhỏ và sau đó được ghép lại - nhưng thiếu dữ liệu và sự liên tục.

Các nhà nghiên cứu đã giải trình tự bộ gen của hai loại trong nhóm lúa basmati bằng công nghệ giải trình tự nanopore - công nghệ giải trình tự thế hệ thứ ba cho phép sắp xếp các phân tử DNA đơn dài một cách nhanh chóng, để cải thiện tính hoàn chỉnh và hiệu quả của trình tự bộ gen trước đó.

Các nhà nghiên cứu tập trung vào hai giống: Basmati 334 từ Pakistan, được biết đến là có khả năng chịu hạn và chịu được bệnh bạc lá do vi khuẩn và Dom Sufid từ Iran, một loại gạo hạt dài thơm, một trong những loại gạo đắt nhất trên thị trường. Sử dụng các lần đọc từ trình tự nanopore, các nhà nghiên cứu đã tập hợp bộ gen hoàn chỉnh, chất lượng cao của hai giống lúa basmati được cho là cải tiến đáng kể so với trình tự bộ gen trước đó được lắp ráp bằng cách đọc ngắn.

Trình tự cũng xác nhận lúa basmati là giống lai của hai nhóm lúa khác. Hầu hết các vật liệu di truyền trong basmati đến từ japonica (một nhóm lúa được tìm thấy ở Đông Á), tiếp theo là nhóm lúa aus (được tìm thấy ở Bangladesh).

Hiện tại, các trình tự bộ gen đã được thiết lập, các nhà nghiên cứu sẽ hợp tác với cộng đồng khoa học về nhân giống lúa gạo để xác định các gen quan trọng, xem điều gì làm cho nhóm basmati trở nên độc đáo và phát triển các chỉ thị phân tử để giúp tạo ra các giống mới.

“Bằng cách giải được trình tự gen của các giống lúa như Basmati 334, có thể chịu được điều kiện khô hạn và chống chịu bệnh vi khuẩn, chúng ta có thể bắt đầu xác định các gen làm phát sinh những đặc điểm quý giá này”, Michael Purugganan - giáo sư sinh học tại NYU cho biết. “Khả năng chịu hạn hán là điều chúng tôi đặc biệt quan tâm, nhất là những thách thức mà chúng tôi gặp phải do biến đổi khí hậu và những tác động đối với an ninh lương thực trên toàn thế giới”.

Hoàng Nam dịch

Theo New Food Magazine