Kích cỡ bộ genome hồ tiêu ước khoảng: 6,7 Gbp. Người ta đã công bố có 134 chuỗi trình tự trong cơ sở dữ liệu GeneBank với “public domain” là 2011 trình tự.
Trung tâm khởi nguyên của hồ tiêu là Western Ghats thuộc miền Nam Ấn Độ, nơi mà mức độ đa dạng di truyền cây hồ tiêu rất lớn trong các giống tiêu trồng. Tính trạng liên quan đến phẩm chất gia vị, đặc biệt là ‘piperine’ (1-piperoylpiperidine, với những alkaloid chủ yếu) được đặc biệt nghiên cứu.
Nghiên cứu tế bào học cho thấy số nhiễm sắc thể căn bản của chi Piper là x = 13, trong khi đó loài Piper nigrum thuộc nhóm tứ bội (tetraploid) (2n = 52). Cơ hội thụ phấn chéo giữa các loài khác nhau có thể xảy ra một khi các loài tiêu ấy bò lên trên cùng một cây trụ. Do thiếu cơ chế chuyển dịch hạt phấn, hiện tượng dòng chảy của gen ngay sau đó khá hạn chế trong các dòng con lai. Áp dụng kỹ thuật NGS (next generation sequencing) có thể giải mã trình tự của bộ genome và bộ transcriptome cây hồ tiêu.
Một nghiên cứu khác về hệ transcriptome của rễ tiêu của Gordo et al. (2012) cho thấy: có sự tương tác giữa mầm bệnh và rễ cây chủ giúp người ta xác định được giống hồ tiêu kháng bệnh thông qua kỹ thuật chọn giống nhờ di truyền phân tử. Công nghệ “RNA-Seq” đã và đang được ứng dụng phổ biến nhằm mô tả hệ thống transcriptome của rễ cây hồ tiêu. Hệ thống transcriptome của rễ cây hồ tiêu được giải trình tự bằng công nghệ NGS SOLiD và được tổng hợp theo phương pháp multiple-k. Sử dụng Blast2Go và orthoMCL để chú thích 10.338 unigenes. Thông qua 4472 protein dự đoán, người ta thấy có khoảng 52% ở dạng tương đồng với hệ thống proteome của cây mô hình Arabidopsis. Hai bộ proteomes trong rễ cây hồ tiêu xác định được 615 proteins. Những protein này liên quan đến các tính trạng của hệ thống rễ. Chỉ thị phân tử SSR cũng được người ta xác định trong nghiên cứu đa dạng di truyền phục vụ yêu câu ứng dụng công nghệ sinh học và sinh thái học. Bộ dữ liệu đồ sộ của 10.338 unigenes trở nên vô cùng quan trọng cho việc chọn giống tiêu nhờ chỉ thị phân tử và nghiên cứu “ecogenomics”.
Thách thức lớn nhất trong di truyền và chọn giống là tạo ra giống tiêu kháng được hai đối tượng gây bệnh hại chính: Phytophtora capsici và Fusarium solani f. sp. piperis. Tiếp cận phương pháp hiện đại là NGS (next-generation sequencing), người ta đang đứng trước cơ hội mới để vượt qua thách thức này. Gordo và ctv. (2012) đã sử dụng công nghệ RNA-seq để phân tích bộ transcriptome của rễ cây hồ tiêu. Có khoảng 71 triệu “reads” được tạo ra và 22.363 phân tử transcript được tổng hợp de novo từ mô rễ trong đó có 257 chỉ thị SSR được xem như bộ cơ sở dữ liệu đầu tiên giúp nhà chọn giống thực hiện chiến lược chọn giống nhờ chỉ thị phân tử.
Loài tiêu hoang dại Piper colubrinum Link, thuộc họ Piperaceae là nguồn cho gen kháng với Phytophthora capsici, gây bệnh chết nhanh; kháng tuyến trùng Meloidogyne incognita và Radopholus similes. Tuy nhiên, kết quả lai giữa P. nigrum và P. colubrinum chưa thành công. Nguyên tắc chủ đạo: cây tiêu phản ứng lại sự tấn công của những vi sinh vật gây hại ấy thông qua sự kích hoạt số lượng lớn các gen mã hóa những protein khác nhau, chủ yếu là những chitinases. Chitinase sẽ phân giải lớp chitin, một dạng polymer thuộc nhóm N-acetyl-glucosamine có trong thành tế bào của vi nấm và trong lớp sừng của côn trùng.
Thành tựu của genomics và transcriptomics đã mở ra nhiều triển vọng cho nghiên cứu di truyền cây hồ tiêu trong tương lai./.
Theo VPA
0 comments:
Đăng nhận xét