CỔNG THÔNG TIN ĐIỆN TỬ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ ĐỒNG NAI

Cây lúa (Ảnh: Credit: © apisitwilaijit29 / Adobe Stock)

Nghiên cứu mới này phát hiện ra rằng một số lượng lớn những thay đổi liên quan đến thuần hóa ở cây lúa phản ánh sự chọn lọc các đặc tính vốn được xác định bởi một phần của bộ gen không mã hóa protein.

Người ta ngờ rằng RNA không mã hóa đóng vai trò rất quan trọng trong việc quy định sự sinh trưởng và phát triển nhưng đặc điểm của chúng chỉ mới bắt đầu được mô tả.

“Các nghiên cứu ban đầu có xu hướng lựa chọn hái “trái mọc thấp” – các đặc điểm đơn giản được kiểm soát bởi chỉ 1 hoặc 2 gen với các đột biến dễ dàng xác định. Việc khó khăn hơn nhiều là chỉ ra những biến đổi về phát triển khó thấy hơn vốn rất quan trọng đối với nhiều biến đổi trong quá trình thuần hóa cây trồng”, tác giả truyền thông Kenneth Olsen từ Đại học Washington ở St. Louis cho biết.

Một lượng lớn DNA trong các nhiễm sắc thể của nhiều loài động thực vật bao gồm các gen không mã hóa chỉ dẫn để sản xuất protein – chiếm đến 98% bộ gen của bất kỳ loài nào. Nhưng thông tin di truyền này còn được hiểu sơ sài. Một số nhà khoa học gọi đây là “vật chất tối” của bộ gen hay thậm chí bỏ qua nó như một loại “DNA rác” nhưng nó có vẻ đóng vai trò lớn hơn bình thường trong quá trình phát triển của cây lúa.

Trong nghiên cứu mới, các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng những thay đổi quan trọng xuất hiện trong quá trình thuần hóa cây lúa cách đây hơn 9000 năm có lẽ có nguồn gốc từ các phân tử được gọi là RNA dài không mã hóa (lncRNA), một lớp phân tử RNA với độ dài hơn 200 nucleotide.

Cỡ 36% lượng thông tin di truyền được ghi lại trong bộ gen lúa có thể được truy nguồn gốc từ các vùng không mã hóa nhưng hơn 50% sự đa dạng các đặc điểm quan trọng đối với nông nghiệp cũng có liên hệ với các vùng này.

“Lần đầu tiên lncRNA trong vùng không mã hóa của lúa canh tác và lúa tự nhiên được chú thích và mô tả sâu. Các thí nghiệm chuyển gen và phân tích di truyền quần thể của chúng tôi đã chứng minh một cách thuyết phục rằng chọn lọc lncRNA góp phần cho những thay đổi về phẩm chất hạt của lúa thuần chủng bằng cách thay đổi biểu hiện của các gen có chức năng tổng hợp tinh bột và tạo màu hạt”, đồng tác giả Xiaoming Zheng, nhà sinh vật học làm việc với Viện khoa học cây trồng tại Học viện khoa học nông nghiệp Trung Quốc cho biết.

Làm việc với vài trăm mẫu lúa và hơn 260 Gbs tuần tự gen, các nghiên cứu đã áp dụng các kỹ thuật dò nhạy để định lượng và theo dõi sự sao chép lncRNA ở cây lúa. Nghiên cứu mới xác nhận lại một số lncRNA được xác định trước đây và đồng thời cung cấp thông tin mới về các phân tử trước đây chưa được mã hóa.

Nghiên cứu mới làm tăng thêm suy đoán của một số nhà nghiên cứu rằng hầu hết sự khác biệt thích nghi giữa các nhóm cây trồng hay vật nuôi là do những thay đổi về quy định gen và không phải do tiến hóa của protein. Nghiên cứu cũng mở ra cánh cửa mới cho việc sản xuất các giống cây trồng và cây ngũ cốc mới thông qua lai giống chính xác.

LH (Science Daily)