Phản ứng với áp lực mặn của loài cà hoang dại Solanum pimpinellifolium thông qua phương pháp đánh giá kiểu hình chất lượng tốt

 Phản ứng với áp lực mặn của loài cà hoang dại Solanum pimpinellifolium thông qua phương pháp đánh giá kiểu hình chất lượng tốt

Nguồn: Mitchell Morton, Gabriele Fiene, Hanin Ibrahim Ahmed, Elodie Rey, Michael Abrouk, Yoseline Angel, Kasper Johansen, Noha O. Saber, Yoann Malbeteau, Samir Al-Mashharawi, Matteo G. Ziliani, Bruno Aragon, Helena Oakey, Bettina Berger, Chris Brien, Simon G. Krattinger, Magdi A. A. Mousa, Matthew F. McCabe, Sónia Negrão, Mark Tester, Magdalena M. Julkowska. 2024. Deciphering salt stress responses in Solanum pimpinellifolium through high-throughput phenotyping. The Plant Journal; First published: 06 July 2024; https://doi.org/10.1111/tpj.16894

 

Đất mặn là ức chế do môi trường ảnh hưởng nhất định đến năng suất cây trồng trên toàn thế giới. Hiểu biết phản ứng của cây trồng với áp lực mặn vô cùng cần thiết để phát triển giống chống chịu.

 

Loài hoang dại có liên hệ gần với loài cây trồng, ví dụ cà chua hoang dại, Solanum pimpinellifolium, có thể đóng vai trò nguồn vật liệu di truyền rất hữu dụng để khai thác tính chống chịu của giống trồng trọt, cà chua S. lycopersicum. Theo nghiên cứu này, người ta tiến hành đánh giá kiểu hình “high-throughput” (có chất lượng tốt) trong nhà kính và trên đồng ruộng nhằm khai thác phản ứng với úc chế mặn của tập đoàn loài cà chua hoang dại S. pimpinellifolium rất đa dạng. Kết quả cho thấy có sự biến thiên rất lớn về kiểu hình phản ứng với stress mặn, với những tính trạng như tỷ lệ thoát hơi nước, khối lượng tổng chất khô của chồi thân, và tích tụ ion cho thấy những tương quan có ý nghĩa với đặc điểm của cây cà chua. Trong khi thoát hơi nước (transpiration) là một thuộc tính chủ yếu của biểu hiệu cây cà chua bên ngoài theo kết quả số liệu nhà kính, thì tổng chất khô chồi thân (shoot mass) tương quan chặt chẽ với năng suất trong điều kiện thí nghiệm ngoài đồng. Trái lại, tích tụ ion là yếu tố ít ảnh hưởng nhất trong thí nghiệm nhà kính. Thông qua GWAS, người ta xác định được gen ứng cử viên mà kết quả trước đây chưa có đối với stress mặn, cho thấy khả năng của phương pháp “high-throughput phenotyping” để phát hiện những khía cạnh mới của phản ứng cây trồng với stress. Kết quả nghiên cứu đóng góp vào kho tàng kiến thức về tính trạng chống chịu stress mặn của loài cà chua hoang dại S. pimpinellifolium và đặt nền tảng cho nhương trình nghiên cứu tương lai về cơ sở di truyền của những tính trạng như vậy, chuyển thông điệp quan trọng cho cải tiến giống chống chịu mặn của cà chua và cây trồng khác.

 

Xem https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/tpj.16894

 

Đa dạng di truyền và kiến trúc của loài cà chua hoang dại Solanum pimpinellifolium và loài cà chua trồng trọt S. lycopersicum.

 

(a) Kết quả phân tích PCA của 482 mẫu giống cà chua sử dụng chỉ thị SNPs (20 325 817 SNPs). Điểm chấm màu tím đại diện cho 151 mẫu cà chua S. lycopersicum var. cerasiforme, điểm xanh blue là mẫu của 30 S. lycopersicum, điểm màu hồng là 301 mẫu S. pimpinellifolium.

 

(b) Kiến trúc quần thể (K = 2 to 5) của 265 mẫu S. pimpinellifolium được dự đoán bằng sNMF. Mỗi “bar” đại diện cho một mẫu a và các “bars” này được lấp đầy bằng màu, biểu thị giá trị “likelihood of membership” đối với mỗi tổ tiên.

 

(c) Phân bố địa lý của tổ tiên loài S. pimpinellifolium có từ kết quả phân tích Snmf, K = 5. Màu biểu thị sự đóng góp tại chổ tối đa của tổ tiên. Chấm đen biểu trưng giá trị “coordinates” của mỗi một mẫu giống. Chỉ có những mẫu biết rõ “GBS coordinates” được hiển thị ở đây (n = 202).