VINAGRI News - Các nhà khoa học Trung Quốc đã xây dựng bản đồ di truyền toàn diện nhất từ trước đến nay của cây bông upland - nguồn cung hơn 95% sợi bông tự nhiên toàn cầu - qua đó làm sáng tỏ quá trình tiến hóa, phát hiện nhiều đặc điểm di truyền mới giúp cải thiện năng suất, chất lượng và khả năng chống chịu của cây bông.
Tóm lược:
> Trung Quốc xây dựng bản đồ di truyền toàn diện nhất của cây bông upland
> Phát hiện nhiều biến đổi cấu trúc gen giúp cải thiện năng suất, chất lượng và khả năng chống chịu
> Xác định 69 vị trí di truyền liên quan đến năng suất và chất lượng sợi, trong đó 62 vị trí hoàn toàn mới
> Phát hiện gen VWD11 giúp kháng bệnh héo Verticillium
> Tái dựng quá trình tiến hóa và thuần hóa cây bông qua ba giai đoạn tại châu Mỹ
> Mở ra hướng chọn giống chính xác, bền vững cho ngành bông Trung Quốc và toàn cầu
Các nhà khoa học Trung Quốc đã xây dựng thành công bản đồ di truyền toàn diện nhất thế giới đối với cây bông upland, đánh dấu bước đột phá quan trọng trong nghiên cứu di truyền và chọn giống bông. Thành tựu này không chỉ giúp làm rõ quá trình tiến hóa của cây bông mà còn phát hiện nhiều đặc điểm di truyền tiềm ẩn, có thể hỗ trợ phát triển các giống bông năng suất cao hơn, chống chịu tốt hơn và bền vững hơn.
Nghiên cứu được công bố gần đây trên tạp chí Nature Genetics, do nhóm khoa học dẫn đầu bởi ông Lý Phúc Quang (Li Fuguang) và Dương Triệu Ân (Yang Zhao’en) thuộc Viện Nghiên cứu Bông, Viện Hàn lâm Khoa học Nông nghiệp Trung Quốc thực hiện.
Theo nhóm nghiên cứu, sản xuất bông toàn cầu hiện đang đối mặt với một nút thắt quan trọng: quá trình canh tác thâm canh và chọn giống kéo dài đã làm thu hẹp nghiêm trọng đa dạng di truyền của cây bông upland, loại bông chiếm hơn 95% nguồn cung sợi tự nhiên trên thế giới. Điều này khiến cây trồng dễ bị tổn thương trước sâu bệnh, dịch hại và biến đổi khí hậu, đồng thời hạn chế khả năng tiếp tục cải thiện chất lượng.
Để tìm kiếm nguồn vật liệu di truyền mới cho công tác chọn giống, nhóm nghiên cứu đã xây dựng một “siêu pangenome” - thư viện di truyền quy mô lớn tổng hợp từ 107 giống bông upland tiêu biểu.
Công cụ này cho phép các nhà khoa học xác định những biến đổi cấu trúc quy mô lớn trong ADN, bao gồm sự tái sắp xếp, trao đổi và đảo ngược các đoạn nhiễm sắc thể - những yếu tố then chốt giúp cây bông thích nghi với môi trường.
Một phát hiện mang tính bước ngoặt của nghiên cứu là việc xác định một sự trao đổi nhiễm sắc thể quy mô lớn, cho thấy bông hiện đại có nguồn gốc từ một dòng di truyền rất hẹp tại Trung Mỹ, theo nhóm nghiên cứu.
Nghiên cứu cũng lần đầu tiên liên kết trực tiếp các biến đổi cấu trúc di truyền với những đặc tính nông học quan trọng. Cụ thể, nhóm đã xác định 69 vị trí di truyền liên quan đến chất lượng sợi và năng suất, trong đó 62 vị trí hoàn toàn mới, chưa từng được phát hiện bằng các phương pháp phân tích di truyền truyền thống.
Ngoài ra, nhóm nghiên cứu còn lập bản đồ các biến dị kiểm soát khả năng kháng sâu bệnh tự nhiên và màu sắc sợi bông, đồng thời phát hiện một vùng gen mới mang tên VWD11, có khả năng giúp cây bông kháng bệnh héo Verticillium, một trong những bệnh nguy hiểm nhất đối với cây bông.
Không chỉ tập trung vào gen riêng lẻ, nghiên cứu còn tái dựng hành trình tiến hóa của cây bông. Nhóm khoa học đề xuất mô hình thuần hóa ba giai đoạn: khởi nguồn tại bán đảo Yucatan (Mexico), lan sang Guatemala, sau đó phát tán ra toàn cầu. Nghiên cứu cũng chứng minh rằng các đợt lai tự nhiên trong lịch sử với loài bông khác đã đưa những đặc tính thích nghi quý giá vào hệ gen của bông upland.
Công trình này nhận được đánh giá cao từ giới khoa học Trung Quốc. Ông Trần Tiểu Á (Chen Xiaoya), Viện sĩ Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc, nhận định nghiên cứu “mang lại góc nhìn mới về quá trình thuần hóa cây bông và cung cấp các chỉ dấu di truyền quan trọng, góp phần thúc đẩy chọn giống sinh học và phát triển bền vững ngành bông”.
Ông Trương Hiển Long (Zhang Xianlong), Viện sĩ Viện Hàn lâm Kỹ thuật Trung Quốc, nhấn mạnh quy mô và tác động của nghiên cứu, cho rằng việc xây dựng pangenome đồ họa lớn và đa dạng nhất đối với bông upland đã làm rõ nguồn gốc và quá trình lan tỏa của cây bông tại châu Mỹ.
Ông cho biết: “Nghiên cứu đã chứng minh thuyết phục rằng các biến đổi cấu trúc quy mô lớn là động lực cốt lõi giúp cây trồng thích nghi với môi trường, đồng thời cung cấp nền tảng lý thuyết và công cụ chính xác cho chọn giống phân tử hiệu quả.”
Theo tác giả liên hệ Lý Phúc Quang, bản đồ di truyền này giúp công tác chọn giống chuyển từ tìm kiếm đại trà sang quá trình thiết kế có mục tiêu.
Những phát hiện này đặc biệt quan trọng đối với Trung Quốc - quốc gia sản xuất và tiêu thụ bông lớn nhất thế giới, trong việc nâng cao khả năng chống chịu và tính bền vững của nền nông nghiệp, đồng thời có ý nghĩa lớn đối với an ninh ngành dệt may toàn cầu.
NPK/ Vinagri News (Xinhua)
No comments:
Post a Comment