Có thể điều chỉnh hoa đầu để cây lúa cho nhiều hạt hơn
Cây lai có năng suất cao thường được sản xuất bằng việc lai hai dòng bố mẹ khác nhau. Nhưng lai hai dòng này rất khó khăn trên lúa, loài cây tự thụ phấn. Để giải quyết vấn đề này, từ những năm 1970, các nhà khoa học Trung Quốc đã tìm ra cách để sản xuất ra dòng lúa đơn tính đực bất dục (MS) cho phép các nhà lai tạo thực hiện thụ phấn có kiểm soát, dẫn đến sản xuất lúa lai thành công.
Thật không may, trong những dòng MS, chùy (hoa đầu) vẫn kín trong bẹ lá bao phủ nó vì các phần thân hỗ trợ (các lóng cao nhất) thường ngắn, dẫn đến việc thụ phấn bị chặn và sinh sản hạt bị giảm xuống. Để làm cho chùy mọc dài ra và nổi lên từ các bẹ lá, các nhà lai tạo sử dụng cây lúa với một đột biến gene: đốt lúa trên cùng được kéo dài (EUI1) bằng việc mã hóa một enzyme tắt chức năng điều chỉnh hormone thực vật (hormone gibberellin – viết tắt GA). Tắt chức năng này cho phép GA kích thích mở rộng lóng trên cùng, dẫn đến mở rộng chùy, cũng như tăng chiều cao cây. Việc hiểu những điều chỉnh của enzyme EUI1 trong cây bình thường (loại hoang dã) rất quan trọng vì nắm rõ về cơ chế phân tử mà thông qua đó, hoạt động của EUI1 được điều chỉnh trong suốt quá trình phát triển sẽ cho phép điều chỉnh mở rộng chùy một cách linh hoạt, điều đó có thể giúp các nhà lai tạo cải thiện việc sản xuất giống lúa lai.
Bằng cách cô lập và triệt tiêu một đột biến lùn với phần mở rộng chùy bị khiếm khuyết, các nhà nghiên cứu phát hiện ra một cơ chế quan trọng của việc mở rộng gene EUI1 trên lúa. Sự điều chỉnh này, gọi là HOX12, có liên kết trực tiếp đến yếu tố điều hòa của gene EUI1, có chức năng như một yếu tố giải mã, hoặc điều chỉnh trung tâm. Họ đề xuất rằng HOX12 giúp điều chỉnh tăng trưởng thực vật để đáp ứng với yếu tố môi trường thông qua tác động của nó trên EUI1, tác động này như một công tắc để điều tiết sự di chuyển GA từ chùy đến thân cây. Bước tiếp theo sẽ là xác định những điểm khởi đầu của quy trình điều chỉnh phân tầng HOX12-EUI1 và các điều kiện sinh lý mà theo đó xảy ra sự điều chuyển.
Bảo Như lược dịch theo Sciencedaily
https://www.sciencedaily.com/releases/2016/04/160401144547.htm
